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沉淀溶解平衡（讲义）一、知识点睛1.沉淀溶解平衡（1）定义在一定条件下，当难溶电解质溶于水形成饱和溶液时，沉淀_________和_________的速率相等，固体质量和离子浓度不再变化的状态。
（2）溶度积常数（简称溶度积）对于沉淀溶解平衡A m B n A n+(aq)+n B m-(aq)，溶度积可表示为K sp=___________________。
如：PbI22+(aq)+2I-(aq)，K sp(PbI2)= [Pb2+][ I-]2。
①K sp只与难溶电解质的性质和温度有关。
②K sp反映了难溶电解质在水中的溶解能力，当化学式所表示的组成中阴、阳离子个数比相同时，K sp越大，溶解能力越强。
2.影响沉淀溶解平衡的外界因素（1）温度大多数难溶电解质的溶解是吸热的，升高温度，平衡向______的方向移动。
（2）浓度浓度越稀，溶解程度越大，加水稀释，平衡向______的方向移动。
（3）外加试剂①加入相同难溶电解质，平衡不移动。
②加入某种物质（其中含有难溶电解质的组成离子），平衡向______的方向移动。
③加入能与难溶电解质电离出的离子反应的物质，平衡向______的方向移动。
3.沉淀的溶解与生成（1）溶度积规则（浓度商Q与K sp的关系）Q___K sp溶液中的离子生成沉淀，直至平衡。
Q___K sp沉淀溶解与离子生成沉淀处于平衡状态。
Q___K sp若体系中有足量固体，则固体溶解，直至平衡。
（2）实例分析①做“钡餐”用BaSO4而不用BaCO3②误服可溶性钡盐可用5.0%的Na2SO4溶液洗胃③石笋、钟乳石和石柱的形成④珊瑚的形成4.沉淀的转化（1）实质加入某种能使难溶电解质转化为更难溶电解质的物质，利用沉淀溶解平衡的移动，实现沉淀的转化。
注：两种难溶物的溶解能力差别越大，越容易转化。
（2）实例分析①工业废水中重金属离子的去除用FeS、MnS等难溶物作沉淀剂除去工业废水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子。
《沉淀溶解平衡》讲义一、什么是沉淀溶解平衡在一定温度下，当难溶电解质溶于水形成饱和溶液时，溶解速率和沉淀速率相等的状态，就称为沉淀溶解平衡。
我们可以想象一下，把一块难溶的固体物质放入水中，一开始它会不断溶解，同时溶解在水中的离子又会结合重新形成固体沉淀。
刚开始，溶解的速率比较快，随着时间的推移，溶解的离子越来越多，沉淀的速率也逐渐加快。
最终，会达到一个平衡状态，此时溶解的速率和沉淀的速率相等，溶液中离子的浓度不再发生变化。
比如说，氯化银（AgCl）在水中就存在这样的平衡：AgCl(s) ⇌Ag+（aq) ＋ Cl(aq) 。
二、沉淀溶解平衡的特征1、动态平衡沉淀溶解平衡是一种动态平衡，溶解和沉淀这两个过程仍在持续进行，只是速率相等。
2、等速进行溶解速率和沉淀速率相等，这是平衡的关键特征。
3、离子浓度不变平衡时，溶液中各离子的浓度保持不变。
4、条件改变平衡移动当外界条件发生改变时，比如温度、浓度等，平衡会发生移动。
三、影响沉淀溶解平衡的因素1、内因物质本身的性质决定了其溶解度的大小，这是影响沉淀溶解平衡的内在因素。
比如，氯化银和氢氧化铁，它们的溶解度差异很大，这是由它们自身的化学结构和性质决定的。
2、外因（1）温度大多数难溶电解质的溶解是吸热过程，升高温度，平衡向溶解的方向移动，溶解度增大；反之，降低温度，平衡向沉淀的方向移动，溶解度减小。
（2）浓度对于平衡体系：AmBn(s) ⇌ mAn+（aq) ＋ nBm(aq) ，增大离子浓度，平衡向沉淀的方向移动；减小离子浓度，平衡向溶解的方向移动。
例如，在氯化银的饱和溶液中，加入氯化钠固体，氯离子浓度增大，平衡会向生成氯化银沉淀的方向移动。
（3）同离子效应在难溶电解质的饱和溶液中，加入含有相同离子的强电解质，会使难溶电解质的溶解度降低，这种效应称为同离子效应。
（4）盐效应在难溶电解质的饱和溶液中，加入不含相同离子的强电解质，会使难溶电解质的溶解度增大，这种效应称为盐效应。
