难溶电解质的溶解平衡讲义
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精心整理页脚内容难溶电解质的溶解平衡一.固体物质的溶解度1.溶解度:在一定温度下,某固体物质在100g 溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量,叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。
符号:S ,单位:g ,公式:S=(m 溶质/m 溶剂)×100g2.不同物质在水中溶解度差别很大,从溶解度角度,可将物质进行如下分类:3.绝大多数固体物质的溶解度随温度的升高而增大,少数物质的溶解度随温度变化不明显,个别物质的溶解度随温度二?1.2.3.123412常温下沉淀溶解平衡:Ag 2CrO 4(s)2Ag +(aq)+CrO 42-(aq),Ksp(Ag 2CrO 4)=[Ag +]2[CrO2-4]=1.1×10-123)意义:反应了物质在水中的溶解能力。
对于阴阳离子个数比相同的电解质,Ksp 数值越大,电解质在水中的溶解能力越强。
4)影响因素:与难溶电解质的性质和温度有关,而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关。
四.影响沉淀溶解平衡的因素 1)内因:难溶电解质本身的性质2)外因:①浓度:加水稀释,沉淀溶解平衡向溶解的方向移动②温度:多数难溶性电解质溶解于水是吸热的,所以升高温度,沉淀溶解平衡向溶解的方向移动。
③同离子效应:向沉淀溶解平衡体系中,加入相同的离子,使平衡向沉淀方向移动。
④其他:向体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或气体的离子,使平衡向溶解方向移动。
五.溶度积规则1、通过比较溶度积Ksp与溶液中有关离子的离子积Qc的相对大小,可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解?对AgCl而言,其Qc=c(Ag+)·c(Cl-),该计算式中的离子浓度不一定是平衡浓度,而Ksp计算式中的离子浓度一定是平衡浓度?1)若Qc>Ksp,则溶液过饱和,有沉淀析出,直至溶液饱和,达到新的平衡?2)若Qc=Ksp,则溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态?3)若Qc<Ksp,则溶液未饱和,无沉淀析出,若加入过量难溶电解质,难溶电解质溶解直至溶液饱和?2、溶度积K SP的性质(1)溶度积K SP的大小和平衡常数一样,它与难溶电解质的性质和温度有关,与浓度无关,离子浓度的改变可使溶解如:因为3、Q c>K spQ c=KQ c<K sp1方法:可使Fe3+转变为Fe(OH)3沉淀而除去。
4.影响沉淀溶解平衡的因素(1)内因难溶电解质本身的性质,这是决定因素。
(2)外因①浓度:加水稀释,平衡向沉淀溶解的方向移动;②温度:绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程,升高温度,平衡向沉淀溶解的方向移动;③同离子效应:向平衡体系中加入难溶物溶解产生的离子,平衡向生成沉淀的方向移动;④其他:向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶或更难电离或气体的离子时,平衡向沉淀溶解的方向移动。
二、沉淀溶解平衡的应用1.沉淀的生成当溶液中离子积(Q c )大于溶度积(K sp )时有沉淀生成。
①调节pH 法:如除去NH 4Cl 溶液中的FeCl 3杂质,可加入氨水调节pH 至4左右,离子方程式为Fe 3++3NH 3·H 2O===Fe(OH)3↓+3NH 。
+4②沉淀剂法:如用H 2S 沉淀Cu 2+,离子方程式为Cu 2++H 2S===CuS↓+2H +。
2.沉淀的溶解当溶液中离子积(Q c )小于溶度积(K sp )时,沉淀可以溶解。
①酸溶解:用离子方程式表示CaCO 3溶于盐酸:CaCO 3+2H +===Ca 2++CO 2↑+H 2O 。
②碱溶解法如Al 2O 3溶于NaOH 溶液,离子方程式为:Al 2O 3+2OH -===2AlO +H 2O -2③盐溶解:用离子方程式表示Mg(OH)2溶于NH 4Cl 溶液:Mg(OH)2+2NH===Mg 2++2NH 3·H 2O 。
+4④配位溶解:用离子方程式表示AgCl 溶于氨水:AgCl +2NH 3·H 2O===[Ag(NH 3)2]++Cl -+2H 2O 。
⑤氧化还原溶解:如不溶于盐酸的硫化物Ag 2S 溶于稀HNO 3。
