难溶强电解质的沉淀溶解平衡

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《难溶电解质的沉淀溶解平衡》 讲义

《难溶电解质的沉淀溶解平衡》 讲义

《难溶电解质的沉淀溶解平衡》讲义一、难溶电解质的沉淀溶解平衡的概念在一定温度下,当难溶电解质溶于水形成饱和溶液时,溶解速率和沉淀速率相等的状态,称为难溶电解质的沉淀溶解平衡。

例如,我们常见的 AgCl 固体在水中存在这样的平衡:AgCl(s) ⇌Ag+(aq) + Cl(aq) 。

此时,Ag+和 Cl不断结合生成 AgCl 沉淀,同时AgCl 也在不断溶解成 Ag+和 Cl,当这两个过程的速率相等时,就达到了沉淀溶解平衡。

需要注意的是,沉淀溶解平衡是一种动态平衡,溶解和沉淀仍在不断进行,只是速率相等。

二、影响沉淀溶解平衡的因素1、内因物质本身的性质是决定沉淀溶解平衡的重要因素。

不同的难溶电解质,它们在相同条件下的溶解度和溶解程度是不同的。

2、外因(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,平衡向溶解方向移动,溶解度增大;反之,降低温度,平衡向沉淀方向移动,溶解度减小。

(2)浓度对于反应离子的浓度,通过加水稀释,平衡向溶解方向移动;若增大离子浓度,平衡向沉淀方向移动。

(3)同离子效应在难溶电解质的饱和溶液中,加入含有相同离子的强电解质,会使平衡向沉淀方向移动,溶解度减小。

例如,在 AgCl 的饱和溶液中加入 NaCl 固体,由于溶液中 Cl浓度增大,平衡向生成 AgCl 沉淀的方向移动。

(4)盐效应在难溶电解质的饱和溶液中,加入不含相同离子的强电解质,会使溶解度增大。

这是因为加入的强电解质增大了溶液中的离子强度,使得离子间的相互作用增强,从而促进了难溶电解质的溶解。

三、沉淀溶解平衡的应用1、沉淀的生成若要使溶液中的离子生成沉淀,可以通过调节溶液的 pH 值、加入沉淀剂等方法,使离子浓度的乘积大于溶度积(Ksp),从而产生沉淀。

例如,向含有 Cu2+的溶液中加入 Na2S 溶液,由于 CuS 的溶度积很小,当 Cu2+和 S2-的浓度乘积超过 CuS 的溶度积时,就会生成 CuS 沉淀。

六章难溶强电解质的沉淀-溶解平衡讲解学习

六章难溶强电解质的沉淀-溶解平衡讲解学习
例题
(二) 发生氧化还原反应使沉淀溶解 在含有难溶强电解质沉淀的饱和溶液中加入
某种氧化剂或还原剂,与难溶电解质的阳离子或 阴离子发生氧化还原反应,使 J Ksp ,导致难溶 强电解质的沉淀溶解。
(三) 生成配位个体使沉淀溶解 在含有难溶强电解质沉淀的饱和溶液中加入
某种电解质,与难溶强电解质的阳离子或阴离子 生成配离子,使 J Ksp ,导致难溶电解质沉淀溶 解。
对于沉淀-溶解反应:
M v A v (s) v M z(a q ) v A z(a q )
其反应商为:
J [c (M z)/c]v [c (A z)/c]v
沉淀-溶解反应的摩尔吉布斯自由能变为:
rG m R TlnK spR TlnJ
由上式可以得出如下结论:
(1)当K sp J 时,rGm 0 ,沉淀-溶解反应 正向进行。
实现分步沉淀的最简单方法是控制沉淀剂的浓 度。
例题
实现分步沉淀的另一种方法是控制溶液 pH, 这种方法只适用于难溶强电解质的阴离子是弱酸 根或 OH- 两种情况。
例题
二、沉淀的转化
把一种沉淀转化为另一种沉淀的过程,称为沉 淀的转化。沉淀转化反应的进行程度,可以利用反 应的标准平衡常数来衡量。
沉淀转化反应的标准平衡常数越大,沉淀转化 反应就越容易进行。若沉淀转化反应的标准平衡常 数太小,沉淀转化反应将是非常困难,甚至是不可 能的。
例题
(2)当 K sp J 时,rGm 0 ,沉淀-溶解反应 处于平衡状态,此时的溶液为饱和溶液。
(3)当 K sp J 时,rGm 0 ,沉淀-溶解反 应逆向进行,有沉淀析出。
这就是沉淀 - 溶解平衡的反应商判据,也称 溶度积规则。
二、沉淀的生成

