无机及分析化学教学课件4溶液中的化学平衡(2)-溶解沉淀电离平衡.pptx

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1、1溶解-沉淀平衡Precipitation–DissolutionEquilibriumAgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)热力学基础23溶解-沉淀平衡中的几个基本问题盐类溶解平衡常数与溶解度的关系利用溶度积规则判断沉淀的生成与溶解利用溶度积规则设计分离溶液中离子的方法(选择沉淀剂种类,浓度及溶液pH值的控制)沉淀的转化和溶解的方法4例1(1)BaSO4在298K时的溶解度是0.000242g/100g求BaSO4的溶度积常数Ksp(2)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)例2(1)将等体积的4×10-3

2、mo1·L-1的AgNO3和4×10-3mo1·L-1的K2CrO4混合,有无Ag2CrO4沉淀产生?(2)0.1mo1·L-1的Fe3+和Mg2+分别在什么pH下开始沉淀?(3)0.5g的BaCrO4能否在100mlpH=1.0的盐酸溶液中完全溶解(4)要使0.1mol的MnS和CuS完全溶于1L盐酸中,求所需盐酸的最低浓度是多少?例3在1.0mo1·L-1的Co2+溶液中,含有少量Fe3+杂质。问应如何控制pH值,才能达到除去Fe3+杂质的目的?例4(1)用FeS处理含Hg2+废水是否可行?FeS+Hg2+HgS+Fe2+(2)用什么方法可以溶解CaCO3,Z

3、nS,CuS,AgCl?51沉淀溶解平衡1.1溶度积常数通常将在100克水中溶解量小于0.01克的电解质称为难溶电解质。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,此时溶液为AgCl饱和溶液(saturatedsolution)。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(A

4、g+)·c(Cl-)6根据难溶化合物MA在水溶液中的溶解沉淀平衡关系:MAM++A-应用时将活度积作为溶度积。但是,如果溶液中的离子强度较大,则KSP和KSP相差就大了,活度积可以从化学手册上查得,也可通过吉布斯能数据计算得到。(如何计算?)7对于一般的难溶电解质MmAn的溶解沉淀平衡可表示为MnAm(s)=nMm+(aq)+mAn-(aq)溶度积通式为:MmAnmMn++nAM-KSP=c(Mn+)mc(Am-)n在一定温度时,难溶电解质的饱和溶液中,各离子活度幂次方的乘积为常数,该常数称为活度积常数,简称活度积(solubilityproduct),用符号K

5、SP表示。KSP值的大小反映了难溶解质的溶解程度,其值与温度有关,与浓度无关。而各离子浓度幂次方的乘积为溶度积KSP,其值与与温度有关外,还与溶液的离子强度有关。当溶液离子强度很低时,可用活度积常数KSP代替溶度积KSP81.2溶度积和溶解度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5-3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95-3在25℃时AgBr的K

6、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+(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=5.35×10-13所以即AgBr的溶解度为7.31×10-7mol·L-110对于MmAn型沉淀,溶度积计算式为:MmAnmMn++nAM-c(Mn+)mc(Am-)n=KSP设MmAn的溶解度为s,则C(Mn+)=ms,c(Am-)=ns代入上式得(ms)m(ns)n=KSP注意:当难溶电解质的离子在溶液中发生水解、聚

7、合、配位等反应,或存在同离子效应时,s与KSP之间的换算不能用以上简单的数学关系。11如CaCO3AgClAg2CrO4Ksp8.7×10-91.56×10-109×10-12s9.4×10-51.25×10-51.31×10-4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。122溶度积原理的应用2.1溶度积原理难溶电解质溶液中,其离子浓度幂次方的乘积称为离子积,用Qi表示,对于AnBm型难溶电解质,则Qi=cn(Am+)·cm(Bn-)(5-2)Qi>KSP

8、,沉淀析出

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