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溶度积与溶度积规则

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溶度积与溶度积规则

一、溶度积定义：在一定条件下，难溶强电解质)(sBAnm溶于水形成饱和溶液时，在溶液中达到沉淀溶解平衡状态（动态平衡），各离子浓度保持不变（或一定），其离子浓度幂的乘积为一个常数，这个常数称之为溶度积常数，简称溶度积，用KSP表示。

二、溶度积表达式：

)(sBAnm)()(aqnBaqmAmn

nmmnspBcAcK)()( （适用对象：饱和溶液）

① spK只与温度有关，而与沉淀的量和溶液中的离子的浓度无关。

② 一般来说，对同种类型难溶电解质（如AgCl、AgBr、AgI、4BaSO），spK越小，其溶解度越小，越易转化为沉淀。不同类型难溶电解质，不能根据spK比较溶解度的大小。

三、溶度积规则—离子积

在一定条件下，对于难溶强电解质)(sBAnm)()(aqnBaqmAmn在任一时刻都有

nmmncBcAcQ)()( （适用对象：任一时刻的溶液）

可通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积----离子积（cQ）的相对大小判断难溶电解质在给定条件下的沉淀生成或溶解情况：

spcKQ，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液饱和，达到新的平衡；

spcKQ，溶液为饱和溶液，沉淀与溶解处于平衡状态；

spcKQ，溶液未饱和，向沉淀溶解的方向进行，无沉淀析出，若加入过量难溶电解质，难溶电解质溶解直至溶液饱和。

化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于Lmol5101时，沉淀就达完全

（2011年浙江）13、海水中含有丰富的镁资源。某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案：

模拟海水中的离子浓度（Lmol） Na 2Mg 2Ca Cl 3HCO

439.0 050.0 011.0 560.0 001.0 溶液NaOHLmolmL0.10.1

3.8250.10pHCL模拟海水 过滤 ① 滤液M

沉淀物X 0.11pHNaOH调到固体加

过滤 ② 滤液N

沉淀物Y MgO

注：溶液中某种离子的浓度小于511.010molL，可认为该离子不存在；实验过程中，假设溶液体积不变。

931096.4)(CaCOKsp 631082.6)(MgCOKsp

621068.4)(OHCaKsp 1221061.5)(OHMgKsp

下列说法正确的是

A、沉淀物X为3CaCO B、溶液M中存在2Mg、不存在2Ca C、溶液N中存在2Mg、2Ca

D、步骤②中若改为加入g2.4NaOH固体，沉淀物Y为2)(OHCa和2)(OHMg的混合物

【命题分析】 本题考核实验方案的分析及难溶电解质溶液中的沉淀转化。

【解题思路】

A、加入的氢氧化钠与碳酸氢根离子反应生成碳酸根离子，碳酸根离子与钙离子反应生成沉淀物碳酸钙，OHCOOHHCO2233，3232CaCOCOCa，

3362323)(101.1001.0011.0)()(CaCOKLmolCOcCacCaCOQspc；A项正确。

B、23823222)()(101.1)10(011.0)()()(OHCaKLmolOHcCacOHCaQspc

2Ca未沉淀，B项错误

C、加入11pH的NaOH溶液，溶液中的2Mg浓度为：

LmolOHcOHMgKMgcsp623122221061.5)10(1061.5)()()(，可认为2Mg沉淀完全，C错

D、加入g2.4NaOH固体，molmolggMmn105.0402.4，

LmolLmolOHcNaOHc105.01105.0)()(

23424222)()(105.5105.0105.5)()()(OHMgKLmolOHcMgcOHMgQspc 有2)(OHMg沉淀生成。

2Mg完全沉淀后，剩余LmolOHc005.0)(

2382222')()(1075.2)005.0(011.0)()()(OHCaKLmolOHcCacOHCaQspC

无2)(OHCa沉淀生成，D项错误。

四、不同沉淀方法的应用

（1）直接沉淀法：除去指定溶液中某种离子或获取该难溶电解质。

（2）分布沉淀法：鉴别溶液中离子成分或分别获得不同难溶电解质。

（3）共沉淀法：加入合适的沉淀剂，除去一组中某种性质相似的离子。

（4）氧化还原法：改变某种离子的存在形式，促使其转化为溶解度更小的难溶电解质便于分离，或使其转变为易溶物质。

五、沉淀溶解的方法

（1） 酸碱溶解法：

根据平衡移动原理，对于在水中难溶的电解质，如果能设法不断移去溶解平衡体系中的相应离子，使平衡向沉淀溶解的方向移动，就可以使沉淀溶解。

)(3sCaCO)()(232aqCOaqCa

加入盐酸，ClHHCl，则22232COOHHCO

碳酸根与氢离子不断反应生成水和二氧化碳，二氧化碳逸去，溶液中碳酸根离子浓度降低，碳酸钙就不断溶解。可用此法的还有：FeS、3)(OHAl、2)(OHCu、2)(OHFe、3)(OHFe

