影响沉淀溶解度的因素(复习)
- 格式:doc
- 大小:48.50 KB
- 文档页数:2
沉淀溶解平衡专题【知识点1】沉淀溶解平衡1.建立:以AgCl溶解为例:从固体溶解平衡的角度,AgCl在溶液中存在下述两个过程:一方面,在水分子作用下,少量和脱离AgCl的表面溶入水中;另一方面,溶液中的Ag+和Cl-受AgCl表面的吸引,回到AgCl的表面。
在一定温度下,当沉淀溶解和生成的速率相等时,得到AgCl的溶液,建立下列动态平衡:AgCl (s) Cl-(aq)+Ag+(aq)2.定义:一定条件下,难溶电解质溶解成离子的速率等于离子重新结合成沉淀的速率,溶液中各离子的浓度保持不变的状态。
3.特征: 动、等、定、变、同4.影响因素:(1)内因:电解质本身的性质(2)外因:①浓度:加水,平衡向溶解方向移动。
②温度:升温,多数平衡向溶解方向移动【知识点2】溶度积K SP1.定义:在一定温度下,在难溶电解质的饱和溶液中,各离子浓度幂之积为一常数,称为溶度积常数,简称溶度积。
2.表达式:AmBn(s)mA n+(aq)+nB m-(aq)Ksp= [A n+]m·[B m-]n3.影响因素:温度4.溶度积常数的应用:①反映了难溶电解质在水中的溶解能力,对于相同类型的电解质,K sp越大,其在水中的溶解能力越大。
②利用溶度积K SP可以判断沉淀的生成、溶解情况以及沉淀溶解平衡移动方向。
5.溶度积规则当Qc>Ksp时,有沉淀析出当Qc=Ksp时,沉积与溶解处于平衡状态当Qc<Ksp时,则难溶电解质会溶解考点精讲考点一沉淀溶解平衡的应用1.沉淀的生成原理:若Q c大于K sp,难溶电解质的沉淀溶解平衡向左移动,就会生成沉淀。
在工业生产、科研、废水处理等领域中,常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。
常见的方法有:(1)调节溶液的pH法:使杂质离子转化为氢氧化物沉淀。
如除去NH4Cl溶液中的FeCl3杂质,可加入氨水调节pH至7~8,离子方程式为Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH+4。
沉淀溶解平衡知识点总结沉淀溶解平衡是指在一定温度和压力下,溶液中的某种物质能够同时存在溶解态和沉淀态之间的平衡状态。
以下是沉淀溶解平衡的一些重要知识点总结:1. 沉淀反应:当溶液中的两种离子相互反应生成一种难溶的化合物时,称为沉淀反应。
例如,银离子和氯离子反应生成难溶的氯化银。
2. 溶解反应:当沉淀物中的离子溶解在溶液中时,称为溶解反应。
例如,氯化银溶解为银离子和氯离子。
3. 溶解度积:对于一个难溶的化合物,其溶解度可以用溶解度积(Ksp)来表示。
溶解度积是指在饱和溶液中,溶质的离子浓度的乘积。
例如,对于氯化银,其溶解度积可以表示为Ksp = [Ag+][Cl-],其中[Ag+]和[Cl-]分别表示银离子和氯离子的浓度。
4. 影响溶解度的因素:溶解度受到温度、压力和溶液中其他离子的影响。
通常情况下,随着温度的升高,大部分溶质的溶解度会增加;而对于气体溶解度来说,随着温度的升高,溶解度会减小。
压力对溶解度的影响主要存在于气体溶解中,根据亨利定律,溶解度随着压力的增加而增加。
溶液中其他离子的存在也会影响溶解度,有时可以通过共沉淀反应来降低某种物质的溶解度。
5. 平衡常数:对于沉淀溶解平衡反应,可以用平衡常数(Keq)来表示。
平衡常数是指在平衡状态下,反应物和生成物浓度的比值。
对于沉淀溶解平衡反应,平衡常数可以表示为Keq = [生成物浓度]/[反应物浓度]。
根据平衡常数的大小,可以判断反应的方向和反应的进行程度。