第五章沉淀反应Chapter 5The Precipitation Reactions中学的化学知识中，常常用沉淀反应来鉴别一些金属离子或酸根离子，这就涉及到一些难溶电解质的沉淀和溶解问题。
在含有固体的难溶电解质的饱和溶液中，存在着固体难溶电解质与溶液中相应各离子间的多相平衡。
§5-1溶度积Solubility Product一、沉淀和溶解平衡（The Equilibrium of Precipitation and Dissolution ）1．在一定温度和一定量水中，AgCl(s)Ag +(aq)+Cl －(aq)当v 沉淀=v 溶解时，沉淀和溶解达到平衡，称为异相平衡（heterogeneous equilibrium ）.2．平衡表达式：[Ag ][Cl ][AgCl]K +-=∴[Ag +][Cl －]=K ·[AgCl]，把K ·[AgCl]记作K sp ，K sp 称为溶度积常数。
3．通式：A Bn m (s)A aq B aq ()()m n n m +-+，sp[A ][B ]m n n m K +-=⋅4．注意点：(1)K sp 与温度有关，但影响不大。
在实际中，常用25℃时的K sp ；(2)在上述表达式中，浓度必须用体积物质的量浓度；(3)在K sp 表达式中，应该用离子活度代替离子浓度。
但由于在难溶电解质的溶液中，离子浓度很小，离子的活度系数γ=1，所以可以用离子浓度代替离子活度。
二、溶度积与溶解度的关系（The Relationship of Solubility Product and Solubility ）1．溶解度s o (mol·dm -3)与K sp 的换算(1)由于两者都表示某一物质成为饱和溶液时所含溶质的量相同，即都是表示物质的溶解能力，故它们之间可换算。
(2)换算关键：由于难溶电解质的溶解度很小，所以虽然是饱和溶液，但此饱和溶液很稀，则1ρρ==溶液水，所以，也可以把摩尔溶解度换算成g /100H 2O 。
第五章沉淀溶解平衡与沉淀滴定法
基本内容
5.1 溶度积原理
5.2 沉淀溶解平衡的移动
5.3 多种沉淀之间的平衡×
5.4 沉淀滴定法
溶解: 因水分子与固体BaSO4
表面的粒子相互作用, 使
溶质粒子脱离固体表面
以水合粒子状态进入溶
液的过程.
沉淀: 处于溶液中的溶
质粒子转为固体状态, 并
从溶液中析出的过程.
当υ溶解 = υ沉淀△G=0
溶解–沉淀动态平衡
饱和溶
液
溶度积常数
A n
B m(s) n A m+ + m B n-难溶电解质
K sp(A n B m)=[A m+]n[B n- ]m
溶度积常数(简称溶度积)
sp:solubility product
即: 在一定温度下, 难溶电解质的饱和溶液中, 各组分离子浓度幂的乘积是一个常数。
K sp 与浓度无关，与温度有关。
K sp 是表征难溶电解质溶解能力的特性 常数。
T = 298K T = 323K K sp,BaSO 4 = 1.98⨯10–10 K sp,BaSO 4
= 1.08⨯10–10
常见难溶电解质在298.15K K sp 见附录Ⅵ
5.1.2溶度积和溶解度的相互换算 解： AgI(s)
Ag + + I - 平衡浓度/(mol·L -1) S S
K sp (AgI)=[Ag + ][I -]
8.52×10-17=S·S S =9.25×10
-9 即 s (AgI)= 9.25×10-9 mol·L -1 已知298.15K 时K sp (AgI)=8.52×10-17,计算298.15K 时的 s (AgI)。
例 溶解度S 难溶物的饱和溶液中溶解部分的物质的量浓度 掌握
解: Ag 2CrO 4 2Ag + + CrO 42– 平衡时浓度 2S S
K sp = [Ag +]2[CrO 42–]
= (2S)2⨯ S = 4S
3 = 1.0⨯10–12
= 4⨯(6.5⨯10–5)3 已知某温度下Ag 2CrO 4的溶解度为
6.5⨯10–5mol·L –1, 求Ag 2CrO 4的K sp.
