第10章-沉淀平衡课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第10章沉淀平衡,Chapter 10,Precipitation-dissolution,equilibrium,第10章沉淀平衡 Chapter 10,1,本章教学要求,1.掌握 的意义及溶度积规则；,2.掌握沉淀生成、溶解或转换的条件;,3.熟悉有关溶度积常数的计算。,本章教学要求1.掌握 的意义及溶度积规则；,2,本章讲解内容,10.1,溶度积原理,10.2,沉淀与溶解,本章讲解内容10.1 溶度积原理,3,10.1 溶度积原理,10.1.1,溶度积常数,10.1.3,溶度积与溶解度,10.1.4,同离子效应,10.1.2,溶度积原理,10.1 溶度积原理 10.1.1 溶度积常数10.1.3,4,溶度积常数,难溶物在溶液中的溶解平衡常数称溶度积常数，简称溶度积。用 表示.,K,sp,Sr,2+,CrO,4,2-,溶度积,SrCrO,4,(s) Sr,2+,+ CrO,4,2-,PbCl,2,(s) Pb,2+,+ 2Cl,-,10.1.1 溶度积常数（solubility product constant ）,Pb,2+,Cl,2,溶解,沉淀,溶度积常数难溶物在溶液中的溶解平衡常数称溶度积常数，简称溶度,5,叫溶度积常数沉淀-溶解达到平衡时，难溶电解质的各离子以方程式中的系数为幂的浓度的乘积。严格讲应用活度积，但 S 很小，f = 1，对通式,式中省略了M和B的离子电荷,按规定将纯固体的浓度取1或常数，则,溶解与沉淀过程,叫溶度积常数沉淀-溶解达到平衡时，难溶电,6,离子积,某难溶电解质溶液中，其离子浓度系数次方之积称离子积，用J表示。,根据,J,和,K,sp,的相对大小， 判断沉淀是否生成或溶解的规则称溶度积规则。,10.1.2 溶度积原理,(the rule of solubility product),离子积某难溶电解质溶液中，其离子浓度系数次方之积称离子积，用,7,溶度积规则,1、J = K,sp,，是饱和溶液，无沉淀析出；,2、J, K,sp,，是过饱和溶液，溶液不稳定，会析,出沉淀，直至饱和为止。,溶度积规则1、J = Ksp，是饱和溶液，无沉淀析出；,8,PbI,2,(s),PbI2(s),9,例：,(1),加酸,(2) 加 或,或,促使,BaCO,3,的生成。,利于 BaCO,3,的溶解。,例：利于 BaCO3 的溶解。,10,Question,1,你认为沉淀平衡中J和 的关系与化学平衡中反应商和平衡常数的关系怎样？,Question 1 你认为沉淀平衡中J和,11,第10章-沉淀平衡课件,12,c(OH,-,),等于混合溶液中NH,3,发生碱式电离产生的OH,-,:,答：会生成Mg(OH),2,沉淀。,c(OH-)等于混合溶液中NH3发生碱式电离产生的OH-,13,25时，晴纶纤维生产的某种溶液中，C(SO,4,2-,)为 6. 010,-,4,molL,-,.,若在 40.0L,该溶液中，加入,0.010 molL,-,BaCl,2,溶液 10.0L ，问是否能生成 BaSO,4,沉淀？,25时，晴纶纤维生产的某种溶液中，C(SO42-)为 6.,14,10.1.3 溶度积和溶解度的关系,溶解度用中学的表示法显然很麻烦，如,AgCl在25,时的溶解度为 0.000135g/100g H,2,O,BaSO,4,在25,时的溶解度为 0.000223g/100g H,2,O,HgS在25,时的溶解度为 0.0000013g/100g H,2,O,若溶解度用S ( mol L,-,1,）表示：,平衡浓度,nS,mS,10.1.3 溶度积和溶解度的关系溶解度用中学的表示法显然,15,与溶解度概念应用范围不同， 只用来表示难溶电解质的溶解度；, 不受离子浓度的影响，而溶解度则不同。