1、沉淀溶解平衡与溶度积规则解读
沉淀-溶解平衡
沉淀-溶解平衡一、溶度积电解质的溶解度在每100g水中为0.1g以下的，称为微溶电解质。
在一定温度下，当水中的微溶电解质MA溶解并达到饱和状态后，固体和溶解于溶液中的离子之间就达到两相之间的溶解平衡：s表示固体，根据化学平衡原理：[MA（s）]是常数，可以并入常数项中，得到[M+][A-]=K[MA（s）]=Ksp （2-8）式（2-8）表明：在微溶电解质的饱和溶液中，温度一定时，各离子浓度幂之乘积为一常数，称为溶度积常数，简称溶度积。
用符号Ksp表示。
对于MmAn型电解质来说，溶度积的公式是[M]m[A]n= Ksp （2-9）须注意，式（2-9）中省略了离子的电荷。
表2-7列出了一部分微溶电解质的溶度积。
溶度积的大小取决于微溶电解质的本性，它随温度的升高而升稍微增大。
表2-7 一些微溶电解质的溶度积（18～25℃）溶度积和溶解度都可以表示物质的溶解能力，所以它们之间可以互相换算。
知道溶解度可以求出溶度积，也可以由溶度积求溶解度。
不过由于影响微溶电解质溶解度的因素很多，如同离子效应、盐效应等，所以换算往往是比较复杂的。
我们只介绍不考虑这些因素时的简单换算方法。
但是要注意不能把它推广应用到任意微溶电解质。
应该指出：溶度积的大小与溶解度有关，它反映了物质的溶解能力。
对同类型的微溶电解质，如AgCL,AgBr,AgI,BaSO4,PbSO4,CaCO3,CaC2O4等，在相同温度下， Ksp越大，溶解度就越大；Ksp越小，溶解度就越小。
对于不同类型的微溶电解质，不能认为溶度积小的，溶解度都一定小。
如Ag2CrO4的溶度积（Ksp=1.1×10-12）比CaCO3 的溶度积(Ksp=2.8×10-9)小,但Ag2CrO4的溶解度(6.5×10-5mol．L-1)却比CaCO3的溶解度(5.29×10-5 mol．L-1)大.因此,从Ksp大小比较溶解度大小时，只有在同类型的电解质之间才能直接比较，否则要通过计算，下面举例说明溶解度和溶度积之间的换算。
《沉淀溶解平衡》
一、பைடு நூலகம்淀溶解平衡 1、概念： 一定温度下，当难溶电解质溶于水形成饱和溶 液时，沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等的 状态，称为沉淀溶解平衡 。
2、表达式： MmAn (s)
mMn＋(aq)＋ nAm—(aq) Mg(OH)2 (s) Mg2+ 沉淀溶解平衡和 (aq) +2OH- (aq) 化学平衡、电离 平衡一样，符合 平衡的基本特征、 动、等、定、变 3、特征： 满足平衡的变化 基本规律。
3、某课外小组为了探究BaSO4的 溶解度， 分别将BaSO4放入： ① 5ml水 ② 40ml0.2mol/L氢氧化钡溶液 ③ 20ml0.5mol/L的硫酸溶液 ④40ml0.1mol/L 的硫酸钠溶液中，溶解至饱和。以上四个溶 液中，Ba2+ 的浓度由大到小的顺序为( ) B A ② > ①> ③ > ④ B ② > ① > ④ > ③ C ①> ④>③> ②D ①> ②>④>③
加AgNO3(s)
逆反应
正反应
增大
减小
加NH3· H2O
减小 增大
思考
在平衡体系 BaCO3（s） Ba2+（aq）+CO32-（aq)中， 采取什么措施可使： 1、 Ba2+浓度增大 2、 Ba2+ 浓度减小同时CO32-浓度增大
1、下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是（B ） A．反应开始时，溶液中各离子浓度相等 B．沉淀溶解达到平衡时，沉淀的速率与溶解 的速率相等 C．沉淀溶解达到平衡时，溶液中离子的浓度 相等且保持不变 D．沉淀溶解达到平衡时，如果再加入该沉淀 物，将促进溶解
② Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解性
无机化学(三) 第四章 沉淀-溶解平衡
时，溶液中存在如下平衡：
溶解
AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)
结晶
平衡常数：
KsӨ(AgCl) = {ceq(Ag+)/cӨ}·{ceq(Cl-)/cӨ}
不考虑量纲时: Ks(AgCl) = ceq(Ag+)·ceq(Cl-)
当温度一定时, Ks(AgCl) 恒定, 把此平衡常数称“溶度
初始浓度: [Fe3+]=0.10/2=0.050mol/L
[NH43+]=0.20/2=0.10mol/L
加入NH3/NH43+混合液前
[NH3·H2O]=0.20/2=0.10mol/L 平衡时，根据缓冲溶液计算公式可得：
[OH-]=(Ks/0.10 )1/3 =2.98×10-13mol/L
[OH-] = Kb×[NH3·H2O]/[NH4+]
加入NH3/NH43+混合液后，
≈ Kb = 1.7×10-5 溶解
[OH-]升高，Q{Fe(OH)3}增 大，且大于Ks{Fe(OH)3} ，
Fe(OH)3(s)
Fe3+(aq)+3OH-(aq) 发生沉淀。
结晶
NH3/NH43+混合液就
那么: Q = [Fe3+] ·[OH-] 3 = 2.5×10-16 > Ks 所以: 有Fe(OH)3沉淀生成
平衡浓度(mol/L):
结晶 ns
ms
溶度积：Ks(AnBm) = (ns)n·(ms)m = nn·mm·sn+m
则有： s nm Ks (nnmm )
<例1>
25℃时,Ks(AgCl) = 1.77×10-10, Ks(Ag2CrO4) = 1.12×10-12,
沉淀溶解平衡与溶度积规则
1－2型：
Ag2CrO4 (s) = 2 Ag+ (aq) + CrO42- (aq)
2S
S
Ksp = [Ag+]2[CrO42-] = (2s)2(s)
S
3
Ksp 4
另外要注意： 对于同种类型化合物而言， Ksp ，
S 。 但对于不同种类型化合物之间，不能
根据Ksp来比较S的大小。
4、溶度积规则
2、难溶物质的沉淀与溶解平衡 • （1）溶解过程：固体中的离子受极性
水分子的吸引和碰撞，离开固体表面扩 散到溶液中成为自由运动的水合离子的 过程。表面积越大，溶解度越大
V溶解=k1P
• （2）沉淀过程：溶液中不断运动的离 子与固体碰撞，又被吸引到固体表面重 新析出的过程。 • V沉淀=k2P[离子]
AgCl, [Ag+] AgCl= (Ksp(AgCl )/ [Cl–] ) = (1.76 × 10–10 / 0.010) = 1.8 × 10–8 mol/L
Ag2CrO4, [Ag+]
= (Ksp(Ag2CrO4 )/ [CrO42－] )0.5
Ag2CrO4
= (2.0× 10–12 / 0.010)0.5 = 1.4 × 10–5 mol/L
5、分级沉淀
• 分级沉淀：在混合离子的溶液中加入沉淀剂时， 溶液中离子沉淀有先后的现象称为分级沉淀。
• 离子沉淀顺序：何种离子先沉淀，何种离子后沉 淀。
离子开始沉淀时，所需沉淀剂浓度小者先沉淀。
离子开始沉淀时，所需沉淀剂浓度大者后沉淀。
• 第二种离子开始沉淀时，第一种离子是否沉淀完 全：残余量小于等于0.1%
•
[Cl-]
=
K s 10 1.4 10 -5
沉淀溶解平衡、溶度积及计算
例1：将4×10-3mol·L-1的AgNO3溶液与4×10-3mol·L-1 的NaCl溶液等体积混合能否有沉淀析出？ Ksp(AgCl)= 1.8×10-10mol2·L-2 解：只有当 Qc > Ksp时，离子才能生成沉淀。混合后：
