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第三章 溶解与沉淀

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环境化学第3.2章水环境化学水中无机污染物的溶解和沉淀课件

环境化学第3.2章水环境化学水中无机污染物的溶解和沉淀课件

纯水封闭体系中金属碳酸盐的溶解度
20
第三章/第二节/2.3 溶解和沉淀
2.3.4 碳酸盐 四、碳酸盐在开放体系的溶解度（二价金属）
[H2CO3*] = KHpCO2 [CO32-] = K1K2KHpCO2/[H+]2
pH＞pK2（10.33） pK1＜pH＜pK2 （6.35~10.33） [Me2+] ≈ Ksp[H+]2/K1K2KHpCO2 pH＜pK1（6.35）
第三章/第二节 水中无机污染物的迁移转化
2.3 溶解和沉淀
溶解/沉淀对迁移过程的影响
溶解/沉淀影响金属化合物溶解度，溶解度决定随水迁移能力 溶解度大，迁移能力大；溶解度小，迁移能力小
溶解/沉淀理论
溶解/沉淀受反应平衡和反应速率控制(化学热力学和动力学控制) 固－液平衡体系中，用溶度积来表征溶解度
第三章/第二节/2.3 溶解和沉淀
2.3.3 硫化物
二、金属硫化物的溶解度（以二价金属为例）
1. 金属硫化物的沉淀－溶解平衡
MeS (s) ⇌ Me2+ + S2-
[Me2+] = Ksp/[S2-]
2. H2S的电离平衡
H2S ⇌ H+ + HS- K1 = 8.9×10-8
HS- ⇌ H+ + S2-
= 2.532×10-3 mol/L
15
第三章/第二节/2.3 溶解和沉淀
2.3.4 碳酸盐
一、碳酸盐的沉淀－溶解平衡（以二价金属为例）
MeCO3 ⇌ Me2+ + CO32[Me2+] = Ksp/[CO32-] = Ksp/(CTα2)
H2CO3* ⇌ HCO3- + H+
医用基础化学 第三章 沉淀溶解平衡 公开课课件

医用基础化学 第三章 沉淀溶解平衡 公开课课件


﹡ ﹡ Ksp决定于物质的本性和温度。（温度一定，同 一物质的Ksp为一常数，离子浓度改变只能使平衡移 动，而不能改变Ksp）；
Mg(OH)2 (s) Ag2CrO4 (s) Fe(OH) 3 (s)
Mg2+ + 2OH-
Ksp = [Mg2+][OH-]2
2Ag+ + CrO42-
Ksp = [Ag+]2[CrO42-]
(molL-1)
2Ag+ + CrO422s' s'
s' 3
K sp
3
9.0 1012
1.31104(molL-1)
4
4
不同类型的难溶强电解质，不能直 接由Ksp的值比较溶解能力的大小
三、溶度积规则Rule of Solubility Product
AgCl(s)
Ag+ + Cl-
Ip (离子积 ion product): the product of the ion concentration in solution when the system is under any situation ( at equilibrium or not ).
s 0.010+s 0.010
Ksp = s ( 0.010 + s ) 0.010s = (1.0410-5)2 s = 1.0810-8 molL-1 << 1.0410-5 molL-1
为使某种离子完全沉淀（离子浓度小于 10-6 molL-1）可加入适当过量的沉淀剂
第三章 沉淀溶解平衡
Equilibrium between Dissolution and Precipitation
无机化学第六版第三章 溶解与沉淀

无机化学第六版第三章 溶解与沉淀

第三章 溶解与沉淀
化学平衡
一、化学反应的可逆性和化学平衡
H2
H2
+I +I
2
2 HI
2
2 HI
可逆反应：在同一条件下，既能向正反应（向右）方向 又能向逆反应（向左）方向进行的反应称为可逆反应。 多数的反应都是可逆的，但是可逆的程度不同。通 常把可逆程度极小的反应称为不可逆反应。
M n O 2 2KClO 3(s) 2KCl(s)+3O 2(g) △
14 Ksp , Fe(OH) 1.64 10 7 2 [OH ] 5 . 73 10 [Fe 2 ] 0.050
pH = 14-pOH = 14 –6.24 = 7.76 结论：利用分级沉淀原理，可使两种以上的离子有 效分离。如果两种沉淀的溶度积相差愈大，分离得 就会越完全。
在一定温度下，可逆反应达到平衡状态，生 成物平衡浓度系数的幂次方的乘积与反应物浓度
系数幂次方的乘积之比，总是一个定值，这一定
值称为“平衡常数”。 如果将其中各物质用相 对平衡浓度或相对平衡分压表示，则称作标准平 衡常数，用
K 表示。
书写标准平衡常数表达式应注意的事项
1、在书写 K表达式时，只写浓度或分压可变的溶液相和气
例题2：分别计算Ag2CrO4
(1) 在0.10mol.L-1AgNO3溶液中的溶解度,
(2) 在0. 10mol.L-1Na2CrO4中的溶解度. 解:(1)Ag2CrO4 =2 Ag+ + CrO4 20.1+2S S S = [CrO4 2-]
Ksp=（ 0.1+ 2S ）2×S = 0.01S =1.12×-12
平衡向右移动 定义：在难溶电解质溶液中，加入易溶强电解质而使难溶 电解质的溶解度增大的作用。
第三章沉淀溶解平衡