3.沉淀的转化通常,一种沉淀可以转化为更难溶的沉淀,两种难溶物的溶解能力差别越大,这种转化的趋势就越大。
①实质:沉淀溶解平衡的移动。
②实例:AgNO 3溶液AgCl AgBr ,则K sp (AgCl)>K sp (AgBr)。
《难溶电解质的沉淀溶解平衡》讲义一、什么是难溶电解质的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,就叫做沉淀溶解平衡。
比如说,把一定量的氯化银固体放入水中,氯化银会在水中溶解,同时溶解的银离子和氯离子又会结合生成氯化银沉淀。
开始时,溶解速率较大,沉淀速率较小。
随着时间的推移,溶解的氯化银逐渐增多,溶液中的银离子和氯离子浓度也逐渐增大,沉淀速率就会随之加快。
最终,溶解速率和沉淀速率相等,达到了一种动态平衡。
这就好像是一个拔河比赛,溶解和沉淀两边的力量相等,谁也无法战胜谁。
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不断进行,只是速率相等,看起来好像没有变化。
2、等速溶解速率和沉淀速率相等,这是平衡状态的重要标志。
3、定态平衡时,溶液中各离子的浓度保持不变,但不是绝对不变,而是在一定范围内波动。
4、同条件沉淀溶解平衡的建立与温度、浓度等条件有关。
在相同条件下,无论溶液中固体的量有多少,平衡状态下离子的浓度都是一定的。
三、沉淀溶解平衡的表达式以 AgCl 为例,其沉淀溶解平衡的表达式为:AgCl(s) ⇌ Ag+(aq) + Cl(aq)这里的“s”表示固体,“aq”表示在水溶液中。
四、影响沉淀溶解平衡的因素1、内因难溶电解质本身的性质是决定沉淀溶解平衡的主要内因。
不同的难溶电解质在相同条件下溶解度不同,溶解度越小,越难溶解。
2、外因(1)温度大多数难溶电解质的溶解过程是吸热的,升高温度,平衡向溶解的方向移动,溶解度增大;少数难溶电解质的溶解过程是放热的,升高温度,平衡向生成沉淀的方向移动,溶解度减小。
(2)浓度加水稀释,平衡向溶解的方向移动,但溶解度不变。
(3)同离子效应向平衡体系中加入相同的离子,平衡向生成沉淀的方向移动。
例如,在 AgCl 的饱和溶液中加入氯离子,会使平衡向左移动,生成更多的AgCl 沉淀。
(4)化学反应若加入能与体系中某些离子发生反应的物质,平衡会向溶解的方向移动。
高考总复习 难溶电解质的溶解平衡【考纲要求】1.运用化学平衡移动原理分析难溶电解质的溶解平衡。
2.知道沉淀转化的本质。
3.了解溶度积常数。
【考点梳理】考点一、沉淀溶解平衡1.溶解度与溶解性的关系20℃时,电解质在水中的溶解度与溶解性存在如下关系:2.溶解平衡(1)、概念:在一定条件下,当难溶电解质溶解和生成速率相等时,得到难溶电解质的饱和溶液,即达到溶解平衡。
(2)、特征:逆、等、定、动、变(与化学平衡相同,适用于平衡移动原理) 要点诠释:a 、逆:溶质溶解的过程是一个可逆过程:b 、等:v(溶解)= v(沉淀)c 、定:达到平衡时,溶液中各离子浓度保持不变d 、动:动态平衡,v(溶解)= v(沉淀) ≠ 0e 、变:当外界条件改变时,沉淀溶解平衡将发生移动,直到达到新的平衡。
例:一定温度下,将难溶电解质AgCl 放入水中时,会发生溶解和沉淀两个过程: AgCl(s)Ag +(aq)+ Cl -(aq) 初始:v(溶)﹥v(沉) 平衡:v(溶)=v(沉)正是这种平衡的存在,决定了Ag +与Cl -的反应不能进行到底。
3.溶度积常数(注:有些省市不考):(1)定义:一定温度下难溶强电解质的饱和溶液中各组分离子浓度幂的乘积为一常数。
AmBn(s) mA n+(aq) + nD m-(aq) Ksp = c m (A n+)·c n (B m-)要点诠释:K SP 反映了难溶电解质在水中的溶解能力a 、用溶度积直接比较时,物质的类型(如AB 型、A 2B 型、AB 2型)必须相同。
b 、对于同种类型物质,K SP 数值越大,难溶电解质在水中的溶解能力越强。
如由K sp 数值可知,溶解能力:AgCl >AgBr >AgI >Ag 2S ,Cu(OH)2<Mg(OH)2。
c 、不同类型的物质,K sp 差距不大时不能直接作为比较依据。
如:AgCl (s) Ag +(aq)+Cl ―(aq),K sp =1.8×10―10,Mg(OH)2 (s) Mg 2+(aq)+2OH ―(aq),K sp =5.6×10―12。
(讲)我们知道,溶液中有难溶于水的沉淀生成是离子反应进行的条件之一。
如NaCl与AgNO3溶液混合,生成白色沉淀,即Cl-+Ag+=AgCl↓。
一般认为这两种溶液等物质的量浓度,等体积混合,反应可进行到底。
但Ag+和Cl-的反应真的能进行到底吗?生成AgCl 沉淀后的溶液中有Ag+和Cl-吗?