6. 判断沉淀的存在:根据溶解度积和平衡常数的大小关系,可以判断溶液中是否会生成沉淀。
如果溶液中的离子浓度的乘积大于溶解度积,说明溶液中会生成沉淀。
如果溶液中的离子浓度的乘积小于溶解度积,说明溶质会继续溶解。
7. 沉淀溶解平衡的应用:沉淀溶解平衡在化学分析、环境科学等领域有着广泛的应用。
通过控制溶解度和沉淀反应条件,可以实现分离、富集、分析和净化等目的。
同时,沉淀溶解平衡也在药物合成、材料科学等领域中起到重要作用。
重量分析法(填空题)1.重量分析法主要分为沉淀法、气化法(挥发法)、电解法。
2.影响沉淀溶解度的主要因素:同离子效应、盐效应、酸效应、络合选效应。
3.试分析下列效应对沉淀溶解度的影响(增大、减小、无影响):(1)同离子效应减小沉淀的溶解度;(2)盐效应增大沉淀的溶解度;(3)配位效应增大沉淀的溶解度。
4.沉淀按形状不同可分为晶形沉淀和不定形沉淀。
5.在沉淀反应中,沉淀的颗粒愈大,沉淀吸附杂质愈少。
6.由于滤纸的致密程度不同,一般非晶形沉淀如氢氧化铁应选用快速滤纸过滤;粗晶形沉淀应选用中速滤纸过滤;较细小的晶形沉淀应选用慢速滤纸过滤。
质的有效方法之一。
16.质量采用的计量单位有千克、克、毫克、微克、吨。
17.重复性是同一载荷下多次称量结果间的差值,不得超过相应载荷最大允许误差的绝对值。
18.偏载误差是同一载荷下不同位置的示值误差,均应符合相应载荷最大允许误差的要求。
19.检定分度数是 最大秤量 与 检定分度数 之比,公式为 eMax n。
20.将3.125按修约规则保留二位小数是 3.12 。
21.电子天平在一般情况下正常工作的温度范围为 -10℃~40℃ 。
22.电子天平在超过 +9e 时,天平应无数字显示,或显示过载溢出符号。
23.电子天平的电压在 187V 和 242V 范围内应能保持其计量性能 。
24.利用重量分析法测P 2O 5时,使试样中P 转化为MgNH 4PO 4沉淀,再灼烧为Mg 2P 2O 7形式称重,其换算因数为 M P2O5/M Mg2P2O7 。
25.用草酸盐沉淀分离Ca 2+和Mg 2+时,CaC 2O 4沉淀不能陈化,原因是Mg 2+在CaC 2O 4沉淀表面后沉淀。
26.AgCl 在0.01mol /L HCl 溶液中溶液的溶解度比在纯水中的溶解度小,这是 同离子效应起主要作用。
若Cl -浓度增大到0.5 mol /L ,则AgCl 的溶解度超过纯水中的溶解度,这就是 配位 效应起主要作用。
沉淀溶解平衡知识点一、引言在化学中,沉淀溶解平衡是一个重要的概念。
它涉及到溶解和沉淀反应之间的平衡状态,对于理解溶解和沉淀现象以及相关化学反应的进行具有重要意义。
本文将介绍沉淀溶解平衡的相关知识点,包括定义、条件、影响因素等。
二、沉淀溶解平衡的定义沉淀溶解平衡是指当溶解和沉淀反应达到平衡状态时,所达到的平衡状态称为沉淀溶解平衡。
在该平衡状态下,溶液中溶质的浓度和沉淀中固体的浓度保持稳定。
沉淀溶解平衡的达成需要一定的条件,同时也受到一些影响因素的调控。
三、沉淀溶解平衡的条件1. 有限溶解度:沉淀溶解平衡只在一定溶质浓度范围内发生。
当溶质浓度超过饱和溶度时,就会发生沉淀反应;当溶质浓度低于饱和溶度时,溶质会溶解回溶液中。
只有在溶液中溶质的浓度等于其饱和溶度时,沉淀溶解平衡才能达到。
2. 温度:温度是影响沉淀溶解平衡的重要因素之一。
一般来说,随着温度的升高,溶质的饱和溶度会增大,从而使得沉淀反应变得不容易发生;而温度的降低则相反,会促使溶质沉淀。
3. pH值:溶液的pH值也会影响溶解和沉淀反应的平衡状态。
