环境化学 第五章_沉淀溶解平衡
化学沉淀溶解平衡知识点
化学沉淀溶解平衡知识点化学沉淀溶解平衡是指在溶液中，溶解物质与沉淀物质之间达到动态平衡的过程。
在这个过程中，溶解物质会从溶液中析出形成沉淀，而沉淀物质也会重新溶解进入溶液。
沉淀溶解平衡的调控因素主要有溶度积、离子浓度、温度等。
沉淀溶解平衡的相关知识点如下：1.溶度积：溶度积是沉淀溶解平衡的一个特征参数，表示在一定温度下，溶液中沉淀物质的最大溶解度。
溶度积的大小决定了沉淀能否生成或溶解。
当溶液中的离子浓度乘积大于溶度积时，沉淀会生成；当离子浓度乘积小于溶度积时，沉淀会溶解；当离子浓度乘积等于溶度积时，沉淀处于平衡状态。
2.酸碱溶解法：这是一种通过加入酸或碱来调控沉淀溶解平衡的方法。
例如，在碳酸钙中加入盐酸，氢离子会消耗碳酸根离子，促使碳酸钙溶解。
3.盐溶解法：这是一种通过加入可溶性盐来调控沉淀溶解平衡的方法。
例如，向硫酸钡沉淀中加入氯化钠，氯化钠会与硫酸钡反应生成可溶性的硫酸钠，从而使硫酸钡沉淀溶解。
4.生成配合物使沉淀溶解：这是一种通过生成配合物来调控沉淀溶解平衡的方法。
例如，在氯化银沉淀中滴加氨水，沉淀会溶解并形成银氨溶液。
5.发生氧化还原反应使沉淀溶解：这是一种通过氧化还原反应来调控沉淀溶解平衡的方法。
例如，在硫化铜沉淀中加入稀硝酸，硫化铜会氧化生成硫淡∗∗沉淀。
6.溶度积的计算：溶度积是指在一定温度下，沉淀物质的最大溶解度。
可以通过实验方法或理论计算得到。
已知溶度积后，可以判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解。
7.判断沉淀生成和溶解的方法：通过比较溶液中的离子浓度乘积（Qc）与溶度积（Ksp）的大小。
当Qc > Ksp时，溶液过饱和，有沉淀析出；当Qc = Ksp时，溶液饱和，处于平衡状态；当Qc < Ksp时，溶液未饱和，无沉淀析出。
总之，化学沉淀溶解平衡是一个涉及溶度积、离子浓度、温度等多个因素的复杂过程。
了解和掌握这些知识点，有助于我们更好地理解沉淀溶解现象，并在实际应用中调控溶液的组成。
第5章沉淀平衡1
[Ba2+][SO42-] = Ksp
例6 在 1 升 1 × 10-3 mol/L 的Na2SO4中，加入等体积的 0.01 mol/L 的 BaCl2溶液，达到平衡时，溶液中的 溶液，达到平衡时，溶液中的[Ba2+] 各为多少？ 和 [SO42-]各为多少？ 已知 BaSO4的 Ksp= 1.08 × 10-11 各为多少 解： 等体积稀释后的初始浓度为： 等体积稀释后的初始浓度为： (Ba2+)0 = 5 × 10-3 mol/L (SO42-)0 = 5 × 10-4 mol/L
= Ksp = aAg+ aCl-
aCl- = ƒCl- [Cl-],
K = Ksp = ƒAg+ [Ag+] ƒCl- [Cl-]
2 Azi I logfi =− 1+aB I
I = 1/2 (C1 Z12 + C2 Z22 + C3 Z32 + ⋅ ⋅⋅⋅ ⋅⋅⋅ + Cn Zn2 ) log ƒi = -Azi2 √I I ↑ ƒ <1
比较难溶离子化合物的离子浓度积Q 比较难溶离子化合物的离子浓度积 c与Ksp，可对沉淀
当Qc < Ksp，∆GT < 0，没有沉淀析出，固体继续溶解 ，没有沉淀析出， 当Qc = Ksp，∆GT = 0，体系处于平衡状态。 ，体系处于平衡状态。 例1：P. 357 / 例13−1 ： −
例2 将等体积的 4 × 10-3 mol/L AgNO3 和 4 × 10-3 mol/L 溶液混合， 沉淀生成？ K2CrO4溶液混合，是否有 Ag2CrO4 沉淀生成？ 已知 Ag2CrO4 的 Ksp = 1.12 × 10-12 解：等体积混合后： 等体积混合后： [Ag+]= [CrO42-] = 4 × 10-3 ÷ 2 = 2 × 10-3 mol/L Qc =[Ag+]2[CrO42-] = (2 × 10-3)2 (2 × 10-3) = 8 × 10-9 8 × 10-9 > Qc > Ksp 沉淀生成! 有 Ag2CrO4 沉淀生成 1.12 × 10-12
