第六章沉淀溶解平衡无机化学
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安徽科技学院理学院《普通化学》教案(六)第六章 沉淀-溶解反应6.1难溶电解质的沉淀溶解平衡1、沉淀溶解平衡:当沉淀速率和溶解速率相等时就达到沉淀溶解平衡。
特点:反应的特点是在反应过程中伴随着物相的变化,属于多相平衡。
2、溶度积:以固体AgCl 置于水中为例:AgCl(s) Ag +(aq) + Cl -(aq)(1)饱和溶液:在一定温度下,AgCl 达到沉淀溶解平衡时的溶液。
对于任一难溶电解质的沉淀溶解平衡:A mB n (s) mA n+(aq) + nB m-(aq)K θsp = [c eq (A n+)/c Ө]m [c eq (B n -)/c Ө]n(6-1)(2)溶度积常数(溶度积):K θsp 大小表示难溶电解质溶解趋势。
(3)K θsp 的特点:K θsp 与沉淀的量及离子的浓度变化无关;K θsp 随温度的升高而增大,但温度的影响并不显著。
(4)溶解度:难溶电解质在水中的溶解趋势还可以用溶解度s 来表示。
溶度积和溶解度可以互相换算,换算时必须注意浓度单位,要把溶解度的单位换算成物质的量浓度单位(即mol ∙dm -3)。
【例6.1】298K 时,AgCl 的溶解度为1.92×10-4g /100gH 2O ,求该温度下AgCl 的K θsp 。
【解】 设AgCl 的溶解度为s ,溶度积为K θsp∵ = 1g ∙cm -3,∴ s = 1.01441092.14⨯⨯- = 1.33×10-5 mol ∙dm -3AgCl(s) Ag +(aq) + Cl -(aq)平衡浓度/mol ∙dm -3s sK θsp=[c eq (Ag +)/c Ө][c eq (Cl -)/c Ө]=(s/c Ө )2=(1.33×10-5)2=1.77×10-10【例6.2】 己知室温时K θsp (BaSO 4)=1.07×10-10、K θsp[Mg(OH)2]=5.61×10-12、 K θsp(Ag 2CrO 4)=1.12×10-12,求它们的溶解度s 。
其平衡常数为K譟sp①,M yers借用了R畅M畅Smith[4]的相关数据。
如果再写出下列两个离子平衡方程式:H++O H-H2O K譟=1/K譟w(2)H++H S-H2S K譟=1/K譟a1(H2S)(3)将反应式(1),(2),(3)相加得到ZnS(s)在酸中的溶解反应式:ZnS(s)+2H+Zn2++H2S K譟spa(ZnS)如果取p K譟a1(H2S)=7.02[4],则K譟spa(ZnS)=K譟spK譟w K譟a1(H2S)≈1021K譟sp(65)式(65)表明M S(s)型硫化物的K譟spa是K譟sp的1021倍。
从上述推导过程可以看出,K譟spa的确定和使用确实避开了K譟a2(H2S)。
M yers还指出,K譟spa(M S)>10-2时,M S(s)在酸中是可溶的,K譟spa在金属硫化物的分离中也是适用的。
主要参考文献 [1]Myers R J.The New Low Value for the Second Dissociation Constant for H2S.J Chem Educ,1986,63:687. [2]Yagil G.The Effect of Ionic Hydration on Equilibria and Rate in Concentrated Elec唱trolyte solutions.Ⅲ.The H-Scale in Concentrated Hydroxide Solution.J Phys Chem,1967,71:1034. [3]Meyer B.Second Dissociation Constant of Hydrogen Sulfide.Inorg Chem,1983,22:2345. [4]Smith R M.Critical Stability Constants Vol4.Inorg Complexes.New York:Plenum,1976.三、习题解析 1(63)畅放射化学技术在确定溶度积常数中是很有用的。
第六章沉淀-溶解平衡填空题1、Ag2C2O4的溶度积常数表达式为,La(IO3)3的溶度积常数表达式为。
2、欲使沉淀溶解,需设法降低,使J K spΘ。
例如,使沉淀中的某离子生成或。
3、Mn(OH)2的K spΘ=2.1×10-13,在纯水中其溶解度为()mol·L-1;Mn(OH)2饱和溶液的pH为();将0.050mol Mn(OH)2(s)刚好溶解在0.50L NH4Cl溶液中,则平衡时c(NH4Cl)为()mol·L-1(K bΘ(NH3·H2O)=1.8×10-5)。
4、在AgCl,CaCO3,Fe(OH)3,MgF2这些难溶物质中,其溶解度不随pH变化而改变的是,能溶在氨水中的是。
5、在CaCO3(K spΘ=4.9×10-9),CaF2(K spΘ=1.5×10-10),Ca3(PO4)2(K spΘ=2.1×10-33)的饱和溶液中,Ca2+浓度由大到小的顺序是>>。
6、已知Sn(OH)2、A1(OH)3、Ce(OH)4的K spΘ分别为5.0×10-27,1.3×10-33,2.0×10-28,则它们的饱和溶液的pH由小到大的顺序是<<。
7、己知K spΘ(Ag2CrO4)=1.1×10-12,K spΘ(PbCrO4)=2.8×10-13,K spΘ(CaCrO4)=7.1×10-4。
向浓度均为0.10mol·L-1的Ag+,Pb2+,Ca2+的混合溶液中滴加K2CrO4稀溶液,则出现沉淀的次序为,,。
又已知K spΘ(PbI2)=8.4×10-9,若将PbCrO4沉淀转化为PbI2沉淀,转化反应的离子方程式为,其标准平衡常数KΘ=、。
8、同离子效应使难溶电解质的溶解度变小;盐效应使难溶电解质的溶解度增大。