无机化学第7章沉淀与溶解平衡
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第7章 沉淀溶解平衡( 1 ) 已知25℃时PbI 2在纯水中溶解度为×l0-3 mol ·dm -3,求PbI 2的溶度积。
( 2 ) 已知25℃时BaCrO 4在纯水中溶解度为×10-3g/L ,求BaCrO 4的溶积。
解 ( l ) 25℃,PbI 2的溶解度为×l0-3mol ·dm -3,则:[Pb 2+]=×l0-3mol ·dm -3, [I -] =×l0-3mol ·dm -3K sp =[Pb 2+] [I -] 2=×l0-3××l0-3) 2=×l0-9( 2 ) 25℃, BaCrO 4的溶解度为×10-3g ·dm -3,M r (BaCrO 4)=253,则:[Ba 2+]=[CrO 42-]= ×10-3/253 ) mol ·dm -3 K sp =[Ba 2+] [CrO 42-]= ×10-3/253 ) 2=×l0-107.2 由下列难溶物的溶度积求在纯水中溶解度s 0(分别以mol ·L -1和g/L 为单位;忽略副反应):( 1 )Zn(OH)2 K sp =×10-17( 2 ) PbF 2 K sp =×10-7解:( 1 ) Zn(OH)2的溶解度为s M r (Zn(OH)2)=1761334.1210 2.1810()44sp K s mol L ---⨯===⨯⋅ s =×10-6 mol ·L -1×99.93 g ·mol -1=×10-4 g ·L -1( 2 ) PbF 2的溶解度为s M r (PbF 2)=245731337.1210 5.6210()44sp K s mol L ---⨯===⨯⋅ s =×10-3 mol ·L -1×245 g ·mol -1=1.38 g ·L -1AgIO 3和Ag 2CrO 4的溶度积分别为×10-9和×10-12,通过计算说明:( 1 ) 哪种物质在水中的溶解度大?( 2 ) 哪种物质在 mol ·dm -3的AgNO 3溶液中溶解度大?解: ( l )对AgIO 395-39.2109.610(dm )sp s K mol --==⨯=⨯⋅对Ag 2CrO 4125-3331.1210 6.510(dm )44sp K s mol --⨯===⨯⋅ 在水中AgIO 3的溶解度大于Ag 2CrO 4的溶解度( 2 )在 mol ·dm -3 AgNO 3中,AgIO 3的溶解度为s =K sp /c (Ag +)= ×10-9)/ ×10-2)= ×10-7(mol ·dm -3)在 mol ·dm -3 AgNO 3中, Ag 2CrO 的溶解度为s =K sp /c (Ag +)2=×10-12)/ ×10-2)2=×10-8(mol ·dm -3)在 mol ·dm -3 AgNO 3溶液中AgIO 3比Ag 2CrO 4的溶解度大现有l00mL Ca 2+ 和Ba 2+ 的混合溶液,两种离子的浓度都为 mol ·L -1,( l )用Na 2SO 4作沉淀剂能否将Ca 2+和Ba 2+离子分离?( 2 )加入多少克Na 2SO 4才能达到BaSO 4 完全沉淀的要求 (忽略加入Na 2SO 4引起的体积变化)?解: 查表知:K sp (CaSO 4)=×10-5 K sp (BaSO 4)=×10-10若BaSO 4沉淀完全,c (Ba 2+)≤×10-5 mol ·L -1[SO 42-]= K sp (BaSO 4)/ ×10-5= ×10-10/×10-5= ×10-5 (mol ·L -1) 对CaSO 4 J =c (Ba 2+)∙c (SO 42-)=×10-5× × 10-2=×10-7< K sp (CaSO 4) CaSO 4不沉淀,可将可将Ca 2+和Ba 2+离子分离( 2 ) Na 2SO 4的浓度为·L -1 M r (Na 2SO 4)=142需要Na 2SO 4的克数为:142 g ·mol -1× mol ·L -1×0.1L =0.142gmol ·dm -3MgCl 2和 mol ·dm -3氨水混合,是否有Mg(OH)2沉淀?解: c (Mg 2+)=× 10/ 20=(mol ·dm -3)c (NH 3)=·dm -3NH 3+H 2O =NH 4++OH -c /K <500 求[OH -]解一元二次方程,设[OH -]为x mol ·dm -3K b =[OH -][NH 4+]/[NH 3]=x 2/-x )x =×10-4 (mol ·L -1)J =c (Mg 2+)∙c (OH -)2=××10-4)2=×10-9> K sp (Mg(OH)2), 有Mg(OH)2沉淀.某溶液含有Fe 2+和Fe 3+,其浓度均为 mol ·dm -3,要求Fe(OH)3完全沉淀不生成Fe(OH)2沉淀,需控制pH 在什么范围?