对于一些带电的溶质,pH值的变化可以改变其溶解度。
例如,在酸性溶液中,某些金属离子的溶解度会增加,而在碱性溶液中则相反。
四、影响沉淀溶解平衡的因素1. 溶质浓度:溶质的浓度对沉淀溶解平衡的达成起着重要作用。
当溶质浓度较高时,沉淀反应更容易发生;溶质浓度较低时,则更容易溶解。
2. 溶液的离子强度:溶液中存在其他离子时,会对沉淀溶解平衡产生影响。
高离子强度会使得沉淀反应更难发生,而低离子强度则会促进溶解。
3. 溶液的温度:如前所述,温度对沉淀溶解平衡有影响。
温度升高时,溶质的溶解度通常会增加,从而减少沉淀的可能性。
4. 其他外界条件:除了上述因素外,还有其他外界条件也可能会影响沉淀溶解平衡,例如压力、光照、搅拌等。
这些条件的变化可以改变溶质的溶解度,进而影响沉淀反应的进行。
五、应用和意义沉淀溶解平衡在生活和工业中都有广泛应用。
沉淀溶解平衡知识点沉淀溶解平衡是化学中重要的概念之一,它描述了在某种条件下溶液中发生的物质的沉淀和溶解的平衡状态。
在化学反应中,物质可以从溶液中沉淀出来,也可以从固体状态溶解到溶液中。
了解沉淀溶解平衡的知识,对于理解和控制化学反应过程具有重要意义。
本文将介绍沉淀溶解平衡的基本概念和相关的知识点。
一、溶液的溶解度溶解度是指在一定条件下溶液中能溶解的物质的最大量。
不同物质的溶解度受到温度、压力、溶剂性质等因素的影响。
一般来说,温度升高可以增加物质的溶解度,而压力的变化对溶解度的影响较小。
溶解度的测定方法有多种,常用的包括测定饱和溶液中物质的质量、体积和浓度等。
二、溶液中物质的沉淀和溶解当一个物质溶解到溶液中,溶液中的浓度随之增加。
当溶液中物质的浓度超过其溶解度时,就会发生沉淀反应,即物质从溶液中沉淀出来形成固体颗粒。
沉淀的过程可以用沉淀反应方程式来描述,例如:AgNO3(aq) + NaCl(aq) → AgCl(s) + NaNO3(aq)其中,AgNO3和NaCl是溶解物质,AgCl是沉淀物质,NaNO3是剩余的溶解物质。
相反,当溶液中物质的浓度低于其溶解度时,就会发生溶解反应,即固体物质从溶质态转变为溶质态。
溶解的过程也可以用溶解反应方程式来描述。
三、溶解度积常数在沉淀溶解平衡中,溶液中沉淀物质的浓度和溶解物质的浓度之间存在一个定量关系,这个关系由溶解度积常数来表示。
溶解度积常数是指在特定温度下,溶解物质溶解生成的离子在溶液中的浓度的乘积。
对于沉淀反应,溶解度积常数是沉淀物质的溶解度的平方,例如:Ksp = [Ag+][Cl-]其中,Ksp是溶解度积常数,[Ag+]和[Cl-]分别是溶液中银离子和氯离子的浓度。
溶解度积常数的大小可以反映溶解物质的溶解性,当Ksp值较大时,表示溶解度较高,溶解物质较易溶解。
四、影响沉淀溶解平衡的因素沉淀溶解平衡受到多种因素的影响,包括温度、浓度、压力和溶剂性质等。
7.1影响沉淀溶解度的因素有那些?是怎样发生影响的?解:影响沉淀溶解度的因素有1.同离子效应:溶液中构晶离子的浓度越大,溶解度越小。
2.pH值的影响,即酸效应:对于弱酸盐的沉淀,pH越小,溶解度越大。
这是因为弱酸根受H+影响,形成了非酸根的阴离子或以弱酸形式存在。
3.配位效应:若溶液中存在能与构晶离子形成配合物的配位剂时,其浓度越大,则溶解度越大。
4.盐效应:溶液中其它非构成沉淀的盐类的浓度越高,溶解度增大。
这是由于这类离子的存在,减少了构成沉淀的离子相互碰撞的机会。
5.氧化还原效应:由于加入氧化剂或还原剂,改变了构成沉淀中离子的氧化数,改变了沉淀的组成,会影响其溶解度。
7.2形成沉淀的性状主要与哪些因素有关?哪些是本质因素?解:沉淀可分为晶型沉淀和非晶型沉淀两种。