第三章沉淀溶解平衡


第二节 沉淀的生成 第三节 分步沉淀和沉淀的转化 第四节 沉淀的溶解 沉淀溶解平衡的移动 例: AgCI(s) 溶度积规则 溶解 是平衡移动 Ag+ + CI- 规律的总结
沉淀
(production of precipitation)
第二节 沉淀的生成
沉淀的生成
●沉淀生成的必要条件: 增大离子浓度，使 IP＞KSP ●采用方法: ①加入沉淀剂 ②控制溶液 pH(对难溶弱酸盐和难溶 氢氧化物).
积、同浓度的NH3· H2O相混合,①有无Mg(OH)2沉 淀析出？②如果要阻止沉淀析出,至少应加多少克 NH4CI(s)?已知 Ksp(Mg(OH)2)=5.61×10-12, Kb(NH3)=1.79×10-5
=1.79×10-5×0.05/1.06×10-5 =8.44×10-2(mol· L-1) ∴需加NH4CI(s): 8.44×10-2×0.020×53.5 =9.03×10-2(g)
√ 5.61×10-12/0.05 = =1.06×10-5(mol· L-1) 采用方法:利用同离子效应,加NH4CI(s)来 抑制NH · H O离解.
【例3-7】试分析10ml 0.10mol· L-1MgCI2与等体
解:②NH3· H2O NH4+ + OH0.05 x 1.06×10-5 [NH4+]=Kb [NH3· H2O]/ [OH-]
[H+ ]=
√
Ka1Ka2 [M2+][H2S] KSP(MS）
1 KSP
式中 [H2S]饱和= 0.1(mol· L-1)
结论: 使MS(s)溶解所需
[H+ ]∝
沉淀的溶解
小结 多种离子平衡共存时的处理方法
第三章 沉淀溶解平衡

第三章 沉淀溶解平衡


第三章 沉淀溶解平衡 当CAg+=KspAgCl/CCl-=1.8×10-9mol/L C =1.8× mol/L时 AgCl开始沉淀。此时溶液中 AgCl =1.5× /1.8× CI-=KspAgI/CAg+=1.5×10-16/1.8×10-9 =8.33× mol/L（此时， I-已沉淀完全） =8.33×10-8mol/L
第三章 沉淀溶解平衡
第二节 沉淀的生成和溶解 一、沉淀的生成
1.沉淀的生成 （1）沉淀生成的唯一条件是Qi>Ksp Qi>Ksp （2）在分析化学中当被沉淀离子浓度小于 mol/L时认为被“沉淀完全”。 10-5mol/L （3）沉淀剂一般过量20--50%。过多将使溶 20--50%。 20--50% 液中离子牵制作用增强，反而使沉淀溶解。
第三章 沉淀溶解平衡
（2）发生氧化还原反应 指利用氧化还原反应降低难溶电解质离 子浓度的方法。 3CuS+8H++2NO3- =3S↓+2NO↑+3Cu2++4H2O （3）生成难电离的配离子 指利用氧化还原反应降低难溶电解质 离子浓度的方法。 3CuS+8H++2NO3- =3S↓+2NO↑+3Cu2++4H2O
第三章 沉淀溶解平衡
（4）沉淀的转化 在含有沉淀的溶液中加入另一种沉淀 剂，使其与溶液中某一离子结合成更难溶 的物质，引起一种沉淀转变成另一种沉淀 的现象，叫沉淀的转化。 CaSO4(s)+ Na2CO3 = CaCO3(s)+ Na2SO4
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第三章 沉淀溶解平衡
三、溶度积规则
某难溶电解质的溶液中任一情况下有 关离子浓度的乘积Qi Qi。 Qi 当Qi<Ksp时 不饱和溶液 ； Q 当Qi=Ksp时 饱和溶液 ； Q 当Qi>Ksp时 过饱和溶液 。 Q 应用（1）判断沉淀的生成和溶解 （2）控制离子浓度，使反应向需 要的方向移动。
第三章 第三节沉淀溶解平衡2

第三章 第三节沉淀溶解平衡2


试一试 溶解能力，请根据下表分析，溶度积与溶 写出下列难溶物的溶度积表达式
解度有什么关系？
难溶物 AgCl Ksp表达式 =[Ag+ ] [Cl- ] =[Ag+ ] [Br- ] =[Ag+ ] [I- ] =[Mg2+ ] [OH- ]2 =[Cu2+ ] [OH- ]2 Ksp值（25℃） 1.8×10-10 mol2L-2 溶解度（g） 1.8×10-4
AgBr
AgI
5.0×10-13 mol2L-2
8.3×10-17 mol2L-2
8.4×10-6
2.1×10-7
Mg(OH)2
Cu(OH)2
5.6×10-12 mol3L-3
2.2×10-20 mol3L-3
6.5×10-3
1.7×10-5
几种难熔电解质在25℃时的溶解平衡和溶度积：
AgCl(s) AgBr(s) AgI(s) Mg(OH)2(s) Ag+ + ClAg+ + BrAg+ + IKsp= [Ag+][Cl-] = 1.8×10-10mol2L-2 Ksp= [Ag+][Br-] = 5.0×10-13mol2L-2 Ksp= [Ag+][Br-] = 8.3×10-17mol2L-2
加入NH4Cl固体时， NH4+与溶液中OH-结合得 NH3H2O，使Mg(OH)2溶解平衡正向移动， Mg(OH)2质量减少。
3．将足量的AgCl分别放入：（1）5ml水，（2）10ml 0.2 molLMgCl2溶液，（3）20ml 0.5molL- NaCl溶液，（4）40ml 0.1 molL-盐酸中溶解至饱和，各溶液中Ag+浓度由大到小的顺序为： (1)>(4)>(2)>(3)看Cl-浓度 4．常温下，在500 ml 0.011 molL-的Ba(OH)2溶液中加入500 ml 0.01 molL-的硫酸溶液生成沉淀。 [已知Ksp(BaSO4)=1.1×10-10 mol2L-2] （1）沉淀生成后溶液的PH= （2）沉淀生成后溶液中c(SO4)=
无机化学课件-沉淀溶解平衡