高考化学专题复习第五章沉淀反应教案
第五章沉淀反应—■教学基本要求1、沉淀溶解平衡掌握溶度积常数与溶解度的相互换算。
2、溶度积规则及应用掌握用溶度积规则判断溶液中沉淀的产生和溶解；掌握同离子效应的计算，了解盐效应；掌握计算难溶氢氧化物、硫化物开始沉淀、沉淀完全时c(OH—)、pH值；熟悉沉淀溶解的方法；掌握通过计算判断分步沉淀的丿II页序及第二种离子开始沉淀时，第一种离子是否沉淀完全；掌握沉淀转化反应的平衡常二三§5.1沉淀溶解平衡§5・1・：1溶度积常数将溶解度大于0.1g/100gH20的物质称为易溶电解质，梅溶解度在0.01 0.1g/100gH20的物质称为微溶电解质,将溶解度小于0.01g/100gH20的物质称为难溶电解质。
BaSO4⑸在饱和溶液中存在下列平衡：BaSO4(s) o Ba2*(aq)+SO42-(aq);则:Ksp° = Ba2* SO42- 具中，c—l.Omol/dmq不写入表达式中。
Up称为溶度积常数…即温度一走时,难溶电解质溶在水溶液中的部分『全部离解为离子时离子的浓度的乘积是一常数，简称溶度积。
推广到一般式,如一反应为：AmBn(s) <=> mA n+(aq)+nB^aq)则:K%(AmBn)=冲『.［夕叮即:指定反应式中的离子，以离子的化学计星系数为指数的幕的相对浓度的乘积是一常数。
• K°sp同样是温度的函数，但K°sp受温度影响不大，当温度变化不大时，可采用常温下的资料。
•溶度积的大小反映了难溶电解质溶解能力的大小。
对于同种类型基本不水解难溶强电解质, 溶度积越大,溶解度也越大；对于不同类型难溶电解质，就不能用Kip大小来比较溶解能力的大小,必须把溶度积换算成溶解度。
例如：K e sp S(mol/dm3)AB AgCI 1.8x10“° 1.3x10”AgBr 5.0x10"7.1x10-7A2B Ag2CrO4l.lxlO"12 6.5 xlO^5§5.1.2溶度积常数和溶解度的相互换算难溶化合物的溶解度S和Kip都是表示难溶化合物溶解能力大小的物理墨因此它们之间存在着相互依赖的关系，是可以进行换算的，可以从S求K：p也可以从Up求S。
第五章 酸碱平衡与沉淀平衡 PPT课件1
普通化学 第五章 沉淀溶解平衡
3.3 10
6
c(Ag ) / c 1.6 10 c(Ag )
9
Ag 2CrO 4
所以AgCl先沉淀。
8/16/2013 22
2.分步沉淀的应用——离子的分离
将混合液中离子完全分离的条件：
• 离子沉淀完全（<10-5),
• 并且另一些离子没有产生沉淀。
8/16/2013
sp 17 16 { AgI } 10 9 { AgCl }
向含有Cl- 和CrO42-各为0.1 mol/L的混合溶液中滴
加AgNO3, 请问哪种沉淀先生成？
Ksp ( AgCl ) 1.6 10
10
Ksp(Ag2CrO4) = 1.1×10-12
12
K 1.110 c(Ag ) / c c(CrO ) / c 0.1
则固体会溶解，直到溶液达饱和。
8/16/2013 10
练
习
分别计算Ag2CrO4 在纯水、0.1mol/LAgNO3溶液、 0.1mol/LNa2CrO4溶液中的溶解度。 Ksp = 9.0×10-12
8/16/2013
11
5.2 沉淀的生成（precipitation）
Q > Ksp， 溶液中产生沉淀
17
3. 对于难溶氢氧化物，难溶弱酸盐的沉淀反应， 需控制溶液的pH，使沉淀完全。 Example 5.5 Ni(NO3)2溶液中通入H2S生成NiS沉淀,