沉淀的性状是由聚集速度和定向速度的关系来决定的。
当聚集速度大于定向速度时,形成非晶型沉淀。
否则,形成晶型沉淀。
其中定向速度是沉淀物质本身的性质。
而聚集速度可通过实验条件的选择适度地改变。
7.3已知在常温下,下列各盐的溶解度,求其溶度积(不考虑水解的影响)(1)AgBr 7.1×10-7mo1·L-1解:AgBr Ag++Br-因此[Ag+]=[Br-]=7.1×10-7溶度积Ksp(AgBr)=(7.1×10-7)×(7.1×10-7)=5.0×10-13(2) BaF2 6.3×10-3 mo1·L-1BaF2Ba2++2F-∴[Ba2+]=6.3×10-3[F-]=2×6.3×10-3溶度积Ksp(BaF2)=[Ba2+][F-]2=(6.3×10-3)×(2×6.3×10-3)2=1.0×10-67.4计算下列溶液中CaC2O4的溶解度解:这道题主要是要了解酸效应及同离子效应对溶解度的影响,这是因为存在着下列平衡:C2O42-+H+HC2O4-HC2O4-+H+H2C2O4而HC2O4-和H2C2O4都不会与Ca2+形成CaC2O4测定。
二、沉淀的溶解度及其影响因素沉淀溶解是沉淀形成的相反过程。
构晶离子聚集形成沉淀,获得晶格能,晶格能越大,沉淀越完全。
但占据沉淀表面位点的溶质仍有未饱和的键存在,溶剂分子与固体表面的溶质的相互作用,易于使其溶剂化回到溶液中,导致沉淀的溶解。
(一)溶解度、溶度积和条件溶度积 1. 溶解度s对于1∶1型沉淀MA ,在水中存在下列平衡:MA (S) ⇌ MA (水) (M +A -) ⇌ M + + A -MA 的溶解度 s = [MA (水)]+[M +] = [MA (水)] + [A -] = s 0 + [M +] = s 0 + [A -]式中: s 0 为分子溶解度或固有溶解度。
例如,AgCl 溶于水中对于有些物质可能是离子化合物(mM n+ nA m-),如CaSO 4溶于水中因许多沉淀物的固有溶解度 S 0 都比较小,所以在计算时一般可忽略s 0 的影响( s 0一般在10-6 ~10-9 mol·L -1 之间), 所以 s ≈ [M +] = [A -] 2. 溶度积若忽略s 0,则 0sp M A K a a +-= ,称为微溶化合物的活度积常数,简称活度积。
溶度积 0[][]spM A sp M AM Aa a K K M A γγγγ+-+-+-+-===s =[M]=[A],s 2=[M][A]=K sp当溶液的浓度较稀时K ap K sp但在溶液中有强电解质存在,离子强度较大时,则应从相应的活度系数计算该条件下的,这时和可能相差较大。
对于M m A n型微溶化合物在水中的沉淀溶解平衡,M m A n的溶解度是指实际溶解出来的M m A n的浓度的总和,用S表示溶解度,则式中和分别表示各种型体的M n+和A m-的溶度的总和。
如果除简单的水合离子外,其它各种形式的化合物均可忽略,则根据M m A n 在水溶液中的沉淀溶解平衡关系,得到3. 条件溶度积对于M m A n沉淀溶解的主反应,还可能存在多种副反应(省略电荷):此时,溶液中金属离子总浓度和沉淀剂总溶度分别为引入相应的副反应系数、,则即称为条件溶度积。
化学反应中的沉淀与溶解度知识点总结化学反应是物质发生变化的过程,其中涉及了许多重要的概念和知识点。
本文将对化学反应中的沉淀与溶解度进行总结,以帮助读者更好地理解这一内容。
1. 沉淀反应沉淀反应是指在两种溶液混合时,生成的产物中有一种或多种是不溶于溶液中的物质,从而在溶液中沉淀下来的反应过程。
这些沉淀物可以是单质、化合物或离子。
2. 沉淀物的生成条件沉淀物的生成与其溶解度有关。
