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第六章沉淀溶解平衡无机化学

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无机化学第六章 沉淀-溶解平衡

无机化学第六章 沉淀-溶解平衡
第六章
沉淀—溶解平衡 沉淀 溶解平衡
§ 6.1 溶解度和溶度积 § 6.2 沉淀的生成与溶解 § 6.3 两种沉淀之间的平衡
§ 6.1 溶解度和溶度积
6.1.1 溶解度 6.1.2 溶度积 6.1.3 溶解度和溶度积的关系
6.1.1 溶解度
在一定温度下,达到溶解平衡时,一 定量的溶剂中含有溶质的质量,叫做溶解 度通常以符号 S 表示. 对水溶液来说,通常以饱和溶液中每 100g 水所含溶质质量来表示,即以: g /100g水表示.
AgCl(s) → Ag+(aq) + Cl-(aq)
开始浓度/(molL-1) 变化浓度/(molL-1) 平衡浓度/ (molL-1) 平衡时:Ksp°(AgCl) = {c(Ag+)}{c(Cl-)} 0.020 0.020-x x 0.040 0.020-x 0.040-(0.020-x)
溶解度/ mol L 5 1.3 × 10 7 7.1 × 10
1
9.1 × 10 10
1.1 × 10
12
6.5 × 10
5
* 相同类型的难溶电解质,其 Ksp 大的 S 也大.
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. Ksp (AgCl) > Ksp (Ag 2CrO 4 ) S ( AgCl) < S ( Ag 2CrO 4 )
难溶金属硫化物的多相离子平衡: MS(s)
2 2
+ S2 (aq) M (aq) HS (aq) + OH (aq)
2+
强碱S : S (aq) + H 2 O(l) MS(s) + H2 O(l)
2+

沉淀-溶解反应解读

沉淀-溶解反应解读

安徽科技学院理学院《普通化学》教案（六）第六章 沉淀-溶解反应6.1难溶电解质的沉淀溶解平衡1、沉淀溶解平衡：当沉淀速率和溶解速率相等时就达到沉淀溶解平衡。

特点：反应的特点是在反应过程中伴随着物相的变化，属于多相平衡。

2、溶度积：以固体AgCl 置于水中为例：AgCl(s) Ag +(aq) + Cl －(aq)（1）饱和溶液：在一定温度下，AgCl 达到沉淀溶解平衡时的溶液。

对于任一难溶电解质的沉淀溶解平衡：A mB n (s) mA n+(aq) + nB m-(aq)K θsp = [c eq (A n+)/c Ө]m [c eq (B n －)/c Ө]n（6-1）（2）溶度积常数（溶度积）：K θsp 大小表示难溶电解质溶解趋势。

（3）K θsp 的特点：K θsp 与沉淀的量及离子的浓度变化无关；K θsp 随温度的升高而增大，但温度的影响并不显著。

（4）溶解度：难溶电解质在水中的溶解趋势还可以用溶解度s 来表示。

溶度积和溶解度可以互相换算，换算时必须注意浓度单位，要把溶解度的单位换算成物质的量浓度单位(即mol ∙dm －3)。

【例6.1】298K 时，AgCl 的溶解度为1.92×10-4g ／100gH 2O ，求该温度下AgCl 的K θsp 。

【解】 设AgCl 的溶解度为s ，溶度积为K θsp∵ = 1g ∙cm -3，∴ s = 1.01441092.14⨯⨯- = 1.33×10-5 mol ∙dm -3AgCl(s) Ag +(aq) + Cl -(aq)平衡浓度／mol ∙dm －3s sK θsp=[c eq (Ag +)/c Ө][c eq (Cl -)/c Ө]=(s/c Ө )2=(1.33×10-5)2=1.77×10-10【例6.2】 己知室温时K θsp (BaSO 4)=1.07×10－10、K θsp[Mg(OH)2]＝5.61×10-12、 K θsp(Ag 2CrO 4)＝1.12×10-12，求它们的溶解度s 。