高等化学 难溶强电解质溶液的沉淀溶解平衡

高等化学 难溶强电解质溶液的沉淀溶解平衡
对于AnBm饱和溶液:
(溶度积) Ksp cn (Am ) cm (Bn )
对于其它状态下的AnBm溶液:
(离子积) Qi cn (A m ) cm (Bn )
由Kspθ与Qi相对大小确定溶液是否处于饱和状态
AnBm (s) nAm (aq) mB n (aq)
Ksp cn (Am ) cm (Bn )
Qi cn (A m ) cm (Bn )
Qi Ksp 饱和溶液, 处于平衡
Qi Ksp 过饱和溶液, 沉淀析出
Qi Ksp 不饱和溶液, 沉淀溶解
沉淀形成和沉淀溶解的判据——溶度积规则
1、沉淀的生成 Qi Ksp Question
s
s
KSP c( Ag )c(Cl ) s2 1.8 1010
4.1.3 沉淀溶解平衡的移动
1、同离子效应
难溶强电解质饱和溶液中加入含有相同离子的易溶强电解质时,
难溶电解质溶解度s下降。
CaCO3(s)
Ca2+ + CO32-
Na2CO3 2Na+ + CO32-
同离子效应是吕·查德里原理的又一种体现形式,重量分析中 利用这种效应, 通过加大沉淀剂的用量使被测组分沉淀更完全.

1.8 1010 1.34 105 m ol dm3
( 2 ) AgCl在0.0010m ol dm3 NaCl中:
AgCl( s )
Ag ( aq ) Cl ( aq )
平衡浓度( m ol dm3 )
S
0.0010 S
因为S 0.0010,因此0.0010 S 0.0010
第5章 难溶强电解质 溶液的沉淀-溶解 平衡

无机化学第6章 难溶强电解质的沉淀-溶解平衡

无机化学第6章 难溶强电解质的沉淀-溶解平衡
✓ Ksp反映的方程式,难溶电解质在反应物的 位置,即方程式的左边
常见难溶强电解质的溶度积
二、标准溶度积常数与溶解度 的关系
一定温度下,溶度积和溶解度都可表示难 溶电解质在水中的溶解能力。
若溶解度s 的单位用mol.L-1,称为摩尔溶 解度。
注意:推导若溶度积和溶解度关系时, 溶解度采用摩尔溶解度。
2. 溶度积与溶解度
二、标准溶度积常数与溶解度的关系
难溶强电解质Mv Av饱和溶液中存在沉淀-溶解平衡:
MvAv (s) vMz (aq) vAz (aq)
1-2型
如:Ag2CrO4 (s) 2Ag+ (aq) + CrO42- (aq)
2s
s
Ksp ={ceq (Ag+ )}2 {ceq (CrO42- )}= (2 s)2 (s)
Question
我们常说的沉淀,是不是一点都不溶?
例:
实验:取上层清液适量
滴加少量KI溶液
黄色沉淀(AgI)
AgCl
是否含有 s(AgCl)=1.34×10-5 mol·L-1
Ag+、Cl-
=1.92×10-4克/100mL
Question
我们常说的沉淀,是不是一点都不溶?
例:
AgCl(s) 溶解 AgCl(aq) 沉淀
AgCl(aq)
解离 Ag+ (aq)+ Cl-(aq) 分子化
AgCl
是否含有
AgCl(s)
溶解 Ag+ (aq)+ Cl-(aq) 沉淀
Ag+、Cl-
沉淀-溶解平衡
图 6-1 难溶强电解质的溶解和沉淀过程
沉淀溶解平衡
难溶强电解质Mv+Av-饱和溶液中存在如下动态平衡:

