-溶液及溶液中的离子平衡详解课件

第四章第四章 溶液及溶液中离子平衡溶液及溶液中离子平衡海洋学院：李惠静分子分散系溶液：溶质粒子直径小于1nm,以离子或分子状态均匀地分散在溶剂中所形成的均相、稳定的分散系称为溶液。4.1 溶液及其浓度的表示方法溶液及其浓度的表示方法4.1.1 溶液溶液 4.1 溶液及其浓度的表示方法溶液及其浓度的表示方法 广义地说，两种或两种以上物质彼此以分子或离子状态均匀混合所形成的体系称为溶液。4.1.1 溶液溶液液态溶液液态溶液溶液 气态溶液固态溶液N2(g)+O2(g)一定条件下Au-Ag 电解质溶液电解质溶液非电解质溶液非电解质溶液溶剂和溶质 如果组成溶液的物质有不同的状态，通常将液态物质称为溶剂，气态或固态物质称为溶质。如果都是液态，则把含量多的一种称为溶剂，含量少的称为溶质。4.1.2 溶液组成的表示 在溶液中，溶质B的浓度表示法主要有如下四种：1.物质的量分数（摩尔分数）2.质量摩尔浓度3.物质的量浓度4.质量分数4.1.2溶液组成的表示1.物质的量分数 (mole fraction)各组分的摩尔分数之和为12.质量摩尔浓度bB（molality）溶质B的物质的量与溶剂A的质量之比称为溶质B的质量摩尔浓度，单位是 。这个表示方法的优点：可以用准确的称重法来配制溶液，不受温度影响，电化学中用的很多。4.1.2 溶液组成的表示 bB=nB/mA1000=mB/MBmA1000 (mol/kg)3.物质的量浓度cB（molarity）溶质B的物质的量与溶液体积V的比值称为溶质B的物质的量浓度，或称为溶质B的浓度，单位是 ，但常用单位是 。4.1.2 溶液组成的表示溶质：摩尔,mol溶液体积:升，L缺点：与温度有关！缺点：与温度有关！5 5 几种溶液浓度之间的关系几种溶液浓度之间的关系 1).物质的量浓度与质量分数物质的量浓度与质量分数 cB 溶质B的量浓度;溶液的密度;溶质B的质量分数;MB 溶质B的摩尔质量。2)2)物质的量浓度与质量摩尔浓度物质的量浓度与质量摩尔浓度 cB 溶质B的量浓度;溶液的密度;m 溶液的质量;nB 溶质B的物质的量。例 400g水中加入95%H2SO4 100g，测得该溶液的密度为1.13kg/L，计算此溶液的质量摩尔浓度，物质的量浓度，摩尔分数？解已知:M（H2SO4）=98g/mol，W（H2SO4）=100*95%=95gW（H2O）=400+（100-95）=405gm=nB WA=9598*405*10-3=2.39mol/KgC=nB V=95*1.1398*(400+100)*10-3=2.19mol/LXB=nB n=95/9895/98+405/18=0.0410 4.2 溶解度与相似相溶原理溶解度与相似相溶原理难溶电解质难溶电解质溶解度溶解度 0.01g/100gH2O微溶电解质微溶电解质溶解度溶解度 0.01g0.1g/100gH2O易溶电解质易溶电解质溶解度溶解度 0.1g/100gH2O 一定温度下一定温度下100克水里某物质溶解的最大克克水里某物质溶解的最大克数称溶解度（数称溶解度（g/100gH2O）.6.1.1 溶解度溶解度8.1.2 8.1.2 溶解度原理：相似相溶溶解度原理：相似相溶影响溶解度的因数：影响溶解度的因数：本性本性溶剂溶剂压强压强温度温度2.溶解度的影响因素溶解度的影响因素 (1)温度的影响：温度的影响：吸热，结晶分离吸热，结晶分离放热放热重结晶重结晶(Fractional crystallization)利用不同的固体溶质在同一温度下溶解度不同的性质，可利用结晶的方法将其分离而得到某一种纯物质。