无机化学课件-沉淀溶解平衡

的乘积为一常数 。它的大小与物质的溶解度有关，反映了难 溶电解质在水中的溶解能力。
二、溶度积和溶解度的关系
【 例 3-1】AgCl 在 298K 时 的 溶 解 度 (S) 为 1.91×10-3g·L-1, 求其溶度积。
解： AgCl(s)
Ag+(aq) + Cl-(aq)-
已知AgCl的摩尔质量M(AgCl)为143.4g.mol-1，将AgCl的 溶解度换算成物质的量浓度为：
解释：用活度的概念
3.3 沉淀的生成
条件： IP > Ksp
【例3-5】 在20ml 0.0020mol·L-1Na2SO4溶液中加入 20 ml 0.020mol·L-1 BaCl2溶液，有无BaSO4沉淀生 成？并判断 SO42- 离子是否沉淀完全？ 已知BaSO4的Ksp= 1.07×10-10 .
BaSO4 (s)
Ba 2+ +
起始浓度/mol·L-1 0.010﹣0.0010 平衡浓度/ mol·L-1 0.010﹣0.0010+ x
SO420 x
Ksp = [Ba2+][SO42-] = ( 0.0090 + x ) x ∵ x 很小 ∴ 0.0090 + x ≈ 0.0090
即 1.07×10-10 ≈ 0.0090 x ∴ x = [SO42-] ≈ 1.2×10-8 mol·L-1 沉淀完全是指离子残留量 ≤ 10-6 mol·L-1
⑴ >10-5 g ·ml-1 固体，才有浑浊现象。 ⑵ 溶液呈过饱和状态时，沉淀难于生成。
⑶ 避免沉淀剂过量
如： Hg2+ + 2I- ＝ HgI2↓(桔红) HgI2 + 2I- ＝ HgI42- (无色)
无机及分析化学第三章 沉淀-溶解平衡

无机及分析化学第三章 沉淀-溶解平衡

2 2+
2 OH
-
= 1.25 10 K spMg ( OH )
-5
2
所以有沉淀析出
[例4] 向20mL0.002 mol∙L-1Na2SO4的溶液中，加入 20mL0.002 mol∙L-1CaCl2，问（1）是否有沉淀生成？ （2）如果用20 mL 0.02 mol∙L-1BaCl2溶液代替CaCl 2， 是否有BaSO4沉淀生成？（3）若有BaSO4沉淀生成， SO42-的沉淀是否完全？ ）
例题：在含有0.10mol· -1 Fe3+和 0.10mol· -1 L L Ni2+的溶液中，欲除掉Fe3+，使Ni2+仍留在 溶液中，应控制pH值为多少? 解：
Ksp 开始沉淀 pH
-16
沉淀完全 pH
Ni(OH)2 5.010 -39 Fe(OH)3 2.810
6.85
2.82
Ni2+开始沉淀 6.85 pH
[例6] 向 Cl-和I-均为0.01 mol∙L-1的溶液中，逐滴加入 AgNO3溶液，哪一种离子先沉淀？第二种离子开始沉 淀时，溶液中第一种离子的浓度是多少？两者有无分 离的可能？(Ksp(AgI)=9.3×10-17 Ksp(AgCl)=1.8×10-10)
解：当AgI开始沉淀时: -17 Ksp(AgI) 9.3 10 +)= =9.3×10-15(mol ∙ L-1) = C(Ag C(I-) 0.01 当AgCl开始沉淀时: -10 +)= 1.8 10 =1.8×10-8 mol ∙ L-1) C(Ag 0.01 + + c1 (Ag )I c2 (Ag )Cl -
Ksp，CaSO4 = 9.110-6 ， Ksp，BaSO4 = 1.110-10
第3章溶解与沉淀(1)

第3章溶解与沉淀(1)


例2 排出下列稀溶液的渗透压由小到大的顺序：
1. c(C6H12O6 )=0.2mol· -1 2. c(Na2CO3)=0.2mol · -1 L L
3. c(Na3PO4)=0.2mol · -1 4. c(NaCl)=0.2mol · -1 L L 解：cos (C6H12O6 )＝ 0.2（mol· -1 ） L cos (Na2CO3)＝ 0.2×3 ＝ 0.6（mol· -1 ） L
较稀溶液扩散进入较浓溶液的过
程，称为渗透(Osmosis )。
2、产生渗透现象的必要条件：
①存在半透膜；
②膜两侧单位体积内溶剂分子数不等。
3、渗透的方向：
溶剂分子
纯溶剂 或 稀溶液
溶剂分子
溶液
浓溶液
4﹑渗透压力 (osmotic pressure)Π 渗透压(Π)：将纯溶剂 与溶液以半透膜隔开 时，恰能维持溶液和 纯溶剂之间的渗透平 衡而需要的额外的压 力，称为溶液的渗透 压。 单位: Pa或kPa
一、溶液(solution)
两种或两种以上物质的均匀混合物。 通常所说的溶液指液态溶液。
溶液组成：溶剂+溶质
注意：本书中的溶液，如无特殊说 明则指以水为溶剂的液态溶液。
第一章 溶液
二、溶液的分类
溶质溶解于溶剂中，根据溶质的存 在形式及溶液是否导电分为电解质溶液 和非电解质溶液。 电解质溶液：溶质以离子的形式存在，溶液 具有导电性。如： HCl ，NaOH ，NaCl
1.蒸汽压与液体的本性有关，在一定 温度下纯净物质具有一定的蒸汽压,不 同的物质有不同的蒸汽压。 2.蒸汽压与温度有关。温度升高，蒸汽压 增大。 3.固体也具有一定的蒸汽压 ，温度升高，固 体的蒸汽压增大。
第三章第3节沉淀溶解平衡