化学-难溶电解质的溶解平衡讲义-解析版

化学-难溶电解质的溶解平衡讲义-解析版

4.影响沉淀溶解平衡的因素(1)内因难溶电解质本身的性质,这是决定因素。

(2)外因①浓度:加水稀释,平衡向沉淀溶解的方向移动;②温度:绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程,升高温度,平衡向沉淀溶解的方向移动;③同离子效应:向平衡体系中加入难溶物溶解产生的离子,平衡向生成沉淀的方向移动;④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或更难电离或气体的离子时,平衡向沉淀溶解的方向移动。

二、沉淀溶解平衡的应用1.沉淀的生成当溶液中离子积(Q c )大于溶度积(K sp )时有沉淀生成。

①调节pH 法:如除去NH 4Cl 溶液中的FeCl 3杂质,可加入氨水调节pH 至4左右,离子方程式为Fe 3++3NH 3·H 2O===Fe(OH)3↓+3NH 。

+4②沉淀剂法:如用H 2S 沉淀Cu 2+,离子方程式为Cu 2++H 2S===CuS↓+2H +。

2.沉淀的溶解当溶液中离子积(Q c )小于溶度积(K sp )时,沉淀可以溶解。

①酸溶解:用离子方程式表示CaCO 3溶于盐酸:CaCO 3+2H +===Ca 2++CO 2↑+H 2O 。

②碱溶解法如Al 2O 3溶于NaOH 溶液,离子方程式为:Al 2O 3+2OH -===2AlO +H 2O -2③盐溶解:用离子方程式表示Mg(OH)2溶于NH 4Cl 溶液:Mg(OH)2+2NH===Mg 2++2NH 3·H 2O 。

+4④配位溶解:用离子方程式表示AgCl 溶于氨水:AgCl +2NH 3·H 2O===[Ag(NH 3)2]++Cl -+2H 2O 。

⑤氧化还原溶解:如不溶于盐酸的硫化物Ag 2S 溶于稀HNO 3。

3.沉淀的转化通常,一种沉淀可以转化为更难溶的沉淀,两种难溶物的溶解能力差别越大,这种转化的趋势就越大。

①实质:沉淀溶解平衡的移动。

②实例:AgNO 3溶液AgCl AgBr ,则K sp (AgCl)>K sp (AgBr)。

5第四章难溶强电解

5第四章难溶强电解

析出,直至溶液达饱和为止。
18
沉淀反应的利用和控制
l.沉淀的生成
2.沉淀的溶解
19
沉淀的生成

l.加入沉淀剂
增大离子浓度,使溶液中Qi大于Ksp

2.控制溶液的pH值 对于氢氧化物沉淀和弱酸盐沉淀可通过加碱, 提高pH,使沉淀生成。
20
பைடு நூலகம்
加入沉淀剂
将等体积的2.0×10-3mol· -1 AgNO3溶液和2.0×10 L
-4
mol· -1NaCl溶液混合,能否析出AgCl沉淀? L 解: 混合后,溶液中
c(Ag+)=2.0×10-3/2=1.0×10-3 mol· -1 L
c(Cl-)=2.0×10-4/2=1.0×10-4 mol· -1 L
Qc =c(Ag+)· c(Cl-)=1.0×10-7
已知KspӨ(AgCl)=1.8×10-10
Kspө称为难溶强电解质的标准溶度积,简称溶度积
MmAn(s)
θ sp
mMn++nAmn m
K (M m A n ) [M
] [A
m n
]
4
难溶强电解质的溶解度
对于难溶强电解质MA,
K
MA(s)
M+ + A
设MA的溶解度为S mol· -1,则 L
S/cθ=[M+]=[A-]
[M ][A ] K
a M a A K a MA(s) K
溶度积