无机化学第六章

无机化学第六章
3
s[Mg(OH) 2 ] =
3
K sp [Mg(OH) 2 ] 2 ×1
2 −12
c
5.1×10 = mol ⋅ L−1 4 = 1.1×10−4 mol ⋅ L−1
对于同类型的难溶强电解质，标准溶度积常 数越大，溶解度也就越大。但对于不同类型的难 溶强电解质，不能直接用标准溶度积常数来比较 溶解度的大小，必须通过计算进行比较。
= (v+ s / c )v+ ⋅ (v− s / c )v− = (v+ )v+ ⋅ (v− )v− ⋅ ( s / c )v+ + v−
v+ + v−
s = c
Ksp (v+ )v+ ⋅ (v− )v−
例题
例 6-1 已知 25 ℃ 时 BaSO4 的溶解度为 1.05× 10-5 mol·L-1 ，试求该温度下 BaSO4 的标准溶度积常 数。 解：BaSO4 为 1-1 型难溶强电解质，其标准溶度 积常数为：
（二） 发生氧化还原反应使沉淀溶解
在含有难溶强电解质沉淀的饱和溶液中加入 某种氧化剂或还原剂，与难溶电解质的阳离子或 阴离子发生氧化还原反应，使 J < Ksp ，导致难溶 强电解质的沉淀溶解。
（三） 生成配位个体使沉淀溶解
在含有难溶强电解质沉淀的饱和溶液中加入 某种电解质，与难溶强电解质的阳离子或阴离子 生成配离子，使 J < Ksp ，导致难溶电解质沉淀溶 解。
⋅
1.6 ×10−24 = = = 2.5 ×10−3 K a1 (H 2S) ⋅ K a2 (H 2S) 8.9 ×10−8 × 7.1×10−15
由反应式可知，当 0.010 mol ZnS 溶解在 1.0 L 盐酸 中， Zn2+ 和 H2S 的平衡浓度均为 0.010 mol·L－1。溶 液中 H+ 相对浓度为：

无机化学第6章 难溶强电解质的沉淀-溶解平衡

无机化学第6章 难溶强电解质的沉淀-溶解平衡
✓ Ksp反映的方程式，难溶电解质在反应物的 位置，即方程式的左边
常见难溶强电解质的溶度积
二、标准溶度积常数与溶解度 的关系
一定温度下，溶度积和溶解度都可表示难 溶电解质在水中的溶解能力。
若溶解度s 的单位用mol.L-1，称为摩尔溶 解度。
注意：推导若溶度积和溶解度关系时， 溶解度采用摩尔溶解度。
2. 溶度积与溶解度
二、标准溶度积常数与溶解度的关系
难溶强电解质Mv Av饱和溶液中存在沉淀-溶解平衡：
MvAv (s) vMz (aq) vAz (aq)
1－2型
如：Ag2CrO4 (s) 2Ag+ (aq) + CrO42- (aq)
2s
s
Ksp ={ceq (Ag+ )}2 {ceq (CrO42- )}＝ (2 s)2 (s)
Question
我们常说的沉淀，是不是一点都不溶？
例：
实验：取上层清液适量
滴加少量KI溶液
黄色沉淀(AgI)
AgCl
是否含有 s(AgCl)=1.34×10-5 mol·L-1
Ag+、Cl-
=1.92×10-4克/100mL
Question
我们常说的沉淀，是不是一点都不溶？
例：
AgCl(s) 溶解 AgCl(aq) 沉淀
AgCl(aq)
解离 Ag+ (aq)+ Cl-(aq) 分子化
AgCl
是否含有
AgCl(s)
溶解 Ag+ (aq)+ Cl-(aq) 沉淀
Ag+、Cl-
沉淀-溶解平衡
图 6-1 难溶强电解质的溶解和沉淀过程
沉淀溶解平衡
难溶强电解质Mv+Av-饱和溶液中存在如下动态平衡：