第三章第3节沉淀溶解平衡

一、沉淀溶解平衡与溶度积
观察•思考 取有PbI2沉淀的饱和溶液中上层清液，即PbI2的饱和溶液滴 加几滴KI溶液，观察现象。你能解释观察到的现象吗？
1、沉淀溶解平衡： 尽管PbI2固体难溶于水，但仍有部分Pb2+和I-离开固体表面进入溶 液，同时进入溶液的Pb2+和I-又会在固体表面沉淀下来，当这两个 过程速率相等时， Pb2+和I-的沉淀与PbI2固体的溶解达到平衡状态 即达到沉淀溶解平衡状态.PbI2固体在水中的沉淀溶解平衡可表示 为：
3、溶度积(Ksp )的性质
溶度积(Ksp )的大小与难溶电解质性质和温度有关，与沉淀的 量无关.离子浓度的改变可使平衡发生移动,而不能改变溶度积. 不同的难溶电解质在相同温度下Ksp不同。 几种难熔电解质在25℃时的溶解平衡和溶度积：
AgCl(s) Ag+ + Cl-
Ksp= [Ag+][Cl-] = 1.8×10-10mol2•L-2
=2.9×10-10mol•L-1 因为剩余的[Ba2+]< 10-5mol/L 所以有效除去了误食的Ba2+。
作业
1.25℃时， Ksp (Mg(OH)2)= 5.6×10-12mol3•L-3求Mg(OH)2 的饱 和溶液中的[Mg2+]和[OH-]和溶解度. 2. 25℃时Ksp (Fe(OH)2)= 4.9×10-17mol3•L-3， Ksp (Al(OH)3)= 1.3×10-33mol4•L-4,比较Fe(OH)2、 Al(OH)3饱和溶液中溶解 度的大小. 3.(1)已知常温下，AgI在水中的溶解度为2.1 ×10-6g/L,求AgI 饱和溶液中的溶度积Ksp。 (2)求AgI在0.001mol/L的KI溶液中的溶解度。 (3)求AgI在0.001mol/L的AgNO3溶液中的溶解度。
无机化学第三章 沉淀溶解平衡

无机化学第三章 沉淀溶解平衡


一、难溶电解质的溶解度和溶度积
1. 溶度积常数
BaCO3(s)
BaCO3
溶解 沉淀
Ba2+ + CO322+ 2−
当υ溶 = υ沉时
2+ 2−
[Ba ] ⋅ [CO 3 ] =K [BaCO3 ]
[Ba ] ⋅ [CO 3 ] = K ⋅ [BaCO3 ] = K sp
K sp
2+
溶度积常数，大小与S(溶解度)有关， 是T的函数
c 0.100 Q = = 5.68 × 103＞400 K b 1.75 ×10 −5
= 1.32 ×10 −3 [OH ] = K b c = 1.75 ×10 × 0.10
−
−5
( mol·L-1)
又∵ [Mg2+]·[OH-]2 = 1.0×10-3×(1.32×10-3)2 = 1.75×10-9 1.75×10-9 ＞K sp {Mg (OH) 2 } ∴有Mg(OH)2↓产生
先↓的离子↓完全，后↓的离子留在溶液中 计算出pH范围
MS
M 2+ + S2-
Ksp(MS) = [M2+]·[S2-] ∴↓时，[S2-] 不同。
K sp (MS) [M ]
2+
∵Ksp(MS)不同， 沉淀开始时：
2−
[S ]min ＞
······⑴
[S 2 − ] 与 [ H + ] 的关系
H2S
Ba3(PO4)2(s)
K sp = [Ba ] ⋅ [PO 4 ]
2+ 3
2. 溶解度和溶度积的换算
例1： 25℃时，AgCl在水中的溶解度为0.00192g·L-1， 试求该温度下的溶度积？（M(AgCl)=143.4g/mol）

