《无机及化学分析》第八章 沉淀-溶解平衡
无机化学课件PPT-沉淀溶解平衡
FeS Hg2Cl2 Hg2Br2 Hg2I2
HgS PbCl2 PbCO3 PbCrO4 PbSO4 PbS PbI2 Pb(OH)2
Ksp 4.87 10-17 2.64 10-39 1.59 10-19 1.45 10-18 5.8 10-25 4.5 10-29 4.0 10-53 1.17 10-5 1.46 10-13 1.77 10-14 1.82 10-8 9.04 10-29 8.49 10-9 1.42 10-20
若考虑PO43-离子水解，则[PO43-] S，而是:
S
[PO
3 4
]
[HPO
2 4
]
[H
2
PO
4
]
[H
3PO
4
]
[PO
3 4
]1
[H ] Ka3
[H ]2 K a2K a3
[H ]3 K a1K a2Ka3
三、溶度积规则
溶度积规则：可以通过比较沉淀溶解平衡的反应商Q和Ksp的大 小来判断难溶强电解质溶液中反应进行的方向：
沉淀溶解平衡 （Precipitation and Dissolution Equilibrium）
根据物质在水中的溶解度（S）大小，将其分为四个级别：
易溶：S > 1 g/100g H2O 可溶：S = 0.1 – 1 g/100g H2O 微溶：S = 0.01 – 0.1 g/100g H2O 难溶：S < 0.01 g/100g H2O 不存在完全不溶的化合物
解：沉淀出Ni(OH)2，则溶液中[Ni2+][OH-]2 > Ksp(Ni(OH)2) [Ni2+] = 0.01 moldm-3 最低的[OH-]浓度为 [OH-]min2 = Ksp(Ni(OH)2) /[Ni2+]
《沉淀溶解平衡》 讲义
《沉淀溶解平衡》讲义一、什么是沉淀溶解平衡在一定温度下，当沉淀溶解和沉淀生成的速率相等时，形成电解质的饱和溶液，达到平衡状态，我们把这种平衡称为沉淀溶解平衡。
比如说，将难溶电解质氯化银（AgCl）放入水中，尽管它在水中溶解度很小，但仍有一部分氯化银会溶解，形成银离子（Ag⁺）和氯离子（Cl⁻）。
同时，溶解的银离子和氯离子又会结合生成氯化银沉淀。
当溶解的速率和沉淀的速率相等时，就达到了沉淀溶解平衡。
沉淀溶解平衡可以用以下的式子来表示：AgCl(s) ⇌ Ag⁺（aq) ＋Cl⁻（aq) 。
这里的“s”表示固体，“aq”表示在水溶液中。
二、影响沉淀溶解平衡的因素1、温度一般来说，大多数难溶电解质的溶解过程是吸热的，升高温度，平衡向溶解的方向移动，溶解度增大；降低温度，平衡向沉淀的方向移动，溶解度减小。
但也有少数电解质的溶解过程是放热的，情况则相反。
2、浓度对于平衡 AgCl(s) ⇌ Ag⁺（aq) ＋ Cl⁻（aq) ，加水稀释，平衡向溶解的方向移动，这是因为离子浓度减小，要减弱这种变化，就会促使更多的氯化银溶解。
3、同离子效应在难溶电解质的溶液中，加入含有相同离子的强电解质，会使难溶电解质的溶解度降低。
例如，在氯化银溶液中加入氯化钠，由于氯化钠完全电离出氯离子，氯离子浓度增大，平衡向生成氯化银沉淀的方向移动，氯化银的溶解度减小。
4、盐效应在难溶电解质的溶液中，加入不含相同离子的强电解质，会使难溶电解质的溶解度增大。
这是因为加入的电解质离子会使溶液中的离子强度增大，从而影响离子的活度系数，使得难溶电解质的溶解度有所增加。
三、沉淀溶解平衡的应用1、沉淀的生成如果要生成沉淀，就要使溶液中离子的浓度幂之积大于溶度积（Ksp）。
例如，在含有银离子的溶液中，加入氯离子，当银离子和氯离子的浓度幂之积大于氯化银的溶度积时，就会生成氯化银沉淀。
这在化学分析和工业生产中有广泛的应用，比如用于分离和提纯物质。
2、沉淀的溶解要使沉淀溶解，可以通过降低离子浓度来实现。
无机化学 沉淀溶解平衡.