要使溶液中所剩Ni2+浓度不超过10-6mol· -1 ,计算 L
溶液允许的最低pH。已知：c(H2S)=0.10 mol•L-1，
Ksp(NiS)=1.07×10-21 ，Ka1 (H2S) = 1.310-7
沉淀溶解平衡应用课件
沉淀溶解平衡的影响因素
01
02
03
04
温度
温度是影响沉淀溶解平衡的主 要因素之一。随着温度的升高 ，沉淀的溶解度通常会增大。
浓度
溶液中沉淀物的浓度和溶解物 的浓度都会影响沉淀溶解平衡
。
压力
在某些情况下，压力也会影响 沉淀溶解平衡。
添加物
添加物可能促进或抑制沉淀的 溶解，影响沉淀溶解平衡。
02
沉淀溶解平衡在日常生活中的应用
实验二：含氟牙膏对牙齿的保护作用研究
总结词
含氟牙膏对牙齿的保护作用研究是沉淀溶解平衡在口 腔健康领域的应用之一。通过实验可以了解含氟牙膏 对预防龋齿的作用及机制，为科学选择口腔清洁用品 提供依据。
详细描述
实验选取一定数量的儿童和青少年，随机分为两组，一 组使用含氟牙膏，另一组使用普通牙膏。经过一段时间 的使用后，对两组的龋齿发生率和牙釉质表面硬度进行 比较。结果显示，使用含氟牙膏的组别龋齿发生率较低 ，牙釉质表面硬度较高，说明含氟牙膏具有保护牙齿的 作用。实验还对含氟牙膏的作用机制进行了探讨，发现 其主要是通过增强牙釉质的硬度和抗酸蚀能力来达到保 护牙齿的目的。
沉淀冶金法通过控制反应条件，使杂 质离子与特定的沉淀剂反应，形成沉 淀物被去除，从而得到高纯度的半导 体材料。
化学反应过程中沉淀平衡的利用
在化学反应过程中，沉淀平衡 可以被利用来分离和纯化化合 物。
通过控制反应条件，使反应物 或产物形成沉淀物，从而实现 不同组分的分离和纯化。
沉淀平衡在化学反应过程中可 以作为一种有效的分离和纯化 手段，提高产品的质量和收率 。
防止水垢的形成
总结词
沉淀溶解平衡在防止水垢形成中有着重要的应用。
详细描述
水化学 5沉淀
S2-S1/S1×100%=66%
计 算 表 明 ， 当 溶 液 中 NaNO3 的 浓 度 由 0 增 加 至 0.010mol·L-1时，BaSO4的溶解度增大了66%。
3、酸效应 溶液的酸度给沉淀溶解度带来的影响，称 为酸效应。 当酸度增大（ PH 减小）时，组成沉淀的 阴离子与H+结合，降低了阴离子的浓度，使 沉淀的溶解度增大。
根据MA(固)
MA（水） 平衡
K1=aMA（水）/aMA（固）
由于aMA（固）=1，且中性分子的活度系数近似为1， 则
aMA（水）=[MA]（水）=K1=S0
S0 称为物质的分子溶解度或固有溶解度。
当溶解达到平衡时，则MA的溶解度S等于：
S＝S0+[M+]＝S0+[A-]
★各种难溶化合物的固有溶解度(S0)相差很大。例如 HgC12 在室温下的固有溶解度约为 0.25mol/L ； AgCl 的固有溶解度在1.0×10-7~6.2×10-7mol/L之间。 ★当难溶化合物的固有溶解度较大时 ( 即 MA( 水 ) 的离 解度较小)，在计算溶解度时必须加以考虑。 ★由于许多沉淀的固有溶解度比较小，所以计算溶 解度时，一般可以忽略固有溶解度的影响， 所以，S=[M+]=[A-] 。
方法。
Ag+ + ClAgCl
Ag+ + SCN-
AgSCN
★银量法从滴定方式来看,可分为：
直接银量法和间接银量法
★银量法从所使用的指示剂的不同 ,又 可分为：
莫尔法
佛尔哈德法
法扬斯法
一、沉淀滴定曲线
以0.1000 mol/L AgNO3标准溶液滴定20.00 ml 0.1000mol/L NaCl溶液为例 1、滴定前 溶液中[Cl-]决定于NaCl浓度 [Cl-]=0.1000 mol/L pCl=-lg[Cl-]=1.00
沉淀溶解平衡及在分析化学中的应用
Ca3(PO4 )2(s) 3Ca2+(aq) 2 PO43-(aq)
Ksp Ө = c3(Ca2+) c2 (PO43-)