一定温度下,对确定的难溶强电解质,Kθap为常数, 称为活度积常数,按照活度的定义,可变为:
θ ( M [M ]) ( A [A ]) K ap

难溶电解质的溶解平衡

难溶电解质的溶解平衡
+ - +
由 Ksp(Ag2CrO4) = c (Ag )· c(CrO ) , 得 c(Ag ) = -12 1.9 × 10 KspAg2CrO4 -1 -5 -1 = mol· L =4.36×10 mol· L , 2- 0.001 cCrO4 生成 AgCl 沉淀需 c(Ag+)小于生成 Ag2CrO4 沉淀时所需 c(Ag+),故 Cl-先沉淀。刚开始生成 Ag2CrO4 沉淀时,c(Cl-) -10 KspAgCl 1.8×10 = = L-1=4.13×10-6 mol· L-1。 + -5 mol· cAg 4.36×10
难溶电解质溶解平衡
知识点一、沉淀溶解平衡 1.概念 在 一定温度 下,当难溶强电解质溶于水形 成 饱和溶液时, 沉淀溶解 速率和 沉淀生成 速率
相等的状态。
2.沉淀溶解平衡常数——溶度积
(1)溶度积(Ksp):
在一定温度下,难溶电解质的饱和溶液中,离子 浓度 幂的乘积 。 (2)表达式: MmNn(s) 对于沉淀溶解平衡: mMn+(aq)+nNm-(aq),
⑥给溶液加热,溶液的 pH 升高 ⑦向溶液中加入 Na2CO3 溶液,其中固体质量增加 ⑧向溶液中加入少量 NaOH 固体,Ca(OH)2 固体质量不变 A.①⑦ B.①②⑦⑧ C.③④⑤⑦ D.①③⑦⑧
5、溶度积与溶解度的关系: Ksp(AgCl)=1.77×10-10 Ksp(AgBr)=5.35×10-13 Ksp(AgI)=8.51×10-17 溶解度(mol/L):AgCl>AgBr>AgI 结论:同类型的盐若Ksp越小,溶解度越小 不同类型的盐的Ksp不能直接作为溶解度大 小的比较依据。 Ksp(Ag2CO3)=8.45×10-12 溶解度:AgCl<Ag2CO3

第七章 难溶强电解质的沉淀-溶解平衡

第七章 难溶强电解质的沉淀-溶解平衡

Ksp = [An + ] m [B m –] n
练习Ksp的表达式: Ca3(PO4)2 (s) 3Ca3+(aq) + 2PO43–(aq)
Ksp = [Ca2+]3[PO43–]2
Ag2CrO4 (s) 2Ag+ (aq) + CrO42– (aq)
Ksp = [Ag+]2[CrO42 –]
=
9.1×10−12 (1.56×10-10)2
= 3.7×108
例题
有0.20 mol的BaSO4沉淀,每次用 1.0 dm3饱和NaCO3溶 液(浓度为1.6 mol dm-3)处理若使沉淀全部转化到溶液 中,需要反复处理几次?
解:处理一次时 BaSO4(s) + CO32初 平衡 1.6 1.6-x BaCO3 + SO420 x
(二)分步沉淀 多种离子 混合液 + 逐滴加入 沉淀剂 离子先后沉淀的现象
例:在含有0.01 mol dm-3 Cl-和0.01 mol dm-3 I-的混合液中, 逐滴加入AgNO3何者先沉淀(忽略体积变化)?当第二种离子 开始沉淀时,第一种离子还有多少剩余? 解: (1) 需要[Ag+]小的先沉淀 Cl-沉淀需 [Ag +]1 =
三、同离子效应和盐效应
(一)同离子效应 难溶电解质溶解度降低 AgCl(s) 加入NaCl NaCl Ag+ + Cl– Na+ + Cl–
实际意义:可使某种离子沉淀完全(通常 <10– 6 mol dm– 3) (二)盐效应 难溶电解质溶解度增大 AgCl(s) 加入NaNO3 NaNO3 Ag + + Cl– Na+ + NO3–
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难溶强电解质的沉淀溶解平衡
目的与要求:
1、掌握难溶强电解质的沉淀溶解平衡及溶度积。