如果溶液中的离子浓度超过了该沉淀物的溶解度,就会生成沉淀物。
以下是沉淀物生成的条件:- 高浓度溶液:当溶液中某种物质的浓度增加时,溶剂无法继续溶解物质,产生过饱和溶液,从而形成沉淀物。
- 温度变化:在一些反应中,溶解物质的溶解度会随着温度的升高或降低而改变。
- 添加沉淀物:当沉淀物作为反应的一部分添加到溶液中时,可以促使更多的沉淀物生成。
3. 溶解度溶解度是指在一定温度下,单位溶剂中能溶解溶质的最大量。
它是不同溶质在相同溶剂中溶解程度的比较指标。
通常用摩尔溶解度表示,单位为mol/L。
4. 影响溶解度的因素溶解度受多种因素影响,包括以下几个方面:- 温度:溶解度一般随着温度的升高而增加,但也有例外情况。
例如,氧气在水中的溶解度随着温度的升高而降低。
- 压力:固体溶解度对压力变化不敏感,而气体溶解度则随压力的增加而增加。
- 溶剂的性质:溶剂的极性与溶解度有关,极性溶剂通常可以溶解极性物质,而非极性溶剂则不易溶解极性物质。
- 溶质的性质:溶质的分子结构和极性也会影响其在溶剂中的溶解度。
例如,极性溶质在极性溶剂中溶解度较高。
5. 溶解度曲线溶解度曲线可以表示在不同温度下溶质的溶解度变化。
典型的溶解度曲线通常是随着温度的升高而递增或递减的。
在溶解度曲线上,可以找到一个特定的温度点,称为饱和温度。
在这个温度下,溶质的溶解度与溶液中已溶质的浓度相平衡。
总结:化学反应中的沉淀与溶解度是重要的概念和知识点。
沉淀反应是指在溶液中沉淀出不溶于溶剂的物质。
沉淀完全的程度与影响沉淀溶解度的因素第三节沉淀完全的程度与影响沉淀溶解度的因素利用沉淀反应进行重量分析,要求沉淀反应进行得完全。
而沉淀反应是否完全,则根据反应达到平衡后,溶液中待测组分的量来衡量,也就是说由溶解度 S 的大小来判断。
S 小,则沉淀完全,否则,不完全。
所以,我们必须讨论难溶化合物的 S 及影响因素。
在纯水中 MA 的溶解度 S 一般很小,在无其它电解质的存在下,溶液的离子强度不大,故通常不考虑离子强度的影响,也就是说视γ ? 1 ,一般溶度积表中所列的 KSP ,是在很稀的溶液中没有其它离子存在时的数值。
实际上 S 是随其它离子存在而变化的。
Kap 是一个常数,只与温度有关。
KSP 在一定条件下,才是常数,除与温度有关外,还与外界条件 ( 如 pH ,络合剂,电解质等 ) 有关,也就是说:外界条件影响沉淀的溶解度与溶度积。
二、影响沉淀溶解度的因素:同离子效应、盐效应、酸效应、络合效应、温度、溶剂、沉淀的颗粒大小及结构等。
1 (共同离子效应:当沉淀反应达到平衡后,若向溶液中加入含某一构晶离子的试剂或溶液,则沉淀的溶解度减小,这一效应——称为同离子效应。
若要沉淀完全,溶解损失应尽可能少,实际上绝对不溶的沉淀是不存在的。
对重量分析而言,要求沉淀溶解损失量不超过天秤的误差 0.2mg ,但一般沉淀很少能达到此要求。
显然,这一损失,已达到重量分析的要求,认为沉淀完全。
因此,在重量分析中,常加入过量沉淀剂,以使沉淀进行得完全。
若沉淀剂不易挥发,应过量少些,过量 20 , 50%若沉淀剂易挥发,应过量多些,过量 50 , 100%但是,并不是过量愈多愈好 ! 若过量太多,不仅浪费试剂,还可能引起其它效应 ( 如盐效应、络合效应等 ) ,反而使 S 增大。
2 (盐效应:由于溶液中有强电解质的存在,使得溶液中的离子强度增大,从而导致沉淀溶解度增大的效应——称为盐效应。
例如: AgCl 、 BaSO4 在 KNO3 溶液中溶解度 (25 ? )S0 为在纯水中的溶解度, S 为在 KNO3 的溶解度。
沉淀处理的效果受哪些因素影响?