化学反应原理第三章 沉淀溶解平衡


2、化学平衡和电离平衡的平衡常数如何表达？其 意义：表示反应的限度，弱酸弱碱的相对强弱。 意义和影响因素有哪些？
3、判断化学平衡移动的方法 影响因素：温度
Q与K的关系 Q = K 达到平衡状态.
Q＜ K 平衡正向移动,直到达到平衡状态. 化学平衡移动原理（勒夏特列原理） Q＞ K 平衡逆向移动,直到达到平衡状态.
逆：沉淀溶解与沉淀的形成是一个可逆过程
等：达到沉淀溶解平衡，沉淀溶解速率与沉淀的形成的速率相等
定：达到沉淀溶解平衡，溶质离子浓度保持不变
动态平衡，达到沉淀溶解平衡，沉淀的生成与溶解仍在进 动：行，其速率相等
变：沉淀溶解平衡是在一定条件下建立起来的，当条件改变，
会建立新的平衡
练一练
下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是（B） A．反应开始时，溶液中各离子浓度相等 B．沉淀溶解达到平衡时，沉淀的速率与溶解 的速率相等 C．沉淀溶解达到平衡时，溶液中离子的浓度 相等且保持不变 D．沉淀溶解达到平衡时，如果再加入该沉淀 物，将促进溶解
加NaI（s） 加AgNO3(s) 加NH3· 2O H
→
↓
↑
思考：
AgCl(s)
Ag＋(aq) + Cl－(aq)
这种平衡属于我们学过的哪种平衡？
探究：
在饱和NaCl的水溶液中，再加入固体溶质， 固体有没有溶解过程？
可溶的电解质溶液中 存在溶解平衡，难溶 的电解质在水中是否 也存在溶解平衡呢？
3、溶度积常数或溶度积(Ksp )：
表达式
如 PbI2 (s)
Pb2 + (aq) +2I- (aq)
25℃时， Ksp= [Pb2+ ][I-]2 = 7.1×10-9mol3L-3

环境化学-3-水环境中溶解和沉淀作用


一、氧化物和氢氧化物 1、 氢氧化物
Me(OH)n(s)→Men+ + nOHKsp = [Men+][OH－]n
Ksp = [Men+][OH－]n [Men+] = Ksp / [OH－]n = Ksp[H+]n / Kwn –lg[Men+] = –lgKsp – nlg[H+] + nlgKw pC= pKsp – npKw + npH=(pKsp -14n)+ npH
根据此图大致可查出各种金属离子在不同ph溶液中所能存在的最大饱和浓可见众多金属随着溶液ph的降低pc降低logc增加即溶解度增加这说明酸性条件下有利于金属氢氧化合物的溶解而碱性条件有利于其形成沉图31和式332所表征的关系并不能充分反映出氧化物或氢氧化物的溶解度应该考虑这些固体还能与羟基金属离子配合物meohzn处于平衡
给出溶液中金属离子饱 和 浓 度 对 数 值 与 pH 值 的关系图(pC—pH) 的关系图
pC= (pKsp -14n)+ npH
0 1 2
Co2+
pC 3
4 5 6 2 4 6
Fe3+ Al3+ Cu2+
Fe2+ Cd2+ Zn2+
Ag+
Mg2+
8
10
12
pH

直线斜率等于n，即金属离子价。当离子价为+3、+2、+1时， 可见众多金属随着溶液pH 的降低， pC降低 (logC增 pH的降低 降低(logC 可见众多金属随着溶液 pH 的降低 ， pC 降低 (logC 增 同价金属离子的各线均有相同的斜率，靠图右边斜线代表的 则直线斜率分别为-3、-2和-1。 即溶解度增加，这说明酸性条件下， 加)，即溶解度增加，这说明酸性条件下，有利于金 金属氢氧化物的溶解度大于靠左边的溶解度。根据此图大致 直线横轴截距是–lg[Men+ ， 属氢氧化合物的溶解， 0或[Men+] = 1.0mol/L时的pH值： 可查出各种金属离子在不同pH溶液中所能存在的最大饱和浓 属氢氧化合物的溶解] =而碱性条件有利于其形成沉

第三章沉淀-溶解平衡02


S1 1.37105 mol L1
(2) 设Ag2CrO4的溶解度为S2（mol · dm-3),则： Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq) + CrO42-(aq)
平衡
2 S2
2 3
S2
Ksp (2S2 ) S2 4S2
S2 1.31104 mol L1
虽然 Ksp,AgCl ＞ Ksp, Ag2CrO4 ，但 SAgCl ＜S Ag2CrO4
草酸钙,70% [COM,COD,COT]
尿结石的成石机理
尿结石的形成
尿中晶体成 份过多,胶体 成份失常,造 成继发性结石 的沉积 扩大为 继发性 颗粒 再增加, 在尿路 某狭窄 部位停 留 形成核 心,作为 结石增 大的起 点
尿结石的形成学说
肾钙斑学说;基质学说; 过饱和结晶学说;抑制物学说
思考：焓是否与内能一样表示体系含有的某种能量？ 注意：焓没有确切的物理意义，不能把它误解为体系 中所含的热量。内能的绝对值不知，焓的绝对值也 同样不知，但其改变量可通过等压过程的热量来度 量。因为大多数化学反应都在恒压条件下进行，因
此焓比内能具有更大的实用价值。
二、熵与熵变
19世纪，用焓变H判断反应发生的方向，凡 吸热，体系能量升高的过程都是不能自发进行的。 例：
第一节 溶 解
一、溶解和水合作用
1. 溶液的基本概念
溶液, solution：
一种或几种物质以分子、原子或离子状态分散于另 一种物质中所形成的均匀而又稳定的分散系。 溶剂, solvent： 能分散其它物质的化合物叫做溶剂。
溶质, solute：
被分散的物质叫溶质。
固态溶液（合金）
气－液组成
溶 液 液态溶液（生理盐水） 固－液组成 气态溶液（空气） 液－液组成