第六章-沉淀溶解平衡与沉淀滴定法

第六章-沉淀溶解平衡与沉淀滴定法

5 x Ksp,AgCl 1.8 1010 1.3 10（ mol L1）
2 2 3 K sp, Ag 2CO 3 c Ag y 4 y c 2 (2 y ) CO
3
y3
2018/8/13
Ksp,Ag2CO3 4
12 8.1 10 4 1 3 1.3 10 （mol L ） 4
2018/8/13 2
内容提要
沉淀溶解平衡是无机化学中的四大平衡之 一，属于多相离子平衡。本章将讨论沉淀溶 解平衡的规律，以溶度积规则为依据，分析 沉淀的生成、溶解、转化及分步沉淀等问题， 并对沉淀滴定法作一般介绍，扼要介绍重量 分析法。
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3
学习要求
1、掌握溶度积原理、溶度积规则及有关沉淀 溶解平衡的计算； 2、了解莫尔法、佛尔哈德法以及吸附指示剂 法的基本原理和特点，熟悉沉淀滴定法的应 用和计算； 3、初步了解重量分析法的基本原理及重量分 析法的应用。
第六章 沉淀溶解平衡与沉淀滴定法
2018/8/13
1
§6－1 沉淀溶解平衡
一、溶度积 三、溶度积规则 二、溶度积与溶解度的相互换算 四、影响溶解度的因素
§6－2 溶度积规则的应用
一、沉淀的生成 三、沉淀的转化 二、沉淀的溶解
§6－3 沉淀滴定法
一、概述 三、银量法的应用 二、银量法终点的确定
§6－4 重量分析法简介
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2、发生氧化还原反应 3CuS(s) + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 3S↓+ 2NO↑+ 4H2O 3、生成配合物 AgCl(s) + 2NH3 ⇌ [Ag(NH3)2]+ + Cl－

第6章 沉淀-溶解平衡

第6章 沉淀-溶解平衡

Fe(OH)3
无机化学
2.79×10-39
1.15
2.81
金属硫化物的溶解
♦ 难溶金属硫化物（MS）的多相离子平衡为：
MS(s)+H2O(l)=M2+(aq)+OH-(aq)+HS-(aq) 其平衡常数表示式为： KӨ = {c(M2+)}{c(OH-)}{c(HS-}
♦ 难溶金属硫化物在酸中的沉淀溶解平衡：
K
sp
108
无机化学
例 25oC，AgCl的溶解度为1.92×10-3 g· -1，求 L 同温度下AgCl的溶度积。
解：已知 Mr(AgCl) 143 .3 1.92 10 3 S mol L1 1.34 10 3 mol L1 143 .3 AgCl(s) Ag (aq) Cl (aq) 1 平衡浓度 /(mol L ) S S K sp (AgCl) {c(Ag )}{c(Cl )} S 2 1.80 10 10
♦ 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。
无机化学
同离子效应──醋酸/醋酸钠体系
无机化学
同离子效应 ──氨水/氯化铵体系
无机化学
同离子效应对沉淀反应的影响 同离子效应不仅会使弱电解质的解离度降低，而 且会使难溶电解质的溶解度降低。 BaSO4 (s) = Ba2+ (aq) + SO42- (aq) 加入BaCl2 或Na2SO4
♦ 可溶物质：溶解度大于1g/100g 的物质； 难溶物质：溶解度小于0.1g/100g 的物质； 微溶物质：溶解度介于可溶与难溶之间者。
无机化学
6.1.2 溶度积

