章沉淀平衡

10-1 溶度积原理
难溶物质溶解度： <0.01g/100gH2O 。
10-1-1 溶度积常数
在一定温度下，将难溶电解 质晶体放入水中时，就发生溶解 和沉淀两个过程。在一定条件下 ，当溶解和沉淀速率相等时，便 建立了一种动态平衡。
溶解
AgCl(s)
Ag+(aq) + Cl-(aq)
沉淀
在一定温度下 K = [Ag+][Cl-]
Ksp = 1.4 × 10-8
解：PbI2 (s) Pb2+ (aq) + 2 I- (aq)
J = c(Pb2+)c(I-)2 = 0.1 × (0.1)2
= 1 × 10-3
J >> Ksp 会产生PbI2沉淀
[例10-1] P.338
10-1-3 溶度积与溶解度的关系
二者都表示物质的溶解能力。既有联系也 有区别。
解： Ag2CrO4 (s) 2Ag (aq) CrO42 (aq)
平衡浓度(mol·L-1)
2sቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
s
Ksp [Ag ]2[CrO42]
1.1×1012 4s 3, s 6.5×105 (mol·L-1)
Mr(Ag 2CrO4 ) 331.7
S=6.5×10－5×331.7=2.2×10－2g·L－１
MmAn(s) = MmAn(aq)→ mMn+ + nAm-
平衡时：
1 mol m mol n mol
1升中：
s mol s×m mol s×n mol
平衡浓度：
[Mn+]= s×m mol.L-1；[Am-]= s×n mol.L-1。
Ksp=[Mn+]m[Am-]n =(m×s)m(s×n)n
解：∵ BaSO4 饱和溶液很稀(近似认为难溶电 解质饱和溶液的密度和纯水一样为1g·mL-1)
∴ 100 g水看作100 ml 溶液。 s=2.42 ×10-4 /233.4/0.1=1.04 ×10-5mol·L-1
Ksp=[Ba2＋][SO42－]＝ s 2 =1.08 ×10-10
溶解度为s mol.L-1时：
上述结论，称为溶度积规则。 注意当J>Ksp时，可能没有沉淀析出。 原因： a、若生成的沉淀太少，肉眼不能辨别； b、若生成过饱和溶液，沉淀不能析出； c、若发生其它副反应，沉淀不能析出。
例.等体积的0.2 mol·L-1的Pb(NO3)2和0.2mol·L-1 KI水溶液混合是否会产生PbI2沉淀？
Ksp=mm×nn×s(m+n)
n :m型：AnBm(s) s
nAm+(aq)+mBn-(aq)
ns
ms
Ksp= [nS]n[mS]m = nnmmSn+m
•1: 1型：
Ksp＝S×S＝S2
如AgCl，CaCO3
•1: 2或2: 1型： Ksp＝(2S)2×S＝4S3
如Mg(OH)2 , Ag2CrO4
AgCl Ksp=1.8×10-10 S=1.34×10-5mol·L-1 AgBr Ksp=4.1×10-13 S=6.4×10-7mol·L-1 B. 不同类型：则不能用Ksp的大小来比较溶解度的大 小，必须经过换算才能得出结论。
1. 已知 S求Ksp
溶解度S指在一定温度下饱和溶液的浓度。在 有关溶度积的计算中，离子浓度必须是物质的量 浓度，其单位为mol·L－1，而通常的溶解度的单位 是g /100g水。因此，计算时有时要先将难溶电
解质的溶解度S 的单位换算为mol·L－1。
例 ：已知BaSO4 在25 oC的水中溶解度为 2.42×10-4 g/100gH2O ，求Ksp=?
Fe(OH)3
Fe3+ + 3OH－
Ksp = [Fe3+][OH－]3
Ag2CrO4
2Ag+(aq)+ CrO42- (aq)
Ksp= [Ag+]2[CrO42- ]
Ca5(PO4)3F
5Ca2+(aq)+ 3PO43- (aq) + F- (aq)
Ksp= [Ca2+]5[PO43- ]3[F- ]
第10章 沉淀平衡
基本要求： 1.掌握难溶电解质的溶度积原理，应用溶 度积常数进行相关计算。
2.利用溶度积规则判断沉淀的生成和溶解。
3．熟悉pH值对难溶金属氢氧化物和金属硫化 物沉淀溶解平衡的影响及有关计算。
沉淀-溶解平衡（简称沉淀平衡）： 是指在一定温度下难溶电解质饱和溶液中的 离子与难溶物固体之间的多相动态平衡。 溶液中难溶电解质的固相和其溶解于液相的 离子间的平衡。
10-1-2 溶度积原理
讨论Ksp表达式： 沉淀溶解平衡时: Ksp=[Mn+]m[Am-]n 任意状态(非平衡态)的溶液中：
J=c(Mn+)m ×c(Am-)n J称为离子积。 分析J与Ksp的关系： a、J=Ksp，饱和溶液； b、J>Ksp，过饱和溶液，沉淀析出，至溶液成 饱和溶液为止；
c、J<Ksp，不饱和溶液，溶液中如有沉淀则沉 淀溶解， 至溶液成饱和溶液为止。
或
s 3 ksp
4
作Ksp与s的换算时，应注意： ( 1)、稀溶液，离子强度小(溶解度较小)； (2)、Mn+与Am-在水中不发生副反应或程度不大； ( 3)、难溶盐是强电解质；
(4).溶解度与溶液中存在的离子有关， Ksp 却不变。
3.Ksp 与S的关系
A.同种类型的难溶电解质：在一定温度下，Ksp越大, 则 溶解度越大。
•1: 3或3: 1型： Ksp＝(3S)3 ×S＝27S4 如 Fe(OH)3 ，Ag3PO4
•2: 3或3: 2型：Ksp＝(3S)3 ×(2S)2＝108S5 如Bi2S3， Ca3(PO4)2
２. 已知 Ksp 求S
例 ：25oC,已知Ksp (Ag2CrO4)=1.1×10-12， 求同温下S(Ag2CrO4)/g·L-1。
Ksp越大则难溶电解质在溶液中溶解趋势越大， 反之越小.
指出：①各离子浓度用物质的量浓度（mol·L-1）
②严格来说：
K sp
am M n
an Am
f
m M n
[
M
n
]m
f
n Am
[
Am
]n
③ Ksp只与温度有关。温度一定，值一定，不 论含不含其它离子。溶度积为一常数，在数据表中 可查得。
例：
K---Ksp (solubility product), 难溶电解质溶解－沉 淀平衡的平衡常数，它反应了物质的溶解能力。 溶度积常数，简称溶度积。
难溶物：MmAn(s)
mMn+(aq)+nAm-(aq)
在一定温度下 Ksp= [Mn+]m[Am-]n
溶度积常数的意义：一定温度下，难溶强电解 质饱和溶液中各离子浓度以其化学计量系数为次方 的乘积是一常数。