⑤ 滴定
左手控制旋塞，右手拿住锥形瓶颈，边滴边振荡；眼 睛要始终注视锥形ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ中溶液的颜色变化。 ⑥ 判断终点并记录实验数据 当看到滴加一滴盐酸时，锥形瓶中溶液红色突变为无 色，且在半分钟内不褪色时。 ⑦ 滴定操作重复三次。
次 待测液体积
标准液体积（Ｌ）
数 （Ｌ） 滴定前 滴定后 实际 平均值
1 2
3
A．加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点
C
B．通过蒸发可以
使溶液由d点变到c点
C．d点无BaSO4 沉淀生成
D．a点对应的Ksp大
于c点对应的Ksp
2、已知Ag2SO4的KSP 为2.0×10-5，将适量Ag2SO4固
体溶于100 mL水中至刚好饱和，该过程中Ag+和SO42浓度随时间变化关系如右图（饱和Ag2SO4溶液中
4、以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、 Pb2+、Cd2+等金属离子，通过添加过量难溶电解质
MnS，可使这些金属离子形成硫化物沉淀，经过滤除
去包括MnS在内的沉淀，再经蒸发、结晶，可得纯净
的MnCl2。根据上述实验事实，可推知MnS具有的相
普通化学 第八章 沉淀反应与沉淀溶解平衡
没有CaSO4沉淀生成。
溶度积规则及应用
例：计算298K时，AgCl在0.01 mol·L-1NaCl溶液
对于一任意组成为AmBn形式的难溶电解质，在水溶液 中有以下的平衡：
溶解
AmBn(s) 沉淀
mAn+(aq) + nBm–(aq)
达到沉淀溶解平衡时，标准平衡常数有下列一般的形式：
KspӨ (AmBn) = {c(An+)/cӨ}m ·{c(Bm–)/cӨ}n
难溶电解质的溶度积
溶度积是一个平衡常数，与标准吉布斯自由能变 同样存在下列关系：
难溶电解质的溶度积
公式适用于难溶强电解质，不适用于难溶弱电解质
和易水解的难溶电解质。
类型 难溶电解质 AgCl
Ksp
1.77×10-10
s/(mol·L-1)
1.33×10-5
AB
AgBr
AgI
5.35×10-13 8.52×10-17
7.33×10-7 9.25×10-9
AB2
MgF2
A2B
Ag2CrO4
使沉淀溶 解度增大
第二节 溶度积规则及应用
一、溶度积规则
——用于判断沉淀平衡移动方向
溶解
AmBn(s) 沉淀
mAn+(aq) + nBm–(aq)
反应商 (离子积)
Q (AmBn)
=
{c(An+)/cӨ}m ·{c(Bm–)/cӨ}n
溶度积规则及应用
当Q＜KspӨ，平衡正向移动，溶液为不饱和溶液，沉淀会溶解， 直到溶液达饱和， Q = KspӨ 当Q=KspӨ，沉淀溶解反应处于平衡状态，溶液为饱和溶液。 当Q＞KspӨ，平衡逆向移动，溶液为过饱和溶液，有沉淀生成， 直至Q = KspӨ。
溶度积与溶解度的关系解读
溶度积与溶解度的关系关键词：溶度积，溶解度难溶电解质的溶度积及溶解度的数值均可衡量物质的溶解能力。
因此，二者之间必然有着密切的联系，即在一定条件下，二者之间可以相互换算。
根据溶度积公式所表示的关系，假设难溶电解质为A m B n，在一定温度下其溶解度为S，根据沉淀-溶解平衡：B n(s)mA n+ + nB m−A[A n+]═ m S，[B m−]═ n S则K sp（A m B n）═ [A n+]m[B m−]n ═ (m S)m(n S)n ═ m m n n S m+n(8-2)溶解度习惯上常用100g溶剂中所能溶解溶质的质量[单位：g/(100g)]表示。