无机化学 - 沉淀溶解平衡

溶液中c(An+)= m·S，c(Bm-)= n·S 9
Kspθ与S的定量关系
① AB型： AB
A++ B-
溶解度为 S mol·L–1 S S
K
SP
ceq ( A c
)
ceq ( B c
)
S2
c
2
② AB2 、A2B型：Mg(OH)2，Ag2SO4
AB2
A2++ 2B-
S 2S
K
SP
S
5.3×10-5 ＜ 1.7×10-4
∴ 不同类型的难溶电解质,
Kspθ大，S不一定大, 通过计算比较S
14
练习
1.下列叙述正确的是( ) A.用水稀释含有AgCl固体的溶液时，AgCl的标准溶度积常数不变 B.标准溶度积常数大者，溶解度也大 C.由于AgCl水溶液导电性很弱，所以它是弱电解质 D.难溶电解质离子浓度的乘积就是该物质的标准溶度积常数
解： ① ∵ Kspθ=c1 [Ag+]c[I-]=8.3×10-17
Kspθ=c2 [Ag+]c[Cl-]=1.8×10-10 c1 [Ag+]=8.3×10-17/0.010= 8.3×10-15 (AgI先↓)
c2 [Ag+]=1.8×10-10/0.010= 1.8×10-8 (AgCl后↓)
B.3.510-5 mol / L
C.5.010-5 mol / L
D.1.7 10-3 mol / L
(D)
2.
室温下，La2
(C2O4
)3?在纯水中的溶解度为1.1106
?mol
/
L，? 其K
sp
()
A.7.3 1012

第六章_沉淀-溶解平衡


表示难溶电解质的溶解性 同类型难溶电解质 比较：溶度积越小， 溶解度(mol· -1) L 也越小
无机化学(Inorganic Chemistry)
不同类型难溶电 解质比较：通过 计算比较
西南科技大学
第六章
沉淀—溶解平衡
同类型难溶电解质指化学式中阴阳离 子数之比相同的化合物。 AB：BaSO4～AgCl～AgBr， A2B：Ag2CrO4～Ag2S， AB2：CaF2～MgF2， 判断 Ksp (AgCl) = 1.77×10 –10 大， S大； Ksp (AgBr) = 5.35×10 –13 小，S小。
•溶度积
无机化学(Inorganic Chemistry) 西南科技大学
第六章
沉淀—溶解平衡
Ksp(AnBm)= {ceq (Am+)}n {ceq (Bn-)}m
•离子积
J = {c(Am+) }n {c(Bn-) } m
ΔrGm(T) = -2.303RTlgK + 2.303RTlgJ
无机化学(Inorganic Chemistry) 西南科技大学
Ksp(Ag2CrO4)={c(Ag+)}2{c(CrO42 -)}=4S3 = 1.12×10 –12 小
–1
S
3
Ksp 4
6.510
–5
mol L
大
西南科技大学
无机化学(Inorganic Chemistry)
第六章
沉淀—溶解平衡
例：室温下氟化镁(MgF2)在水中溶解度 0.076g · -1, L 计算Ksp(MgF2)。已知Mr(MgF2)=62.3g · -1 。 mol
10
1.3 105 7.3 10

大学无机化学课件沉淀溶解平衡

C. AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]++Cl-
C. 利用氧化还原反应
D. 3CuS+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+3S↓ +2NO+4H2O
4.2.4 酸度对沉淀反应的影响
难溶金属氢氧化物和硫化物的溶解度都 受溶液酸度的影响，通过控制一定的pH范围， 便可以达到使金属离子分离的目的。
4.2.1 沉淀的生成
条件： Qc > Ksp时，生成沉淀。
【例6-2】 0.010 mol•L-1 SrCl2溶液2ml和0.10 mol•L-1 K2SO4溶液3ml混合。（已知 KspSrSO4=3.81×10-7 ） 解：溶液混合后离子的浓度为：
C S2 r0.05 1 1 2 0 3 0 1 3 00.00m 4L o 0 1l
对于AaBb型的难溶电解质： 溶解
AaBb (s) 沉淀 aAn+(aq) + bBm-(aq)
Ksp =[An+]a[Bm-]b
上式表明，在一定温度下，难溶电解质的饱和溶液 中离子浓度幂之乘积为常数。
一些难溶化合物的溶度积，参考P124-表6-3。
4.1.2 溶度积(Ksp)与溶解度(S)的关系
(1) 溶解度S
一定温度下，物质在100g水中能溶解的最大量。
溶解 AaBb (s) 沉淀
aAn+(aq) + bBm-(aq)
aS
bS
∴Ksp = [An+]a[Bm-]b = (aS)a(bS)b = aa . bb .Sa+b
【例1】 氯化银在298K时的溶解度为1.91 × 10-3 g·L-1， 求其溶度积。
【例5】计算欲使0.010 mol·L-1Fe 3+开始沉淀和沉淀完 全时的pH值。已知Fe(OH)3的Ksp = 1.1×10-36。