(2)压力压力 压力的变化对固体溶质和液体溶质压力的变化对固体溶质和液体溶质的溶解度一般影响不大，但对气体溶质的溶解度一般影响不大，但对气体溶质的溶解度却有很大的影响。的溶解度却有很大的影响。表表8-2 气体溶解度与气体压力的关系气体溶解度与气体压力的关系 压力压力/Pa373K时时CO2的溶解度的溶解度/moldm-3 压力压力/Pa298K时时N2的溶解度的溶解度/moldm-3 80.1105 0.386 25.3105 0.0155 106.5105 0.477 50.7105 0.0301 120.0105 0.544 101.3105 0.061 160.1105 0.707 202.6105 0.100 200.1105 0.887 3.享利定律享利定律-气体溶解定律气体溶解定律享利定律：享利定律：在一定温度下，一定体积的液体在一定温度下，一定体积的液体中所溶解的气体质量与该气体的分中所溶解的气体质量与该气体的分压成正比。压成正比。数学表达式：数学表达式：p=K x (K享利常数享利常数)因为当气体的压强增加因为当气体的压强增加n n倍，那么倍，那么气体进入液体的机会也增加气体进入液体的机会也增加n n倍，所以气倍，所以气体溶解的质量也增加体溶解的质量也增加n n倍。故亨利定律与倍。故亨利定律与其它气体的分压无关。其它气体的分压无关。亨利定律只适用于溶解度小，不亨利定律只适用于溶解度小，不与溶剂相互作用的气体。所以与溶剂相互作用的气体。所以HCl、NH3等气体都不适用。等气体都不适用。4 相似相溶相似相溶原理原理“相似相溶相似相溶”原理主要表现在：原理主要表现在：(1)溶溶质质分分子子与与溶溶剂剂分分子子的的结结构构越越相相似似，相互溶解越容易；相互溶解越容易；(2)溶溶质质分分子子的的分分子子间间作作用用力力与与溶溶剂剂分分子子间作用力越相似，越易互溶。间作用力越相似，越易互溶。如如非非极极性性物物质质可可以以溶溶解解在在非非极极性性溶溶剂剂中中(碘碘溶溶于于四四氯氯化化碳碳中中)，极极性性物物质质和和离离子子型型晶晶体体易易溶于极性溶剂溶于极性溶剂(如水如水)中。中。反应商恒容体系：溶液的性质不同于溶剂、溶质，可分为两类：由溶质本身引起的：颜色、导电性、密度；由溶液组成引起的，即溶质与溶剂的粒子数引起的，与溶质的本性无关,称稀溶液的依数性（仅适用于稀溶液）各种溶液各有其特性，但有几种性质是一般稀溶液所共有的各种溶液各有其特性，但有几种性质是一般稀溶液所共有的.这类性质与浓度有关，或者是与溶液中的这类性质与浓度有关，或者是与溶液中的“粒子数粒子数”有关，而有关，而与溶质的性质无关与溶质的性质无关.Ostwald 称其为称其为“依数性依数性”.这里是非这里是非常强调溶液是常强调溶液是“难挥发的难挥发的”，“非电解质的非电解质的”和和“稀的稀的”这几这几个定语的个定语的.这些性质包括：这些性质包括：蒸气压下降、沸点升高、凝固点下降及渗透压蒸气压下降、沸点升高、凝固点下降及渗透压等等 4.4 溶液的通性溶液的通性4.4.1 非电解质稀溶液的通性非电解质稀溶液的通性 溶液的几种性质与水的比较溶液的几种性质与水的比较 物质物质 Tb/Tf/20/(gcm-3)纯水纯水 100.00 0.00 0.9982 0.5molkg-1糖水糖水 100.27 -0.93 1.0687 0.5molkg-1 100.24 -0.94 1.0012尿素溶液尿素溶液1 溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降(1)蒸气压 液体分子也在不停的运动，当运动速率足够大时，分子就可液体分子也在不停的运动，当运动速率足够大时，分子就可以克服分子间的引力，逸出液面而气化。