5
AmBn (s) mAn+ (aq) nBm-(aq)
KspӨ = [An+]m [Bm-]n
溶度积常数 KSP
▼ KSP值的大小反映了难溶电解质的溶解程 度。
8
例:在25℃ 时，Ag2CrO4的溶解度是0.0217g.L-1, 试计算Ag2CrO4的KSP 。
解：C( Ag2CrO4 )
m( Ag2CrO4 ) M( Ag2CrO4 )
0.0217 g.L1 331.8g.mol 1
6.54105 mol.L1
由 Ag2CrO4的溶解平衡
KSP ＝[Ａｍ＋]n ·[Bn-]m Qi = c (Am+) n·c (Bn-) m KSP表示难溶电解质沉淀溶解平衡时饱和溶 液中离子浓度的乘积。在一定温度下KSP为一常 数。 Qi则表示任何情况下离子浓度的乘积，其值 不定。
10
溶度积原理——
Qi＞KSP时，溶液为过饱和溶液，沉淀析出。 Qi＝KSP时，溶液为饱和溶液，处于平衡状态 。 Qi＜KSP时，溶液为未饱和溶液 ，沉淀溶解 。
因为溶解度x很小，所以
0.010+x≈0.010
所以
0.010x=1.07×10-10 x=1.07×10-8(mol·L-1)
计算结果与BaSO4在纯水中的溶解度相比较， 溶解度为原来的1.07×10-8 /1.05×10-5 ,即约为
0.0010倍。
14
同离子效应 ：
因加入含有相同离子的易溶强电解质，而使 难溶电解质溶解度降低的效应。
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K
θ d
aM aA a MA(aq)
aM
aA
K
θ d
s0
K
θ ap
活度积(常数) activity product
K
θ ap
aM
aA
γ
M [M]/cθ
γ
A [A]/cθ
γ
M
γ
A
K
θ sp
K
θ sp
[M] cθ
[A] cθ
[M][A]
γ
K
θ ap
M γ
A
溶度积(常数)
小结：
(1) 相同类型
K sp
大的 s也大
AgCl AgBr AgI
K
sp
减小
s 减小
(2)
不同类型则不能用
K sp
比较溶解度的大小，
要通过计算才能比较
(3) 若为难溶弱电解质，或易水解的强电
解质，以MA型为例，则 s
K sp
MA(s)
MA(aq) M+(aq) + A–(aq)
s [MA] [M ] [MA]
sp
M2A型或MA2型 难溶化合物
s3
K
sp
4
例：已知室温下AgBr和Mg(OH)2 的溶度积 分别为5.010-13 和1.810-11，求它们的
溶解度(不考虑其它副反应及固有溶解度)。
解： s (AgBr ) Ksp (AgBr ) 5.0 1013
7.07 107 mol dm3
s(Mg(OH )2 ) 3
➢ 无定形沉淀(amorphous precipitates)
0.0010
a 0.078 0.009 0.00097
➢ 离子强度(I)
I 1 2
i
bi
Z
2 i
1 2
i
ci
Z
2 i
式中：Zi — i 离子的电荷 I — 单位：mol·dm-3
德拜 休克尔公式 :
lg 0.509Z Z 1 I I
例：计算0.050 mol·dm-3 AlCl3溶液中的离子强度。
➢ 活度(a) 离子的有效浓度
a = ( b / b)
式中： — 活度系数，表示电解质溶液中
离子间相互牵制作用的大小 b — 质量摩尔浓度，单位质量溶剂
的溶液中所含溶质的物质的量 b— 标准质量摩尔浓度，值为1 mol·kg-1
稀溶液中，c b a = ( c / c)
c(NaCl)/mol·kg-1 0.10 0.010
§５.1 沉淀溶解平衡
５.1.1 沉淀溶解平衡及溶度积 ５.1.2 溶度积及溶解度的关系
５.1.1 沉淀溶解平衡及溶度积