例： AgCl（s）
Ag + + Cl –
初始 v溶 > v沉
平衡 v溶 ＝ v沉 2
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本章目录 总目录
无机及分析化学 第八章 沉淀溶解平衡
Ksθp= [Ag+]r[Cl -]r
Ksθp 称为难溶电解质的沉淀溶解平衡
常数，简称溶度积。
一般难溶电解质：
AmDn(s)
mAn+(aq) + nDm-(aq)
溶度积规则：
Qc < Ksθp , 无沉淀生成，加入沉淀可溶解。 Qc > Ksθp ，有沉淀生成。 Qc = Ksθp，平衡态，既无沉淀生成，也不能
溶解沉淀
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15 本章目录平衡
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16 本章目录 总目录
无机及分析化学 第八章 沉淀溶解平衡
S 5 Ksp 108
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7 本章目录 总目录
无机及分析化学 第八章 沉淀溶解平衡 溶度积反映了物质的溶解能力，但只有同
种类型的难溶电解质才能直接从Ksp 的大小来 比较它们的溶解度S大小。
对于不同类型的难溶电解质不能简单地直 接用Ksp 比较作结论，而要通过计算其溶解度 S才能确定。
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A2+ (aq) + 2D–(aq)
S
2S
Ksθp = [A2+]r[D –]r2= S(2S)2 = 4S 3
S
3
K
θ sp
4
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5 本章目录 总目录
无机及分析化学 第八章 沉淀溶解平衡
3. AD3或A3D型 (如 Fe(OH)3 、Ag3PO4)
无机及分析-沉淀平衡
12
第一节 沉淀—溶解平衡
二、溶度积规
例2 在50 cm3 0.01 mol·dm-3的MgCl2溶液中， ① 加 入 50 cm3 0.1mol·dm-3 NH3·H2O ， 问 有 无
Mg(OH)2沉淀生成？ ②加入50cm3 0.1 mol·dm-3 NH3·H2O + NH4Cl 混合
液，情况又如何？
29
第三节 分步沉淀及沉淀的转化
二、沉淀的溶解
②难溶弱酸盐
BaCO3(s)+2H+ = Ba2+ +CO2 +H2O
Kθ=
Ksθp(BaCO3)/
Kaθ·1 K
θ a2
(H2CO3)
=2.4×108> 107
能溶解完全。
30
第三节 分步沉淀及沉淀的转化
二、沉淀的溶解
一般地: ❖所有碳酸盐均可溶于强酸中。 碳酸盐 Ksθp=10-7～10-17，而H2CO3 的 Kaθ×1 Kaθ2=2.11×10-17，即Kθ=1010～0.5
因此只有相同类型的且基本不水解的难溶强电 解质，可以根据 Ksθp 的大小比较它们溶解度的相对 大小。
10
第一节 沉淀—溶解平衡
二、溶度积规则
1. 溶度积规则
AmBn （s ） mAn++nBmQi = [c(An+)]m ·[c(Bm-)]n
Ksθp=[c(An+)]eqm ·[c(Bm-)]eqn
故Mg(OH)2 (s)易溶于酸。
27
第三节 分步沉淀及沉淀的转化
二、沉淀的溶解
一般地：
Kθ >107 Gθ< - 40 kJ·mol-1 逆反应几乎不能进行；
无机化学 - 沉淀溶解平衡
Kspθ与S的定量关系
① AB型： AB
A++ B-
溶解度为 S mol·L–1 S S
K
SP
ceq ( A c
)
ceq ( B c
)
S2
c
2
② AB2 、A2B型：Mg(OH)2，Ag2SO4
AB2
A2++ 2B-
S 2S
K
SP
S
5.3×10-5 ＜ 1.7×10-4
∴ 不同类型的难溶电解质,
Kspθ大，S不一定大, 通过计算比较S
14
练习
1.下列叙述正确的是( ) A.用水稀释含有AgCl固体的溶液时，AgCl的标准溶度积常数不变 B.标准溶度积常数大者，溶解度也大 C.由于AgCl水溶液导电性很弱，所以它是弱电解质 D.难溶电解质离子浓度的乘积就是该物质的标准溶度积常数
解： ① ∵ Kspθ=c1 [Ag+]c[I-]=8.3×10-17
Kspθ=c2 [Ag+]c[Cl-]=1.8×10-10 c1 [Ag+]=8.3×10-17/0.010= 8.3×10-15 (AgI先↓)
c2 [Ag+]=1.8×10-10/0.010= 1.8×10-8 (AgCl后↓)
B.3.510-5 mol / L
C.5.010-5 mol / L
D.1.7 10-3 mol / L
(D)
2.
