难溶电解质的形成与溶解.ppt

第四节难溶电解质的形成与溶解Precipitation DissolutionEquilibrium 一 沉淀溶解平衡与溶度积 一 溶度积常数 二 溶度积与溶解度的关系二 沉淀平衡的移动 一 溶度积规则 二 沉淀的生成 三 沉淀的溶解 难溶电解质 微溶电解质 溶解度小于0 1g 100g难溶强电解质 已经溶解全部解离成离子 一 溶度积常数 solubilityproduct KSP AgCl s Ag aq Cl aq Ksp Ag Cl Ksp 溶度积常数 简称溶度积 dissolution precipitation 一 沉淀溶解平衡与溶度积 多相平衡 通常把只含有一个相的系统称为均相系统 含两个或两个以上相的系统称为多相系统 系统中物理性质和化学性质完全相同的均匀部分称为相 相与相之间存在明显的界面 相 均相 多相 定义 在一定温度下 难溶电解质饱和溶液中离子浓度幂之乘积为一常数 说明 饱和溶液 离子的浓度单位是mol L 1 Ksp AmBn An m Bm n 通式 Ksp 溶度积常数 在一定的温度和压力下 某物质在一定量的溶剂中沉淀与溶解达到平衡时所溶解的最大量 饱和溶液 溶解度Solubility 溶度积溶解度沉淀平衡 饱和溶液沉淀平衡 饱和溶液离子浓度幂之积分子浓度平衡常数 饱和溶液的浓度 只与温度有关受平衡移动的影响一定条件下可以相互换算 二 溶度积和溶解度的关系 溶度积和溶解度的换算 平衡时 mol L 1 SmSnS Ksp An m Bm n mS m nS n 公式说明 适用无副反应的难溶强电解质 S单位 mol L 1 换算公式仅适用于单一难溶强电解质在纯水中的情况 同种类型电解质 Ksp越大 S越大 不同种类型需由Ksp计算比较S大小 类型电解质KspSABAgCl1 77 10 101 33 10 5A2BAg2CrO41 12 10 126 54 10 5AB2Mg OH 25 61 10 121 12 10 4 如 思考题 PbI2和PbSO4的Ksp值非常接近 两者饱和溶液中的 Pb2 是否也非常接近 通过计算说明 Ksp PbI2 9 8 10 9Ksp PbSO4 2 53 10 8 二 影响难溶电解质溶解度的因素温度的影响 对Ksp 不详细讨论同离子效应 使溶解度大大降低盐效应 使溶解度略有增大有同离子效应存在时 盐效应可忽略不计 同离子效应Commonioneffect Thesolubilityofaprecipitatedecreaseswhenitisplacedinasolutioncontainingoneofitsions 沉淀反应平衡后 如果向溶液中加入含有相同离子的易溶强电解质 沉淀的溶解度 减小 e g BaSO4 s Ba2 SO42 Na2SO42Na SO42 Inpurewater S 1 0 10 5mol L 1whereasin0 1mol L 1SO42 S 1 1 10 9mol L 1 盐效应salteffect 在大量强电解质存在下 难溶电解质的溶解度 增大 Thesolubilityofaprecipitateincreaseswhenitisplacedinasolutioncontainingstrongelectrolyte 三 沉淀平衡的移动 一 离子积Q离子积Q IonProduct 表示任意条件下 难溶电解质溶液中离子浓度幂的乘积 如 Mg OH 2溶液中Q C Mg2 C2 OH 任意状态下KSP Mg2 OH 2 平衡状态下 Q与Ksp的异同 两者表达式相似 离子浓度幂的乘积 其含义不同 Q是一任意值 Ksp为一定温度下饱和溶液 达溶解 沉淀平衡时 的一个常数 两者相关联系 通过比较Q和Ksp可以判断溶液中的沉淀生成情况 溶度积规则 内容 Q Ksp饱和 达平衡 无沉淀 QKsp过饱和 产生沉淀 由此 可判断沉淀的生成和溶解 沉淀生成 判断依据 Q Ksp则有沉淀生成 方法步骤 计算有关离子浓度 求Q Q与Ksp比较 判断 条件 Q Ksp方法 1 加入沉淀剂2 同离子效应3 调节溶液的pH值4 分级沉淀 二 沉淀的生成 1 加入沉淀剂 例 已知Ksp CaCO3 3 36 10 9 1 将0 020mol L 1CaCl2溶液10mL与等体积同浓度的Na2CO3溶液相混合 忽略体积的变化 判断是否有CaCO3沉淀生成 2 已知碳酸的Ka2 4 68 10 11 在0 1mol L 1CaCl2溶液中通入CO2气体至饱和 有无CaCO3沉淀生成 解 1 c Ca2 0 010mol L 1 c CO32 0 010mol L 1Q c Ca2 c