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大学无机化学第九章沉淀溶解平衡

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大学无机化学沉淀溶解平衡PPT课件

大学无机化学沉淀溶解平衡PPT课件


注：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. Qc不是按活度a，而是按浓度c计算的，
a＜c，则Qc ＜Ksp b. 过饱和现象
c. 人眼观察能力有限，沉淀物≥1.0×10- 5g/L
时，肉眼才能感觉到浑浊现象。
.
10
§ 4.2 难溶电解质的沉淀和溶解
4.2.1 沉淀的生成 4.2.2 同离子效应和盐效应 4.2.3 沉淀的溶解 4.2.4 酸度对沉淀反应的影响 4.2.5 分步沉淀 4.2.6 沉淀转化
沉淀溶解平衡
.
1
§ 4.1 溶度积原理
4.1.1 溶度积 4.1.2 溶度积与溶解度的关系 4.1.3 溶度积规则
.
2
4.1.1 溶度积
（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,PbS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)。
2A+ + B2-
Ksp = 4S3
4. AB3型和A3B型（例Fe(OH)3，Ag3PO4）
5.
AB3 Ksp = 27S4
A3+ + 3B-
S （Ksp）1/4 27
.
7
电解质类型 难溶电解质
AB
AgCl
A2B
Ag2CrO4
AB2
Mg(OH) 2
溶解度 (mol·L-1) 1.33×10-5 6.54×10-5
Ksp = 4S3 = 4(1.41×10-4)3 = 1.12×10-11
C M 2g 0.12 .0 1 0 0.0 00.0(5 m 0L o1)lC N3H 0.12 .0 1 0 0.0 00.0(5 m 0L o1)l
内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第9章沉淀溶解平衡知识讲解

内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第9章沉淀溶解平衡知识讲解

刚好全部溶解时的金属离子浓度：[M2+]=0.10 mol·L-1
查表: K1 =5.7×10-8 K2 =1.2×10--15 [H2S] = 0.1 mol·L-1 K1K2 = 6.84 ×10-23
[H+] = —6.8—4 ×—1—0--2—5 — Ksp
查表求各硫化物的溶度积为: Ksp ZnS = 1.2×10-23
KspMnS = 1.4×10-15 KspCuS = 8.5×10-45
(2)沉淀完全 时的pH值
[OH-] = 3 [—KFes—p3+] = 4.79×10-11（mol-1·L-1）
[Fe3+]= 10-5 mol·L-1 POH = 10.32 PH = 3.68
一些难溶氢氧化物沉淀的pH值
离 子 开始沉淀 沉淀完全
pH
pH
Ksp
Fe3+
2.7
3.7 1.110-36
1
K2CrO4混合，是否能析出AgCrO4沉淀？ 解： 等体积混合后各离子的浓度减少为原来的一半：
C = 2×10-3 mol·L-1 Qi =(2×10-3)2 (2×10-3 ) = 8×10-9
Ksp ＝ 9.0×10-12 < Qi 所以有沉淀Ag CrO 析出。
促使 Qi < Ksp 的方法是应用生成弱电解质或气体 或配位化合物或氧化还原反应而降低离子的浓度。
Al3+
3.8
4.8
210-33
Cr3+
4.6
5.6
710-31
Cu2+
5.4
6.9 5.610-20
Ni2+
7.3
8.8 4.810-16
大学无机化学第九章沉淀溶解平衡概要

大学无机化学第九章沉淀溶解平衡概要

AgCl(s)

-3
Ag (aq) + Cl (aq)
－ 2 10
+
-
Ksp ( AgCl ) [ Ag ][Cl ] S 1.80 10
例：25oC，已知Ksp(Ag2CrO4)=1.1×10-12，求S(Ag2CrO4) g· L-1
解：
平衡 -1 mol L 浓度
Ag2 CrO4 (s)
第九章
沉淀溶解平衡
9-1 溶度积常数
9-2 沉淀的生成条件
9-3 分步沉淀 9-4 影响沉淀溶解平衡的因素 9-5 沉淀的溶解与转化
9-1 溶度积常数 一、 难溶电解质沉淀溶解平衡的建立
AgCl
BaSO4
H：δ+ O：δ−
V溶解 ＝ V沉淀，固相和液相平衡，饱和溶液中 有关离子的浓度不再随时间的变化而发生变化。
[CO32 ] ，Q ，Q Ksp
② 加 BaCl2 或 Na2CO3
BaCO3 溶解
[Ba] 或[CO32 ] ，Q ，Q Ksp BaCO3 生成
通过控制溶液中有关离子的浓度达到生成沉淀 或溶解沉淀的目的。
例：将等体积的浓度为 410-3 mol· L－1的硝酸银水溶 液与410-3 mol· L－1的铬酸钾水溶液混合，有无铬酸 银沉淀产生？Ksp = 1.1210-12 解：等体积混合后： [ Ag ] [CrO42 ] 2 103 mol L1
Q = Ksp， 平衡，饱和溶液 Q < Ksp， 正向移动，无沉淀析出/沉淀溶解
溶度积原理示意图
溶度积原理应用
思考：
BaCO3溶液中加酸或加BaCl2 或 Na2CO3溶液怎样变化？
BaCO3 (s)
无机化学 - 沉淀溶解平衡