这种液体表面气化现以克服分子间的引力，逸出液面而气化。这种液体表面气化现象叫象叫蒸发蒸发。而在液面上的气态分子叫蒸气。某些蒸气分子可能。而在液面上的气态分子叫蒸气。某些蒸气分子可能撞到液面，为液体分子所吸引而重新回到液体中，这种现象为撞到液面，为液体分子所吸引而重新回到液体中，这种现象为凝聚凝聚。一定温度下凝聚的速率与其蒸发速率相等时，液体和它。一定温度下凝聚的速率与其蒸发速率相等时，液体和它的蒸气处于动态平衡状态，此时的这种气体称为饱和蒸气，它的蒸气处于动态平衡状态，此时的这种气体称为饱和蒸气，它的压力称饱和蒸气压，简称的压力称饱和蒸气压，简称蒸气压蒸气压。(2)溶液蒸汽压下降实验溶液蒸汽压下降实验 在液体中加入任何一种难挥发的物质时，液体的蒸汽压便下在液体中加入任何一种难挥发的物质时，液体的蒸汽压便下降，在同一温度下，纯溶剂蒸汽压与溶液蒸汽压之差，称为溶液降，在同一温度下，纯溶剂蒸汽压与溶液蒸汽压之差，称为溶液的蒸汽压下降（的蒸汽压下降（p）.同一温度下，由于溶质的加入，使溶液中单位体积溶剂蒸发同一温度下，由于溶质的加入，使溶液中单位体积溶剂蒸发的分子数目降低，逸出液面的溶剂分子数目相应减小的分子数目降低，逸出液面的溶剂分子数目相应减小,因此在较因此在较低的蒸汽压下建立平衡，即溶液的蒸汽压比溶剂的蒸汽压低低的蒸汽压下建立平衡，即溶液的蒸汽压比溶剂的蒸汽压低.实验：实验：解释：解释：Example Example 已知已知20 时水的饱和蒸汽压为时水的饱和蒸汽压为2.33 kPa.将将17.1g蔗蔗糖糖（C12H22O11）与与3.00g尿素尿素 CO(NH2)2分别溶于分别溶于100g 水水.计算形成溶液的蒸汽压计算形成溶液的蒸汽压.Solution两种溶质的摩尔质量是两种溶质的摩尔质量是M1=342 g/mol和和M2=60.0 g/mol则则所以，两种溶液的蒸汽压均为：所以，两种溶液的蒸汽压均为：p=2.33 kPa0.991=2.31 kPa2 沸点升高沸点升高 当溶液的蒸汽压下降，要使其沸腾，即蒸汽压达到外界压力，就当溶液的蒸汽压下降，要使其沸腾，即蒸汽压达到外界压力，就必须使其温度继续升高必须使其温度继续升高 ，达到新的沸点，才能沸腾，达到新的沸点，才能沸腾.这叫稀溶液这叫稀溶液的沸点升高的沸点升高.溶液越浓，其溶液越浓，其 p p 越大，越大，T Tb b 越大，即越大，即 T Tb b p p，则则蒸气压下降引起的直接后果之一蒸气压下降引起的直接后果之一 K Kb b为沸点升高常数，与溶剂的摩尔质量、沸点、气化热有关，为沸点升高常数，与溶剂的摩尔质量、沸点、气化热有关，可由理论推算，也可由实验测定：直接测定几种浓度不同的稀溶液可由理论推算，也可由实验测定：直接测定几种浓度不同的稀溶液的的 T Tb b ，然后用，然后用 T Tb b对对m m作图，所得直线斜率即为作图，所得直线斜率即为K Kb b.沸点是液体的蒸气压等于外压时对应的温度沸点是液体的蒸气压等于外压时对应的温度Example Example 已知纯苯的沸点是已知纯苯的沸点是 80.2，取，取 2.67 g萘（萘（C10H8）溶）溶于于100g苯中，测得该溶液的沸点为苯中，测得该溶液的沸点为 80.731，试求苯的，试求苯的沸点升高常数沸点升高常数.Solution3.