第04章難溶強(qiáng)電解質(zhì)溶液的沉淀溶解平衡ppt課件

1、第四章第四章 難溶強(qiáng)電解質(zhì)溶液的難溶強(qiáng)電解質(zhì)溶液的沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡PrecipitationDissolution Equilibrium of Non-Resolving Strong Electrolyte 4.1 溶度積原理溶度積原理 4.2 沉淀反響的利用與控制沉淀反響的利用與控制 4.3 生物礦化景象自學(xué)生物礦化景象自學(xué) 4.1 溶度積原理溶度積原理一、規(guī)范溶度積常數(shù)及其與沉淀溶解度的關(guān)系一、規(guī)范溶度積常數(shù)及其與沉淀溶解度的關(guān)系 1 1、規(guī)范溶度積常數(shù)、規(guī)范溶度積常數(shù)MA(s)MA(s)AMaaaK apMA(s)AMKaKaa MA(s)M+ + A-溶解溶解沉淀沉淀活度積

2、活度積常數(shù)常數(shù)apMA(s)AMKaKaa apAM) A()M(K spAMapAMKK 通常難溶強(qiáng)電解質(zhì)水溶液中離子濃度很低，活通常難溶強(qiáng)電解質(zhì)水溶液中離子濃度很低，活度因子近似為度因子近似為1，Ksp Ksp，一定溫度下為，一定溫度下為常數(shù)。常數(shù)。溶度積溶度積常數(shù)常數(shù)在一定溫度下，難溶強(qiáng)電解質(zhì)飽和溶液中構(gòu)晶在一定溫度下，難溶強(qiáng)電解質(zhì)飽和溶液中構(gòu)晶離子濃度冪的乘積為一常數(shù)不隨濃度而變。離子濃度冪的乘積為一常數(shù)不隨濃度而變。 溶度積常數(shù)的大小，可反映難溶強(qiáng)電解質(zhì)的溶溶度積常數(shù)的大小，可反映難溶強(qiáng)電解質(zhì)的溶解才干。解才干。( (對(duì)于組成類(lèi)型一樣的微溶電解質(zhì)，溶對(duì)于組成類(lèi)型一樣的微溶電解質(zhì)，溶度

3、積常數(shù)大，溶解度也大度積常數(shù)大，溶解度也大) )MA(s)M+ + A-AMsp KMmAn mMnnAmnmmnnmKAM)AM(sp 2、溶度積與溶解度之間的關(guān)系、溶度積與溶解度之間的關(guān)系 對(duì)于難溶強(qiáng)電解質(zhì)對(duì)于難溶強(qiáng)電解質(zhì)MAMA，MA(s)M+ + A-設(shè)設(shè)MAMA的溶解度為的溶解度為S molL-1S molL-1，那么，那么: :M+ = A- = S/csp)/)(/(KcScS spcKS mMnnAm-MmAnssp)/()/(KcnScmSnm spcnmKSnmnm 設(shè)其溶解度為設(shè)其溶解度為SmolL-1SmolL-1，那么：，那么：Mn+=mS/c Am-=nS/c 對(duì)于

4、難溶強(qiáng)電解質(zhì)對(duì)于難溶強(qiáng)電解質(zhì)MmAn， 運(yùn)用運(yùn)用Ksp與與S之間換算公式應(yīng)留意的問(wèn)題之間換算公式應(yīng)留意的問(wèn)題: (1)僅適用于離子強(qiáng)度很小，濃度可以替代活僅適用于離子強(qiáng)度很小，濃度可以替代活度的難溶強(qiáng)電解質(zhì)溶液。對(duì)于溶解度較大的度的難溶強(qiáng)電解質(zhì)溶液。對(duì)于溶解度較大的微溶電解質(zhì)微溶電解質(zhì)(如如CaSO4、CaCrO4等等)，能夠產(chǎn)，能夠產(chǎn)生較大誤差生較大誤差 ；(2)僅適用于已溶解部分能全部解離的難溶電解僅適用于已溶解部分能全部解離的難溶電解質(zhì)。對(duì)于質(zhì)。對(duì)于Hg2Cl2,Hg2I2等共價(jià)性較強(qiáng)的物質(zhì)，等共價(jià)性較強(qiáng)的物質(zhì)，會(huì)有較大誤差；會(huì)有較大誤差；(3)(3)僅適用于溶解后解離出的陽(yáng)、陰離子在水