例
类型 难溶电解质
K sp s /(mol·L -1)
AB
AgCl
1.8×10-10 1.34×10-5 AgBr 5.35×10-13 7.33×10-7 AgI
8.52×10-17 9.25×10-9 AB 2 MgF 2
6.5×10-9 1.2×10-3 A 2B Ag 2CrO 4 1.1×10-12 6.50×10-5 只有相同类型的难溶强电解质，可直接根据溶度积大小来比较溶解度的大小。
注意
●第一，难溶电解质的离子在溶液中应不发生水解、聚合、配位等反应
●第二，难溶电解质要一步完全解离
A n
B m (s) n A m+ + m B n –
A n
B m : 难溶电解质
Q = [A m+]n [B n –]m ∙ Q > 沉淀从溶液中生成
K sp ∙ Q = 饱和溶液与沉淀平衡 K sp ∙ Q < 溶液不饱和, 若体系中有沉淀,
则沉淀将溶解
K sp 溶度积原理
5.1.3溶度积原理
Q i 离子积任一状态离子浓度的乘
积，其值不定
掌握
解：等体积混合后，浓度为原来的一半。
c (Ag +)=2×10-3 mol·L -1
c (CrO 4 2-)＝2×10-3 mol ·L -1
Q i ＝c 2(Ag +)·c (CrO 4 2 -)
＝(2×l0-3 )2×2×l0-3
＝8×l0-9＞K sp (Ag 2CrO 4)
所以有沉淀析出
将等体积的4×10-3 mo1·L -1的AgNO 3和4×10-3
mo1·L –1 K 2CrO 4混合，有无Ag 2CrO 4沉淀产生? 已知K sp (Ag 2CrO 4)＝1.12×10-12 。
例
5.2 沉淀溶解平衡的移动
5.2.1 影响难溶电解质溶解度的因素1.同离子效应
沉淀完全的概念
一般当c(离子)＜10-6mol·L-1,认为沉淀完全。
为使离子沉淀完全, 可利用同离子效应, 加入过量沉淀剂。
盐效应影响比同离子效应影响小得多，同时存在考虑同离子效应。
沉淀完全的概念
加入过量的沉淀剂可以使沉淀完全,但不是越多越好,一般过量20%-25%即可。
因为存在同离子效应的同时,也存在盐效应。
生成水 Mg(OH)
2(s) + 2H+→Mg2+ + 2H2O
难溶的金属氢氧化物的酸溶解:
2. 通过氧化还原反应
CuS(s) Cu2+ + S2-
+
HNO
3 = S↓ + NO↑ + H
2
O
HgS (K
sp
=6.44×10-53)需用王水才能溶解：
3HgS+2HNO
3+12HCl=3H
2
[HgCl
4
] + 3S↓ + 2NO↑ + 4H
2
O
3. 生成配合物
AgCl(s) Ag+ + Cl- +
2NH
3 [Ag(NH
3
)
2
]+
使Q＜K
SP
，则固体AgCl开始溶解。
AgI + I-→ AgI
2
-
PbI
2 + 2I-→ PbI
4
2-
HgI
2 + 2I-→ HgI
4
2-
CuI + I-→ CuI
2
-
M(OH)n * 开始沉淀pH 沉淀完全pH
分子式 K sp c (M n +) = 1mol·L -1 c (M n +)= 0.1mol·L -1 c (M n +)≤ 10-6mol·L -1
Mg(OH)2 5.61 10-12 8.37 8.87 10.87 Co(OH)2 6.89 7.38 9.38 Cd(OH)2 6.9 7.4 9.4 Zn(OH)2 5.7 6.2 8.24 Fe(OH)2 5.8 6.34 8.34 Pb(OH)2 6.58 7.08 9.08 Be(OH)2 3.42 3.92 5.92 Sn(OH)2 0.37 0.87 2.87 Fe(OH)3 1.15 1.48 2.81 5.92 10-15 7. 2 10-15 3 10-17 4.87 10-17 1.43 10-15 6.92 10-22 5.45 10-28 2.79 10-39 调节溶液pH, 可进行离子的分离和提纯。
如:为除去 1 mol·L -1 ZnSO 4溶液中的Fe 3+ 溶液pH 2.81<pH<5.7
结论
●一般是由溶解度大的难溶电解质转化
为溶解度较小的难溶电解质。
●类型相同的难溶强电解质:
一般来说，溶度积大的难溶电解质易转化为溶度积小的难溶电解质。
难溶电解质溶度积相差越大, 转化越完全。
本章要求
1.掌握溶度积的概念、溶度积与溶解度的换算。
2.了解影响沉淀溶解平衡的因素，利用溶度积
原理判断沉淀的生成及溶解。
3.掌握沉淀溶解平衡的有关计算。