在利用上述公式进行计算时，需将溶解度的单位转化为物质的量浓度单位（即：mol/L）。
由于难溶电解质的溶解度很小，溶液很稀，可以认为饱和溶液的密度近似等于纯水的密度，由此可使计算简化。
【例题8-1】已知298K时，氯化银的溶度积为1.8×10−10，Ag2CrO4的溶度积为1.12×10−12，试通过计算比较两者溶解度的大小。
解（1）设氯化银的溶解度为S1根据沉淀-溶解平衡反应式：AgCl(s)Ag＋＋Cl−平衡浓度(mol/L)S1S1K sp（AgCl）═ [Ag＋][Cl−]═ S12S1 ═10⨯═ 1.34×10−5(mol/L)8.1-10（2）同理，设铬酸银的溶解度为S2AgCrO4(s)2Ag++ CrO42-平衡浓度（mol/L）2S2 S2K sp（Ag2CrO4）═[Ag+]2 [CrO42-]═(2S2)2S2═4S23S2 6.54×10−5(mol/L)＞S1在上例中，铬酸银的溶度积比氯化银的小，但溶解度却比碳酸钙的大。
可见对于不同类型（例如氯化银为AB型，铬酸银为AB2型）的难溶电解质，溶度积小的，溶解度却不一定小。
因而不能由溶度积直接比较其溶解能力的大小，而必须计算出其溶解度才能够比较。
沉淀溶解平衡计算解读
[Ba2+]=(1.1×10-10mol2L-2)/ (0.352mol/L)
=2.9×10-10molL-1 因为剩余的[Ba2+]< 10-5mol/L 所以有效除去了误食的Ba2+。
交流•研讨
1.溶洞里美丽的石笋、钟乳是如何形成的？
2.海洋中的多彩珊瑚又是怎样生长形成的？
2.沉淀的转化 ZnS沉淀转化为CuS沉淀 观察思考
ZnS(s)
Zn2+(aq)
+
S2-(aq) +
Cu2+(aq)
平衡向右移动
ZnS沉淀转化为CuS沉淀的总反应： ZnS(s) + Cu2+(aq) = CuS(s) + Zn2+
CuS(s)
沉淀转化的实质：沉淀溶解平衡的移动。一种沉淀可转 化为更难溶的沉淀，难溶物的溶解度相差越大，这种转化的 趋势越大。 如：在AgCl(s)中加入NaI溶液可转化为AgI(s)沉淀。 在CaSO4(s)加入Na2CO3溶液可转化为CaCO3(s)沉淀。
因为，剩余的即[SO42-]=1.2×10-8mol/L<1.0×10-5mol/L
所以， SO42-已沉淀完全，即有效除去了SO42-。 已知某一离子浓度， 求形成沉淀所需另一 注意：当剩余离子即平衡离子浓度离子浓度。 ≤10-5mol/L时，认为离子 已沉淀完全或离子已有效除去。
例. 用5%的Na2SO4溶液能否有效除去误食的Ba2+?已知: Ksp(BaSO4)=1.1×10-10mol2L-2 解：5% 的Na2SO4溶液中的[SO42-]≈0.352mol/L,
FeS(s) + Pb2+(aq) = PbS(s) + Fe2+
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 1、物质的溶解性 • <0.01g/100gH2O 难溶物质
•
•
1～0.01g/100gH2O 微溶物质
> 1g/100gH2O 易溶物质
2、难溶物质的沉淀与溶解平衡
• （1）溶解过程：固体中的离子受极性
水分子的吸引和碰撞，离开固体表面扩
散到溶液中成为自由运动的水合离子的 过程。表面积越大，溶解度越大 V溶解=k1P
• （2）沉淀过程：溶液中不断运动的离
子与固体碰撞，又被吸引到固体表面重
新析出的过程。
• V沉淀=k2P[离子]
（3）沉淀与溶解平衡：在一定温度下，
当溶解速度等于沉淀速度时，未溶解的 固体与溶液中的离子之间达到了动态平 衡，该平衡称为沉淀溶解平衡。 k1P=k2P[离子]
• 即浓度乘积为一常数。