沉淀处理的效果主要决定于沉淀物的溶解度,而影响沉淀物溶解度的因素是很多的,主要有∶
(1)同离子效应的影响水中加入含有共同离子的电解质时,可以使沉淀物的溶解度显著降低,这就是沉淀反应的同离子效应。
在水的沉淀处理中,利用同离子效应,适当加大沉淀剂的用量,加快沉淀处理,使沉淀完全,可以取得明显效果。
(2)盐效应的影响当水中难溶盐存在时,加入强电解质,使得饱和的难溶盐溶液变成不饱和溶液,反而使沉淀物的溶解度增加,这个现象称为盐效应。
因此,在沉淀处理时,要注意避免强电解质的盐类加入,影响沉淀的效果。
(3)酸效应的影响水的酸度对沉淀物溶解度有一定影响,这就是沉淀反应的酸效应。
但这个影响对不同的沉淀物有所不同,如对强酸盐沉淀影响就不大,而在沉淀弱酸盐时,酸度的影响明显。
因此,要使弱酸盐类沉淀,一般尽可能在较低的酸度下进行。
(4)络合效应的影响在沉淀处理中,要尽量避免在水中加入络合剂,因为络合剂往往能与水中被沉淀的离子生成络合物,而增加了沉淀物的溶解度,影响沉淀效果。
(5)水温的影响大多数沉淀物质的溶解反应是吸热反应,溶解度是随着温度的升高而增大,因此,沉淀处理过程要注意水温的变化。
此外,在沉淀处理时,要尽量避免产生胶体溶液,因为胶体溶液会增大溶解度,所以要加一些破胶物质促进胶凝作用。
沉淀在初生成时是“亚稳态”,经一定时间后逐渐转变为“稳定态”。
它们的晶体结构不一样,前者的溶解度比后者大,因此,沉淀处理时,要尽力使其转化为"稳定态",沉淀效果就好。
沉淀的溶解度及其影响因素(三)8.2.2.4配位效应若溶液中存在配位剂,它能与生成沉淀的离子形成协作物,将使沉淀溶解度增大,甚至不产生沉淀,这种现象称为配位效应。
例如,用Cl-沉淀Ag+时,会有反应 Ag-+Cl-=AgCl 若溶液中有氨水,则NH3能与Ag+配位,形成[Ag(NH3)2]+配离子因而AgCl在0.01 mol/L氨水中的溶解度比在纯水中的溶解度大40倍。
假如氨水的浓度足够大,则不能生成AgCl沉淀。
又如Ag+溶液中加入Cl-,最初生成AgCl沉淀,但若继续加入过量的Cl-,则C1-能与AgCl配位成[AgCl2]-和[AgC13]2-等配离子,而使AgCl沉淀逐渐溶解。
AgCl在0.01 mol/L HC1溶液中的溶解度比在纯水中的溶解度小,这时同离子效应是主要的;若[Cl-]增到0.05 mol/L,则AgCl的溶解度超过纯水中的溶解度,此时配位效应的影响已超过同离子效应;若[Cl-]更大,则因为配位效应起主要作用,AgCl沉淀就可能不浮现。
因此用C1-沉淀Ag+时,必需严格控制[Cl-]。
应当指出的是,配位效应使沉淀溶解度增大的程度与沉淀的溶度积和形成协作物的稳定常数的相对大小有关,形成的协作物越稳定,配位效应越显著,沉淀的溶解度越大。
综合上面四种效应对沉淀溶解度的影响研究可知,在举行沉淀反应时,对无配位反应的强酸盐沉淀,应主要考虑同离子效应和盐效应的影响。
对弱酸盐或难溶酸盐,多数状况应主要考虑酸效应的影响。
在有配位反应,尤其在能形成较稳定的协作物,而沉淀的溶解度又不太小时,则应主要考虑配位效应的影响。
8.2.2.5其他影响因素 (1)温度绝大部分沉淀的溶解都是吸热过程。
因此,沉淀的溶解度普通随着温度的上升而增大,但不同沉淀增大的程度并不相同。
例如,温度对AgCIA溶解度的影响比较大,对BaSO4的影响不显著,8-1所示。
为了获得较好的沉淀,大多数沉淀过程都在热溶液中举行。
沉淀的溶解度及其影响因素在利用沉淀反应进行重量分析时,要求沉淀反应进行完全,一般可根据沉淀溶解度的大小来衡量。
通常,在重量分析中要求被测组分在溶液中的残留量在0.000 1g 以内,即小于分析天平的称量允许误差。
但是,很多沉淀不能满足这个条件。
例如,在1 000 mL水中,BaSO4的溶解度为0.002 3 g, 故沉淀的溶解损失是重量分析法误差的重要来源之一。
因此,在重量分析中,必须了解各种影响沉淀溶解度的因素。
