化学

无机化学多媒体电子教案

第三章 酸碱反应和沉淀反应 第四节沉淀反应

第四节 沉淀反应2013-11-12

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难溶电解质：

溶解度 <0.01g/100gH2O微溶电解质： 溶解度 0.1g~0.01g/100gH2O

易溶电解质：溶解度 >0.1g/100gH2O2013-11-12

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3-4-1难溶电解质的溶度积和溶解度溶度积常数溶解平衡——一定温度下，溶解与沉淀速

3-4-1难溶电解质的溶度积和溶 率相等时，晶体和溶液中的相应离子达到

解度 多相离子平衡，称为溶解平衡。溶解 如： BaSO4(s) 沉淀 Ba2+(aq) + SO42-(aq)

Ksp(BaSO4)=[c(Ba2+)/c ][c(SO42-)/c ]2013-11-12

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溶度积表达式也适用于难溶弱电解质 AB(s) AB(aq) (1)+(2) AB(aq) A+ + BK1 =c(AB)/c

c(A+ )· -) c(B K2 = c(AB )· cA+ + B-

AB(s)

K1 · 2 =c(A)· K c(B)/(c )2=Ksp(AB) 即 AB(s) A+ + BKsp(AB) =c(A)· c(B)/(c )22013-11-12

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溶度积常数

一般难溶物

溶解 AmBn(s) 沉淀 mAn+ + nBm-

Ksp(AmBn)=[c(An+)/c ]m[c(Bm-)/c ]n溶度积常数(简称溶度积) 即在一定温度下，难溶电解质的饱和溶液 中，各组分离子浓度幂的乘积是一个常数。

Ksp 只与温度有关，与浓度无关。2013-11-12

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溶度积常数的物理意义：表征难溶电解质溶解能力的特征常数； Kθsp越小，难溶电解质越难溶(或溶解

度s越小)。注意：同一类型的电解质，可以用Kθsp直接 比较溶解度的大小；但是不同类型的难溶

电解质，不能直接用Kθsp比较。

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溶度积常数的确定： a)实验方法测定；

b)利用公式计算lg Kspθ= -ΔrGmθ /2.303RT

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溶解度与溶度积的相互换算 例 已知298.15K时Ksp(AgI)=8.52×10-17, 计算298.15K时s(AgI)。 如： AgI(s) Ag+ + I平衡浓度/mol· -1 L x x Ksp(AgI)=[c(Ag+)/c ][c(I-)/c ] 8.52×10-17=x· x/(c )2 x=9.25×10-9 mol· -1 L 即 s(AgI)= 9.25×10-9 mol· -1 L 对于 AB(s) A+ + B2013-11-12

s= Ksp ×c

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溶解度与溶度积的相互换算

对于

AB(s)

A+ + B-

s= Ksp ×c同理 AB2或A2B型难溶电解质 如 平衡浓度/mol· -1 L3

A2B(s)

2A+ + B22s s

Ksp(A2B)=(2s)2· )3 s/(c Ksp s= 4 ×c

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应用计算公式应注意 1.不适用于易水解的难溶电解质 如 ZnS 在饱和溶液中 ZnS(s) Zn2+ + S2Zn2+ + H2O Zn(OH)+ + H+ S2- + H2O HS- + OHs(ZnS)≈c(Zn2+)+c(Zn(OH)+) s(ZnS)≈c(S2-)+c(HS-)

且水解程度 S2- »Zn2+, 使c(Zn2+)> c(S2-)按 s= Ksp ×c 式计算会产生较大误差。2013-11-12

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应用计算公式应注意2.不适用于难溶弱电解质

AB(s)

A + + B-

s(AB)=c(AB)+c(A+)=c(AB)+c(B-) s=c(AB) + Ksp(AB) ×c

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只有相同类型、基本不水解的难溶强电 解质，可直接根据溶度积大小来比较溶 解度的大小。Ksp s/(mol· -1) L 类型 难溶电解质 AgCl 1.77×10-10 1.33×10-5 AgBr 5.35×10-13 7.33×10-7 AB AgI 8.52×10-17 9.25×10-9 AB2 MgF2 6.5×10-9 1.2×10-3 A2B2013-11-12

Ag2CrO4

1.12×10-12

6.54×10-5

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3-4-2 沉淀反应溶度积规则 < 反应正向进行 rGm = 0

平衡状态 > 反应逆向进行 rG3-4-2沉淀反应 ) m=RT(lnJ – lnKsp AmBn(s) mAn+ + nBmJ={c(An+)}m{c(Bm+)}n/(c )(m+n) < 反应正向进行 溶度积 J = Ksp 平衡状态 规则 > 反应逆向进行2013-11-12

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例 在10mL0.10mol· -1MgSO4溶液中加入10mL L0.10mol· -1NH3· 2O,问有无Mg(OH)2沉淀生成？ L H 2+)= 1×0.10mol· -1=0.050mol· -1 解: c(Mg L L 2 1 c(NH3· 2O)= 2×0.10mol· -1=0.050mol· -1 H L L

NH3· 2O H NH4+ + OH平衡浓度/(mol· -1) 0.050-x L x x x· x x -5= x· Kb = 0.050-x ;0.050-x≈0.050; 1.8×10 0.050 x=9.5×10-4 c(OH-)=9.5×10-4 mol· -1 LJ=c(Mg2+)· [c(OH-)]2/(c )3=0.050×(9.5×10-4)2 =4.5×10-8 Ksp=5.61×10-12 < J

有Mg(OH)2沉淀生成2013-11-12

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例 在10mL0.10mol· -1MgSO4溶液中加入10mL L0.10mol· -1NH3· 2O, 若使Mg(OH)2沉淀溶解, 最 L H 少应加入多少摩尔NH4Cl? 解: 使沉淀溶解 c(Mg2+)· [c(OH-)]2 <Ksp[Mg(OH)2] Ksp = 5.61×10-12 =1.1×10-5mol· -1 c(OH-) < L c(Mg2+) 5.0×10-2 NH3· 2O H NH4+ + OH平衡浓度/(mol· -1) 0.050-1.1×10-5 y 1.1×10-5 L 1.1×10-5 y Kb = 0.050-1.1×10-5 =1.8×10-5 y=8.2×10-2 c(NH4+)=8.2×10-2mol· -1 L c(NH4+)>(8.2×10-2-1.1×10-5)mol· -1≈0.082mol·L-1 L 2013-11-12 (0.082×0.020)mol=0.0016mol

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影响沉淀反应的因素 同离子效应——使难溶电解质溶解度降低 平衡移动方向 如 BaSO4(s) Ba2+ + SO42Na2SO4 →2Na+ + SO42例 计算BaSO4在0.10mol· -1Na2SO4溶液 L 为使离子沉淀完全，可加入过量沉淀剂 中的溶解度。(s=1.04×10-5 mol· -1) L (一般过量20%~50%); 2+ 一般来说，当c(离子)<10-5mol· -1+ SO42解： BaSO4(s) BaL 基本 沉淀完全。 L 平衡浓度/mol· -1 s s +0.10Ksp(BaSO4)=s · +0.10)/(c )2≈s · (s 0.10=1.08×10-10

s =1.1×10-9mol· -1 < s L2013-11-12