生成沉淀的离子反应之所以能够发生,是由于生成物的溶解度小,如AgCl在20℃时100g 水中仅能溶解1.5×10-4g。
虽然AgCl溶解度很小,但并不是绝对不溶,生成的AgCl沉淀会有少量的溶解,生成AgCl沉淀后的溶液中有三种粒子在反应体系中存在:
Cl-(aq)+Ag+(aq)AgCl(s)
这样就将生成沉淀的反应转化成我们熟悉的固体(AgCl)溶解的问题。
(讲)既然这是一个AgCl固体溶解的过程,那么AgCl在溶液中存在两个过程:一方面,在水分子的作用下,少量Ag+和Cl-脱离AgCl的表面层于水中;另一方面,溶液中的Ag +和Cl-受AgCl表面阴阳离子的吸引,回到AgCl的表面析出沉淀。
在一定温度下,当沉淀溶解和生成速率相等时,即建立动态平衡。
一、沉淀溶解平衡
1、定义:一定温度下,难溶电解质在水中沉淀的速率和溶解的速率相等时,形成电解质的饱和溶液,达到平衡状态,这种平衡称为沉淀溶解平衡。
(讲)正因为沉淀、溶解之间这种动态平衡的存在,决定了Ag+与Cl-反应不能完全进行到底。
通常情况下认为离子间生成难溶电解质的反应能够进行完全,是由于残留在溶液中的离子浓度很小。
化学中通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5mol·L-1时,沉淀就达完全。
(讲)难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡与电离平衡,盐类水解平衡一样,是化学平衡的一种,符合平衡的基本特征,遵循平衡的基本变化规律。
2、特征
(1)可逆过程
(2)达到平衡时,v沉淀=v溶解≠0
(3)达到平衡时,溶质离子浓度保持不变。
(4)外界条件改变时,平衡会发生移动,直至建立新的平衡。
3、影响因素
(1)内因:难溶电解质本身的性质。
(讲)绝对不溶的物质是没有的,不溶也是相对的;虽然都是难溶物质,但是它们的溶解度差别也较大,易溶物质只要是饱和溶液,也存在沉淀溶解平衡。
(2)外因:包括浓度、温度等,遵循勒夏特列原理。
a.温度:升温,多数平衡向溶解方向移动,少数平衡向生成沉淀的方向移动,如Ca(OH)2的溶解平衡。
因为绝大多数固体物质的溶解度随温度的升高而增大,但Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而减少。
b.浓度:加水,平衡向溶解方向移动。
c.其他因素的影响,遵循平衡移动原理。
如:
AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),若增大c(Cl-),平衡向沉淀方向移动。
所以AgCl在浓盐酸中的溶解度比在纯水中的小。
二、沉淀溶解平衡常数——溶度积常数或溶度积Ksp
1、定义:在一定条件下,难溶电解质在溶液中达到饱和时,其离子浓度幂的乘积称为溶度积常数,简称为溶度积,用Ksp表示。
如:AmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)
Ksp=[c(An+)]m·[c(Bm-)]n
2.溶度的意义:Ksp反映了难溶电解质在水中的溶解度。
难溶电解质的Ksp越小,溶解度越小,越难溶解。
如:Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)>Ksp(AgI),溶解度大小:SAgCl>SAgBr>SAgI。
而不同类型的难溶电解质由于溶度积表达式中浓度的幂指数不同,不能直接用溶度积的大小来比较溶解度的大小。
3、Ksp的大小仅与难溶电解质的性质和温度有关,与沉淀的量无关。
4、溶度积规则
QC<Ksp时,溶液为不饱和溶液,无沉淀析出,加入过量的难溶溶质,溶质溶解直至饱和。
QC=Ksp,溶液为饱和溶液,沉淀与溶解处于平衡状态。
QC>Ksp,溶液为过饱和溶液,沉淀析出,直至溶液饱和,达到新的平衡。
5、溶度积的应用
(1)判断有无沉淀生成
例1、将5mL 1×10-5mol·L-1 AgNO3溶液与15mL 4×10-5mol·L-1 K2CrO4溶液混合时,有无砖红色沉淀Ag2CrO4生成?[Ksp(Ag2CrO4)=9×10-12]
解:
QC=[c(Ag+)]2·
∴无沉淀析出。
2、计算溶解度及溶液中离子浓度
例2、已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,求AgCl在下列情况下的溶解度(以mol·L-1表示)
(1)纯水中;
(2)在2mol·L-1HCl溶液中。
解:
(1)
AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)
a mol·L-1 a mol·L-1 a mol·L-1
Ksp=a2=1.8×10-10
a==1.34×10-5
(2)AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) a·(a+2)=1.8×10-10
a=9×10-11mol·L-1。