无机化学第六章+沉淀-溶解平衡


1. 同离子效应
在难溶强电解质溶液中加入与其含有相同离
子的易溶强电解质，而使难溶强电解质的溶解度降
低的作用。
加入 I-
PbI2 (s) Pb2+ (aq) + 2 I- (aq)
平衡移动的方向
例：对已达到平衡的下列反应，分别给其加入HCl、
BaCl2 或 Na2CO3 溶液，结果怎样？
BaCO3 (s)
Ksp (AgCl) = 1.8×10-10 Ksp (AgI) = 8.3×10-17
解:
(a) 哪一种离子先沉淀？
c1( Ag )AgI

Ksp ( AgI ) c(I )

8.3 1017 1.0 103
8.31014 mol
L1
c2 ( Ag )AgCl

Ksp (AgCl) c(Cl )
AgCl AgBr
（2）不同类型要计算
AgI Ksp 减小
S 减小
二、沉淀的生成与溶解
1. 溶度积规则
比较 Q 和 Ksp的大小，可以用来 判读沉淀的 生成及沉淀溶解平衡的移动方向。
An Bm (s)
nAm (aq) mBn (aq)
Q [Am ]n [Bn ]m 离子积
① 若 Q > Ksp，过饱和溶液，沉淀析出 ②若 Q < Ksp ，不饱和溶液，无沉淀析出；若原来
3、 沉淀-溶解平衡和酸碱平衡 ① 难溶金属硫化物的沉淀-溶解平衡 --- 形成弱电解质 H2S
PbS Bi2S3 CuS CdS Sb2S3 SnS2 As2S3 HgS
FeS Fe2+ + S2-
2 HCl 2 Cl_ + 2 H+
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6.5? 105
(1) 相同类型 Ksp 大的 S 也大
AgCl AgBr AgI
(2) 不同类型要计算
Ksp 减小
S 减小
§6.2 沉淀的生成与溶解
6.2.1 溶度积规则 6.2.2 同离子效应和盐效应 6.2.3 pH 值对溶解度的影响
——沉淀的酸溶解 6.2.4 配合物的生产对溶解度的影响
——沉淀的配位溶解
S 3 Ksp 4
3 1.11012 4
6.5105 mol L1
思考题：求Ca
3
(PO4
)
2的S与K
间的关系
sp
S 5 Ksp 108
分子式 AgCl AgBr AgI
结论：
溶度积 1.8 ? 1010 5.0 ? 1013 8.3 ? 10 17 1.1? 1012
溶解度/ mol ?L1 1.3? 105 7.1? 107 9.1? 1010
6.2.1 溶度积规则 AnBm (s) nAm (aq) mB n (aq)
J c n (A m ) c m (B n )
(1) J < Ksp 不饱和溶液，无沉淀析出；
若原来有沉淀存在，则沉淀溶解；
(2) J = Ksp 饱和溶液，处于平衡； (3) J > Ksp 过饱和溶液，沉淀析出。
难溶物在纯水中的溶解度：S ( mol·L-1 ）
AnBm (s) nAm (aq) mB n (aq)
平衡 ci / mol L1
nS
mS
Ksp (nS)n (mS)m
AB型 S Ksp
A
2B或AB
型
2
Ksp
22 S3
S 3 Ksp 4
例：Ksp (Ag2CrO4 ) 1.11012
例：25℃时，晴纶纤维生产的某种溶液中，
c(SO
2 4
)
为
6.
0×10-4 mol
L1
。若在
40.0L该溶液中，
加入 0.010 mol L1BaCl2溶液 10.0L ，问是否能生成
BaSO4 沉淀？如果有沉淀生成，问能生成 BaSO4多
少克？最后溶液中
c(SO
2 4
)
是多少？
co
(SO24
)
2
2
反应前cB/(mol L1) 反应后cB/(mol L1)
2.0 103 2.0103 4.8104
平 衡cB/(mol L1)
1.52103 x
(1.52 10 3 x) x 1.110 10
x很小，1.52103 x 1.52103