无机化学 - 沉淀溶解平衡

溶液中c(An+)= m·S，c(Bm-)= n·S 9
Kspθ与S的定量关系
① AB型： AB
A++ B-
溶解度为 S mol·L–1 S S
K
SP
ceq ( A c
)
ceq ( B c
)
S2
c
2
② AB2 、A2B型：Mg(OH)2，Ag2SO4
AB2
A2++ 2B-
S 2S
K
SP
S
5.3×10-5 ＜ 1.7×10-4
∴ 不同类型的难溶电解质,
Kspθ大，S不一定大, 通过计算比较S
14
练习
1.下列叙述正确的是( ) A.用水稀释含有AgCl固体的溶液时，AgCl的标准溶度积常数不变 B.标准溶度积常数大者，溶解度也大 C.由于AgCl水溶液导电性很弱，所以它是弱电解质 D.难溶电解质离子浓度的乘积就是该物质的标准溶度积常数
解： ① ∵ Kspθ=c1 [Ag+]c[I-]=8.3×10-17
Kspθ=c2 [Ag+]c[Cl-]=1.8×10-10 c1 [Ag+]=8.3×10-17/0.010= 8.3×10-15 (AgI先↓)
c2 [Ag+]=1.8×10-10/0.010= 1.8×10-8 (AgCl后↓)
B.3.510-5 mol / L
C.5.010-5 mol / L
D.1.7 10-3 mol / L
(D)
2.
室温下，La2
(C2O4
)3?在纯水中的溶解度为1.1106
?mol
/
L，? 其K
sp
()
A.7.3 1012
第章沉淀溶解平衡

第章沉淀溶解平衡


s/(mol·L-1) 1.33×10-5 7.33×10-7 9.25×10-9 1.2×10-3 6.54×10-5
§6.2 沉淀的生成与溶解
6.2.1 溶度积规则 6.2.2 同离子效应和盐效应 6.2.3 pH 值对溶解度的影响
——沉淀的酸溶解 6.2.4 配合物的生成对溶解度的影响
——沉淀的配位溶解
Ksp=5.61×10-12 < J
2有024/1M/19 g(OH)2沉淀生成
例 在10mL0.10mol·L-1MgSO4溶液中加入10mL
0.10mol·L-1NH3·H2O, 若使Mg(OH)2沉淀溶解, 最 少应加入多少摩尔NH4Cl？
解: 使沉淀溶解 c(Mg2+)·[c(OH-)]2 <Ksp[Mg(OH)2]
c(OH-) < Ksp = 5.61×10-12 =1.1×10-5mol·L-1 c(Mg2+) 5.0×10-2
NH3·H2O NH4+ + OH-
平衡浓度/(mol·L-1) 0.050-1.1×10-5 y 1.1×10-5
Kb
=
1.1×10-5 y
0.050-1.1×10-5
=1.8×10-5
c(Na2SO4)/ molL-1
0
0.001 0.01 0.02 0.04 0.100 0. 200
S(PbSO4)/ mmolL-1
0.15
0.24
0.016 0.014 0.013 0.016
0.023
(1)
当
co
(SO
2 4
)
0.04mol
L1时，
c(SO
2 4
)增大，
无机化学 难容电解质的沉淀溶解平衡