第三章 沉淀溶解平衡


38
进一步问，已经溶解掉的这 1.89 g BaCO3 固体，是否可以 认为完全转化成了 BaCrO4 ？
39
计算溶液中现存的 [ Ba2+ ]
2+ ] [ CO 2－ ] Ksp BaCO = [ Ba （ 3） 3
= 2.6 10－9
[ Ba2+ ] =
Ksp （BaCO3 ） [ CO32－ ]
19
例
拟使溶液中的 CrO42－ 沉
淀完全，需使溶液中 [ Ag+ ] 为多少？
解：沉淀完全有具体的要求。
一般认为溶液中某离子被沉淀剂消 耗至 1.0 10－5 mol•dm－3 时，即认为 被沉淀完全。
20
Ag2CrO4 t平
2 Ag+ + CrO42－ [ Ag+ ] 1.0 10－5
AgCl AgI
34
AgI先沉淀
5. 沉淀的转化
例 浓度为0.10 mol•dm－3 的Na2CrO4 溶液 0.10 dm3，可以使多少克 BaCO3 固体转化成 BaCrO4？ 分析：将过程 BaCO3 + CrO42－ = BaCrO4 + CO32－ 理解为向 Na2CrO4 溶液中加入 BaCO3，直到不再溶解为止。

在沉淀剂慢慢加入的条件下，不同沉 淀分步先后生成的现象称为分步沉淀。 利用分步沉淀的方法可以对溶液中的 混合离子进行分离。
30
例 某溶液中 [ Fe3+ ] 和 [ Mg 2+ ] 均为0.01 mol•dm－3，向该溶液中滴加碱液。求： （1）Fe(OH)3 沉淀开始生成时的 pH 和 Fe3+ 沉淀完全时的 pH； （2）Mg(OH)2 沉淀开始生成时的 pH和 Mg2+ 沉淀完全时的 pH； （3） 拟用沉淀法将 Fe3+ 和 Mg2+分离， pH 应控制的范围。已知 －39 Fe OH 的 K = 2.8 10 （ ） 3 sp

化学反应原理第三章第三节沉淀溶解平衡

化学反应原理第三章第三节沉淀溶解平衡化学反应原理第三章第三节沉淀溶解平衡教学案⽂登⼀中⾼⼆化学组新授教学案引、导学、测议、教查、练出⽰⽬标学习指导⾃主学习⾃我检测合作探究讲解提⾼⾃查反馈拓展训练〖教学流程〗〖学习过程〗【温故知新】1.根据溶解度的不同可将物质分为难溶、微溶、可溶、易溶。

2. CaCO3、FeS、Mg(OH)2等难溶电解质在⽔溶液中以何种形式存在？学习内容⼀：沉淀溶解平衡与溶度积【学习⽬标】1. 知道难溶电解质在⽔中存在沉淀溶解平衡，并能结合实例进⾏描述。

2. 了解沉淀溶解平衡的概念及其影响因素。

3. 了解溶度积的含义、表达式的书写及其计算。

4. 知道溶度积是沉淀溶解平衡的平衡常数，溶度积可以反映难溶电解质在⽔中的溶解能⼒。

【学习指导】沉淀溶解平衡建⽴的描述总结沉淀溶解平衡的概念；1．根据PbI3．通过阅读表3-3-1⼏种难溶电解质的Ksp，总结常见沉淀AgCl、AgBr、AgI 溶解能⼒的⼤⼩；【⾃主学习】阅读教材P页【观察·思考】90—91实验现象：在上层清液中滴加KI溶液后，有______________产⽣。

结论解释：说明上层清液中有_______当加⼊KI后，I-浓度增⼤，从⽽有___⾊的____⽣成。

⼀、沉淀溶解平衡1、定义:⼀定温度下，难溶电解质在⽔中_________的速率和_________的速率相等时，形成电解质的________ 溶液，达到平衡状态，我们把这种平衡称为沉淀溶解平衡。

2、沉淀溶解平衡的特征：（1）_________（2）________（3）_______（4）______ （5）____3、影响沉淀溶解平衡的因素：（1）内因：（2）外因：⼆、沉淀溶解平衡常数-----溶度积常数或溶度积Ksp1、定义：在⼀定条件下，难溶电解质在溶液中达到时，其称为溶度积常数简称为溶度积，⽤______表⽰，有单位。

例如： Mg(OH)2(s) ≒ Mg2 + (aq) +2OH- (aq)25℃ Ksp = [Mg2 + ][OH-]2= 5.6×10-12mol3·L-32、表达式：（见P96页）对于 AmBn (s)3、溶度积的影响因素：溶度积(Ksp )的⼤⼩与_____________和______________有关，与⽆关。

第三章 沉淀溶解平衡


3、 沉淀平衡的移动
1) 沉淀的生成 根据溶度积规则，当溶液中的Ip＞Ksp时， 就会生成沉淀。 例: 判断下列条件下是否有沉淀生成(均忽 略体积的变化)： (1)将0.020 mol· L-1CaCl2溶液10mL与等体 积同浓度的Na2C2O4溶液相混合。
思考： 在AgCl饱和溶液中，加入NaCl, AgCl的 S变大还是变小？加入KNO3呢？

s 相同点 不同点 单位
Ksp
表示难溶电解质溶解能力的大小 浓度的一种形式 g· L-1 平衡常数的一种形式 无
溶度积和溶解度之间的换算
[例题] 1.已知298K时AgCl的溶解度为1.92×10-3 g· L-1,求其Ksp。
2.已知298K时Ag2CrO4 Ksp＝1.12 ×10-12,求 其溶解度s。