凝固点降低凝固点降低：在标准状况下，纯液体蒸气压和在标准状况下，纯液体蒸气压和它的固相蒸气压相等时的温度为该液它的固相蒸气压相等时的温度为该液体的凝固点。体的凝固点。溶液的蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压，所以溶液的蒸气压总是低于纯溶剂的蒸气压，所以溶液凝固点下溶液凝固点下降降。蒸气压下降引起的直接后果之二蒸气压下降引起的直接后果之二Kf：溶剂凝固点降低常数溶剂凝固点降低常数 ；m：溶质的质量摩尔浓度。溶质的质量摩尔浓度。拉乌尔证明拉乌尔证明：难挥发非非电解解质稀溶液凝固点稀溶液凝固点Tf(Tf=Tf*-Tf)下降，与溶液的下降，与溶液的质量摩量摩尔尔浓度呈正比。度呈正比。Example Example Solution 冬天，在汽车散热器的水中注入一定量的乙二醇可防止水冬天，在汽车散热器的水中注入一定量的乙二醇可防止水的冻结的冻结.如在如在 200 g 的水中注入的水中注入6.50 g 的乙二醇，求这种溶液的乙二醇，求这种溶液的凝固点的凝固点.（）4.3 分配定律与萃取分离分配定律与萃取分离4.3.1 分配定律分配定律 分配系数小的物质，绝大部分进入有机相，分配系数大的分配系数小的物质，绝大部分进入有机相，分配系数大的物质，仍留在水相中，据此可将物质彼此分离。物质，仍留在水相中，据此可将物质彼此分离。前提：前提：A A在两相中仅以一种型体存在在两相中仅以一种型体存在HA(A)HA(B)分配定律：分配定律：“在一定温度下在一定温度下，当某一物质在两种互当某一物质在两种互不混溶的溶剂中分配达到平衡时，则该物质不混溶的溶剂中分配达到平衡时，则该物质在两相在两相中的浓度之比为一常数中的浓度之比为一常数,该常数称为分配系数该常数称为分配系数。”即：即：4.3.2 萃取分离（萃取分离（液液萃取液液萃取）分配定律的应用分配定律的应用萃取分离具有萃取分离具有选选择性好择性好、回收率回收率高高、设备简单设备简单、操作简便操作简便、快速快速，以及易于实现以及易于实现自自动控制动控制等特点，等特点，因此一直受到广因此一直受到广泛重视。泛重视。液液萃取液液萃取 例：例：例：例：I I2 2的萃取的萃取的萃取的萃取索氏（脂肪）提取器索氏（脂肪）提取器样品虹吸管滤纸套筒蒸汽上升管回流冷凝回流冷凝管管水水直火（或水浴）加热直火（或水浴）加热多次萃取分离多次萃取分离设某体积为设某体积为 V mL的溶液的溶液(A相相)中含有中含有 m0（g）的的 某物质某物质，用，用 V mL 有机溶剂有机溶剂(B相相)来萃取，一次萃取后溶液中剩余某物质的量为来萃取，一次萃取后溶液中剩余某物质的量为 m1 g据分配据分配定率定率萃取萃取 n 次，同理可得次，同理可得n 次萃取的萃取率次萃取的萃取率整理，得整理，得例2 有有100mL含含I210mg的水溶液的水溶液,用用90mLCCl4分分别按下列情况萃取别按下列情况萃取(K=1/85):(1)全量一次萃取全量一次萃取;(2)每次用每次用30mL分分3次萃取。求萃取率各为多少次萃取。求萃取率各为多少?