无机化学 难容电解质的沉淀溶解平衡


E.大于 －2 大于10 大于
4. CaC2O4的KSP为2.6×10-9，若使 若使1L 0.02mol·L-1 × Ca2+溶液生成沉淀，所需最低的 2O42-浓度为： 溶液生成沉淀，所需最低的C 浓度为： A.1.0×10-9 × D.5.2×10-11 × B.1.3×10-7 × C.2.2×10-5 ×
同离子效应和盐效应
1.同离子效应 1.同离子效应 在难溶电解质溶液中加入与其含有相同离 子的易溶强电解质，而使难溶电解质的溶解度 子的易溶强电解质，而使难溶电解质的溶解度 降低的作用。 降低的作用。 的作用
例3：求25℃时 Ag2CrO4在0.010mol·L-1K2CrO4溶液 ： ℃ 中的溶解度。已知在纯水中的 中的溶解度。已知在纯水中的s=6.5×10-5mol·L-1 × 解： Ag2CrO4(s) 初始浓度(mol·L-1) 初始浓度 平衡浓度(mol·L-1) 平衡浓度
（4）含氟牙膏的使用 ）
5Ca2+ + 3PO43- + F-= Ca5(PO4)3F
氟磷酸钙的溶解度比羟基磷酸钙小， 氟磷酸钙的溶解度比羟基磷酸钙小，更能抵抗酸 的溶解度比羟基磷酸钙小 的侵蚀，使牙齿更坚固。 的侵蚀，使牙齿更坚固。
注：氟过量会导致氟斑牙，因此，生活在水中含氟量 氟过量会导致氟斑牙，因此， 较高的地区的人，不宜使用含氟牙膏 较高的地区的人，
−7
−4
−3
= 9.6 ×10 > K SP = 1.1×10
所以有BaSO4沉淀析出。 沉淀析出。 所以有 设生成沉淀后，溶液中[SO42-]=x 设生成沉淀后，溶液中 BaSO4(s) 初始浓度(mol·L-1 ) 初始浓度
−10
Ba2+(aq) + SO42－(aq) 2.0×10-3 × 4.8×10-4 × x
第9章沉淀溶解平衡

第9章沉淀溶解平衡


其平衡常数，即弱酸的电离常数：
其中： C—实际浓度 mol / L， [ ]—相对浓度 （纯数）。
8-1 弱酸和弱碱的解离平衡
8-1-1 一元弱酸、弱碱的解离平衡
（1）电离平衡与电离平衡常数
弱酸、弱碱为弱电解质，在水中部分电离，电离产生的正、
3-2-1 解离平衡和解离常数 负离子与未电离的分子间建立如下的化学平衡：
其平衡常数，即弱酸的电离常数：
其中： C—实际浓度 mol / L， [ ]—相对浓度 （纯数）。
8-1 弱酸和弱碱的解离平衡
8-1-1 一元弱酸、弱碱的解离平衡
（1）电离平衡与电离平衡常数
弱酸、弱碱为弱电解质，在水中部分电离，电离产生的正、
3-2-1 解离平衡和解离常数 负离子与未电离的分子间建立如下的化学平衡：
8-1 弱酸和弱碱的解离平衡
8-1-1 一元弱酸、弱碱的解离平衡
（1）电离平衡与电离平衡常数
弱酸、弱碱为弱电解质，在水中部分电离，电离产生的正、
3-2-1 解离平衡和解离常数 负离子与未电离的分子间建立如下的化学平衡：
弱酸：
HAc + H2O
H3O+ + Ac-
简写为： HAc H+ + Ac-
c0
c0
c0
8-1 弱酸和弱碱的解离平衡
8-1-1 一元弱酸、弱碱的解离平衡
（1）电离平衡与电离平衡常数
弱酸、弱碱为弱电解质，在水中部分电离，电离产生的正、
3-2-1 解离平衡和解离常数 负离子与未电离的分子间建立如下的化学平衡：
弱酸：
HAc + H2O
H3O+ + Ac-
简写为： HAc H+ + Ac-
《沉淀溶解平衡的应用》教学设计(word文档良心出品)

《沉淀溶解平衡的应用》教学设计(word文档良心出品)

《沉淀溶解平衡的应用》教学设计反思性教学，是指对教学经验进行回顾与重新认识（包括思考、评价、整改等），以至产生新的更趋合理性的教学方案与行为的活动过程。

通俗地说，反思性教学，即“教学的反思”与“反思的教学”二者有机的统一。

而在化学新课程实际教学中，“反思性教学”应如何在课堂教学中的有效运用，如何提高学生学习的积极性，又如何对教学内容作以积极的处理，及时调整教学思路等。

本文尝试在这一方面做出探讨。

一、知识背景介绍1、沉淀溶解平衡原属于大学无机化学电离理论中的一部分内容，现置于新高中选修教材《化学平衡原理》。

2、沉淀的生成和溶解是生产、生活及科学研究中十分重要的现象，沉淀溶解原理在生产、生活中应用也十分广泛。

例如误服钡盐中毒后如何处理，应如何使牙齿变得更坚固等问题的解决都需要用到有关沉淀溶解平衡的知识。

二、学生已有知识分析在学生学习了平衡移动原理、电离平衡及水解平衡之后，教科书接着介绍“难溶电解质的溶解平衡”。

有关化学平衡的计算规则和平衡移动原理同样适用，只是从沉淀平衡原理的角度解释有关的化学现象和实际问题。

三、教学目标分析1、能运用溶度积规则判断沉淀的产生和溶解。

2、知道沉淀转化的本质。

3、知道沉淀溶解平衡在生产、生活中的应用(沉淀的生成和分步沉淀，沉淀的溶解和转化)。

4、通过对生产、生活中与沉淀溶解平衡有关的某些现象的讨论，使学生体会到化学对于提高人类生活质量、促进社会发展的作用，激发学生学习化学的热情。

四、教学过程五、教学反思在设计本课时教学方案时，依据新课程教学理念，改变了原教材的编排体系，将苏教版沉淀的溶解这一部分内容提前，按照沉淀的生成、溶解和转化的顺序讲解。

