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文檔簡介

1沉淀平衡2平衡移動T同離子效應(溶解度)鹽效應(溶解度)BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq)多相平衡固相液相未溶解(s)溶解平衡平衡

規(guī)則

規(guī)則應用沉淀生成分步沉淀沉淀溶解概述:3一、溶度積和溶度積規(guī)則二、影響沉淀平衡的因素三、溶度積規(guī)則的應用沉淀平衡4難溶電解質

s<0.01g/100gH2O微溶電解質0.01g<s

<0.1g/100gH2O易溶電解質

s

>0.1g/100gH2O本章研究對象溶解度:一定溶劑中溶解溶質的量以水為介質,溶解度分類為:一、難容電解質的溶度積

1、溶解度(s)5BaSO4(s)Ba2++SO42-

溶解沉淀(未溶解固體)(溶液中的離子)溶度積常數(shù)——

難溶電解質飽和溶液中離子濃度(活度)的冪次方的乘積。[BaSO4]為常數(shù),并入Kθ,得oo2、溶度積常數(shù)6AnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq)=[Am+]n[Bn-]m(嚴格取a)注意:

2.濃度的指數(shù)為B(配平)3.濃度單位為mol.L-1

4.稀溶液ca微溶、難溶電解質5.同類型的難溶鹽,,sAB型、AB2型、A2B型、AB3型等7設溶解度smol.L-1AnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq)[Am+]=ns[Bn-]=ms=[Am+]n[Bn-]m=(ns)n(ms)m=nnmmsn+m3.和溶解度s換算AB型:

CaSO4(s),已知溶解度sCaSO4(s)Ca2+(aq)+SO42-(aq)[Ca2+]=s[SO42-]=s=[Ca2+][SO42-]=s.s=s28Fe(OH)3(s)Fe3+(aq)+3OH-(aq)[Fe3+]=s[OH-]=3sAB3型:

Fe(OH)3(s),=3.0010-38,求溶解度s不同類型難溶電解質的換算關系不同9例1:

AgI(s)Ag++I-

若已知:

s=9.11×10-9mol·L-1例2:

Ag2CrO4(s)2Ag++CrO42-

若已知:

=

1.12×10-12則:

=s2=(9.11×10-9)2=8.30×10-17mol2·L-2o則:

=s(2s)2=1.12×10-12s=6.50×10-5mol·L-1o10

smol·L-1AgCl1.77×10-101.34×10-5AgBr

4.95×10-157.00×10-7Ag2CrO41.12×10-126.50×10-5結論:同類型,由比較溶解度大小。不同類型,不能由比較溶解度大小,計算s后,由s大小判斷。溶解度大?。?/p>

Ag2CrO4>AgCl>AgBr11設瞬時濃度積[Ca2+][SO42-]=QQ>

過飽和,平衡向左移動,沉淀生成=

飽和,動態(tài)平衡

<

未飽和,沉淀溶解4.規(guī)則CaSO4(S)Ca2+(aq)+SO42-(aq)12二、影響沉淀平衡的因素1、同離子效應s

在沉淀平衡體系中,若加入含有體系中共同離子的易溶強電解質,使難溶電解質溶解度降低的效應,稱同離子效應。13AgCl(s)Ag++Cl-加入NaClNa++Cl-規(guī)律:平衡左移,AgCl(s)的溶解度降低。

應用:利用同離子效應,即增加沉淀劑用量,使被測組分沉淀完全。

14例:已知=3.40×10-11,MrCaF2=78.1g/mol1)試計算在0.250L水中能溶解多少克CaF2?

2)若在0.250L,0.10mol·L-1Ca(NO3)2溶液中,

則又能溶解多少CaF2克?∴=[Ca2+][F-]2=x(2x)2=4x3

3.40×10-11=4x3

x=2.00×10-4mol·L-1平衡時:x2xCaF2的克數(shù)=2.0×10-4×0.250×78.1=3.90×10-3g解:1)設水中溶解CaF2的溶解度為xmol?L-1CaF2(s)Ca2++2F-15

(2)設在Ca(NO3)2中CaF2

的溶解度為ymol·L-1Ca(NO3)2Ca2++

2NO3-CaF2(s)Ca2++2F-

∴=(0.10+y)·(2y)2=3.40×10-11∴y=9.20×10-6mol·L-1在0.250LCa(NO3)2中溶解CaF2的量為:9.20×10-6×0.250

×

78.1=1.80×10-4(g)平衡時:(0.10+y)

2y16

水中Ca(NO3)2中溶解量

3.90×10-3

1.80×10-4比較:結論:由于同離子效應,使CaF2溶解度降低。

0.10mol·L-117I,

i,a=c,平衡右移,s2.鹽效應sAl(NO3)3Ag2SO4(=1.58×10-5)Ag2SO4(s)2Ag++SO42-Al(NO3)3Al3++3NO3-規(guī)律:鹽效應使難溶物的溶解度略微增大181)考慮鹽效應

加入溶液中不存在的強電解質

2)同離子效應與鹽效應有時會同時存在如:在PbSO4中加入不同濃度Na2SO4時所產(chǎn)生的現(xiàn)象Na2SO400.0010.010.020.040.100.200.50(mol?L-1)PbSO41.520.240.150.140.130.160.230.23(mol?L-1)溶解度×10-4同離子效應使溶解度下降

鹽效應使溶解度上升

最小注意:193、酸效應

AnBm(s)nAm++mBn-+H++OH-+OH-+H+規(guī)律:對弱酸鹽,增加酸度,可增加溶解度204、配合效應

例:

AgClAg++Cl-+NH3規(guī)律:加入配合劑,使難溶物的溶解度增大[Ag(NH3)2]+211)對無配合反應的強酸鹽沉淀主要考慮:同離子效應和鹽效應如:BaSO43)對有配合反應,尤其能生成穩(wěn)定配合物

主要考慮:配合效應2)對弱酸鹽或難溶酸鹽沉淀

主要考慮:酸效應如:CuS結論:22三、溶度積規(guī)則的應用1.沉淀生成,沉淀完全的條件例2:在H2S的飽和溶液中含有Fe2+,若1升中含11gFe2+,試問在多少pH值下才不生成FeS沉淀?(H2S的飽和溶液的濃度為0.1mol?L-1)H2S分析:教材P192例623例3:70ml0.001mol?L-1MgCl2溶液,加入10ml0.1mol?L-1HCl和20ml0.1mol?L-1NH3.H2O,問:(1)能否產(chǎn)生Mg(OH)2?(2)若不能產(chǎn)生沉淀,則若要產(chǎn)生Mg(OH)2,開始加入的

NH3.H2O濃度至少為多少?,24計算[OH-]:緩沖液HCl+NH3.H2O

(NH4+

NH3余

)[OH-](1)分析:例3:70ml0.001mol?L-1MgCl2溶液,加入10ml0.1mol?L-1HCl和20ml0.1mol?L-1NH3.H2O,問:(1)能否產(chǎn)生Mg(OH)2?由已知條件求混合液中[Mg2+],當[Mg2+][OH-]2,則產(chǎn)生沉淀,首先計算[Mg2+],[OH-]25解:(1)混合后[NH4+]生成=100.1/100=0.01mol?L-1[NH3]余=(20-10)0.1/100=0.01mol?L-1[Mg2+]=0.00170/100=7.0010-4mol?L-1[Mg2+][OH-]2=7.0010-4(1.810-5)2=2.310-13<不產(chǎn)生沉淀NH3+H+NH4+NH3+H2ONH4++

OH-

例3:70ml0.001mol?L-1MgCl2溶液,加入10ml0.1mol?L-1HCl和20ml0.1mol?L-1NH3.H2O,問:(1)能否產(chǎn)生Mg(OH)2?26(2)分析:溶液為

NH4+

NH3緩沖液,由[OH-]可知[NH4+]

,

NH3+H2ONH4++

OH-,過量NH3水解產(chǎn)生的NH3與HCl中和生成的+(2)若要產(chǎn)生Mg(OH)2,開始加入的NH3.H2O濃度至少為多少?當[Mg2+][OH-]2,產(chǎn)生沉淀,[Mg2+]為定值,計算所需[OH-];([NH3]初即要產(chǎn)生Mg(OH)2,開始至少需加入的

NH3.H2O的濃度)[NH3]初=[NH3]平+[NH3]中和量+[NH3]水解量然后求[NH3]平例3:70ml0.001mol?L-1MgCl2溶液,加入10ml0.1mol?L-1HCl和

20ml0.1mol?L-1NH3.H2O,問:27解:(2)[Mg2+][OH-]2=平衡/mol?L-1

x

0.01+8.9510-58.9510-5[NH3]初=0.0497+

0.01

+8.9510-50.0597mol?L-1[NH3]平=x=0.0497mol?L-1NH3

+H2ONH4+

+OH-平衡存在中和消耗水解產(chǎn)生28Mn+沉淀完全的條件:

[Mn+]≤10-5mol?L-1總結:要使沉淀完全:

1)利用同離子效應,加入過量沉淀劑。

2)將沉淀物轉化成更小的物質。o29原則:同類型越小的物質越易先沉淀分步沉淀的順序取決于:

沉淀物溶度積大小被沉淀離子的濃度混合離子+沉淀劑組分離子先后沉淀應用:選擇性沉淀,物質的分離、除雜

2.沉淀的順序:(分步沉淀)30例:I-和Cl-的濃度均為0.01mol?L-1的溶液中,逐滴加入AgNO31)問何種離子先沉淀?

2)欲改變沉淀次序,應采用何法?

o解:先根據(jù)值定性判斷,查表得:∴初步判斷AgI先沉淀∵<oooo31再由計算證實:使AgI

所需使AgCl

所需隨AgNO3滴入,先出現(xiàn)淡黃色AgI

,當繼續(xù)至溶液中[Ag+]=1.77×10-8mol·L-1時,會出現(xiàn)白色AgCl

。32當出現(xiàn)AgCl

時,溶液中還有無I-?殘留的I-離子比例為=o可認為基本已無I-33要改變次序使AgCl先沉淀,只有增加[Cl-]若[I-]=0.01mol·L-1,則[Cl-]=2.08×106mol·L-1

結論:1)同類型,濃度相同的混合物中,加入沉淀劑,則小的先沉淀。

2)不同濃度物質,Q先達到先沉淀。oo34o關鍵:降低溶液中離子濃度,使Q<沉淀溶解化學方法中常用:

a)酸堿溶解法氫氧化物OH-H2O

碳酸鹽CO32-+H3O+

H2CO3CO2

硫化物S2-

H2S+H2O3、沉淀的溶解方法:1)通過化學反應降低離子濃度或束縛離子

2)改變溫度35

b)配合溶解法

又如:AgCl(s)Ag++Cl-+NH3[Ag(NH3)2]+關鍵:加入配合劑,與溶液中離子形成配合物36對特小的難溶物,常需將幾種方法結合

HgS(s)Hg2++S2-

例如PbSPb2++SCuSCu2++S+HNO3如:HgS+HCl+HNO3

[HgCl4]2-+S+NO+H2OCl-

HNO3

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