【中南大学 无机化学精品课件】第8讲 沉淀与溶解平衡

第七章 沉淀与溶解平衡
7.1 沉淀与溶解平衡 7.2 沉淀的生成和溶解 7.3 沉淀与溶解的多重平衡
无机化学
中南大学化学化工学院
7.1 沉淀与溶解平衡
7.1.1 7.1.2 7.1.3
溶解度 溶度积 溶解度和溶度积的关系
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7.1.1 溶解度
¾ 在一定温度下，达到溶解平衡时，一定量的溶剂中 含有溶质的质量，叫做溶解度通常以符号 S 表 示。水溶液以每 100g 水所含溶质质量来表示。
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7.1.pӨ，计算溶解度S
♦ AB型
s=
K
∅ sp
♦ 对于AB2或A2B型
s=
3
K
∅ sp
4
♦同一类型的难溶电解质（m与n之和相等），可以直接用
溶度积来比较溶解能力的大小。不同类型不能用溶度积来 比较溶解能力的大小，必须用溶解度进行比较。
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1
例 25oC，AgCl的溶解度为1.92×10-3 g·L-1，求 同温度下AgCl的溶度积。
CaCO3
8.7×10-9
9.3 ×10-5
AgBr
5.0×10-13
7.1×10-7
AgI
1.0 ×10-16 1.0×10-8
减小
减小
AgCl 和 Ag2CrO4的 Ksp和S的数值大小关系：
♦ AgCl
Ksp 1.6×10-10 S 1.26×10-5
♦ Ag2CrO4 Ksp 9.6×10-12 S 1.34×10-4 两者的 Ksp 和 S 的数值大小关系并不一致，原因是其 正负离子的个数比不一致。
子的易溶强电解质，而使难溶电解质的溶解度 降低的作用。 ♦ 盐效应
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略为增大的作用。
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2
例 计算BaSO4在298.15K、0.10mol·L-1Na2SO4溶液中 的溶解度(s)。并与在纯水中的溶解度进行比较。
解
BaSO4 = Ba2+ + SO42-
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同离子效应的影响一般大于盐效应，但并非绝对。如下表：
c(Na2SO4)/mol·L-1 0.00 0.001 0.01 0.02 0.04 0.100 0.200
S(PbSO4)/mmol·L-1 0.15 0.024 0.016 0.014 0.013 0.016 0.023
(1) 当c0(SO42-)<0.04mol·L-1时，c(SO42-) 增大， S(PbSO4)显著减小，同离子效应占主导；
解：已知 Mr(AgCl) = 143.3
S = 1.92× 10−3 mol ⋅ L−1 = 1.34 × 10−3 mol ⋅ L−1 143.3 AgCl(s) = Ag+ (aq) + Cl− (aq)
平衡浓度/(mol
⋅
−1
L
)
S
S
K
sp
(AgCl)
=
{c( Ag +
)}{c(Cl −
)}
1.1× 10−12 = 4x 3 , x = 6.5 × 10−5
Mr(Ag2CrO4 ) = 331.7 S = 6.5 × 10−5 × 331.7 g ⋅ L−1 = 2.2 × 10−2 g ⋅ L−1
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正负离子的个数比一致（同类型）的难溶盐，
Ksp和S的数值大小关系一致
Ksp
S
(2) 当 c0(SO42-)>0.04mol·L-1时， c(SO42-)增大， S(PbSO4)缓慢增大，盐效应占主导。
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7.2.3 沉淀的酸溶解
难溶弱酸盐CaCO3溶于盐酸、FeS溶于盐酸； 难溶氢氧化物如Al(OH)3、Fe(OH)3、Cu(OH)2等都可以用
强酸溶解，是由于其生成难电离的H2O； 不太难溶的氢氧化物如Mg(OH)2、Mn(OH)2等甚至能溶
)}
=
S2
=
1.80 × 10−10
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例 25oC，已知Ksp(Ag2CrO4)=1.1×10-12，求 s(Ag2CrO4)/(g·L-1)。
解： Ag2CrO4(s) ⇌ 2Ag+(aq) + CrO42-(aq)
ceq/mol·L-1
2x
x
K
sp
(
Ag
2CrO
4
)
=
{c(
Ag
+
)}2{c(CrO42−
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7.2 沉淀的生成与溶解
7.2.1 溶度积规则 7.2.2 同离子效应和盐效应 7.2.3 沉淀的酸溶解 7.2.4 沉淀的配位溶解 7.2.5 沉淀的氧化还原溶解
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7.2.1 溶度积规则 AmBn(s) = mAn+(aq) + nBm−(aq) J = {c(An+)}m · c{(Bm–)}n
沉淀—溶解平衡的反应商判据，即溶度积规则：
(1) J > Ksp 平衡向左移动，沉淀析出； (2) J = Ksp 处于平衡状态，饱和溶液； (3) J < Ksp 平衡向右移动，无沉淀析出；
若原来有沉淀存在，则沉淀溶解。
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7.2.2 同离子效应和盐效应
♦ 同离子效应 在难溶电解质溶液中加入与其含有相同离
¾ 分类：
可溶物质：溶解度大于 1g/100g 的物质 难溶物质：溶解度小于0.1g/100g 的物质 微溶物质：溶解度介于可溶与难溶之间者。
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7.1.2 溶度积
难溶电解质在水中发生溶解和沉淀两个过程。
AmBn(s)
溶解 mAn+(aq) + nBm−(aq)
沉淀
KspӨ = [An+]m · [Bm–]n
KspӨ 称为溶度积常数(solubility product constant)，简称溶度积。 它反应了难溶电解质在水中的 溶解能力。
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溶度积的性质
1、与难溶电解质的本性有关，即不同的难溶电解 质的Ksp不同。
2、与温度有关。手册中一般给出难溶电解质在 25ºC时的Ksp 。
3、沉淀、溶解平衡是两相平衡，只有饱和溶液或两 相共存时才是平衡态。在平衡态时Ksp的大小与沉淀 的量无关，与溶液中离子浓度的变化无关，离子浓 度变化时，只能使平衡移动，并不能改变Ksp 。
平衡浓度
S S+0.1
S（S+0.1）= 1.08×10-10 S = 1.08×10-9 mol·L-1
相当于在纯水中的(1.04×10-5 mol·L-1)万分之一。
同离子效应在实际中的应用：利用同离子效应，可以 使某种离子沉淀的更完全。因此在进行沉淀反应时， 为确保沉淀完全（离子浓度小于10-5mol·L-1时，可以 认为沉淀基本完全），可加入适当过量的沉淀剂。