解：解：(1)全量一次萃取：全量一次萃取：m0=10mg，V水水=100mL，V有有=90mL（2）每次用）每次用30 mL分分3次萃取时：次萃取时：m0=10mg，V水水=100mL，V有有=30mL1 1 1 1）用同样量的萃取剂，分多次萃取比一次萃取用同样量的萃取剂，分多次萃取比一次萃取用同样量的萃取剂，分多次萃取比一次萃取用同样量的萃取剂，分多次萃取比一次萃取的效率高的效率高的效率高的效率高结论：结论：结论：结论：2 2 2 2）萃取原则：少量多次）萃取原则：少量多次）萃取原则：少量多次）萃取原则：少量多次N N?4.5.1 酸和碱在水溶液中的解离平衡酸和碱在水溶液中的解离平衡1.酸和碱的概念酸和碱的概念酸碱电离理论酸碱质子理论酸碱电离理论：凡在水溶液中电离出的阳离子全部是H+的化合物是酸酸；电离出的阴离子全是OH-的化合物是碱碱。酸碱电离缺点和不足：酸碱电离缺点和不足：仅限于水溶液，无法说明非水溶液的酸碱性仅限于水溶液，无法说明非水溶液的酸碱性对于在水溶液中曾酸碱性对于在水溶液中曾酸碱性但本身不解离出但本身不解离出H+或OH-酸碱无法定义酸碱无法定义酸碱质子理论：酸碱质子理论：酸碱质子理论认为：凡能给出质子的物质都是酸，凡能接受质子的物质都是碱，酸是质子的给予体，碱是质子的接受体。酸失去质子后即成为其共轭碱，碱得到质子后即成为其共轭酸。质子酸、碱的关系可表示为：酸 H+碱酸越强，其共轭碱越弱；碱越强，其共轭酸越弱酸越强，其共轭碱越弱；碱越强，其共轭酸越弱2.一元弱酸和一元弱碱的解离平衡一元弱酸和一元弱碱的解离平衡一元弱酸：解离出一个一元弱酸：解离出一个H+的酸的酸二元弱酸：解离出两个二元弱酸：解离出两个H+的酸的酸多元弱酸：解离出多个多元弱酸：解离出多个H+的酸的酸弱酸弱酸弱碱弱碱一元弱碱：解离出一个一元弱碱：解离出一个OH-的碱的碱二元弱碱：解离出两个二元弱碱：解离出两个OH-的碱的碱多元弱碱：解离出多个多元弱碱：解离出多个OH-的碱的碱标准平衡常数表达式对于溶液中的反应：对于气相反应：Sn2+(aq)+2Fe3+(aq)Sn4+(aq)+2Fe2+(aq)标准平衡常数：K(一一)弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡单相解离平衡1、一元弱酸、弱碱的解离平衡、一元弱酸、弱碱的解离平衡如 HX酸：HX=H+X-一定温度下平衡时有：标准状态的浓度，标准状态的浓度，1 1 mol.L-1初始浓度/molL-1 0.10 0 0平衡浓度/molL-1 0.10 x x xx=1.3103HAc(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+Ac(aq)HAc()Ac()OH()HAc(3ccc-+=例：计算25时，0.10 molL-1 HAc溶液中的H3O+,Ac,HAc,OH浓度及溶液的pH。解：x10.0 x2-=1.810-5c(H3O+)=c(Ac)=1.3103 molL-1 c(HAc)=(0.10-1.3103)molL-10.10molL-1c(OH)=7.71012 molL-1=c(H3O+)c(OH)解离度(a)一元弱酸的解离度和平衡常数的关系？一元弱酸的解离度和平衡常数的关系？一元弱酸的解离度和平衡常数的关系一元弱酸的解离度和平衡常数的关系即稀释定律即稀释定律，表明 c :A-+H2O OH-+HA 碱度常数碱度常数（碱的解离常数）Kb，得质子能力，得质子能力强，碱的强度强，碱的强度 这几个关系式是弱酸溶液计算的基本关这几个关系式是弱酸溶液计算的基本关系式，要求初步掌握其计算系式，要求初步掌握其计算.