对于离子除杂、溶洞形成、龋齿预防、沉淀转化、清除水垢等内容都让学生根据化学平衡移动原理反思，在课上讨论、交流；将关于溶度积常数的计算的问题大大弱化。

本节课是一节对外公开课，课后经与组内老师的交流和学生反馈，一致认为：本节的教学基本达到预期的目的，基本实现了教学目标，师生互动效果较好，学生动手、表达、交流的能力得到了锻炼和展示。

大学无机化学课件沉淀溶解平衡

大学无机化学课件沉淀溶解平衡

C. AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]++Cl-
C. 利用氧化还原反应
D. 3CuS+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+3S↓ +2NO+4H2O
4.2.4 酸度对沉淀反应的影响
难溶金属氢氧化物和硫化物的溶解度都 受溶液酸度的影响，通过控制一定的pH范围， 便可以达到使金属离子分离的目的。
4.2.1 沉淀的生成
条件： Qc > Ksp时，生成沉淀。
【例6-2】 0.010 mol•L-1 SrCl2溶液2ml和0.10 mol•L-1 K2SO4溶液3ml混合。（已知 KspSrSO4=3.81×10-7 ） 解：溶液混合后离子的浓度为：
C S2 r0.05 1 1 2 0 3 0 1 3 00.00m 4L o 0 1l
对于AaBb型的难溶电解质： 溶解
AaBb (s) 沉淀 aAn+(aq) + bBm-(aq)
Ksp =[An+]a[Bm-]b
上式表明，在一定温度下，难溶电解质的饱和溶液 中离子浓度幂之乘积为常数。
一些难溶化合物的溶度积，参考P124-表6-3。
4.1.2 溶度积(Ksp)与溶解度(S)的关系
(1) 溶解度S
一定温度下，物质在100g水中能溶解的最大量。
溶解 AaBb (s) 沉淀
aAn+(aq) + bBm-(aq)
aS
bS
∴Ksp = [An+]a[Bm-]b = (aS)a(bS)b = aa . bb .Sa+b
【例1】 氯化银在298K时的溶解度为1.91 × 10-3 g·L-1， 求其溶度积。
【例5】计算欲使0.010 mol·L-1Fe 3+开始沉淀和沉淀完 全时的pH值。已知Fe(OH)3的Ksp = 1.1×10-36。
无机及分析化学---沉淀溶解平衡

无机及分析化学---沉淀溶解平衡


B. 6.25×10-7
C. 1.25×10-3
D. 3.0×10-3
8
9、已知
K
sp
(Ag2CrO4)=1.1×10-12，在1mol·L-1Ag+溶液中，要产生Ag2CrO4沉淀，CrO42-
浓度至少应多大？（ D ）
A. 1.1×10-10mol·L-1 B. 2.25×10-11mol·L-1 C. 0.10mol·L-1 D. 1×10-11mol·L-1
6、比较Mg(OH)2在下列三种液体中的溶解度大小。A.纯H2O,B.0.1mol·L-1氨水, C.0.1mol·L-1NH4Cl B<A<C
7、某溶液中含有CaF2(s)(
K
sp
=1.5×10-10)和CaCO3(s)(
K
sp
=
5.0×10-9),
若c(F-)=2.0×10-4mol·L-1， 则c(CO32-) 为 1.3×10-6 mol·L-1
B. c(Mg2+) = c(Mn2+) A. 无法确定
3、已知
K
sp(CaSO4)=4.93×10-5，K
sp
[Ca(OH)2]=5.02×10-6，等体积0.10mol·L-1CaCl2和
0.10mol·L-1Na2SO4溶液混合，在pH为9.0时，溶液会出现（ B ）
A. Ca(OH)2沉淀 B.CaSO4沉淀 C.CaSO4 和Ca(OH)2沉淀 D.无沉淀
K
sp
4
(c) A3B型或AB3型难溶电解质: A3B(s)
3A+(aq) + B3- (aq)
Ksp
C3 A
CB3
(3s)3 s 27s4
《无机化学》第3版 宋天佑 第9章 沉淀溶解平衡

