沉淀溶解平衡及在分析化学中的应用

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1、第五章沉淀溶解平衡及在分析化学中的应用5.1沉淀溶解平衡5.2溶度积原理的应用5.3重量分析法5.4沉淀滴定法学习要求1.掌握溶度积的概念、溶度积与溶解度的换算。2.了解影响沉淀溶解平衡的因素，利用溶度积原理判断沉淀的生成及溶解。3.掌握沉淀溶解平衡的有关计算。4.掌握沉淀滴定法的原理及主要应用。5.了解重量分析法的基本原理和主要步骤。6.熟悉重量分析法结果计算的方法。5.1　沉淀溶解平衡5.1.1溶度积常数难溶电解质在水中会发生一定程度的溶解，当达到饱和溶液时，未溶解的电解质固体与溶液中的离子建立起动态平衡，这种状态称之为难

2、溶电解质的溶解——沉淀平衡。例如，将难溶电解质AgCl固体放入水中，当溶解和沉淀的速度相等时，就建立了AgCl固体和溶液中的Ag+和Cl-之间的动态平衡，这是一种多相平衡,它可表示为：AgCl(s)=Ag+(aq)+Cl-(aq)该反应的标准平衡常数为:K＝c(Ag+)·c(Cl-)一般的难溶电解质的溶解沉淀平衡可表示为:AnBm(s)=nAm+(aq)+mBn-(aq)KSP＝c(Ａｍ＋)n·c(Bn-)m溶度积常数KSP▼KSP值的大小反映了难溶电解质的溶解程度。▼其值与温度有关，与浓度无关。5.1.2溶度积和溶解度

3、的相互换算由溶解度求算溶度积时，先要把溶解度换算成物质的量浓度。例5-1氯化银在25℃时溶解度为0.000192g／100gH2O，求它的溶度积常数。解：因为AgCl饱和溶液极稀，可以认为1gH2O的体积和质量与1mLAgCl溶液的体积和质量相同，所以在lLAgCl饱和溶液中含有AgCl0.00192g，AgCl的摩尔质量为143.4g·mol-1,将溶解度用物质的量浓度为表示为：溶解的AgCl完全电离，故c(Ag+)=c(Cl-)＝1.34×10-5mol·L-1，所以KSP(AgCl)＝c(Ag+)·c(Cl-)=(1.3

4、4×l0-5)2＝1.8×10-10例5-2在25℃时，Ag2CrO4的溶解度是0.0217g.L-1,试计算Ag2CrO4的KSP。解：由Ag2CrO4的溶解平衡Ag2CrO4(s)＝2Ag+(aq)+CrO42-(aq)平衡时浓度/mol.L-12SS可得KSP=c(Ag+)2·c(CrO42-)=(2S)2·S=4S3=4×(6.54×10-5)3=1.12×10-12例5-3在25°C时AgBr的KSP=5.35×10-13，试计算AgBr的溶解度(以物质的量浓度表示)解：溴化银的溶解平衡为:AgBr(s)=Ag+

5、(aq)+Br-(aq)设AgBr的溶解度为S，则c（Ag+）＝c(Br-)＝S得KSP=c(Ag+)·c(Br-)＝S·S＝5.35×1O-13所以即AgBr的溶解度为7.31×10-7mol·L-1注意：溶解度与溶度积进行相互换算是有条件的。（1）难溶电解质的离子在溶液中应不发生水解、聚合、配位等反应。（2）难溶电解质要一步完全电离。对同类型的难溶电解质，可用溶度积Ksp的大小来比较溶解度s的大小。但不同类型的难溶电解质则不宜直接用溶度积Ksp的大小来比较溶解度s的大小。如CaCO3AgClAg2CrO4Ksp8.7×10

6、-91.56×10-109×10-12S9.4×10-51.25×10-51.31×10-4溶解度的比较5.2溶度积原理的应用5.2.1溶度积原理AnBm(s)=nAm+(aq)+mBn-(aq)KSP＝c(Ａｍ＋)n·c(Bn-)mQi=c(Am+)n·c(Bn-)mKSP与Qi的意义：KSP表示难溶电解质沉淀溶解平衡时饱和溶液中离子浓度的乘积。在一定温度下KSP为一常数。Qi则表示任何情况下离子浓度的乘积，其值不定。溶度积原理：Qi＞KSP时，溶液为过饱和溶液，沉淀析出。Qi＝KSP时，溶液为饱和溶液，处于平衡状

7、态。Qi＜KSP时，溶液为未饱和溶液，沉淀溶解。例5-4将等体积的4×10-3mo1·L-1的AgNO3和4×10-3mo1·L–1K2CrO4混合，有无Ag2CrO4沉淀产生?已知KSP(Ag2CrO4)＝1.12×10-12。解：等体积混合后,浓度为原来的一半。c(Ag+)=2×10-3mol·L-1;c(CrO42-)＝2×10-3mol·L-1Qi＝c2(Ag+)·c(CrO42-)＝(2×l0-3)2×2×l0-3＝8×l0-9＞KSP(CrO4-2)所以有沉淀析出5.2.2同离子效应和盐效应例5-5已知室温下B

8、aSO4在纯水中的溶解度为1.07×10-10mol·L-1，BaSO4在0.010mol·L-1Na2SO4溶液中的溶解度比在纯水中小多少?已知KSP(BaSO4)＝1.07×10-10解：设BaSO4在0.010mol·L-1Na2SO4溶液中的溶解度为x