,用 比较难溶电解质的溶解性能只能在相同类型化合物之间进行， 溶解度则比较直观。,两者之间有联系也有差别,与溶解度概念应用范围不同， 只用来表示难溶电解质的溶解度,16,Example 10 -,2,Example 10 - 2,17,10.1.4,同离子效应,同离子效应,在难溶电解质饱和溶液中加入与其含有相同离子(即构晶离子)的易溶强电解质，使难溶电解质的溶解度降低的作用.,10.1.4 同离子效应 同离子效应,18,计算 AgCl在 1.0,*,10,-2,mol L,-,1,的HCl中的溶解度,并将计算出的结果与上例氯化银在纯水中的溶解度对比。,Example,10-3,设AgCl在HCl中的溶解度为S,在纯水中溶解度为S*,计算表明，同离子效应的存在，使AgCl的溶解度减小了1000倍(水中为1.33,10,-5,mol/L).,计算 AgCl在 1.0*10-2 mol L-1 的H,19,10.2,沉淀与溶解,(,precipitation and dissolution ),10.2.1,金属氢氧化物沉淀的生成-溶解与分离,10.2.2,难溶硫化物沉淀与溶解,10.2.3,沉淀转化,10.2 沉淀与溶解 (precipitation and,20,1 难溶金属氢氧化物 (1) 溶于酸,10.2.1 金属氢氧化物沉淀的生成-溶解与分离,1 难溶金属氢氧化物 (1) 溶于,21,例：在含有0.10molL,-1,Fe,3+,和 0.10molL,-1,Ni,2+,的溶液中，欲除掉Fe,3+,，Ni,2+,仍留在溶液中，应控制pH值为多少?,3.2,c(,Fe,3+,)10,-5,7.15,Ni,2+,开始沉淀,pH,可控制,pH = 4，这个结果在试剂提纯和离子分离中非常有用.,例：在含有0.10molL-1 Fe3+和 0.10mol,22,氢氧化物的沉淀溶解平衡可简化处理为,将一些金属离子开始沉淀和沉淀完全的,pH,值制成右图. 使用起来十分方便.,可以利用控制溶液pH左边金属离子沉淀完全，而右边金属离子不沉淀来进行分级沉淀(分步沉淀)。,所有金属氢氧化物,以M(OH),n,为通式,则K,sp,=M,n+,OH,-n,图10-3 不同金属离子开始沉淀,和完全以氢氧化物沉淀的pH,氢氧化物的沉淀溶解平衡可简化处理为 将一些金属离子开始,23,溶于酸也溶于碱的氢氧化物,Zn(OH),2,生成 Zn(OH),2,沉淀 Zn(OH),2,溶解,类似的化合物，只要金属具两性，均可得到如此曲线. 如,Cu(OH),2,、Zn(OH),2,、Cr(OH),3,等., 溶于酸也溶于碱的氢氧化物Zn(OH)2生成,24,(3) 溶于铵盐,这一作用原理常被用于分析化学中控制（掩蔽）金属离子的浓度.,(3) 溶于铵盐 这一作用原理常被用于分析化学中控制（掩蔽）,25,在 0.20L,的,0.50mol L,-,1,MgCl,2,溶液中加入等体积的 0.10 mol L,-,1,的氨 水溶液，问有无Mg (OH),2,沉淀生成？为了不使 Mg (OH),2,沉淀析出，至少应加入多少克 NH,4,Cl (s) ？ (设加入 NH,4,Cl (s) 后体积不变),Example,在 0.20L 的 0.50mol L,26,第10章-沉淀平衡课件,27,PbS Bi,2,S,3,CuS CdS Sb,2,S,3,SnS,2,As,2,S,3,HgS,10.2.2,难溶硫化物沉淀与溶解,金属硫化物的生成或溶解，与H,2,S的酸解离平衡有关，实质是多重平衡原理的应用.,PbS Bi2S3 CuS CdS,28,第10章-沉淀平衡课件,29,金属离子沉淀时的浓度,其中c(H,+,)是通过强酸调节的. 由此产生过阳离子分组的“硫化氢系统”.,金属离子沉淀时的浓度其中c(H+)是通过强酸调节的. 由此产,30,开始沉淀,沉淀完全,某些金属硫化物沉淀时的,c,(H,+,)和 pH值,ZnS(,白色,),NiS(黑,色,),FeS(黑,色,),MnS(肉,色,),开始沉淀沉淀完全 某些金属硫化物沉淀时的c(H+)和 p,31,结 论, 被沉淀离子浓度相同， 愈大，开始沉淀和沉淀完全时,的最大 c(H,+,)愈小，最低 pH愈高.,控制溶液的H值，可使 相差较大的金属离子分离,结 论 被沉淀离子浓度相同， 愈大，,32,在,Cd,2+,和,Zn,2,+,的混合溶液中，,c,o,(Cd,2+,) = c,o,(Zn,2+,) = 0.10mol L,-,1,，通入饱和,H,2,S,溶液，使二者分离，应控制,pH,值为多少?,Zn,2+,开始沉淀,Cd,2+,沉淀完全,0.19,0.34,Example,在Cd 2+和Zn2+的混合溶液中，co(Cd2+),33,稀,HCl,HAc,MnS,CdS,PbS,CuS,HgS,浓,HCl,王 水,ZnS,稀HClHAcMnSCdSPbSCuSHgS浓HCl王 水,34,分步沉淀,1L溶液,实验：,1.,分步沉淀,和共沉淀,分步沉淀1L溶液实验：1. 分步沉淀和共沉淀,35,36,分步沉淀的次序,(1) 与,沉淀类型有关,沉淀类型相同,被沉淀离子浓度相同,小者先沉淀, 大者后沉淀;,沉淀类型不同,要通过计算确定。,分步沉淀的次序(1) 与 ,沉淀类型有关,37,(2) 与被沉淀离子浓度有关,(2) 与被沉淀离子浓度有关,38,10.2.3,沉淀的转化,（Conversion of precipitation）,10.2.3 沉淀的转化（Conversion of p,39,例:,在1L 溶液中使 的 全部转化为 ,求 的最初浓度为多少?,解:,例:在1L 溶液中使,40,结论,(1)类型相同, 大（易溶)者向 小（难溶)者转化容易,二者 相差越大转化越完全,反之 小者向 大者转化困难;,(2)类型不同,计算反应的,结论(1)类型相同, 大（易溶)者向 小（难溶,41,例：室温下，在1.0L氨水中溶解0.10mol固体的AgCl(s)，问氨水的浓度最小应为多少?,例：室温下，在1.0L氨水中溶解0.10mol固体的Ag,42,氧化还原溶解,氧化配位溶解,HNO,3,浓HCl,浓,HNO,3,氧化还原溶解 氧化配位溶解HNO3浓HCl浓HN,43,在含有沉淀的溶液中，加入适当试剂，与某一离子结合成为更难溶的物质，叫做沉淀的转化。,下面是一份沉淀转化的实验报告:,PbCl,2,(白),PbI,2,(黄),PbSO,4,(白),PbCrO,4,(黄),PbS,(黑),加入KI溶液,加入NaSO,4,溶液,加入K,2,CrO,4,溶液,加入Na,2,S溶液,反应方程式,PbCl,2,+ 2I,-,= PbI,2,+ 2Cl,-,PbI,2,+ SO,4,2-,= PbSO,4,+2I,-,PbSO,4,+ CrO,4,2-,= PbCrO,4,+SO,4,2-,PbCrO,4,+ S,2-,= PbS + CrO,4,2-,在含有沉淀的溶液中，加入适当试剂，与某一离子结合成为更难溶的,44,Ag,+,序,Ag+序,45,