5、僅適用于溶解后解離出的陽(yáng)、陰離子在水溶液中不發(fā)生副反響或副反響程度很小的物溶液中不發(fā)生副反響或副反響程度很小的物質(zhì)。質(zhì)。18時(shí)，時(shí)，Mg(OH)2的的Ksp = 1.810-11，求它的溶解度。求它的溶解度。 例、例、Ksp = Mg2+ OH-2 = x (2x)2 = 1.810-11 x = 1.6510-4 (molL-1) x 2xMg(OH)2 Mg2+ + 2OH- 解：解： 設(shè)設(shè)Mg(OH)2的溶解度為的溶解度為x molL-1 知知2525時(shí)，時(shí)，AgClAgCl的的Ksp=l.8Ksp=l.8l0-10l0-10，Ag2CrO4Ag2CrO4的的Ksp=l.1Ksp=l.1

6、l0-12l0-12，試比較它，試比較它們的溶解度大小。們的溶解度大小。例、例、解：解：15110spAgClLmol101.3Lmol0 . 1101.8 cKs1513123spCrOAgLmol106.5Lmol0 . 14101.1442 cKs3、影響難溶強(qiáng)電解質(zhì)溶解度的要素、影響難溶強(qiáng)電解質(zhì)溶解度的要素同離子效應(yīng)、鹽效應(yīng)、酸堿效應(yīng)、配位效應(yīng)等同離子效應(yīng)、鹽效應(yīng)、酸堿效應(yīng)、配位效應(yīng)等NaCl = Na+ Cl-AgCl(s) Ag+ Cl-在難溶強(qiáng)電解質(zhì)平衡體系中即飽和溶液中，在難溶強(qiáng)電解質(zhì)平衡體系中即飽和溶液中，參與與該電解質(zhì)含有一樣離子的易溶強(qiáng)電解質(zhì)時(shí)，參與與該電解質(zhì)含有一樣離子

7、的易溶強(qiáng)電解質(zhì)時(shí)，難溶強(qiáng)電解質(zhì)的溶解度減小的景象。難溶強(qiáng)電解質(zhì)的溶解度減小的景象。 (1)同離子效應(yīng)同離子效應(yīng)分量分析中，沉淀劑通常過(guò)量分量分析中，沉淀劑通常過(guò)量50%100%。例、例、 知知Ksp(BaSO4)=8.71011，試計(jì)算，試計(jì)算BaSO4在純水以及在在純水以及在0.010molL1Na2SO4溶液中的溶解度。溶液中的溶解度。 解：在純水中解：在純水中16spLmol109.3 cKS設(shè)在設(shè)在Na2SO4溶液中的溶解度為溶液中的溶解度為xmolL-1： BaSO4Ba2+ + SO42-x0.010 + xx=8.7 10-9molL-1-11108.70.01 cxcx在微溶電

8、解質(zhì)的飽和溶液中，參與不含有一在微溶電解質(zhì)的飽和溶液中，參與不含有一樣離子的易溶電解質(zhì)時(shí)，微溶電解質(zhì)的溶解樣離子的易溶電解質(zhì)時(shí)，微溶電解質(zhì)的溶解度將增大。這種作用稱(chēng)為鹽效應(yīng)。度將增大。這種作用稱(chēng)為鹽效應(yīng)。ClAg(AgCl)ap -ClAgaaKAgCl(s) Ag+ Cl- (AgCl)ClAgapKS(2)鹽效應(yīng)鹽效應(yīng)發(fā)生同離子效應(yīng)的同時(shí)，也會(huì)發(fā)生鹽效應(yīng)，發(fā)生同離子效應(yīng)的同時(shí)，也會(huì)發(fā)生鹽效應(yīng)，同離子效應(yīng)影響大。同離子效應(yīng)影響大。(3)酸堿效應(yīng)酸堿效應(yīng)溶液的酸度對(duì)沉淀溶解度的影響，稱(chēng)為酸溶液的酸度對(duì)沉淀溶解度的影響，稱(chēng)為酸堿效應(yīng)。堿效應(yīng)。 MmAn(s) mMn + nAmH+平衡挪動(dòng)方向平