同理，一元弱碱的电离平衡同理，一元弱碱的电离平衡c0/molL-1 0.200 0 05108.1-=327.11)109.1lg(14pOH14pH-=-=-=2.一元弱碱的解离平衡一元弱碱的解离平衡例：已知25时，0.200molL-1氨水的解离度为 0.95%，求c(OH),pH和氨的解离常数。解：ceq 0.200(1 0.95%)0.2000.95%0.2000.95%/molL-13109.1%95.0200.0)OH(-=cmolL-1molL-1共轭酸碱对共轭酸碱对(HA-A)的的Ka与与Kb的关系为的关系为:与化学平衡一样，解离平衡也能移动：溶液中离子平衡建立以后，如果增加或减少某一种离子，则平衡发生移动如 向 HX=H+X-中 加 入 X-盐,Ki=mr(H+)mr(X-)/mr(HX)m(X-)，受到Ki不变的限制，m(HX)、m(H+)，平衡左移，使得解离度同离子效应5.4.1 同离子效应同离子效应与化学平衡一样，解离平衡也能移动：溶液中离子平衡建立以后，如果增加或减少某一种离子，则平衡发生移动如 向 HX=H+X-中 加 入 X-盐,Ki=mr(H+)mr(X-)/mr(HX)m(X-)，受到Ki不变的限制，m(HX)、m(H+)，平衡左移，使得解离度同离子效应4.同离子效应与缓冲溶液同离子效应与缓冲溶液 取两支试管，各加入10mLl0mo1L1的以HAc溶液及甲基橙(酸中显红色，碱中显黄色）指示剂2滴，试管中的溶液呈红色，然后在试管1中加入少量固体NaAc，边振荡边与试管2比较，结果发现试管1中溶液的红色逐渐褪去、最后变成黄色。实验表明，试管1中的溶液中加入NaAc后，酸度降低了这是因为HAc-NaAc溶液中存在着下列电离关系：NaAc加入后加入后PH升高！升高！（2 2）缓冲溶液）缓冲溶液 （二）缓冲溶液的组成（二）缓冲溶液的组成1弱酸及其强碱的盐 例如，HAc-NaAc 2多元弱酸的酸式盐及其对应的次级盐。例如：NaHCO3-Na2CO3 3弱碱及其强酸的盐 例如：NH3-NH4Cl（一）缓冲溶液：（一）缓冲溶液：在外来不过量的酸、碱和稀释作用下,pH值不明显改变的溶液(能抵抗外来酸碱和稀释的溶液)0.10 molL-1 NaCl溶液NaCl溶液中加入HCl到0.010 molL-1，溶液的pH由7变为2，改变了5个pH单位。5.4.2 缓冲溶液缓冲溶液 以以HAc-NaAc缓冲溶液为例缓冲溶液为例（与酸作用与酸作用）少量少量H+平衡向左移动平衡向左移动共轭碱是抗酸成分共轭碱是抗酸成分（三）缓冲溶液的作用原理（三）缓冲溶液的作用原理以以HAc-NaAc缓冲溶液为例（缓冲溶液为例（与碱作用与碱作用）：）：少量少量OH-平衡向右移动平衡向右移动 缓冲溶液本身具有的pH值称为缓冲pH值。以HAcNaAcHAcNaAc缓冲溶液为例，设在该缓冲溶液中的HAc浓度为ca,HAc的浓度为cb，则 由于一般的弱酸电离度本身就不大，再加上同离子效应，使它的电离度就更小，所以cbcH+cb，cacH+ca，代人上式得Kac H+两边取对数得弱酸及其共轭碱所组成的缓冲溶液弱酸及其共轭碱所组成的缓冲溶液pH值计算公式：值计算公式：（cacb称为缓冲比）称为缓冲比）Ca为弱酸的浓度；为弱酸的浓度；cb为共轭碱的浓度为共轭碱的浓度同理，对同理，对弱碱及其共轭酸弱碱及其共轭酸所组成缓冲溶液可以导出：所组成缓冲溶液可以导出：（cb ca称为缓冲比）称为缓冲比）cb为弱碱的浓度；为弱碱的浓度；Ca为共轭酸的浓度为共轭酸的浓度或或例例 3-6 若在若在90m1的的HAcNAc缓冲溶液中缓冲溶液中(HAc和和NaAc的浓的浓度皆为度皆为010 molL1)，加入，加入10ml0010molL1HCl后，后，求溶液的求溶液的pH值，并比较加值，并比较加HCl前后溶液前后溶液PH值的变化。