2、掌握溶度积与溶解度的关系。

3、熟悉溶度积规则,学会应用溶度积规则来判断沉淀的生成和溶解。

重点:难溶强电解质的沉淀溶解平衡及溶度积规则 难点:1、溶度积与离子积的区别与联系
2、应用溶度积规则来判断沉淀的生成和溶解
基本内容:
一、溶度积和溶度积规则
Question :在含有AgCl 固体的溶液中,是否存在Ag +和Cl -
离子??
Solution :AgCl (s )
Ag +(aq )+Cl -(aq )
[AgCl]
]
Cl ][Ag [-+=
K K sp = [Ag +][Cl -]
1、溶度积常数(solubility product constant ,K sp ) 任意A a B b 型难溶电解质: A a B b (s )
a A n+(aq )+bB m-(aq )
K sp = [A n+]a [ B m-]b
Exercises :写出Fe(OH)3、Ag 2CrO 4的K sp 表达式
Questions :n 298K 时,AgCl 的溶解度s = 1.33×10-5mol ·L -1,其溶度积K sp =?
o 298K 时,AgBr 的溶解度s = 7.33×10-7mol ·L -1,其溶度积K sp =? p 298K 时,Ag 2CrO 4的溶解度s = 6.54×10-5mol ·L -1,其溶度积K sp =?
结论:) 同类型的难溶电解质,溶度积K sp 愈大,溶解度s 也愈大
) 不同类型的难溶电解质,不能直接根据溶度积K sp 来比较其溶解度s
的大小
2、溶度积K sp 与溶解度s 的相互换算关系:
推导: AB 、AB 2(or A 2B )、AB 3型难溶电解质的溶度积K sp 与溶解度s 的关系
结论:
3、离子积(ion product,I p)I p = c(A n+)a ·c ( B m-)b Example:AgCl溶液的离子积表达式:I p = c(Ag+)·c(Cl-)
Ag2CrO4溶液的离子积表达式:I p = c(Ag+)2·c(CrO42-) Question:离子积I p与溶度积K sp有何区别??
Solution:
K sp I p
表达式
K sp = [A n+]a [ B m-]b
平衡态时,离子平衡浓
度幂次方的乘积
I p = c(A n+)a·c ( B m-)b
任意状态下,离子浓度
幂次方的乘积
T一定时,同一难
溶电解质
常数数值不恒定
结论:K sp是I p在平衡状态时的特例
Question:引入离子积I p的意义何在??
4、溶度积规则
)I p=K sp溶液为饱和溶液,处于沉淀-溶解动态平衡,既无沉淀析出,又无沉淀溶解;
)I p<K sp 溶液处于不饱和状态,溶液中无沉淀析出。

若继续加入难溶电解质,难溶电解质将不断溶解直至溶液饱和;
)I p>K sp 溶液处于过饱和状态,沉淀将从溶液中析出直至溶液饱和。

Question:如何判断沉淀的生成和溶解??
Solution:溶度积规则
二、沉淀平衡的移动
1、沉淀的生成
条件:I p>K sp
)加入沉淀剂
Example:P46 例3-17
)同离子效应
)盐效应
)分级沉淀(fractional precipitate):先达到I p>K sp状态的物质先沉淀2、沉淀的溶解
条件:I p<K sp
)生成弱电解质
Example:Mg(OH)2Mg2+ + 2OH-
+
2H+(2NH4+)
2H2O(2NH3·H2O)
)生成微溶的气体逸出
Example:CaCO3Ca2+ + CO32-
+
H+
HCO3- +H+H2CO3CO2↑+ H2O )发生氧化还原反应
Example:PbS Pb2-2-
S↓+ NO↑
)生成配离子
Example:AgCl Cl- + Ag+
+
2NH3
[Ag(NH3)2]+。

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