BaSO4的溶解与沉淀过程 BaSO4(s) BaSO4(aq) Ba2+(aq) + SO42-(aq)
沉淀溶解平衡： 固态难溶物质与由它离解 产生的离子之间的平衡
溶解
解离
MA(s) MA(aq) M (aq) + A (aq)
K = a(MA) = ·[MA] [MA](aq)
K = s0 固有溶解度(分子溶解度)
若溶液中没有其它影响沉淀溶解平衡的因素存在
s = s0 + [M] [M] 难溶强电解质 s = s0 + [A] [A] 思考题：对于MmAn型难溶化合物，其溶
K
sp
(Mg
(OH
)
2
)
4
3
1.8 1011 4
1.65 104 mol dm3
思考题：求Ca (PO ) 的s与K 间的关系
3
42
sp
分子式 AgCl AgBr AgI Ag2CrO4
溶度积 1.810-10 5.010-13 9.310-17 2.010-12
溶解度(mol·dm-3) 1.3410-5 7.0710-7 9.6410-9 7.94 10-5
0.40mol dm3
沉淀反应及溶解反应
沉淀反应： 在溶液中溶质相互作用， 析出难溶性固态物质的反应
溶解反应： 难溶性固态物质溶解的反应
难溶物质：s < 0.01g / 100g H2O 微溶物质：s = 0.01 ~ 0.1g / 100g H2O 易溶物质：s > 0.1g / 100g H2O
➢ 晶型沉淀(crystalline precipitates) 颗粒状结晶，直径约为0.1 ~ 1 m 内部构晶离子有规则排列，结构紧 密，具有明显的晶面，沉淀的体积 较小，易沉降，便于过滤和洗涤。
粗晶型沉淀：MgNH4PO4 细晶型沉淀：BaSO4
➢ 凝乳状沉淀(gelating precipitates) 颗粒直径约为0.02 ~ 0.1 m，如AgCl
K
θ sp
MA(s) M+(aq) + A–(aq)
s [M ] [MOH] [A ] [HA]
Kθsp [MOH]
K
θ sp
[HA]
§５.2 沉淀的形成及溶度积规则
５.2.1 沉淀的类型及性质 ５.2.2 沉淀的形成过程 ５.2.3 溶度积规则
５.2.1 沉淀的类型和性质
按外观特征和物理性质分类：
第五章 沉淀溶解平衡
§５.1 沉淀溶解平衡 §５.2 沉淀的形成及溶度积规则 §５.3 沉淀的溶解和转化 §５.4 沉淀的纯度及影响沉淀纯
度的因素
活度、活度系数和离子强度
强电解质溶液的解离度都小于100% 18°C，c = 0.10mol·dm-3
强电解质 HCl H2SO4 KOH NaOH
解离度 92% 58% 89% 84%
解：
I
1
2
i
bi
Z
2 i
1 2
iciZ源自2 i1 (0.050 32 3 0.050 12 ) 2
0.30mol dm3
例：计算0.10 mol·dm-3 HCl和0.10 mol·dm-3 CaCl2混合溶液的离子强度。
解：
I 1
2
i
bi
Z
2 i
1 2
i
ci
Z
2 i
1 (0.10 12 0.10 22 0.30 12 ) 2
溶度积常数的数值一定程度 上反映了物质的溶解能力
５.1.2 溶度积和溶解度的关系
Mm An (s) mM n (aq) nAm (aq) Kθsp [Mn ]m [Am ]n (ms) m (ns)n m m nn smn
1
s
K
θ sp
mm nn
mn
MA型难溶化合物
s
K
Solubility product
Mm An (s) Mm An (aq) mM n (aq) nAm (aq) Mm An (s) mM n (aq) nAm (aq)
Kθsp
([Mn ])m cθ
([Am ])n cθ
[Mn ]m
[Am ]n
(γ
Mn
Kθap )m (γ
Am
)n
意义：温度一定时，难溶电解质的饱和 溶液中，各离子浓度与标准浓度 的比值的方次的乘积为一常数