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第十二章化学沉淀法
12.1 氢氧化物沉淀法
12.1.1 沉淀溶解平衡
1、溶度积原理
沉淀平衡常数（溶度积）
离子积=平衡状态
产生沉淀
沉淀溶解（不产生沉淀）
2、控制沉淀剂用量，使分步沉淀达到固液分离
例：在废水中若和的浓度分别为=0.1md/L，=0.01md/L。
欲将回收而不带入杂质，应加入沉淀剂 NaoH 为多少？简述工艺方法。
解：①当＝0.1，如要生成沉淀，需加入的最低浓度为多少?
是开始沉淀的pH，欲使沉淀完全，需调pH 为多少？
沉淀完全的概念
是沉淀完全的pH。
小结论：从开始沉淀到沉淀完全，pH值由1.87至3.2。
②求开始沉淀至沉淀完全时的pH
同理
是开始沉淀时的pH。
再求沉淀完全时的pH
是沉淀完全时的pH。
小结论：从开始沉淀至沉淀完全，pH值由7.65至9.15。
一．固体物质的溶解度1.溶解度：在一定温度下，某固体物质在100g 溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量，叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。
符号：S ，单位：g ，公式：S=（m 溶质/m 溶剂 ）×100g2.不同物质在水中溶解度差别很大，从溶解度角度，可将物质进行如下分类：溶解性 易溶 可溶 微溶 难溶 溶解度>10g1-10g0.01-1g<0.01g3.绝大多数固体物质的溶解度随温度的升高而增大，少数物质的溶解度随温度变化不明显，个别物质的溶解度随温度的升高而减小。
二､沉淀溶解平衡 1.溶解平衡的建立讲固态物质溶于水中时，一方面，在水分子的作用下，分子或离子脱离固体表面进入水中，这一过程叫溶解过程；另一方面，溶液中的分子或离子又在未溶解的固体表面聚集成晶体，这一过程叫结晶过程。
当这两个相反过程速率相等时，物质的溶解达到最大限度，形成饱和溶液，达到溶解平衡状态。
2.沉淀溶解平衡绝对不溶解的物质是不存在的，任何难溶物质的溶解度都不为零。
以AgCl 为例：在一定温度下，当沉淀溶解和生成的速率相等时，便得到饱和溶液，即建立下列动态平衡：AgCl(s)Ag ＋(aq)＋Cl －(aq)3.溶解平衡的特征1）动：动态平衡2）等：溶解和沉淀速率相等3）定：达到平衡，溶液中离子浓度保持不变4）变：当外界条件改变时，溶解平衡将发生移动，达到新的平衡。
三．沉淀溶解平衡常数——溶度积1）定义：在一定温度下，难溶性物质的饱和溶液中，存在沉淀溶解平衡，其平衡常数叫溶度积常数。
2）表达式：以MmAn(s) mMn +(aq)+nAm -(aq)为例： Ksp=[c(Mn+)]m ·[c(Am-)]n3）意义：反应了物质在水中的溶解能力。
对于阴阳离子个数比相同的电解质，Ksp 数值越大，电解质在水中的溶解能力越强。
4）影响因素：与难溶电解质的性质和温度有关，而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关。
溶度积与溶解度的关系关键词：溶度积，溶解度难溶电解质的溶度积及溶解度的数值均可衡量物质的溶解能力。
因此，二者之间必然有着密切的联系，即在一定条件下，二者之间可以相互换算。
根据溶度积公式所表示的关系，假设难溶电解质为A m B n，在一定温度下其溶解度为S，根据沉淀-溶解平衡：B n(s)mA n+ + nB m−A[A n+]═ m S，[B m−]═ n S则K sp（A m B n）═ [A n+]m[B m−]n ═ (m S)m(n S)n ═ m m n n S m+n(8-2)溶解度习惯上常用100g溶剂中所能溶解溶质的质量[单位：g/(100g)]表示。
在利用上述公式进行计算时，需将溶解度的单位转化为物质的量浓度单位（即：mol/L）。
由于难溶电解质的溶解度很小，溶液很稀，可以认为饱和溶液的密度近似等于纯水的密度，由此可使计算简化。
【例题8-1】已知298K时，氯化银的溶度积为1.8×10−10，Ag2CrO4的溶度积为1.12×10−12，试通过计算比较两者溶解度的大小。
