沉淀溶解平衡培训课件

本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。作者:赵全芹单位:山东大学第三章沉淀溶解平衡Precipitation-dissolution Equilibrium本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。第一节溶度积和溶度积规则第二节沉淀溶解平衡的移动第三节沉淀溶解平衡的医学意义本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。重点难点熟悉了解掌握溶度积常数表达式、溶度积和溶解度的相互换算；溶度积规则及其应用；沉淀溶解平衡中的相关计算。难溶电解质的同离子效应和盐效应；分级沉淀和沉淀的转化；沉淀溶解平衡的移动。沉淀溶解平衡在医学中的应用。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。溶度积和溶度积规则第一节本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。在一定温度下，难溶电解质的沉淀速率和溶解速率相等时，在沉淀与溶解之间所建立的动态平衡，称为沉淀溶解平衡。Ksp称为溶度积常数，简称溶度积基础化学（第9版）一、溶度积AaBb(s)aAn+(aq)+bBm-(aq)Ksp=An+aBm-bKsp的意义：表示在一定温度下，难溶电解质的饱和 溶液中离子浓度幂之乘积为一常数。第一节溶度积和溶度积规则本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。类 型 换算公式实 例AB AgCl、BaSO4AB2或A2B Mg(OH)2、Ag2CrO4AB3或A3BCr(IO3)3、Ag3PO4几种不同类型难溶电解质的S 与 Ksp 的关系基础化学（第9版）二、溶度积和溶解度的关系设难溶电解质AaBb的溶解度为S，溶解达平衡时AaBb(s)aAn+(aq)+bBm-(aq)平衡浓度/molL-1 aS bS Ksp=An+aBm-b=(aS)a(bS)b=aabbS(a+b)第一节溶度积和溶度积规则本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。基础化学（第9版）例 已知在298.15 K时，1 L纯水能溶解1.91 10-3 g的AgCl，求AgCl的Ksp。解 Ag+=Cl-=1.33 10-5 molL-1 Ksp(AgCl)=Ag+Cl-=(1.33 10-5)2=1.77 10-10第一节溶度积和溶度积规则本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。基础化学（第9版）例 Ag2CrO4在298.15 K时的溶解度为6.54 10-5 molL-1，计算其溶度积。解 Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO42-(aq)Ag+=2 6.54 10-5 molL-1 CrO42-=6.54 10-5 molL-1 Ksp(Ag2CrO4)=Ag+2CrO42-=(2 6.54 10-5)2 (6.54 10-5)=1.12 10-12第一节溶度积和溶度积规则本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。基础化学（第9版）类 型难溶电解质 S/molL-1KspABAgCl1.33 10-51.77 10-10A2BAg2CrO46.54 10-51.12 10-12AB2Mg(OH)21.12 10-45.61 10-12几种不同类型难溶强电解质的S 与 Ksp 的比较注意：对于相同类型的难溶强电解质，Ksp越小，溶解度S 越小；对于不同类型的难溶强电解质，需要通过计算才能比较 Ksp和S 的大小。第一节溶度积和溶度积规则本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。基础化学（第9版）三、溶度积规则离子积(IP)：一定温度下，难溶强电解质溶液中任意条件下离子浓度 幂的乘积。IP与Ksp的关系：IP=Ksp 饱和溶液，沉淀与溶解达动态平衡。IP Ksp 不饱和溶液，无沉淀析出，或沉淀溶解。IP Ksp 溶液中将会有沉淀析出，直至溶液达饱和。第一节溶度积和溶度积规则本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。沉淀溶解平衡的移动第二节本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。基础化学（第9版）一、同离子效应与盐效应（一）同离子效应定义：在难溶强电解质的饱和溶液中，加入与该电解质含有共同离子的易溶 强电解质时，难溶强电解质的溶解度减小的现象，称为同离子效应。Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO42-(aq)由于Na2CrO4的加入，溶液中 CrO42-浓度增大，从而使Ag2CrO4沉淀溶解平衡向左移动，Ag2CrO4的溶解度减小。实例：在Ag2CrO4的饱和溶液中加入Na2CrO4Na2CrO4(aq)2Na+(aq)+CrO42-(aq)第二节沉淀溶解平衡的移动本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。基础化学（第9版）（二）盐效应定义：在难溶强电解质的饱和溶液中，加入与难溶强电解质不含有相同离子的易溶强电解质时，难溶强电解质的溶解度略微增大的现象称为盐效应。实例：在Ag2CrO4的饱和溶液中加入KNO3时，可促进固体Ag2CrO4的溶解。第二节沉淀溶解平衡的移动本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。基础化学（第9版）二、沉淀的生成（一）沉淀的生成条件:根据溶度积规则，当溶液中IpKsp时，就会生成沉淀。方法:一般通过加入沉淀剂的方法使沉淀析出。