解:计算Fe(OH)3开始沉淀的pH3913-3333 2.6410[] 3.7510(dm )()0.050spK OH mol c Fe ---+⨯===⨯⋅ 计算Fe(OH)3完全沉淀的pH ,设Fe(OH)3沉淀完全时[Fe 3+]≤×10-5 mol ·dm -33912-333352.6410[] 6.410(dm )() 1.010spK OH mol c Fe ---+-⨯===⨯⋅⨯ 计算Fe(OH)2开始沉淀的pH178-33 4.8710[] 3.110(dm )()0.0050spK OH mol c Fe ---+⨯===⨯⋅ pH =14+ lg ×10-8=14-=控制pH 在-之间,可使Fe 3+沉淀完全而Fe 2+不沉淀。
配合物与沉淀溶解平衡一、配合物的概念配合物是由中心离子与其周围配体结合形成的一种化合物。
其中,中心离子通常是金属离子,周围配体是一些阴离子或者分子。
配合物在化学中有着广泛的应用,特别是在无机化学中,常常作为功能性材料、催化剂和生物分子的模型使用。
二、配合物的形成配合物的形成取决于中心离子和配体之间的相互作用。
这些相互作用可以有以下几种:1. 静电相互作用当中心离子的电荷与配体的电荷相互吸引时,两者会形成配合物。
2. 配位键的形成配位键是指中心离子与配体之间的化学键。
通常,这种化学键形成于配体的一个或者多个电子对与中心离子之间的相互作用。
3. 氢键相互作用某些情况下,配体中的羟基或者碳氧化物官能团与中心离子之间可以形成氢键相互作用。
4. 范德华力在某些情况下,中心离子和配体之间也可以通过范德华力相互吸引。
三、沉淀溶解平衡概念沉淀溶解平衡是指在水中一种物质的溶解度与其在水中形成沉淀的平衡状态。
对于某些物质而言,如果其在水中溶解度较低,会导致其在水中形成沉淀。
如果这个沉淀物质可以被水重新溶解,则就可以形成沉淀溶解平衡。
例如,银钙盐在水中的溶解度很低。
当在水中加入氯离子时,银离子和氯离子会结合形成银氯化物沉淀物质。
然而,在溶解和沉淀之间,银氯化物沉淀物质也会重新溶解。
当这种溶解和沉淀达到平衡状态时,就形成了沉淀溶解平衡。
四、配合物对沉淀溶解平衡的影响对于某些天然气体或者污染物,它们在水中的溶解度很低,而且在水中容易形成沉淀。
但是,如果向水中加入一种配体,这种配体可以与沉淀形成配合物,从而使沉淀重新溶解。
例如,铅离子可以与氰化物形成铅氰配合物。
由于铅氰配合物在溶液中很稳定,所以它可以防止铅在水中形成沉淀。
另外,一些金属离子也可以与典型的有机配体形成配合物。
例如,硬水是指含有大量镁离子和钙离子的水。
这些离子容易在水中形成沉淀,从而降低水的质量。
然而,如果用一些具有分散性的有机配体,就可以形成离子配合物,从而防止沉淀形成。
课程名称:无机化学第七章难溶强电解质的沉淀-溶解平衡7-1难溶电解质的溶度积和溶解度7-1-1溶度积常数根据溶解度大小分类物质严格来说,在水中绝对不溶的物质是没有的。
通常按溶解度的大小分为:难溶物质微溶物质易溶物质溶解度小于0.01g/100g 的物质;溶解度在0.01~0.1g/100g 之间的物质;溶解度较大者。
难溶强电解质在水中的行为难溶强电解质例如BaSO4在水中虽然难溶,还会有一定数量的Ba2+和SO42-又有可能回到BaSO4晶体和溶液相应的离子之间达到动态的多相离子平衡,简称为溶解平衡。
溶解平衡的平衡常数-溶度积常数(溶度积)BaSO4(s)溶解平衡的平衡常数表达式为:(BaSO4)=c(Ba2+)c(SO42-)/(cθ)2对于一般难溶电解质(AmBn),其溶解平衡通式可表示为:AmBn(s) mAn+ + nBm-溶解平衡常数表达式为:(3.4.1)年月日课程名称:无机化学此溶解平衡常数称为溶度积常数(简称溶度积)。
溶度积表达式的含义: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为一常数。
溶度积的物理意义是表征难溶电解质溶解能力的特性常数。
溶度积的有关说明(1) 与其它平衡常数一样,也是温度的函数,它可以由实验测定,也可以通过热力学数据计算。
文字教材中附录6列出了常温下某些难溶电解质的溶度积的实验数据,粗略计算时其数值可当作使用。
(2) 值得注意的是:上述溶度积常数表达式(3.4.1)虽是根据难溶强电解质的多相离子平衡推导而来,但其结论同样适用于难溶弱电解质的多相离子平衡。
例: AB型难溶弱电解质的溶解平衡。
在AB型难溶弱电解质的多相体系中存在着下列平衡:AB(s)AB(aq) ;= c(AB)/cθAB(aq) A+ + B-;/cθ=根据多重平衡规律:AB(s) A+ + B-• = c(A+)•c(B-)/(cθ)2= (AB)(AB)= c(A+)•c(B-)/(cθ)2 (3.4.2)年月日课程名称:无机化学式(3.4.2)实际上与式(3.4.1)相同。