值的变化。同一缓冲系的缓冲溶液，同一缓冲系的缓冲溶液，c总总一定时，一定时，缓冲比愈接缓冲比愈接近近1，缓冲能力愈大；缓冲比偏离，缓冲能力愈大；缓冲比偏离1越远，缓冲能量越远，缓冲能量越小。越小。缓冲范围缓冲范围(buffer effective range)：由于一般缓冲溶液的由于一般缓冲溶液的Ca/C盐盐在在0.110，缓冲溶液，缓冲溶液具有缓冲能力的具有缓冲能力的pH值范围，即值范围，即pH=pKa1。显然：缓冲系不同，各弱酸的显然：缓冲系不同，各弱酸的pKa不同，则缓冲不同，则缓冲范围不同。范围不同。一、溶度积常数一、溶度积常数4.5.2 沉淀溶解平衡强电解质(100%的物质，溶液中无分子状态)达饱和溶解度时：结晶(s)=溶解(l)平衡 多相 难溶强电解质(AgCl)：电解质按溶解度分：电解质按溶解度分：易溶电解质：溶解度易溶电解质：溶解度0.1/100g(H2O)微溶电解质：溶解度在微溶电解质：溶解度在0.10.01/100g(H2O)难溶电解质难溶电解质难溶电解质难溶电解质：溶解度：溶解度0.01/100g(H2O)一、溶度积一、溶度积 沉淀溶解平衡常数沉淀溶解平衡常数 在一定温度下，当在一定温度下，当沉淀和溶解速率相等沉淀和溶解速率相等沉淀和溶解速率相等沉淀和溶解速率相等时，就时，就达到平衡。此时所得的溶液即为该温度下的达到平衡。此时所得的溶液即为该温度下的饱和溶饱和溶饱和溶饱和溶液液液液，溶质的浓度即为，溶质的浓度即为饱和浓度饱和浓度饱和浓度饱和浓度。平衡时：平衡时：K=c(Ag+)c(Cl-)=Ksp Ksp：溶度积常数，简称溶度积：溶度积常数，简称溶度积 Ksp=c2(Ag+)c(CrO42-)Ksp =c3(Ca2+)c2(PO43-)通式：通式：例：例：溶度积常数，简称溶度积，反应难溶电解质溶度积常数，简称溶度积，反应难溶电解质溶解能力的大小溶解能力的大小注注：(1)Ksp的大小主要决定于难溶电解质的本性，与的大小主要决定于难溶电解质的本性，与温度有关，而与离子浓度改变无关。温度有关，而与离子浓度改变无关。（2）在一定温度下，）在一定温度下，Ksp的大小可以反映物质的的大小可以反映物质的溶解能力和生成沉淀的难易。溶解能力和生成沉淀的难易。溶度积和溶解度的关系溶度积和溶解度的关系溶度积和溶解度的关系溶度积和溶解度的关系 解：解：平衡时平衡时 s 2s 例例：已知：已知298K,求其溶解度求其溶解度s 例例 题题例例：AgCl 和和 Ag2CrO4的溶度积分别为的溶度积分别为 1.5610-10 和和 1.1 10-12，则下面叙述中正确的是：，则下面叙述中正确的是：(A)AgCl与与Ag2CrO4的溶解度相等的溶解度相等 (B)AgCl的溶解度大于的溶解度大于Ag2CrO4 (C)二者类型不同，不能由二者类型不同，不能由Ksp大小直接判断大小直接判断所以：正确是所以：正确是C例例 题题离子浓度幂的乘积称为离子积离子积离子积离子积(Qi)。它表示任一条件下离子浓度幂的乘积。二、溶度积规则及其应用KsP表示难溶电解质的饱和溶液中离子浓度幂的乘积A 溶度积规则溶度积规则难溶的电解质是不是难溶的电解质是不是在任何条件下都能形在任何条件下都能形成沉淀？在什么条件成沉淀？