《无机化学》第3版 宋天佑 第9章 沉淀溶解平衡

故溶解度的单位是浓度单位 mol•dm–3。
难溶性物质，一般是指 在 100 g 水中溶解质量少于 0.01 g 的物质。
但在本章中讨论的是沉淀 溶解平衡，必须从物质饱和溶 液的平衡浓度来体现物质的溶 解度。
有些电解质，如 Hg2SO4， PbCl2 和 CaSO4 等，
在 100 g 水中溶解的质量 远大于 0.01 g。
Ksp
6.3×10–18 1.4×10–18 6.4×10–23 5.2×10–29 5.6×10–12 2.5×10–13 7.4×10–14 2.8×10–13 1.4×10–15 2.5×10–8 8.0×10－28 2.5×10–22 3×10–17
9. 1. 3 盐效应对溶解度的影响
根据溶度积原理，当 Qi > Ksp 时，将生成沉淀。
平衡建立后，溶液中离子解平衡象 所有化学平衡一样，属于动态平衡。
2. 溶度积常数
AgCl 在 H2O 中有如下平衡 AgCl（s） Ag+（aq）+ Cl－（aq）
K = c（Ag+）c（Cl－） 式中 K 是标准平衡常数，各 浓度是相对浓度。
Ksp
1.8×10–10 8.5×10–17 1.1×10–12 6.3×10–50 2.6×10–9 1.1×10–10 1.2×10–10 2.8×10–9 2.3×10–9 5.3×10–9 6.3×10–36 1.3×10–12 2.8×10–39
化合物
FeS Hg2Cl2 Hg2Br2 Hg2I2 Mg(OH)2 MnS（晶体） PbCO3 PbCrO4 Pb(OH)2 PbSO4 PbS ZnS（） Zn(OH)2
如反应
ZnS
Zn2+ + S2–

大学化学：9 2015第九章沉淀溶解平衡


例题 9.5 （酸溶反应） 要溶解 0.010 mmol MnS， 需用 1.0 cm3 多大浓度的 HAc？
MnS Ksp 2.51013 Mn2 S2
S2 H
Kh,1 1/ Ka,2 1/(1.21013 )
HS
MnS 2H
Mn2 H2S
H S H
Kh,2 1/ Ka,1 1/(8.9108 )
[A ]
sKa Ka [H ]
[M ][ A ] Ksp
s
sKa Ka [H ]
s
[H A] [A ]
[H Ka
]
K sp Ka
(Ka
[H ])
• 形成二元弱酸
[M2＋] s [A2 ] [HA ] [H2A] s
δ2
[A2 ] s
[H ]2
K a,1 K a,2 Ka,1[H ]
182 1.35 10-4 1.37 10-5 2.17 10-7
< 10-2
AmBn (s)
溶解 沉淀
mAn (aq) nBm (aq)
rGm
rGm
RT
ln
(r A
n+
[An
])m
(rBm
[Bm
])n
rAmBn [AmBn ]
RT ln Ka RT ln Q
rGm 0, rGm RT ln Ka
溶度积Ksp
1.78 10-10 5.35 10-13 8.52 10-17 6.82 10-6 2.8 10-9 5.6 10-10 2.58 10-9 5.61 10-12
溶度积与溶解度
• ②已溶的难溶盐一步完全电离，几乎没有分子
状态的难溶盐和其他分步电离离子的存在。

无机化学 沉淀溶解平衡 习题课


可溶于稀盐酸(0.3 mol•L-1)的硫化物沉淀： FeS(黑色), CoS(黑色), NiS(黑色), ZnS(白色), MnS(肉红色)，Al2S3(白色)， Cr2S3(黑色)
注：Al2S3 和 Cr2S3在水中完全水解，分别生成 白色的Al(OH)3和灰绿色的Cr(OH)3
10
金属硫化物的酸溶性
7
0.10 0.031 则 100% 69% 0.10
Sr2+已经转化成SrSO4的百分数为69％。
33
P248 9-12

已知AgCl的KspӨ = 1.8×10-10，试求AgCl饱 和溶液中[Ag+]，若加入盐酸，使溶液的pH值 =3.0，再求溶液中的[Ag+]。
31
P248 9-10 解：
(2) 浓度为0.10 mol· - 3 的Ba 2 + ，已沉淀 dm 99.99％，这时体系中 [Ba2+] =0.10(199.99%) =1.010-5 mol· -3 dm
BaSO4
Ba2+ + SO42-
KspӨ(BaSO4) = [Ba2+][SO42-]
K
θ
[H 2S][M [H ]
θ K a1 2
2
]

[M
2
][ S
2 2
]
[H ] [ S ] [H 2 S]
2
2

θ K sp (MS ) θ θ K a1 K a2
[H ]


θ K a2
[ H 2 S ] [M
]
θ K sp (MS )
9
金属硫化物的酸溶性
27

吉林大学无机化学 第九章 沉淀溶解平衡.