室温下，La2
(C2O4
)3?在纯水中的溶解度为1.1106
?mol
/
L，? 其K
sp
()
A.7.3 1012
(复习指导)第八单元第4节 沉淀溶解平衡含解析
第4节沉淀溶解平衡备考要点素养要求1.能用化学用语正确表示水溶液中的难溶电解质的沉淀溶解平衡。
2.能通过实验证明水溶液中存在的难溶电解质沉淀溶解平衡,了解沉淀的生成、溶解与转化。
3.能利用离子积与溶度积常数的关系判断溶液中难溶电解质的沉淀和溶解情况。
4.能综合运用离子反应、化学平衡原理,举例说明难溶电解质沉淀溶解平衡在生产、科研和环保等领域中的应用1.变化观念与平衡思想:运用化学平衡原理分析,理解沉淀的生成、溶解与转化,学会运用变量控制的方法研究化学反应。
2.证据推理与模型认知:建立沉淀溶解平衡认知模型,并能利用该模型判断溶液中难溶电解质的沉淀和溶解情况。
3.科学态度与社会责任:通过沉淀溶解平衡在生产、生活和科学研究中的应用,认识化学对人类做出的重大贡献考点一难溶电解质的沉淀溶解平衡必备知识自主预诊知识梳理1.溶解平衡状态(1)定义。
沉淀溶解平衡状态是指在一定温度下,当难溶强电解质溶于水形成饱和溶液时,速率和速率相等的状态。
例如,在一定温度下,当AgCl溶于水形成溶液时,AgCl溶于水形成Ag+和Cl-的速率溶液中的Ag+和Cl-结合生成AgCl的速率的状态,属于沉淀溶解平衡状态。
(2)溶解平衡的建立。
固体溶质溶液中的溶质①v(溶解)v(沉淀),固体溶解②v(溶解)v(沉淀),溶解平衡③v(溶解)v(沉淀),析出晶体(3)特点。
2.溶度积常数(1)溶度积与离子积。
以A m B n(s)m A n+(aq)+n B m-(aq)为例(2)K sp的影响因素①内因:难溶物质本身的性质,这是决定因素。
②外因。
a.浓度:加水稀释,平衡向方向移动,但K sp 。
b.温度:绝大多数难溶物的溶解是过程,升高温度,平衡向的方向移动,K sp。
c.其他:向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质、更难电离物质或气体的离子时,平衡向沉淀溶解的方向移动,但K sp不变。
微点拨(1)沉淀溶解平衡一般是吸热的,温度升高平衡右移,K sp增大,但Ca(OH)2相反。
无机及分析化学_第八章_沉淀溶解平衡与沉淀滴定法.