9、衡挪動(dòng)方向OH-M(OH)、M(OH)2HA，H2A(4)配位效應(yīng)配位效應(yīng)由于沉淀解離出來(lái)的構(gòu)晶離子參與了配位反由于沉淀解離出來(lái)的構(gòu)晶離子參與了配位反響而使沉淀的溶解度增大的景象，稱(chēng)為配位響而使沉淀的溶解度增大的景象，稱(chēng)為配位效應(yīng)效應(yīng) 平衡挪動(dòng)方向平衡挪動(dòng)方向LML、ML2MmAn(s) mMn + nAm 當(dāng)溶液中當(dāng)溶液中Qc Ksp時(shí)，將會(huì)有時(shí)，將會(huì)有MmAn沉淀析出，沉淀析出，直至直至MmAn 與其飽和溶液到達(dá)平衡。與其飽和溶液到達(dá)平衡。 二、溶度積規(guī)那么二、溶度積規(guī)那么 MmAn mMnnAmnmmnccQ Ar,Mr,c離子積離子積 在在0.10molL-1Mg2+溶液參與等體積溶液

10、參與等體積0.10molL-1HF溶液，有無(wú)溶液，有無(wú)MgF2沉淀生成？不要沉淀生成？不要生成生成MgF2沉淀，需將溶液沉淀，需將溶液H+增大至多少以上？增大至多少以上？( )不要不要MgF2沉淀生成：沉淀生成：解：解：34102 . 41053. 305. 0F MgFsp,723c2108 . 8)102 . 4(050. 0KQ 511Fr,1085. 305. 01042. 7 c154Lmol46. 01085. 305. 01053. 3H 有有MgF2沉淀生成。沉淀生成。-11MgFsp,1042. 72 K4HFa,1053. 3 K例、例、 4.2 沉淀反響的利用與控制沉淀反

11、響的利用與控制一、沉淀的生成一、沉淀的生成沉淀的生成、沉淀的溶解、沉淀的轉(zhuǎn)化、分步沉淀沉淀的生成、沉淀的溶解、沉淀的轉(zhuǎn)化、分步沉淀原理：增大構(gòu)晶離子濃度，使原理：增大構(gòu)晶離子濃度，使QcKsp措施：參與過(guò)量沉淀劑；措施：參與過(guò)量沉淀劑； 調(diào)理溶液的調(diào)理溶液的pH。例、例、 知知Fe(OH)3的規(guī)范溶度積常數(shù)為的規(guī)范溶度積常數(shù)為2.7910-39。計(jì)算。計(jì)算0.0lmolL1Fe3+溶液開(kāi)場(chǎng)生成溶液開(kāi)場(chǎng)生成Fe(OH)3沉淀及沉淀完全通常指沉淀及沉淀完全通常指c(Fe3+)105molL1時(shí)的時(shí)的pH。 pOHlg6.53101312.191333933r3spr106.530.01102.79

12、FeOHFeOH ）（）（）（cKcFe(OH)3開(kāi)場(chǎng)沉淀所需開(kāi)場(chǎng)沉淀所需OH-的最低相對(duì)濃度：的最低相對(duì)濃度：解：解：pH14.00pOH14.0012.191.81pOH=lg6.53101211.19要使溶液中的要使溶液中的Fe3+沉淀完全，那么溶液中沉淀完全，那么溶液中OH-最小相對(duì)濃度為：最小相對(duì)濃度為：123539r106.5310102.79OH ）（c經(jīng)過(guò)調(diào)理溶液的經(jīng)過(guò)調(diào)理溶液的pH，可到達(dá)控制沉淀的生，可到達(dá)控制沉淀的生成的目的。成的目的。pH=14.00pOH14.0011.192.81 檢查蒸餾水中檢查蒸餾水中Cl允許限量時(shí)，取水樣允許限量時(shí)，取水樣50.0mL，加稀硝酸