（2） 发生氧化还原反应使沉淀溶解

有些金属硫化物如CuS、HgS等溶度积特别小，其饱和溶液中2S浓度特别小，不能溶于非氧化性强酸，但能溶于氧化性强酸。如：

OHNOSNOCuHNOCuS2233423)(383

此法适用于溶解那些具有明显氧化性或还原性的难溶物。

（3） 生成配合物使沉淀溶解

向沉淀溶液中加入适当配合剂，使溶液中某离子生成稳定的配合物，减少其离子浓度，从而使沉淀溶解。如：)(sAgCl)()(aqClaqAg 32NHAg)(3NHAg

（4） 沉淀转化溶解法

将难溶物转化为前三种方法能溶解的沉淀，然后再溶解。

六、化学平衡常数、水的离子积、电离平衡常数、溶度积的比较 化学平衡常数 水的离子积 电离平衡常数 溶度积的比较

反应

举例 nBmAqDpC OH2OHH HAAH )(sBAnmmnnBmA

表达

式 nmqpBcAcDcCcK)()()()( )()(OHcHcKw )()()(HAcAcHcK nmmnspBcAcK)()(

影响

因素 温度 温度 温度 温度

适应

范围 可逆反应的平衡体系 水的电离平衡体系 弱电解质的

电离平衡体系 难溶电解质的

电离平衡体系

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AgCl溶度积的测定

AgCl溶度积的测定

AgCl溶度积的测定

一、实验目的

1、 学会用电池电动势法测定氯化银的溶度积。

2、 加深对液接电势概念的理解及学会消除液接电势的方法。

二、实验原理

电池电动势法是测定难溶盐溶度积的常用方法之一。测定氯化银的溶度积，可以设计下列电池：

Ag(s), AgCl(s)┃KCl(a1)‖AgNO3(a2)┃AgCl(s),Ag(s)

Ag-AgCl电极的电极电动势可用下式表示 (18-1)

由于AgCl的溶度积Ksp为

Ksp=aAg+ ·aCl- (18-2)

将(19-2)式代入(19-1)式得 (18-3)

电池的电动势为电极电势之差。

整理后得 lg Ksp= -EF/2.303RT+ lg aAg+ •aCl- (18-4)

若已知银离子和氯离子的活度，测定了电池的电动势值就能求出氯化银的溶度积。

三、 仪器和试剂

电势差计及附件 1套；

超级恒温水浴 1套；

粗试管 2支；

烧杯（50ml） 2 只；

Ag-AgCl电极 2只；

饱和氯化钾盐桥 2支；

KCl(饱和) ；

AgNO3(0.1000mol.L-1)。

本实验所用试剂均为分析纯，溶液用重蒸水配制。

四、操作步骤

1、电极的制备

（好像不用）

制备Ag-AgCl电极，将表面经过清洁处理的铂丝电极作为阴极，把经过金相砂纸打磨光洁的银丝电极作为阳极，在镀银溶液中镀银。电流控制在5mA左右，40分钟后在铂丝上镀上紧密的银层。制好的银电极用蒸馏水仔细冲洗。然后用它作阳极，另用一铂丝作阴极，用0.1mol/L的HCl溶液电解，电流同前。通电20分钟，在银层上形成Ag-AgCl镀层（紫褐色）。制成的电极不用时放在含AgCl沉淀的HCl中，暗处保存。

溶度积

溶度积

溶度积

溶度积定义

对于物质AnBm（s）= n A(aq)+ mB(aq), 溶度积(Ksp)=C(A) C(B)溶度积的应用很广泛。在定性分析中，利用金属硫化物、氢氧化物、碳酸盐等溶度积的差异分离金属离子。若往氯化铅饱和溶液中加入氯化钾时，溶液中Cl浓度增大，C(Pb )C(Cl大于氯化铅的溶度积大，这时将有部分离子发生Pb+2Cl =PbCl2 ↓的反应，将过剩的PbCl2沉淀出来，直至两种离子的浓度幂之积等于氯化铅的溶度积为止。因此，为使溶解度小的物质完全沉淀，需要加入含有共同离子的电解质。

人教版化学选修4化学反应原理第三章 沉淀的溶解平衡涉及溶度积的计算溶解度与溶度积的关系

溶解度和溶度积的互相换算：

换算说明： 根据溶度积常数关系式，难溶电解质的溶度积和溶解度之间可以互相换算。但在换算时，应注意浓度单位必须采用mol·L；另外，由于难溶电解质的溶解度很小，溶液浓度很小，难溶电解质饱和溶液的密度可近似认为等于水的密度。

1、已知溶度积 , 计算溶解度S ( →S )

例、已知BaSO4在298.15K时的溶度积为1.08×10，求BaSO4在298.15K时的溶解度。

解：设BaSO4的溶解度(S)为x mol·L

因BaSO4为难溶强电解质，且Ba、SO4基本上不水解，所以在BaSO4饱和溶液中： BaSO4(s)