（4）溶度积原理：在一定温度下，当 难溶化合物的沉淀溶解达到平衡时， 溶液中离子浓度自乘之积是一常数， 这一规律称为溶度积原理。该常数称 为溶度积常数，用Ksp表示。
• 对于任一难溶电解质AmBn，在一
定温度下达到平衡时： • AmBn(s) mAn+ + nBm−
• 则 Ksp ═ [An+]m[Bm−]n
S 3 Ksp 4
另外要注意：
对于同种类型化合物而言， Ksp ，
S 。 但对于不同种类型化合物之间，不能
根据Ksp来比较S的大小。
4、溶度积规则
溶度积规则是判断某溶液中有无沉淀生成 或沉淀能否溶解的标准。为此需要引入 离子积的概念。
•
（1）离子积
• 所谓离子积，是指在一定温度下，难溶 电解质任意状态时，溶液中离子浓度幂 的乘积，用符号Q表示。例如
• [Cl-] = • • =
K sp ,AgCl [Ag ]
1.8 1010 1.4 10-5
-
= 1.3×10−5(mol/L)
• 计算结果表明，当溶液中开始 形成Ag2 CrO4沉淀时，Cl- 已 经接近沉淀完全了（在定量分 析中，溶液中离子浓度小于 10−5～10−6 mol/L 即认为已沉 淀完全）。
反而是Ksp大的AgCl先沉淀。 说明，生成沉淀所需试剂离子浓度越小的越先沉淀。
• 计算结果表明，沉淀Cl-所需Ag+浓度
（1.8×10−8 mol/L）比沉淀CrO42−所
需Ag+浓度（1.4×10−5mol/L）小得多，
因此先出现AgCl沉淀。
• 当溶液中开始形成Ag2 CrO4沉淀时 所需Ag+浓度必须大于 1.4×10−5mol/L，此时Cl- 浓度为
3. 溶度积＋ (aq) ＋ Cl－ (aq)
S S
Ksp ＝ [Ag+] [Cl－] ＝ S2 1－2型：
S Ksp
Ag2CrO4 (s) = 2 Ag+ (aq) + CrO42- (aq)
2S S Ksp = [Ag+]2[CrO42-] = (2s)2(s)
例如：铬酸钾指示剂法（Mohr法，莫尔法）
原理——分级沉淀
K 2CrO4为指示剂
SP前： Ag Cl AgCl （白色） Ksp 1.8 1010
2 SP： 2 Ag CrO4 Ag2CrO4 （砖红色） Ksp 2.0 1012
例：用AgNO3溶液来沉淀Cl– 和CrO42－（浓度均为 0.010 mol/dm3)，开始沉淀时所需[Ag+]分别是：
6、沉淀的转化
• 沉淀转化现象：在含有沉淀的溶液中， 加入适当的试剂，与某一离子结合， 使沉淀转化为另一种难溶化合物的现 象叫沉淀转化现象。 •
[加入离子] K sp 生成沉淀 沉淀转化的条件： [生成离子] K sp被溶解沉淀
•
[加入离子] K sp生成沉淀 沉淀转化平衡的条件： [生成离子] K sp 被溶解沉淀
AgCl, [Ag+] AgCl= (Ksp(AgCl )/ [Cl–] )
= (1.76 × 10–10 / 0.010) = 1.8 × 10–8 mol/L
Ag2CrO4, [Ag+]
Ag2CrO4
= (Ksp(Ag2CrO4 )/ [CrO42－] )0.5
= (2.0× 10–12 / 0.010)0.5 = 1.4 × 10–5 mol/L
Q 与 Ksp 的关系：
溶度积规则 1、 Q ＝ Ksp，平衡状态
2 、 Q > Ksp，析出沉淀 3 、 Q < Ksp，沉淀溶解
5、分级沉淀
• 分级沉淀：在混合离子的溶液中加入沉淀剂时， 溶液中离子沉淀有先后的现象称为分级沉淀。 • 离子沉淀顺序：何种离子先沉淀，何种离子后沉 淀。 离子开始沉淀时，所需沉淀剂浓度小者先沉淀。 离子开始沉淀时，所需沉淀剂浓度大者后沉淀。 • 第二种离子开始沉淀时，第一种离子是否沉淀完 全：残余量小于等于0.1%