4.8 104
0 x
x 7.3108
c(SO24 ) 7.3108 mol L1 m(BaSO4 ) (4.8104 x) 50.0 233
纯水中
S 6.5105 mol L1
2 盐效应
AgCl在KNO3溶液中的溶解度 (25℃ )
c(KNO 3 )
0.00
/(mol L1 )
AgCl溶解度 1.278
/10 5 (mol L1 )
0.00100 1.325
0.00500 0.0100 1.385 1.427
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。
c(OH ) n
Ksp c(Mn )
开始沉淀
c(OH ) n
Ksp co (Mn )
(2)
当
co
(SO
2 4
)
0.04mol
L1时，
c(SO
2 4
)增大，
S(PbSO4)缓慢增大，盐效应占主导。
6.2.3 pH 值对溶解度的影响——沉淀的酸溶解 1 难溶金属氢氧化物 (1) 溶于酸
M(OH)n (s) Mn (aq) nOH (aq) 加酸，H OH H2O 使 J J Ksp
第六章 沉淀—溶解平衡
§ 6.1 溶解度和溶度积 § 6.2 沉淀的生成与溶解 § 6.3 两种沉淀之间的平衡 § 6.4 沉淀反应应用实例
§ 6.1 溶解度和溶度积
6.1.1 溶解度 6.1.2 溶度积的概念 6.1.3 溶度积和溶解度的关系
6.1.1 溶解度 S ( mol·L-1 或 g /100g水）
6.0 104 50.0
40.0
4.8 104
mol
L1
co
(Ba
2
)
0.01010.0 50.0
2.0 103 mol
L1
J co (SO24 ) co (Ba2 )
4.8104 2.0 103
9.6 107
Ksp 1.11010
J
Ksp
，所以有BaSO
沉淀析出。
4
BaSO 4 (s) Ba (aq) SO4 (aq)
2Ag
(aq)
CrO
2 4
(aq)
初始 cB/(mol L1)
0
0.010
平衡 cB/(mol L1 )
2x
0.010 x
(2x)2 (0.010 x) Ksp 1.11012
x很小 0.010 x 0.010
x 5.2 106
0.010mol L1CrO24中 S 5.2 106 mol L1
6.1.2 溶度积
BaSO 4 (s)
溶解 沉淀
Ba
2
(aq)
SO
2 4
(aq
)
Ksp (BaSO4 ) c(Ba2 ) c(SO24 )
Ksp — 溶度积常数,简称溶度积
AnBm (s) nAm (aq) mB n (aq)
Ksp (AnBm) cn (Am )cm(Bn)
6.1.3 溶度积和溶解度的关系
PbI2(s)
例： BaCO 3(s)
Ba
2
(aq)
CO
2 3
(aq)
(1) 加酸
2H
CO
2 3
H 2O CO 2
c(CO32 ) J J Ksp 利于 BaCO3 的溶解。
(2) 加
Ba 2 或
CO
2 3
c(Ba 2 ) 或 c(CO32 ) J J Ksp 促使
BaCO3的生成。
c(Na2SO4)/ mol•L-1
0
0.001 0.01 0.02 0.04 0.100 0. 200
S(PbSO4)/ mmol•L-1
0.15 0.024 0.016 0.014 0.013 0.016
0.023
(1)
当
co
(SO
2 4
)
0.04mol
L1时，
c(SO
பைடு நூலகம்
2 4
)增大，
S(PbSO4)显著减小，同离子效应占主导；
4.8 10 4 moll1 50.0 233 5.6g
6.2.2 同离子效应和盐效应
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。
例：求 25℃时， Ag2CrO4在 0.010 mol·L-1
K2CrO4溶液中的溶解度。
Ag2CrO 4 (s)