Ba + SO4离子浓度/(mol·L) x x

c(Ba)·c(SO4)= (BaSO4)(c)

x·x = 1.08×10

S = x = 1.04×10

则S(BaSO4) = 1.04×10 mol·L

（1）AB型难溶强电解质 计算结果表明：对于基本上不水解的AB型难溶强电解质，其溶解度（S ）在数值上等于其溶度积的平方根。即：

S = ×c

（2）AB2型难溶强电解质 同时可推导出AB2(或A2B)型难溶电解质(如CaF2、Ag2CrO4等)其溶度积和溶解度的关系为：

难溶盐溶度积的测定

难溶盐溶度积的测定

电导法测定PbSO4的溶度积

张玉 吴玲

一、实验目的

（1）掌握电导法测定难溶盐溶解度的原理和方法；

（2）掌握电导率仪的使用方法；

（3）注意有毒物质的排放。

二、基本原理

难溶电解质在水中会建立一种特殊的动态平衡。尽管难溶电解质无法溶解, 但仍有一部分阴阳离子进入溶液, 当这两个过程的速率相等时, 难溶电解质的溶解就达到平衡状态, 这样的平衡状态叫沉淀溶解平衡, 其平衡常数叫溶度积。在一定温度下, 一种难溶电解质的饱和溶液中形成一种多相离子平衡, 可表示为:

AmBn( s) ↔ nAm+ ( aq) + mBn- ( aq)

K sp= αn (Am+ ) αm( Bn- )

K sp 称为溶度积常数, 简称溶度积。若能测出难溶电解质的饱和溶液中相应离子浓度, 就可计算出溶度积。难溶盐的饱和溶液浓度很低，可以把浓度当做活度处理，即c≈α，所以:

K sp= cn (Am+ ) cm ( Bn- )

难溶盐PbSO4在其饱和溶液中存在如下溶解平衡：

PbSO4（s）↔Pb2+（aq）+ SO42-（aq）

其溶度积为：

K sp= c (Pb2+ ) c (SO42-)=c（PbSO4）

本实验采用电导法测定PbSO4的溶度积，惠斯顿电桥

GKGALLAGcell

由电导率仪测出：OHpbsopbso244溶液

由离子独立移动定律，查表计算： )]21()21([2)(24244sopbpbsommmpbso

44)(3pbsopbsommolC 或

441000)(3pbsopbsodmmolC

所以：

K sp=c2（mol.m-3）

因温度对溶液的电导有影响，本实验在恒温下测定。电导测定不仅可以用来测定硫酸铅、硫酸钡、氯化银、碘酸银等难溶盐的溶解度，还可以测定弱电解质的电离度和电离常数，盐的水解度等。

溶度积常数

溶度积常数

氯甲烷萃取后于535nm处，测吸光度

铝离子的鉴定之二

[原理]利用Al(OH)3的两性鉴别Al3+，在过量强碱溶液中先生成氢氧化铝沉淀，继而沉淀溶解，溶液酸化后又重新生成氢氧化铝沉淀。铅离子的鉴定

PbCrO4能溶于稀碱溶液中，酸化后又析出黄色沉淀[用品]试管、滴管、1∶1HCl、10%NaOH溶液、10%K2CrO4溶液、稀醋酸[操作]取试样少许，用稀醋酸调到中性或弱酸性，滴加10%K2CrO4溶液几滴，产生黄色沉淀，证明有Pb2+存在。[备注]如有Ba2+存在，也能生成BaCrO4黄色沉淀，但BaCrO4不溶于稀碱溶液，可用于鉴别Ba2+和Pb2+。

锌盐的定性检测

(1) 取供试品溶液，加亚铁氰化钾试液，即生成白色沉淀；分离，沉淀在稀盐酸中不溶解。

(2) 在pH4.0-5.5的乙酸缓冲介质中，锌离子与双硫腙反应生成红色螯合物，用四氯化碳或三

Al3++3OH—=Al(OH)3↓（白）

Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O

AlO2—+H++H2O=Al(OH)3↓（白）

[用品]试管、滴管、1∶1HCl、10%NaOH溶液

[操作]向试液中滴加10%NaOH溶液，先出现白色沉淀，继而沉淀溶解，再向溶液中滴加1∶1盐酸，又重新出现沉淀。

[备注]Zn2+、Pb2+、Sn(Ⅱ)、Sn（Ⅳ）等离子也具有类似的性质，所以鉴别Al3+时，这些离子不能共存。

银离子的鉴定

银离子的鉴定之一

[原理]Ag+与稀盐酸反应，生成白色的AgCl沉淀，沉淀溶于氨水中，用稀硝酸酸化后，AgCl沉淀再次出现。

Ag++Cl─=AgCl↓（白）

[用品]滴管、试管或点滴盘、过滤器、滤纸、1∶1HCl、1∶3HNO3、浓氨水。

[操作]取试液2滴加1∶1盐酸酸化，析出无定形白色沉淀，取部分悬浊液用日光照射，沉淀感光变为蓝紫或蓝黑色的银。另一部分悬浊液过滤，弃去滤液，于沉淀上加浓氨水，沉淀溶解，再加入1∶3HNO3，白色沉淀重新出现，证明Ag+存在。