大连理工大学无机化学课件第06章

第六章沉淀-溶解平衡§6.4沉淀的转化§6.2沉淀的生成和溶解§6.1溶度积常数§6.3pH对沉淀-溶解平衡的影响§6.1溶度积常数6.1.2溶度积和溶解度间的相互换算6.1.1溶度积无机化学基础教程在一定温度下，将难溶电解质晶体放入水中时，就发生溶解和沉淀两个过程。6.1.1溶度积在一定条件下，当溶解和沉淀速率相等时，便建立了一种动态的多相离子平衡，可表示如下：溶解)(aqSO(aq)Ba(s)BaSO2424沉淀无机化学基础教程mnnmmn)}(B{)}(A{)B(A=ccKsp一般沉淀反应：—溶度积常数，简称溶度积。Ksp(aq)mB(aq)nA(s)BAnmmn)}(SO)}{(Ba{)BaSO(2424=cc可简写为：Ksp])/(SO][)/(Ba[)BaSO(2424=ccccKsp无机化学基础教程1.由溶解度计算溶度积6.1.2溶度积和溶解度间的相互换算在溶度积表达式中，离子浓度必须是物质的量浓度，其单位为mol·L-1。而溶解度单位往往为，g/100gH2O或其它的表示方式，如：g/L或mol/L。难溶电解质饱和溶液是极稀的溶液，可认为溶液的密度近似等于水的密度。在进行溶度积和溶解度的相互换算时，必须注意将溶解度的单位转换为mol·L-1。无机化学基础教程例6-1：25oC，将固体AgCl放入纯水中，达到沉淀-溶解平衡时，测得AgCl的溶解度为1.92×10-3g·L-1。试求该温度下AgCl的溶度积。)L/(mol1ss平衡浓度3.143Mr(AgCl)=解：已知1313Lmol1034.1Lmol3.1431092.1×=×=s)aq(Cl(aq)AgAgCl(s)1021080.1)}Cl()}{Ag({)AgCl(×===sccKsp无机化学基础教程2)L/(mol1xx平衡浓度42331.7)CrOMr(Ag=1215Lg102.2Lg331.7105.6×=××=s5312105.6,4101.1×==×xx例6-2：已知25oC时Ag2CrO4的溶度积为1.1×10-12，试求Ag2CrO4(s)在水中的溶解度(单位：g·L-1)。)aq(CrO(aq)2Ag(s)CrOAg442224242)}CrO({)}Ag({)CrOAg(=ccKsp解：2.由溶度积计算溶解度无机化学基础教程)CrOAg()AgCl(42ss不同类型的难溶电解质不能直接用溶度积比较其溶解度的相对大小。*相同类型的难溶电解质,其大的s也大。Ksp)CrOAg()AgCl(42KspKsp分子式溶度积溶解度/AgBrAgIAgCl5105.610108.1?13100.5?17103.8?12101.1?10101.9?7101.7?5103.1?Ag2CrO4(molL-1)§6.2沉淀的生成与溶解6.2.2同离子效应与盐效应6.2.1溶度积规则6.2.2分步沉淀无机化学基础教程mnnmccJ)}(B{)}A({=沉淀溶解平衡的反应商判据,即溶度积规则：6.2.1溶度积规则(aq)mB(aq)nA(s)BAnmmn☆J平衡向左移动，沉淀析出；Ksp☆J=处于平衡状态，饱和溶液；Ksp☆J平衡向右移动，无沉淀析出；若原来有沉淀存在，则沉淀溶解。Ksp无机化学基础教程6.0×10-4mol·L-1。若在40.0L该溶液中，加入2.40L0.010mol·L-1BaCl2溶液。(1)试判断是否能生成BaSO4沉淀；(2)如果有BaSO4沉淀生成，计算平衡时溶液中的浓度。)(SO24c)SO(24c例6-3：25℃时，某溶液中，为1414240Lmol107.5Lmol2.4040.040.0106.0)SO(==c104sp101.1)BaSO(=K解：(1)14120Lmol107.5Lmol2.4040.040.20.010)Ba(==c无机化学基础教程4107.54107.5)L/(mol1开始浓度x)L/(mol1平衡浓度(aq)SO(aq)Ba(s)BaSO242415242Lmol100.1)SO()Ba(==cc5100.1=xx=x2=1.1×10-10)}(SO)}{(Ba{)BaSO(2424=ccKsp7102.3=24)107.5(=)}Ba()}{SO({20240=ccJBaSO4sp沉淀析出。，所以有KJ(2)无机化学基础教程6.2.2同离子效应与盐效应1.同离子效应在难溶电解质溶液中加入与其含有相同离子的易溶强电解质，而使难溶电解质的溶解度降低的作用。(aq)SO(aq)Ba(s)BaSO2424无机化学基础教程例6-4：计算25℃时Ag2CrO4晶体在0.010mol·L-1K2CrO4溶液中的溶解度。x.x01002)L/(mol1浓度平衡0.0100)L/(mol1浓度初始解：(aq)CrO(aq)2Ag(s)CrOAg244215Lmol106.5=s纯水中16421Lmol102.5CrOKLmol010.0=s中6102.5=x010.0010.0xx很小12sp2101.1)010.0()2(==Kxx盐效应：在难溶电解质溶液中，加入易溶强电解质而使难溶电解质的溶解度增大的作用。2.盐效应无机化学基础教程①当时，增大，s(PbSO4)显著减小，同离子效应占主导；1240L0.04mol)(SOc)(SO24c②当时，增大，s(PbSO4)缓慢增大，盐效应占主导。