第二节沉淀溶解平衡的移动本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。基础化学（第9版）例 判断下列条件下是否有沉淀生成（可忽略体积的变化）。(1)将0.020 molL-1 CaCl2溶液10 mL与等体积同浓度的Na2C2O4溶液混合；(2)在1.0 molL-1 CaCl2溶液中通CO2气体至饱和。解 (1)等体积混合后 c(Ca2+)=0.010 molL-1，c(C2O42-)=0.010 molL-1，IP(CaC2O4)=c(Ca2+)c(C2O42-)=1.0 10-4 Ksp(CaC2O4)=2.32 10-9 有CaC2O4沉淀析出。(2)饱和CO2溶液中CO32-=Ka2=4.7 10-11 molL-1 IP(CaCO3)=c(Ca2+)c(CO32-)=4.7 10-11 Ksp(CaCO3)=3.36 10-9 无CaCO3沉淀析出。第二节沉淀溶解平衡的移动本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。基础化学（第9版）（二）分级沉淀定义：如果在溶液中有两种以上的离子可与同一试剂反应产生沉淀，首先析出的是离子积最先达到溶度积的化合物。这种按先后顺序沉淀的现象，称为分级沉淀。实例：在含有同浓度I-和Cl-的溶液中，逐滴加入AgNO3溶液，首先析出淡黄色 AgI沉淀，至加到一定量AgNO3溶液后，才生成白色AgCl沉淀，这是因为 Ksp(AgI)Ksp(AgCl)，AgI离 子积最先达到溶度积而首先沉淀。应用：利用分步沉淀可进行离子间的相互分离。第二节沉淀溶解平衡的移动本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。例 在含有0.010 molL-1 Cl-和0.010 molL-1 I-溶液中，逐滴加入AgNO3溶液。问：(1)AgCl和AgI哪个先析出？(2)当AgCl开始沉淀时，溶液中I-浓度为多少？解 (1)Ksp(AgCl)1.77 10-10，Ksp(AgI)8.52 10-17 AgCl沉淀所需Ag+浓度：Ag+基础化学（第9版）第二节沉淀溶解平衡的移动AgI沉淀所需Ag+浓度：Ag+本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。因为AgI沉淀所需Ag+浓度小，所以AgI先沉淀。基础化学（第9版）(2)当 AgCl开始沉淀时，第二节沉淀溶解平衡的移动本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。基础化学（第9版）（三）沉淀的转化定义：把一种沉淀转化为另一种沉淀的过程称为沉淀的转化。实例：锅垢主要成分CaSO4的转化反应CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)由于生成了更难溶的CaCO3沉淀，使CaSO4的沉淀溶解平衡向CaSO4溶解的方向移动，CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀。第二节沉淀溶解平衡的移动本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。基础化学（第9版）三、沉淀的溶解条件:IPKsp，沉淀将会溶解。方法:（一）生成弱电解质使沉淀溶解；（二）生成配合物使沉淀溶解；（三）利用氧化还原反应使沉淀溶解。第二节沉淀溶解平衡的移动本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。基础化学（第9版）例 Mg(OH)2可溶于HCl溶液：Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)平衡移动方向 +2H+(aq)+2Cl-(aq)2H2O(l)（一）生成弱电解质使沉淀溶解金属氢氧化物沉淀的溶解氢氧化物中的OH-与酸反应生成难解离的水，故金属氢氧化物可以溶于HCl或NH4Cl溶液中。第二节沉淀溶解平衡的移动2HCl(aq)本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。基础化学（第9版）CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq)平衡移动方向平衡移动方向 +H+(aq)+Cl-(aq)HCl(aq)HCO3-(aq)CO2(g)+H2O(l)碳酸盐沉淀的溶解H+例 CaCO3可溶于HCl溶液：碳酸盐中的CO32-与酸反应生成难解离的HCO3-，甚至CO2气体。第二节沉淀溶解平衡的移动本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。基础化学（第9版）ZnS(s)Zn2+(aq)+S2-(aq)平衡移动方向+H+(aq)+Cl-(aq)HCl(aq)HS-(aq)H2S(g)金属硫化物沉淀的溶解 H+在金属硫化物沉淀中加入HCl，由于H+与S2-结合生成HS-及H2S气体，使金属硫化物的 IP Ksp，沉淀溶解。例 ZnS可溶于HCl溶液：第二节沉淀溶解平衡的移动本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。基础化学（第9版）PbSO4(s)SO42-(aq)+Pb2+(aq)平衡移动方向平衡移动方向 +2Ac-(aq)+2NH4+(aq)PbSO4沉淀的溶解 在含有 PbSO4沉淀的饱和溶液中加入NH4Ac，生成弱电解质Pb(Ac)2，溶液中Pb2+浓度降低，使PbSO4的IP Ksp时，将会有沉淀生成；当IPKsp时，沉淀溶解。沉淀的溶解往往和酸碱平衡、氧化还原平衡、配位平衡相联系，沉淀溶解平衡属于多相平衡。混合溶液中的金属离子随其Ksp的不同，可以分级沉淀，利用分级沉淀可以分离某些金属离子。沉淀溶解平衡在医学中有着重要的应用。本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。