第九章 沉淀溶解平衡
主要内容： 溶度积常数 沉淀生成的计算与应用 沉淀的溶解与转化
1
吉林大学
• 无机化学 第九章
研究的对象：
难溶性的强电解质
沉淀溶解平衡
AgCl
固体
Ag+ ＋ Cl－
离子
溶解度的定义：水中溶解部分所生成的离子的浓度，mol· dm-3
3
§9-1 溶度积常数
9-1-1 沉淀溶解平衡的实现 水分子辅助下AgCl溶解生成Ag+和Cl－ Ag+ 和 Cl－的反应生成AgCl沉淀 溶解和沉淀反应速率相等，便达到沉
例9-2 Ag2rO4
两者的 Kspθ 和 S 的数值大小关系并不一致，原因是两者的正负 离子的个数比不一致。 对于正负离子的个数比一致的难溶盐， Kspθ 和 S 的数值大小关 系一致。 CaCO3 AgCl AgBr AgI Kspθ 8.7×10-9 1.6×10-10 5.0×10-13 1.0×10-16 S 9.3×10-5 1.26×10-5 7.1×10-7 1.0×10-8
Ө
纯水中AgCl的溶解度为1.3×10–5 mol· dm–3，故：
x ≪ 1.0 ， 1.0 + x ≈ 1.0 x ＝ Ksp ＝ 1.8×10–10 < 1.3×10–5 mol· dm–3 同离子效应使难溶性强电解质的溶解度减小
11
Ө
§9-2 沉淀生成的计算与应用
沉淀的生成 根据溶度积原理，当Q >Kspθ时，将有生成沉淀。但是在配制溶 液和进行化学反应过程中，有时Q > Kspθ，却没有观察到沉淀 底物生成。其原因有三个方面： 1） 盐效应的影响 2） 过饱和现象 3） 沉淀的量
淀溶解平衡

《无机化学》-沉淀溶解平衡（国家级精品课程）

《无机化学》-沉淀溶解平衡（国家级精品课程）第九章沉淀溶解平衡§9-1 溶度积常数§9-2 沉淀生成的计算与应用§9-3 沉淀的溶解和转化§9-1 溶度积常数一、沉淀溶解平衡的实现一般可用溶解度的大小来衡量物质在水中溶解能力的大小. 物质溶解度(g/100g水) ?易溶物 ?微溶物 ?难溶物 > 0.1 0.01~0.1 < 0.01 对难溶物来说, 在它的饱和溶液中存在多相离子平衡.Ba2+ SO42-一定T 时:溶解溶解沉淀BaSO4(s)沉淀BaSO4(aq)Ba2+(aq) + SO42-(aq)二、溶度积原理溶度积常数BaSO4 (s)BaSO4(aq)全部电离Ba2+(aq) + SO42-(aq)BaSO4 (s)简写为 BaSO4 (s)Ba2+(aq) + SO42-(aq) Ba2+ + SO42-平衡时Ksp =[Ba2+ ][SO42- ]Ksp称为溶度积常数,简称溶度积(solubility product). 表示一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中,各离子浓度幂的乘积为一常数。

设AmBn (s) mAn+ + nBm-Ksp = [ An+]m[ Bm-]n三、溶度积与溶解度的关系例 3-1 已知 298K 时 ,BaSO4 的Ksp= 1.07×10-10 , Ag2CrO4 的Ksp=1.12×10-12, 试比较二者溶解度 S 的大小。

解：平衡浓度/mol·L-1 ∴ Ksp = [Ba2+] [SO42-] = S2 BaSO4(s) Ba2+ +SO42S S S = Ksp = 1.07×1010= 1.03×10 (mol? L )51Ag2CrO4(s)2Ag+ +CrO42-平衡浓度/mol·L-1 2S S ∴ Ksp = [Ag+]2 [CrO42-] = (2 S)2·S = 4S3S =3Ksp12 ?5 ?1 1 . 12 × 10 3 = = 6.54×10 (mol? L ) 4 4SAgCl = 1.03×10?5 (mol ? L?1 )结论相同类型，Ksp↑, S ↑ . 不同类型 , 不能用Ksp判断S 的大小.四、同离子效应PbI2 饱和溶液+ KI (aq) → 黄↓ 在难溶电解质溶液中加入含有共同离子的易溶强电解质，使难溶电解质溶解度降低的现象。