第八章 沉淀溶解平衡与沉淀滴定法学习要求1．掌握溶度积原理、溶度积规则及有关沉淀溶解平衡的计算；2．了解沉淀溶解平衡的特点；3．了解莫尔法、佛尔哈德法以及吸附指示剂法的基本原理和特点；4．熟悉沉淀滴定法的应用和计算；5．了解重量分析法的基本原理，熟悉重量分析法的应用。
在含有难溶电解质固体的饱和溶液中，存在着固体与其已解离的离子间的平衡，这是一种多相的离子平衡，称为沉淀－溶解平衡。
在科研和生产中，经常需要利用沉淀反应和溶解反应来制备所需要的产品，或进行离子分离、除去杂质，进行定量分析。
怎样判断沉淀能否生成或溶解，如何使沉淀的生成或溶解更加完全，又如何创造条件，在含有几种离子的溶液中使某一种或某几种离子完全沉淀，而其余离子保留在溶液中，这些都是实际工作中经常遇到的问题。
第一节 沉淀溶解平衡一、溶度积常数与溶解度绝对不溶于水的物质是不存在的，习惯上把在水中溶解度极小的物质称为难溶物，而在水中溶解度很小，溶于水后电离生成水合离子的物质称为难溶电解质，例如BaSO 4，CaCO 3，AgCl 等。
难溶电解质的溶解是一个可逆过程。
例如在一定温度下，把难溶电解质AgCl 放入水中，一部分Ag ＋和Cl －离子脱离AgCl 的表面，成为水合离子进入溶液（这一过程称为沉淀的溶解）；水合Ag ＋和Cl －离子不断运动，其中部分碰到AgCl 固体的表面后，又重新形成难溶固体AgCl （这一过程称为沉淀的生成）。
经过一段时间，溶解的速率和生成的速率达到相等，溶液中离子的浓度不再变化，建立了固体和溶液中离子间的沉淀－溶解平衡 ()AgCl s Ag Cl +-+这是一种多相离子平衡，其标准平衡常数表达式为： K ＝{c (Ag +)/c }·{c (Cl -)/c }注①难溶电解质沉淀溶解平衡的平衡常数称为溶度积常数(solubility product constant )，简称① 对于难溶电解质，其平衡常数的表达式为活度式，即：K ө＝a （Ag +）a （Cl -）在本章，我们讨论难溶电解质溶液，由于溶液通常很稀，离子间牵制作用较弱，浓度与活度间在数值上相差不大，我们用离子的浓度来代替活度进行计算。
无机及分析化学第八章沉淀溶解平衡
特点：（ ）sp 越大 溶解趋势越大；其越小，沉淀趋势大。 ：（1） θ 越大,溶解趋势越大 其越小，沉淀趋势大。 K 溶解趋势越大；
（并非是溶解度大） 并非是溶解度大）
（2）Ksp 与温度、及物质本性有关；298K是可省略不写 ） θ 与温度、及物质本性有关； 是可省略不写 （3） Ksp 与浓度无关（溶度改变，只引起平衡移动） ） θ 与浓度无关（溶度改变，只引起平衡移动）
K = c(Mg ) c × c(OH) c
θ -
[
2+
][
பைடு நூலகம்
s
θ2
]
2s = s×(2s)2=4s3→ s = 3 ×
θ Ksp(cθ )3
4
s= 1.13×10-4 mol·L-1 ×
注意 虽然K
AgCl的溶解趋势大，但计算结果表明， 的溶解趋势大，但计算结果表明， 的溶解趋势大 Mg(OH)2的溶解度反而大于 的溶解度反而大于AgCl的。 的
对于任一难溶电解质AmBn而言，其沉淀溶解平衡可表示为 对于任一难溶电解质 而言，
溶解
AmBn（s）
沉淀
mAn +（aq） + nBm -（aq）
K (AmBn ) = c(A ) c
θ sp
[
n+
θ m
] ×[c(B
m-
)c
θ n
]
注意指数
2、意义、特点 、意义、
在一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中， 意义 ：在一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中，不论 溶液中离子溶度如何变化， 溶液中离子溶度如何变化，其溶度一化学计量系数为指数 的乘积为一常数。 的乘积为一常数。
θ （AgCl）＞ ）＞ sp
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Kb 2 (BOH) Kb (BOH) cr (BOH) 2
最简式③
cr,e (OH )
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Kbθ cr (BOH)
多元弱酸按一元弱酸处理,计算公式:
(1) cr(H2A)Ka,1 θ<20K wθ,且 cr(H2A)/Ka,1θ≥500
cr,e (H + ) =
第3张共61 张
上一章知识点复习：
1.强电解质和弱电解质的电离 a =γc
共轭酸 质子+共轭碱