溶度积规则： 当Ip ＝ Ksp表示溶液是饱和的，溶液中沉淀和溶解 达到动态平衡。即无沉淀析出又无沉淀溶解。 当Ip < Ksp 表示溶液是不饱和的，溶液无沉淀析出， 若加入难溶电解质，则会继续溶解。 当Ip > Ksp表示溶液为过饱和，溶液会有沉淀析出。 溶度积规则可以作为沉淀生成和溶解的依据。
平衡时
Ksp [A ] [饱和溶液中各 离子浓度（活度）以其计量系数为指数的乘 积为一常数
溶解度与溶度积的关系
Ksp的大小反映难溶电解质的溶解能力。 溶解度（s）：一定温度下，1升难溶电解质 饱和溶液所含溶质的量，是浓度的一种形 式。 单位： g· L-1 ，mol· L-1
3. 现有一瓶含有Fe3+杂质的0.10mol· L-1MgCl2溶液， 欲使Fe3+ 以Fe（OH）3沉淀的形式除去，溶液 的pH应控制在什么范围？
4. 用Na2CO3处理AgI，能否使之转化为Ag2CO3？
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1. 加入沉淀剂后体系中哪种离子先发生沉淀？ 对同一类型的沉淀，Ksp越小越先沉淀，且 Ksp相差越大分步沉淀越完全； 对不同类型的沉淀？ 2. 当第二种离子开始沉淀时，第一种被沉淀离子的 残留浓度有多大？分离是否完全（离子浓度＜ 10-5 mol· L-1）？
【例6】设溶液中Cl-、CrO42-离子浓度均为0.0010 mol· L-1。
7.70×10-13 1.50×10-16
1.33×10-5
8.77×10-7 1.22×10-8
（2）组成类型不同时，不一定 “Ksp↑，s↑”，不能 直接用溶度积比较其溶解度的相对大小。
类型
难溶电解质
S(mol· L-1)
Ksp
AB
A2B
AgCl
Ag2CrO4
1.33×10-5 1.77×10-10
不同类型，所需沉淀剂浓度小的先沉淀。
⑵ 第二种离子开始沉淀时，溶液中残留的第一种离子的
浓度是多少？（不考虑加入AgNO3后对溶液体积的影响） Ksp, AgCl=1.77×10-10，Ksp, Ag2CrO4=1.12×10-12 解：（2）Ag2CrO4开始沉淀时， 溶液中的[Ag+] = 3.3×10-5 mol· L-1，
若逐滴加入AgNO3溶液，试计算 ⑴ 哪一种离子先产生沉淀？
Ksp, AgCl=1.77×10-10，Ksp, Ag2CrO4=1.12×10-12
不同类型沉淀，先计算沉淀时各自所需沉淀剂浓度
解：⑴ 当出现AgCl沉淀时， Ag+浓度为：
[Ag+] ≥ Ksp, AgCl／[Cl-] = 1.8×10-7 mol· L-1 当出现Ag2CrO4沉淀时， Ag+浓度为 [Ag+]≥( Ksp, Ag2CrO4／[CrO42-])1/2 = 3.3×10-5 mol· L-1 ∴ AgCl先沉淀。
∴Ksp = [Am+]a[Bn-]b
=(aS)a(bS)b = aa . bb .Sa+b
（1）AB型 (例 AgCl, BaSO4等) :
Ksp = S2
S = Ksp1/2
（2）AB2型/ A2B型(例Ca(OH)2, Ag2CrO4 等)
Ksp =
4S3
Ksp 1/ 3 S( ) 4
（3）AB3型和A3B型（例Fe(OH)3，Ag3PO4）
m a
n b
溶度积只与温度有关。它反映了难溶电解 质在水中的溶解能力。
写出难溶电解质PbCl2、AgBr、Ba3(PO4)2、
Ag2S的溶度积表达式。
解： PbCl2
AgBr Ba3(PO4)2 Ag2S
Ksp = [Pb2+][Cl-]2
Ksp = [Ag+][Br-] Ksp = [Ba2+]3[PO43-]2 Ksp = [Ag+]2[S2-]
Ba2+ + SO42平衡 x 0.01+x ≈ 0.01 mol ·L-1 x· 0.010 = 1.07×10-10 x = 1.07×10-8 mol · L-1 BaSO4(s) 答：……..
b.盐效应
在难溶电解质的
饱和溶液中加入易溶
强电解质, 使难溶电
解质的溶解度略微增
大的现象。
溶解度增大的原因分析：
如果在0.1mol· L-1的 Cl- 和 I- 的溶液中加入AgNO3
溶液，先沉淀何物?
Ksp (AgI) = 1.5×10-16 ClIAgNO3
AgI
ClAgNO3
Ksp (AgCl) = 1.56×10-10
沉淀次序：同类型， Ksp小的先沉淀
AgCl
选择性沉淀 → 离子间的相互分离
择选性沉淀的注意问题：
二、溶度积常数与溶解度
1、溶解度 旧有定义：通常以饱和溶液中每100g 水所 含溶质的质量来表示，即以g/100g水表示， 通常以符号 S 表示。