沉淀溶解平衡


1.1× 10
12
= 4 x , x = 6.5×10
3
5
Mr(Ag 2CrO4 ) = 331.7 = 6.5×105×331.7 g L1 = 2.2×102 g L1 s
思考题:求 Ca 3 (PO 4 ) 2 的 s 与 Ksp 间的关系
Ksp
s =5
108
分子式 AgCl AgBr AgI Ag2CrO4
7 4 2
2+
2
10 Ksp (Mg(OH)2 ) = 1.8×
11
J > Ksp ,所以有 Mg(OH)2 沉淀析出.
(2) 为了不使 Mg(OH)2 沉淀析出, J< Ksp
12 Ksp (Mg(OH)2 ) 5.1 10 × = c(OH )< 2+ c(Mg ) 0.25
NH 3 (aq) + H2O(l)
c(SO ) 为 6. 0×10-4 molL-1 .若在 40.0L该
2 4
溶液中,加入 0.010molL-1 BaCl2溶液 10.0L ,问是否能生成BaSO4 沉淀?如果有 沉淀生成,问能生成 BaSO4多少克?最后溶
c(SO 2 ) 是多少? 液中 4
6.0 ×10 × 40.0 4 1 c0 (SO ) = = 4.8 ×10 mol L 50.0
K sp 1.0 × 10 5
n+
例题:在含有0.10molL-1 Fe3+和 0.10molL-1 Ni2+的溶液中,欲除掉Fe3+,使Ni2+仍留在 溶液中,应控制pH为多少? 解:
K sp 开始沉淀pH ≥ 沉淀完全pH ≥ ≥ ≥
16
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9-4 影响沉淀溶解平衡的因素
同离子效应、盐效应、酸效应及其它 一、 同离子效应 (common ion effect) 在难溶电解质溶液中加入与其含有相同离子 的易溶强电解质，而使难溶电解质的溶解度降低。 应用：
利用沉淀反应除杂质离子(通过加入稍过量 的沉淀剂，使杂质离子沉淀完全)。
例： 求 25℃时， Ag2CrO4在 0.010 mol· L-1 K2CrO4 溶液中的溶解度 Ksp ( Ag2CrO4 ) 1.11012
Q = Ksp， 平衡，饱和溶液 Q < Ksp， 正向移动，无沉淀析出/沉淀溶解
溶度积原理示意图
溶度积原理应用
思考：
BaCO3溶液中加酸或加BaCl2 或 Na2CO3溶液怎样变化？
BaCO3 (s)
① 加酸
Ba2 (aq) CO32－(aq)
2 2H CO3 H2O CO2
2+ 2Ag (aq) CrO4 (aq) +
2s
2 － 4
s
Ksp ( Ag2CrO4 ) [ Ag ] [CrO ]
1.1× 10
- 12
= 4 s 3 , s = 6.5×10- 5
-1 -2 -1
Mr(Ag2CrO4 ) = 331.7
S = 6.5×10 ×331.7 g L = 2.2×10 g L
[ Ag＋ ] 8.3 1014 mol L1
[ Ag ]Cl
＋
K sp ( AgCl ) [Cl ]
[ Ag＋] 1.8 107 mol L1
[ Ag＋]I << [ Ag ]Cl
AgI先沉淀
(2) AgCl析出时，[I－] 是否析出完全？
AgCl(s)
Ag (aq) + Cl (aq) [ Ag ]
-5
溶度积和溶解度大小有无一致性？
分子式
AgCl
溶度积
1.8×10-10
溶解度(mol· L-1)
1.3×10-5
AgBr AgI
Ag2CrO4
5.0×10-13 8.3×10-17
1.1×10-12
7.1×10-7 9.1×10-10
6.5×10-5
类型相同， Ksp大， S 也大 类型不同，不能直接用Ksp比较其溶解度的相对大小 如 ： K sp ( AgCl ) K sp ： 同种沉淀，颗粒越小，溶解度越大。 (“陈化”有利于沉淀的过滤和洗涤) 胶体溶液的形成：胶体微粒直径很小，可通过加入电解质和 加热使胶体微粒全部凝聚 。
沉淀晶型：亚稳态晶型，溶解度较大；放臵一段时间，稳定
1.8 1010 1.8 109 mol L1 0.10
1.11012 3.3 105 mol L1 0.0010
K sp ( Ag 2CrO4 )
[ Ag ＋ ]Cl << [ Ag ＋ ]CrO 2 AgCl先析出 4
析出 Ag2CrO4 时，Cl－的浓度？
第九章
沉淀溶解平衡
9-1 溶度积常数
9-2 沉淀的生成条件
9-3 分步沉淀 9-4 影响沉淀溶解平衡的因素 9-5 沉淀的溶解与转化
9-1 溶度积常数 一、 难溶电解质沉淀溶解平衡的建立
AgCl
BaSO4
H：δ+ O：δ−
V溶解 ＝ V沉淀，固相和液相平衡，饱和溶液中 有关离子的浓度不再随时间的变化而发生变化。
x S 5.2 106 mol L-1
纯水中， S 6.5 105 mol L-1
二、 盐效应 (salt effect)
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。
AgCl在KNO3溶液中的溶解度 (25℃ )(mol•L－1) KNO3 0.0000 0.0010 1.325 0.0050 1.385 0.0100 1.427
已知： K sp ( AgCl ) 1.8 1010
K sp ( AgI ) 8.3 1017
AgI ( s) 先析出，AgCl (s)后析出
(1) 析出时所需要的[Ag+]
[ Ag＋ ]I
K sp ( AgI ) [I ]
8.3 1017 1 103
1.8 1010 1103