1240L0.04mol)(SOc)(SO24cc(Na2SO4)/(molL-1)00.0010.010.020.040.1000.200S(PbSO4)/(mmolL-1)0.150.0240.0160.0140.0130.0160.023无机化学基础教程ClLmol100.1ILmol100.11313313AgNOLmol100.1逐滴加入后析出先析出AgCl(s)AgI(s)1L溶液6.2.3分步沉淀实验：无机化学基础教程I1)Ag(cCl2)Ag(c114Lmol103.8=I1)Ag(c7108.1=1LmolCl2)Ag(c开始沉淀时：AgCl-15-110Lmol100.1Lmol106.4=)I(cI1)}Ag({c317101103.8=)}(I{(AgI)sp=cKCl2)}Ag({c310101108.1=)}(Cl{(AgCl)sp=cK)}I({c)}(Ag{(AgI)2sp=cK717108.1103.8=无机化学基础教程分步沉淀的次序：①与的大小及沉淀的类型有关沉淀类型相同，被沉淀离子浓度相同，小者先沉淀，大者后沉淀；沉淀类型不同，要通过计算确定。KspKspKsp也可能先析出时当AgCl,)I()Cl(cc②与被沉淀离子浓度有关无机化学基础教程先析出时当AgCl,)I(102.2)Cl(6×cc)(I102.26×=c)(Ag)Ag(I2Cl1cc)I()(AgI)Cl()(AgClspspcKcK)I(103.8108.1)I()(AgI)(AgCl)Cl(1710spsp××=ccKKc无机化学基础教程24CrO例6-5：某溶液中含有0.10mol.L-1Cl－和1.0×10-3mol.L-1。通过计算说明：(1)当逐滴加入AgNO3溶液时，哪一种沉淀先析出？(2)当第二种沉淀析出时，第一种离子是否已被沉淀完全？(忽略由于加入AgNO3溶液所引起的体积变化)无机化学基础教程Cl1)(Agc24CrO2)(Agc先析出所以AgCl19Lmol108.1=Cl1)(Agc15Lmol103.3=24CrO2)(Agc解：析出AgCl(s)所需的最低Ag+浓度Cl1)}(Ag{c10.0108.110=)}Cl({(AgCl)sp=cK24CrO2)}(Ag{c0010.0101.112=)}(CrO{)CrO(Ag2442sp=cK无机化学基础教程,CrOAg42开始析出时当)}Cl({c510103.3108.1=)}(Ag{(AgCl)2sp=cK16Lmol105.5=5100.11Lmol)Cl(c≤6.3.1pH对难溶金属氢氧化物沉淀-溶解平衡的影响§6.3pH对沉淀-溶解平衡的影响无机化学基础教程)(aqOH(aq)M(s)M(OH)nnnnncKc)M()OH(sp=sp2OHOHHKJJ使加酸，nncKc)M()OH(0sp开始沉淀≥nKc5sp100.1)OH(沉淀完全≥6.3.1pH对难溶金属氢氧化物沉淀-溶解平衡的影响无机化学基础教程2.826.85pH可将pH值控制在2.82~6.85之间Fe3+沉淀完全Ni2+开始沉淀例：在含有0.10mol·L-1Fe3+和0.10mol·L-1Ni2+的溶液中，欲除掉Fe3+，使Ni2+仍留在溶液中，应控制pH为多少?2.82102.8Fe(OH)3936.85105.0Ni(OH)162解：c(Fe3+)≤10-5pHpHsp沉淀完全开始沉淀K≥≥无机化学基础教程例6-6：在0.20L的0.50mol·L-1MgCl2溶液中加入等体积的0.10mol·L-1氨水溶液。(1)试通过计算判断有无Mg(OH)2沉淀生成。(2)为了不使Mg(OH)2沉淀析出，加入NH4Cl(s)的质量至少为多少？(设加入固体NH4Cl后溶液的体积不变)cL0.050mol)(NH130=cL0.25mol)Mg()1(120=xxx0.050)Lmol/(1平衡浓度000.050)Lmol/(1初始浓度解：14Lmol109.5)OH(×=c4105.9×=x)aq(OH)aq(NH)l(OH)aq(NH423532108.1)NH(050.0×==xxKb无机化学基础教程724220103.2)105.9(25.0)}OH()}{Mg({===ccJ112108.1)Mg(OH)(×=Ksp沉淀析出。所以有，2Mg(OH)JKsp0c0.0506606105.4105.4105.4050.0)L(mol/1c×××平衡浓度g3.4g)5.5340.020.0()ClNH(4==mMg(OH))2(2J＜沉淀析出，为了不使Ksp423(aq)OH(aq)NHO(l)H(aq)NH140506Lmol20.0)NH(108.1050.0105.4==cc53.5Cl)(NH4r=M25.0101.5)Mg()(Mg(OH))＜OH(1222×=ccKsp=4.510-6无机化学基础教程95109.4101.7=4104.1=(aq)SO(s)aCOC(aq)CO(s)CaSO243234)(Ca)(CO)(Ca)(SO223224=ccccK)(CaCO)(CaSO3sp4spKK=§6.4沉淀的转化无机化学基础教程7101.7=xx)Lmol/(1平衡浓度010.0)CONa(320c1Lmol010.017Lmol)010.0101.7(=例6-8：若使0.010mol的CaSO4在1.0LNa2CO3溶液中全部转化为CaCO3，试计算Na2CO3溶液的初始浓度。解：(aq)SO(s)CaCO(aq)CO(s)CaSO2432344104.1010.0