conjugate acid proton conjugate base
K
⊖
a ⊖=K
a,1 ⊖ Ka,2 ⊖ Ka,3
Kb,1 Kb,2 Kb,3
Kaθ,1K
θ b,3
Kaθ,2 Kbθ,2
Kaθ,3 Kbθ,1
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第27张共61 张
§8-2 沉淀的生成和溶解
一、溶度积规则
AmBn(s) ⇌ mAn+ (aq) + nBm- (aq)
反应商 (离子积, 浓度积)
Qi = crm (An+) crn (Bm-) Kspө = cr,me(An+) cr,ne(Bm-)
范特荷夫等温方程：
rGm (T ) RT ln
1.9×10-4×78×0.1= 1.48×10-3 (g)
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第24张共61 张
分子式 溶度积
AgCl 1.8 ? 1010
AgBr
5.0 ? 1013
AgI
8.3 ? 10 17
Ag2CrO4 1.1? 1012
溶解度/ mol ?L1 1.3? 105 7.1? 107 9.1? 1010
cr2c(r2B(OHAH)) 22
4K
θ w
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第5张共61 张
• 弱电解质部分解离，有电离平衡:
HA ⇌ H+ + A-
K
θ a
(HA)
cr,e
(H ) cr (A cr,e (HA)
)
cr,e(H+ )精确公式:
相对误差<5%可做如下 近似处理：
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第6张共61 张
143 .4g mol 1
K
θ sp
=
cr,e(Ag+)
cr,e
(Cl-)
=
S2
= (1.34×10-5)(1.34×10-5)
= 1.80×10-10
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第23张共61 张
例2 25℃,CaF2的标准溶度积为2.7×10-11,
求饱和溶液中Ca2+、F-的浓度以及CaF2 在100mL水中可溶解的质量 。
Q Kθ
RT ln
Qi K sp θ
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第28张共61 张
rGm (T ) RT ln
Q Kθ
RT ln
Qi K sp θ
溶度积规则:
AmBn(s) ⇌ mAn+ (aq) + nBm- (aq)
Qi > Kspө ，ΔrG (T)>0，过饱和溶液，产生沉淀； Qi = Kspө ，ΔrG (T)=0， 饱和溶液，固液平衡；
仅与本性、温度有关
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第19张共61 张
3.
S
和
K
sp
间的换算关系
某难溶电解质在纯水中溶解达饱和，有：
AmBn(s) ⇌ mAn+ + nBm相对平衡浓度 mS nS 有： Ksp ө =cr,me(An+) cr,ne(Bm-)
=(mS)m(nS)n=mmnnSm+n
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Kwθ
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第4张共61 张
2.强、弱电解质溶液pH计算
• 强电解质完全解离，无电离平衡:
HCl = H+ + Cl-
通常浓度: ce(H3O+) = c(HCl) 极稀浓度: e.g. cr(HCl) <1×10-6 mol·L-1
水的电离就不能忽略！
任c任r,意e意(H一一元)元c强r,强ec(碱rO,酸e (HBHHO3)AOH::c) r(BcOr (HA) )
第八章
沉淀－溶解平衡
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第1张共61 张
主要内容
标准溶度积常数与沉淀溶解度 的关系。
溶度积规则及规则的应用（沉 淀的生成、分步沉淀、溶解、转 化的条件及相关计算）。
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第2张共61 张
第八章 沉淀溶解平衡
§8－1 沉淀溶解平衡 §8－2 沉淀的生成和溶解