解（1）设氯化银的溶解度为S1根据沉淀-溶解平衡反应式：AgCl(s)Ag＋＋Cl−平衡浓度(mol/L)S1S1K sp（AgCl）═ [Ag＋][Cl−]═ S12S1 ═10⨯═ 1.34×10−5(mol/L)8.1-10（2）同理，设铬酸银的溶解度为S2AgCrO4(s)2Ag++ CrO42-平衡浓度（mol/L）2S2 S2K sp（Ag2CrO4）═[Ag+]2 [CrO42-]═(2S2)2S2═4S23S2 6.54×10−5(mol/L)＞S1在上例中，铬酸银的溶度积比氯化银的小，但溶解度却比碳酸钙的大。
可见对于不同类型（例如氯化银为AB型，铬酸银为AB2型）的难溶电解质，溶度积小的，溶解度却不一定小。
因而不能由溶度积直接比较其溶解能力的大小，而必须计算出其溶解度才能够比较。
沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡在一定温度下难溶电解质晶体与溶解在溶液中的离子之间存在溶解和结晶的平衡，称作多项离子平衡，也称为沉淀溶解平衡。
以AgCl为例，尽管AgCl在水中溶解度很小，但并不是完全不溶解。
从固体溶解平衡角度认识：AgCl在溶液中存在下属两个过程：①在水分子作用下，少量Ag+和Cl-脱离AgCl表面溶入水中；②溶液中的Ag+和Cl-受AgCl表面正负离子的吸引，回到AgCl表面，析出沉淀。
在一定温度下，当沉淀溶解和沉淀生成的速率相等时，得到AgCl的饱和溶液，即建立下列动态平衡：AgCl（s）<=> Ag+（aq）+ Cl-（aq）溶解平衡的特点是动态平衡，即溶解速率等于结晶速率，且不等于零。
其平衡常数Ksp称为溶解平衡常数；它只是温度的函数，即一定温度下Ksp一定。
溶解度和物质溶解性的划分中学里介绍过把某温度下100克水里某物质溶解的最大克数叫溶解度.。
习惯上把溶解度小于0.01g/100g 水的物质叫“难溶物”。
其实，从相平衡的角度理解溶解度更确切，即在一定温度和压力下，固液达到平衡时的状态。
这时把饱和溶液里的物质浓度称为“溶解度”，常用S（mol/L）表示. 极性溶剂水分子和固体表面粒子（离子或极性分子）相互作用，使溶质粒子脱离固体表面成为水合离子进入溶液的过程叫溶解。
溶液中水合离子在运动中相互碰撞重新结合成晶体从而成为固体状态并从溶液中析出的过程叫沉淀。
溶解、沉淀两个相互矛盾的过程是一对可逆反应，存在平衡状态，此平衡称为沉淀溶解平衡。
在科研和生产过程中，经常要利用沉淀反应制取难溶化合物或抑制生成难溶化合物，以鉴定或分离某些离子。
究竟如何利用沉淀反应才能使沉淀能够生成并沉淀完全、或将沉淀溶解、转化，这些问题要涉及到难溶电解质的沉淀和溶解平衡。
本节将对此进行讨论。
难溶电解质的溶度积严格地说，在水中绝对不溶的物质是不存在的。
通常将溶解度小于0.01 g/L的物质称为难溶电解质。
沉淀溶解平衡知识简介第一节溶度积一、溶度积在一定的温度下，用难溶的电解质氯化银配成饱和溶液时，溶液中未溶解的固态氯化银和溶液中的银离子氯离子存在一个溶解与沉淀的平衡，简称沉淀平衡。
溶解AgCL（固）≒Ag++CL-沉淀这是一个动态平衡，平衡时的溶液是饱和溶液，达到溶解沉淀时，服从化学平衡规律。
即[ Ag+][ CL- ]Ki=[ AgCL ]一定温度下，Ki是常数，氯化银是固体，也可以看成常数。
所以Ki* [AgCL]也为常数，用Ksp 表示。
Ksp=[ Ag+][ CL- ]Ksp表示难溶电解质饱和溶液中，有关离子浓度的乘积在一定温度下是个常数。
它的大小与物质溶解度有关因而称为溶度积常数。
简称溶度积。
室温时，氯化银的溶度积是1.56×10-10，写成K spAgCL=1.56×10-10。
对于电离出2个或多个相同离子的难溶电解质，如氯化铅，氢氧化铁的溶度积关系式中，各离子浓度应取其电离方程式中该离子的系数为指数。
例如PbCL2=Pb2++2CL-KspPbCL=[Pb2+][CL-]Fe（OH）3=Fe3++3OH-K sp Fe（OH）3=[Fe3+][OH-]3二、溶度积规则某难溶电解质溶液中，离子浓度的乘积称为离子积，用符号Qi表示。
如氢氧化镁溶液的Qi=[Mg2+][OH-]2。
Qi与Ksp的表达式相同。
但两者的概念是有区别的。
Ksp是难溶电解质溶解平衡时，即饱和溶液中离子浓度的乘积。
对某种难溶电解质，在一定温度下，Ksp为一常数。
而Qi表示任何情况下离子浓度的乘积，其数值不定。
Qi是Ksp的一个特例。
Qi与Ksp有下列3种情况：①Qi=Ksp时，沉淀溶解达到动态平衡，是饱和溶液；②Qi<Ksp时，无沉淀析出，是不饱和溶液；③Qi>Ksp时，有沉淀析出，是过饱和溶液。
以上称为溶度积规则。
但有时根据计算结果Qi>Ksp，应有沉淀析出，实际上，往往因为有过饱和现象或沉淀极少，肉眼观察不出沉淀。