一、沉淀的溶解度当水中存在1: 1型难溶化合物MA时,MA溶解并达到饱和状态后,有下列平衡关系:MA (固)MA (水)M+ + A-式中MA (固) 表示固态的MA,MA (液) 表示溶液中的MA,在一定温度下它的活度积是一常数,即:a (M+)×a (A-) == (7—1)式中a (M+)和a (A-)是M+和A-两种离子的活度,活度与浓度的关系是:a (M+) = (M+) ×ceq(M+);a (A—) = ( A—) ×ceq (A—)(7—2)式中(M+)和( A—)是两种离子的活度系数,它们与溶液中离子强度有关。
将式( 7 - 2 )代入(7 – 1 )得(M+) ceq(M+)·( A-) ceq(A-) = (7—3)故= ceq(M+)·ceq(A—) = (7—4)称为微溶化合物的溶度积常数,简称溶度积。
在纯水中MA的溶解度很小,则ceq(M+) = ceq(A—) = so(7—5)ceq(M+)·ceq(A—) = so2 =(7—6)上二式中的so是在很稀的溶液内,没有其他离子存在时MA的溶解度,由so所得溶度积非常接近于活度积。
一般溶度积表中所列的是在很稀的溶液中没有其他离子存在时的数值。
实际上溶解度是随其他离子存在的情况不同而变化的。
因此溶度积只在一定条件下才是一个常数。
如果溶液中的离子浓度变化不太大,溶度积数值在数量级上一般不发生改变。
影响沉淀溶解度的因素
1.
同离子效应(向溶液中加入构晶离子时,沉淀的溶解度减小)
[][]()sp A A sp A
K M A S S C S C K S C +-==+≈⨯⇒=’ 2. 盐效应 (I 增大,γ减小,溶解度增大)
20)
SP M A M A SP M A M A SP SP K M A K S S K K ααγγγγγγ+-+
-+-+-+-⎡⎤⎡⎤=⨯=⨯⨯⨯=
⎣⎦⎣⎦⨯⨯=⨯⨯=≈3.酸效应 (沉淀为弱酸盐时,αA (H ),酸度增加时,溶解度增大)
CaC 2O 4=Ca 2++C 2O 42-
s
s=[C 2O 42-]+[HC 2O 42-]+[H 2C 2O 4]=[C 2O 42-'] s 2=[Ca 2+][C 2O 42-']= K sp '= K sp ⋅α C2O42-(H) [][][][]'2()sp A H K M A M A S S α+-+-==⨯=⇒==
’
4. 络合效应
金属离子发生副反应 AgCl =Ag ++Cl -
Cl - s
[Cl -]小时,主要是同离子效应,溶解度减小。
[Cl -]大时,主要是络合效应,溶解度增大。
H +
+
S =[Ag +]+[AgCl]+[AgCl 2-]+ [AgCl 32-]+[AgCl 43-]=[Ag +](1+β1[Cl -]+β2[Cl -]2+β3[Cl -]3+β4[Cl -]4)=K sp /[Cl -](1+β1[Cl -]+β2[Cl -]2+β3[Cl -]3+β4[Cl -]4)= K sp /s ⋅ αAg(Cl-)
S=
[][][
]''2()sp M L K M A M A S S α+-+-==⨯=⎡⎤⎣⎦⇒=
5. 酸效应与络合效应同时存在时:
[][][
]'''2()()sp M L A H K M A M A S S αα+-+-==⨯=⎡⎤⎣⎦
⇒== 6. 酸效应与同离子效应同时存在时
[][][][]''()()()
sp A H A sp A H sp A A A K M A M A S S C K K S C C ααδ----
+-+-==⨯=+⇒== 7. 络合效应与同离子效应同时存在时:
[][][][]''()()'()+()(sp M L SP M L M M sp sp M L M M M K M A M A K S S C S C K K S M C C C ααα++++++-+-==⨯==+≈⇒==
加入与相同的构晶阳离子使其浓度达到)。