13、，加稀硝酸5滴及滴及0.l00molL1 AgNO3溶液溶液1.00mL，放置半分鐘，溶液如不，放置半分鐘，溶液如不發(fā)生渾濁為合格。求蒸餾水中發(fā)生渾濁為合格。求蒸餾水中Cl的允許限量。的允許限量。131Lmol101.961.00mL50.0mL1.00mLL0.100mol)(Ag c8310rspr109.03101.96101.77)Ag(AgCl)(Cl cKc解：解： AgClAgCl(s)spK溶液不發(fā)生渾濁，一定溶液不發(fā)生渾濁，一定Qc即合格蒸餾水中即合格蒸餾水中Cl濃度應(yīng)不大于濃度應(yīng)不大于9.03l08molL1例、例、二、二、 沉淀的溶解降低離子濃度，使沉淀的溶解降低離子濃度

14、，使QcKsp)生成弱電解質(zhì)使沉淀溶解生成弱電解質(zhì)使沉淀溶解Mg(OH)2(s) Mg2+ 2OH-2NH4Cl = Cl- 2NH4+2NH3H2OAgCl(s) Ag+ + Cl-2NH3Ag(NH3)2+構(gòu)成配合物使沉淀溶解構(gòu)成配合物使沉淀溶解發(fā)生氧化復(fù)原反響使沉淀溶解發(fā)生氧化復(fù)原反響使沉淀溶解 CuS(s) Cu2+ S2-HNO3S+NO三、沉淀的轉(zhuǎn)化三、沉淀的轉(zhuǎn)化 -23COs4CaSO ）（-24SO) s (3CaCO K越大，轉(zhuǎn)化越容易、越徹底。越大，轉(zhuǎn)化越容易、越徹底。4953sp4sp2232242324101.471036. 31093. 4)(CaCO)(CaSOCa

15、COCaSOCOSO KKK四、分步沉淀四、分步沉淀當(dāng)溶液中有兩種或兩種以上離子可與同一當(dāng)溶液中有兩種或兩種以上離子可與同一沉淀劑生成沉淀時(shí)，只需緩慢參與沉淀劑，沉淀劑生成沉淀時(shí)，只需緩慢參與沉淀劑，沉淀就會(huì)按先后順序從溶液中析出。這種沉淀就會(huì)按先后順序從溶液中析出。這種按先后順序沉淀的景象，稱(chēng)為分步沉淀。按先后順序沉淀的景象，稱(chēng)為分步沉淀。 往含有往含有0.10molL-1Cl-和和0.10molL-1I-的的溶液中，逐滴參與溶液中，逐滴參與AgNO3溶液。溶液。1哪種哪種離子先沉淀？離子先沉淀？2能否用逐滴參與能否用逐滴參與AgNO3溶液的方法將溶液的方法將Cl-和和I-分別？分別？例、例、910rspr,1101.80.10101.8)Cl(AgCl)(Ag cKc解解: 設(shè)開(kāi)場(chǎng)生成設(shè)開(kāi)場(chǎng)生成AgCl沉淀所需沉淀所需Ag+濃度為濃度為cr,1(Ag+)，開(kāi)場(chǎng)生成開(kāi)場(chǎng)生成AgI沉淀所需沉淀所需Ag+濃度為濃度為cr,2(Ag+) 。根據(jù)。根據(jù)溶度積規(guī)那么，要生成沉淀，必需溶度積規(guī)那么，要生成沉淀，必需Qc Ksp ，那，那么：么：AgI先沉