+
-
K sp ( AgCl ) [Cl－ ]
K sp ( AgI ) [I －]
AgI(s)
[I ]

Ag (aq) + I (aq)
Ksp ( AgI )
+
-
[ Ag ]

K sp ( AgCl )
[Cl - ] 4.6 1010 << 1.0 105 mol L1
I－沉淀完全
AgCl(s)

-3
Ag (aq) + Cl (aq)
－ 2 10
+
-
Ksp ( AgCl ) [ Ag ][Cl ] S 1.80 10
例：25oC，已知Ksp(Ag2CrO4)=1.1×10-12，求S(Ag2CrO4) g· L-1
解：
-1 平衡 mol L 浓度
Ag2 CrO4 (s)
K sp ( Fe(OH )3 )
Ni2+开始沉淀：
[OH ] K sp ( Ni(OH )2 ) [ Ni 2 ] 5.0 1016 7.1108 0.10 pH 6.85
pH 14 log[OH ] 6.85
pH值范围： 2.81 ~ 6.85
Fe3+沉淀完全 2.81 c(Fe3+)≤10-5 Ni2+开始沉淀 6.85 pH
C(PbSO4) 0.04
(1). 当[SO42-]<0.04 mol•L－1时， [SO42-]增大，S(PbSO4)
C(Na2SO4)
显著减小，同离子效应占主导； (2). 当[SO42-]>0.04 mol•L－1时， [SO42-]增大，S(PbSO4)
缓慢增大，盐效应占主导。
三、 酸效应 (acid effect)
S ( AgCl ) S ( Ag 2CrO4 )
9-2 沉淀的生成条件 —— 溶度积原理 离子积：难溶电解质溶液中，离子浓度系数次方的乘积
An Bm (s)
溶度积原理：
nA (aq) mB (aq)
n－
m
Q [ A ] [B ]
m n
n m
相当于化学平衡 中的浓度商Qc
Q > Ksp， 逆向移动，沉淀析出
(3) 什么情况下可以先析出AgCl？
[Cl ] >> [ I ] 时，有可能AgCl先析出
[ Ag－]Cl << [ Ag－]I
K sp ( AgCl ) [Cl ]

<<
K sp ( AgI ) [I ]
[Cl ] >>

Ksp ( AgCl ) Ksp ( AgI )
[ I ] 2.2 106 [ I ]mol L1
[CO32 ] ，Q ，Q Ksp
② 加 BaCl2 或 Na2CO3
BaCO3 溶解
[Ba] 或[CO32 ] ，Q ，Q Ksp BaCO3 生成
通过控制溶液中有关离子的浓度达到生成沉淀 或溶解沉淀的目的。
例：将等体积的浓度为 410-3 mol· L－1的硝酸银水溶 液与410-3 mol· L－1的铬酸钾水溶液混合，有无铬酸 银沉淀产生？Ksp = 1.1210-12 解：等体积混合后： [ Ag ] [CrO42 ] 2 103 mol L1
K sp ( Fe(OH )3 ) 2.8 1039；K sp ( Ni(OH ) 2 ) 5.0 1016
解： Fe3+沉淀完全：
39 2.8 10 12 [OH ] 3 3 6.5 10 1.0 105 1.0 105 pH 14 lg[OH ] 2.81 pH 2.81
所引起的体积变化)。
Ksp ( AgCl ) 1.8 1010；Ksp ( Ag2CrO4 ) 1.11012
解：析出AgCl、Ag2CrO4沉淀时所需的最低Ag+浓度：
[ Ag＋ ]Cl
[ Ag ＋ ]CrO 2
4
K sp ( AgCl ) [Cl－ ]
[CrO4 2 ]
n－
m
nS
mS
Ksp [nS ]n [mS ]m
AB型，S K sp
A2 B，AB2型，S 3
K sp 4
例 ：25oC，AgCl的溶解度为1.92×10-3 g· L-1，求Ksp(AgCl)
解：已知 Mr(AgCl) = 143.3
1.92× 10 -1 -5 -1 = = S mol L 1.34× 10 mol L 143.3
1 AgCl先析出 即： [Cl ] >> 2.2 106[ I ]mol L时，
例题：某溶液中含Cl－和CrO42－，它们的浓度分别 是 0.10 mol.L－1和0.0010 mol.L－1，逐滴加入AgNO3 试剂，哪一种沉淀先析出？当第二种沉淀析出时， 第一种离子是否被沉淀完全(忽略由于加入AgNO3
MA(s)
M ＋(aq) A－(aq)
OH－ MOH H＋ HA
四、 配位效应 (coodination effect) AgCl ( s ) Ag ( aq ) Cl ( aq ) NH3
Ag ( NH3 )2
五、其它因素