现定义: 在一定温度下，1L水形成饱和溶液 时，所溶解某物质的物质的量。 单位：mol· L-1

2、溶度积(Ksp)与溶解度(S)的关系
溶解 AaBb (s) 沉淀 aAm+(aq) + bBn-(aq) aS bS
此时溶液中残留的[Cl-]为：
[Cl-]=Ksp, AgCl／[Ag+] =1.77×10-10／3.3×10-5 =5.4×10-6 mol· L-1 ﹤10-5 mol· L-1 Ag2CrO4开始沉淀时，Cl-已沉淀完全。
实现选择性沉淀的另一方法是控制溶液pH值 【例7】如果溶液中Fe3+和Mg2+的浓度均为0.10 molL-1,
在纯水中和 0.010 mol · L-1 Na2SO4溶液中的溶解度。 解：<1> BaSO4在纯水中的溶解度 [SO42-] = (Ksp,BaSO4)1/2 =1.03×10-5mol· L-1
<2> 设BaSO4 在0.010 mol · l-1Na2SO4中的溶解度为x，则
【例2】已知298 K，Mg(OH)2 的Ksp=5.61×10-12,求其
溶解度s (忽略Mg(OH)2 的分步电离）。
解： Mg(OH)2 (s) Mg(2aq 2 OH (aq) )
平衡时
S
2S
K sp ,Mg ( OH ) 2 [Mg2 ][OH ]2 S (2S) 2 4S3 5.611012
溶解 BaSO4(s) 沉淀
2
Ba2+(aq) + SO42-(aq)
2
K sp [ Ba ][SO4 ]
——溶度积常数
注意：只有在饱和溶液中才存在这个动态平衡。
对于AaBb型的难溶电解质：
溶解 AaBb (s) 沉淀 aAm+(aq) + bBn-(aq)
Ksp [A ] [B ]
即可使Fe3+完全沉淀而使Mg2+不沉淀。
第三节 影响沉淀-溶解平衡的因素 一、同离子效应和盐效应 a.同离子效应
平衡向左移动 AgCl
Ag+ + Cl-
NaCl
NaCl
Na+ + Cl-
同离子效应使难溶电解质溶解度降低
【例8】 BaSO4的Ksp=1.07×10-10，求 298K 时BaSO4
S 1.11 104 (m ol L1 ) [OH ] 2 S 2.22 10 4 (m ol L1 )
注意：
（1）同一组成类型的难溶电解质 Ksp↑，则s↑; 反之亦然. 例：298 K，组成类型1：1 电解质 Ksp s
AgCl
AgBr AgI
1.77×10-10
6.54×10-5 1.12×10-12 1.11×10-4 5.67×10-12
AB2
Mg(OH) 2
原因是溶度积表达式中的幂次方数不相同。
【例3】已知Ksp,AgCl＝ 1.77 10-10，Ksp,Ag2CrO4＝ 1.1210-12，
试求AgCl和Ag2CrO4的溶解度。
解：（1）设AgCl的溶解度为S1（mol· L-1),则：
11
1
pOH = 10.18 , pH = 3.82
Mg2+开始沉淀的pH值为:
12 5 . 61 10 6 1 2 [OH－ ] ( ) ( ) 7 . 49 10 mol L 2 [Mg ] 0.1
Ksp
1 2
1
pOH = 5.13, pH =8.87
因此, 只要控制pH值在3.82 ~ 8.87之间
Ksp＝9.0×10-12
解：等体积混合后各离子的浓度为原来的一半：
[Ag+]= 2×10-3 mol/L
[CrO42-]= 2×10-3 mol/L
Qc = (2×10-3)2 × (2×10-3 ) = 8×10-9 Qc >Ksp 所以有沉淀Ag2CrO4析出。
Note：当Qc稍大于Ksp时，理论上应该产生沉淀，
但我们却观察不到沉淀，WHY？
原因：
a. 过饱和现象，由于没有结晶中心存在，固相暂时未
析出。
b. 人眼观察能力有限，沉淀物≥1.0×10- 2 g/L 时，肉
眼才能感觉到浑浊现象
/v_show/id_XMTQxMTIyNTI=.html
三、选择性沉淀（分步沉淀）
∵ Q ＞Ksp ∴有CaF2沉淀析出。
当判断两种溶液混合后能否生成沉淀时，可 按下列步骤进行: （1）先计算出混合后与沉淀有关的离子浓度。 （2）计算出离子积Q 。 （3）将Q与Ksp进行比较，判断沉淀能否生成。
【例5】 :将等体积的4×10-3 mol· L-1AgNO3和4×10-3
mol· L-1 K2CrO4混合，是否能析出Ag2CrO4沉淀？
其他离子（如K+，NO3-）存在下，溶液中离子数 目骤增，离子间相互作用加强，离子受到束缚而活动 性有所降低。单位时间内离子与沉淀表面的碰撞次数 减小，使沉淀的溶解速率暂时超过了沉淀速率，平衡 向溶解方向移动，直到达到新的平衡时，难溶电解质 的溶解度就增大了。
同离子效应与盐效应的效果相反，但前 者比后者显著得多。当有两种效应时，可忽 略盐效应的影响
二、沉淀的转化
在试剂作用下，由一种沉淀转化为另一种 沉淀的过程。
第三章 溶解与沉淀
第二节
沉淀-溶解平衡
物质的溶解度只有大小之分，没有在水 中 绝 对 不 溶 的 物 质 ， 如 AgCl ， CaCO3 ，
BaSO4和CaC2O4（肾结石的主要成分）等都
为 难 溶 强 电 解 质 （ 溶 解 度 小 于 0.01g/100g
水）。
舍利