CO32 1 0 10 2 1 0 10 2 1 0 10 4 Ksp CaCO3 因此溶液中有CaCO3沉淀析出 2 饱和CO2水溶液中主要为H2CO3 二元酸的酸根浓度在数值上近似等于其Ka2c CO32 Ka2 4 68 10 11 mol L 1 Q c Ca2 c CO32 0 1 4 68 10 11 4 68 10 12 Ksp CaCO3 因此不会有CaCO3沉淀析出 3 控制pH值 例 已知Ksp Fe OH 3 2 79 10 39 计算欲使0 0100mol L 1的Fe3 开始生成Fe OH 3沉淀及沉淀完全 通常指 Fe3 1 00 10 5mol L 1 时溶液的pH 解 Fe OH 3 s Fe3 3OH Ksp Fe3 OH 3 开始沉淀所需 OH 的最低浓度 pOH 12 19pH 1 81 沉淀完全时 Fe3 1 00 10 5mol L 1 pH 14 12 lg6 53 2 81 4 分步沉淀 fractionalprecipitateion 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 叫做分步沉淀 作用 分离混合离子 首先析出的是不是溶度积最小的化合物 例3 16 已知Ksp AgCl 1 77 10 10 Ksp AgI 8 51 10 17 在含有0 010mol L 1 I 和0 010mol L 1 Cl 的混合溶液中 逐滴加入AgNO3溶液时 哪种离子最先沉淀 当第二种离子开始沉淀时 溶液中第一种离子的浓度是多少 忽略体积变化 Ksp AgI Ag I Ksp AgCl Ag Cl 解 开始生成AgI沉淀所需的Ag 浓度为 开始生成AgCl沉淀所需的Ag 浓度为 沉淀I 所需 Ag 比沉淀Cl 所需 Ag 少得多故AgI先沉淀 当AgCl刚开始沉淀时 Ag 1 77 10 8mol L 1 此时溶液中剩余 I 为 8 51 10 15 Ag 1 77 10 8mol L 1 使I 沉淀而Cl 不沉淀 AgI已沉淀完全 三 沉淀的溶解 条件 Q Ksp方法 1 生成难解离的物质2 利用氧化还原反应使沉淀溶解 1 生成难解离的物质 金属氢氧化物沉淀的溶解 c OH 使Q Ksp沉淀溶解 1 生成难解离的物质 碳酸盐沉淀的溶解 c CO32 使Q Ksp 沉淀溶解 生成难解离的配离子 配离子越稳定 沉淀的溶解度越大则平衡朝生成配离子的方向移动反之 则向生成沉淀的方向移动 金属硫化物沉淀的溶解 c S2 使Q Ksp 沉淀溶解 Ksp较大的金属硫化物 可以溶于HCl溶液中 金属硫化物沉淀的溶解 c S2 使Q Ksp 沉淀溶解 Ksp太小的金属硫化物 不溶于盐酸 2 利用氧化还原反应 一 酸和碱 酸碱理论二 酸碱平衡 pH的计算Ka 酸的解离平衡常数Kb 碱的解离平衡常数三 缓冲溶液 pH的计算四 难溶强电解质的形成和溶解溶度积规则及其应用 小结 平衡时 Ksp AmBn An m Bm n任意情况 Q AmBn c An m c Bm n 练习 1 下列叙述中正确的是 A 弱酸溶液越稀 其电离度越大 因而溶液中c H 越大B 在0 1mol L 1的HCl H2SO4 NaOH和NH4Ac四种溶液中 c H c OH 相等C 在HAc溶液中加入少许NaAc 会使HAc的Ka和c H 都减小D 将0 1mol L 1HCl与0 1mol L 1NH3 H2O等体积混合 溶液呈中性 2 0 1mol L 1某酸溶液 Ka1 10 7 Ka2 10 13 c H 接近于 mol L 1A 10 4B 5 10 5C 3 10 4D 5 10 63 在中 c H 是H3PO4 A 二级电离产生的c H B 一 二级电离产生的c H 之和C 一级电离产生的c H D 各级电离产生的c H 总和 4 在H2S饱和溶液中 下列关系中正确的是A c H 2c S2 B c H c HS C c H2S c H c HS D c H2S c H c S2 5 中和等体积等pH值的HCl和HAc时所需NaOH的量 A 相等B 中和HAc时较多C 相近D 中和HCl时较多6 Fe OH H2O 5 2 的共轭酸是 共轭碱是 7 根据酸碱质子理论 酸碱反应的产物是 8 配制SnCl2溶液时必须加入 否则会因 9 Kb 羟胺 10 9 Kb 氨水 10 5 欲配制pH 9的缓冲溶液 应选择及其共轭酸 10 100mL0 25mol L 1NaH2PO4与50mL0 35mol L 1Na2HPO4混合 设体积不变 溶液pH为多少 若向混合液中加入50mL0 10mol L 1NaOH 此混合液pH为多少