在什么条件下可以溶解？下可以溶解？PbI2(s)例例：25某溶液中，某溶液中，C(SO42-)为为 6.010-4 molL-1.若若在在 40.0L该溶液中，加入该溶液中，加入 0.010 molL-1 BaCl2 溶液溶液10.0L，问是否生成，问是否生成 BaSO4 沉淀？沉淀？解：解：例例 题题例例：在在10mL0.10molL-1MgSO4溶液中加入溶液中加入10mL 0.10molL-1NH3H2O,问有无问有无Mg(OH)2沉淀生成？沉淀生成？(Kb=1.810-5 Ksp=1.810-11)J=c(Mg2+)c(OH-)2 =0.050(9.510-4)2 =4.510-8J Ksp=1.810-11 有有Mg(OH)2沉淀生成沉淀生成 c(NH3H2O)=0.10=0.050molL-112解解:c(Mg2+)=0.10=0.050molL-112例例 题题 若使若使Mg(OH)2沉淀不生成沉淀不生成,最少最少应加入多少应加入多少NH4Cl？NH3H2O NH4+OH-C平平 0.050-1.910-5 y 1.910-5Kb=1.810-5 y =4.710-2 1.910-5 y0.050-1.910-5c(NH4+)0.047molL-1 n(NH4Cl)=0.0470.02053.5=0.050g解解:若沉淀不生成若沉淀不生成 c(Mg2+)c2(OH-)KspMg(OH)2 Ksp 1.810-11 c(Mg2+)5.010-2c(OH-)o c0.05066o6 105.4 105.4 105.4050.0 )L(mol/1c+-平衡浓度25.0101.5)Mg()(Mg(OH)OH(1222-+-=ccMg(OH)2(2J沉淀析出，为了不使423(aq)OH (aq)NH O(l)H (aq)NH+-+o c0.05066o6 105.4 105.4 105.4050.0 )L(mol/1c+-平衡浓度25.0101.5)Mg()(Mg(OH)OH(1222-+-=ccMg(OH)2(2J沉淀析出，为了不使423(aq)OH (aq)NH O(l)H (aq)NH+-+四、沉淀的转化四、沉淀的转化如如 锅炉内壁锅垢锅炉内壁锅垢(CaSO4)的除去用的除去用Na2CO3CaSO4(s)+CO32-CaCO3(s)+SO42-4.9310-5 2.810-9=1.8104沉淀转化趋势较大沉淀转化趋势较大 沉淀类型相同时，溶度积大的沉淀易转沉淀类型相同时，溶度积大的沉淀易转化为溶度积小的沉淀，两种沉淀的溶度积相化为溶度积小的沉淀，两种沉淀的溶度积相差越大差越大,转化越完全。转化越完全。解解:例例 题题例例:如果在如果在1.0LNa2CO3 溶液中使溶液中使0.010mol的的BaSO4完完全转化为全转化为BaCO3,问问Na2CO3的溶液最初浓度为多少的溶液最初浓度为多少?本章小结：本章小结：1、重要的基本概念：、重要的基本概念：溶液溶液 浓度的种类（浓度的种类（x m c）溶解度溶解度 浸浸取取 萃取萃取 蒸汽压蒸汽压 电解质电解质 配合物配合物 沸点沸点 PH 同离子效应同离子效应 缓冲溶液缓冲溶液 溶度积溶度积 酸和碱酸和碱 2、亨利定律、亨利定律3、相似相溶原理、相似相溶原理4、分配定律、分配定律拉乌尔定律：拉乌尔定律：5、非电解质稀溶液的依数性、非电解质稀溶液的依数性 沸点上升：沸点上升：凝固点下降：凝固点下降：渗透压的大小：渗透压的大小：6、溶度积规则：、溶度积规则：作业：10、12