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sp
的异同
相同点
溶解度 S
溶度积 Ksp
都表示难溶电解质的溶解能力，且两者间
可以相互换算。
描述 一定温度下，物质在 从平衡角度表示难溶电解质
不 角度 溶剂中达到饱和状态 溶解的趋势，反映了固体和
时所溶解的量
溶解离子之间的浓度关系。
同 范围 表示各类物质的 仅表示难溶电解质的溶
溶解能力
解能力
点 影响 与本性、温度、 因素 溶液组成、溶液 的pH值等有关
K aθ1(HA )cr
(HA)
+
K
θ w
(2) cr(H2A)Ka,1θ≥20Kwθ, 且cr(H2A)/Ka,1θ<500
cr,e (H )
－K
θ a,1
K θ2 a,1
4K
c θ
a,1 r
(H
2
A)
2
(3) cr(H2A)Ka,1θ≥20Kw θ, 且cr(H2A)/Ka,1θ≥500
cr,e (H ) Kaθ,1cr (H2A)
解:
CaF2(s) ⇌ Ca2+ + 2F-
2cr,e(Ca2+) = cr,e (F-)
K
θ sp
(CaF2)
=
cr,e(Ca2+)c2r,e(F-)
= cr,e(Ca2+)[2cr,e (Ca2+)]2= 2.7×10-11
cr,e(Ca2+) = 1.9×10-4 cr,e(F-) = 3.8×10-4 100mL水CaF2可溶解：
cr＋K
θ w
)
cr
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第11张共61 张
(3)crKa,2 ⊖ ≥ 20Kw 且 cr ≥ 20 Ka,1 ⊖
cr,e (H ) Kaθ,1Kaθ,2
三元酸酸式盐:Na2HA及NaH2A 溶液中 cr,e(H+)的计算:
NaH2A: cr,e (H ) Kaθ,1Kaθ,2
Na2HA: cr,e (H )
(1) cr(HA)Ka θ<20K wθ,且 cr(HA)/Kaθ≥500 时:
cr,e (H )
KaΘ
(HA)cr
(HA)
K
Θ w
(2) cr(HA)Kaθ≥20Kw θ, 且cr(HA)/Kaθ<500 时：
cr,e (H+ ) =
-K
θ a
+
K
θ a
2
(HA)
+
4K
θ a
(HA
)cr
(HA)
S
mn
K
sp
mmnn
第20张共61 张
对于AB型： Ksp (AB) S 2
S
mn
K
sp
mmnn
K
sp
对于A2B和AB2型：Ksp (A2B) 4S3
S
mn
K
sp
mmnn
3
K
sp
4
对于A3B和AB3型：Ksp (A3B) 27S 4
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S
mn
K
sp
mmnn
4
K
sp
27
第21张共61 张
6.5? 105
* 相同类型的难溶电解质，其 Ksp大的 S 也大。
不同类型的难溶电解质,不能直接用溶 度积比较其溶解度的相对大小!
Ksp (AgCl) > Ksp (Ag2CrO4 ) S(AgCl) < S(Ag2CrO4 )
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第25张共61 张
例 3 2 5 ℃ 时 BaSO4 饱 和 溶 液 浓 度 为
cr,e (OH )
－K
θ b,1
K θ2 b,1
4K
c θ
b,1 r
[B(OH)
2
]
2
(3) cr[B(OH)2] Kb,1θ≥20Kw θ, 且cr[B(OH)2] /Kb,1θ≥500
cr,e (OH )
K
θ b,1
cr
[B(OH)
2
]
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两性物质溶液的pH值
第17张共61 张
二、溶度积K
sp
和溶解度S
1. 溶解度 S
⑴中学定义：100g水中溶解某物质的质量称
为该物质的溶解度
⑵大学定义：难溶电解质在水中达到沉淀
溶解平衡时溶解部分的物质的量浓度称为该
物质的溶解度，简称溶度，以S 表示。
单位:mol/L
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2.
溶解度
S
和溶度积K
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第9张共61 张
多元弱碱按一元弱碱处理,计算公式:
(1) cr[B(OH)2]Kb,1 θ<20K wθ,且 cr [B(OH)2] /Kb,1θ≥500