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第六章 难溶强电解质的沉淀


第三节 分步沉淀和沉淀的转化
一、分步沉淀 二、沉淀的转化
一、分步沉淀
如果溶液中含有两种或两种以上离子,都能与 某种沉淀剂生成难溶强电解质沉淀,当加入该沉淀 剂时就会先后生成几种沉淀,这种先后沉淀的现象 称为分步沉淀。 当溶液中同时存在几种离子,都能与加入的沉 淀剂生成沉淀时,生成沉淀的先后顺序决定于 J 与 Ksp 的相对大小,首先满足 J >Ksp 的难溶强电解质 先沉淀。 例题
M(OH)z (s)
M (aq)+zOH (aq)
z

zHCl(aq)+zH2O(l)=zCl (aq)+zH3O (aq)
2 zH2O(l) 如果加入足量的酸,难溶氢氧化物将完全溶解。

(二) 发生氧化还原反应
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,降低了阳离子 或阴离子的浓度,使 J K,导致难溶强电解 sp 质的沉淀-溶解平衡向沉淀溶解的方向移动。
CuS 沉淀溶于硝酸溶液的反应式为:
3CuS(s)+8HNO3 (aq)
3Cu(NO3 )2 (aq) 3S(s) 2NO(g) 4H2O(l)
(三) 生成配离子
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,使难溶强电解质的阳离子浓 度或阴离子浓度降低,致使 J Ksp ,沉淀 - 溶 解平衡向沉淀溶解方向移动,导致难溶电解质 沉淀溶解。 AgCl 沉淀溶于氨水的反应式为:

Mv Av
v Mz (aq) vAz (aq)
标准平衡常数表达式为:
Ksp (Mv Av ) [ceq (Mz ) / c]v [ceq (Az ) / c]v
上式表明:在一定温度下,难溶强电解质饱和 溶液中离子的相对浓度各以其化学计量数为幂 指数的乘积为一常数。此常数称为标准溶度积 常数。
第二节 沉淀的生成和溶解
一、溶度积规则
二、沉淀的生成
三、沉淀的溶解
四、同离子效应和盐效应
一、溶度积规则
对于沉淀-溶解反应:
M v A v (s) v M z (aq) v A z (aq)
其反应商为:
c(M z ) v c(A z ) v J [ ] [ ] c c
二、沉淀的生成
根据溶度积规则,如果 J Ksp ,就会有难溶强 电解质的沉淀生成。
例题
三、沉淀的溶解
根据溶度积规则,在含有沉淀的难溶强电 解质的饱和溶液中,如果能降低难溶强电解质 的阳离子浓度或阴离子的浓度,使 J Ksp ,则 沉淀就会溶解。
(一) 生成弱电解质
在含有难溶强电解质沉淀的饱和溶液中加入某 种电解质,能与难溶强电解质的阳离子或阴离子生 成弱电解质,使 J Ksp ,则难溶强电解质的沉淀溶解平衡向溶解方向移动,导致沉淀溶解。 例如,难溶于水的氢氧化物能溶于酸:
AgCl(s)
Ag+ (aq) Cl来自 (aq)2NH3 (aq)
[Ag(NH3 )2 ] (aq)
四、同离子效应和盐效应
(一) 同离子效应
在难溶强电解质 Mv Av 饱和溶液中加入含有相 同离子 M z 或 Az的易溶强电解质,沉淀-溶解平衡 向生成 Mv Av 沉淀的方向移动,降低了Mv Av 的溶 解度。这种因加入与难溶强电解质含有相同离子的 易溶强电解质,使难溶强电解质的溶解度降低的现 象也称为同离子效应。 例题

(二)盐效应
在难溶强电解质溶液中加入不具有相同离子的 易溶强电解质,将使难溶强电解质的溶解度增大, 这种现象也称为盐效应。这是由于加入易溶强电解 质后,溶液中阴、阳离子的浓度增大,难溶强电解 质的阴、阳离子受到了较强的牵制作用,降低了它 们的有效浓度,使沉淀反应速率减慢,难溶强电解 质的溶解速率暂时大于沉淀速率,平衡向沉淀溶解 的方向移动。 不但加入与难溶强电解质没有相同离子的易溶 强电解质能产生盐效应,而且加入具有相同离子的 易溶强电解质,在产生同离子效应的同时,也能产 生盐效应。由于盐效应的影响较小,通常可以忽略 不计。
sp
沉淀-溶解反应的摩尔吉布斯函数变为:
rGm RT ln K RT ln J
由上式可以得出如下结论: rGm 0 ,沉淀-溶解反应 >J 时, (1)当 Ksp 正向进行。若溶液中有难溶强电解质固体,则固 体溶解,直至 Ksp =J时重新达到沉淀 -溶解平衡。 (2)当 时, ,沉淀-溶解反应 rGm 0 Ksp =J 处于平衡状态,此时的溶液为饱和溶液。 (3)当 时, ,沉淀-溶解反应 逆向进行,有沉淀析出,直至 时重新达到 rGm 0 Ksp <J Ksp =J 沉淀-溶解平衡。 这就是沉淀 溶解平衡的反应商判据,也称 溶度积规则。利用溶度积规则,可以判断沉淀的 生成或溶解。
第 三 节 转 分 化 步 沉 淀 和 沉 淀 的
第 二 节 沉 淀 的 生 成 和 溶 解
第 一 节 标 准 溶 度 积 常 数
第 六 章 沉难 淀溶 溶强 解电 平解 衡质 的
第一节 标准溶度积常数
一、标准溶度积常数 二、标准溶度积常数与溶解度的关系
一、标准溶度积常数
难溶强电解质 Mv Av 在水溶液中存在下列沉 淀-溶解平衡:
溶解和沉淀过程
标准溶度积常数的大小反映了难溶强电解
越小,难溶强电解质 质的溶解能力的大小, Ksp 只与温度有关,而与电解 就越难溶于水。 Ksp
质离子的浓度无关。 例题
二、标准溶度积常数与溶解度的关系
Mv Av (s) v Mz (aq) v Az (aq)
Ksp [ceq (M z ) / c ]v [ceq (Az ) / c ]v
二、沉淀的转化
把一种沉淀转化为另一种沉淀的过程,称为沉
淀的转化。沉淀转化反应的进行程度,可以利用反
应的标准平衡常数来衡量。
沉淀转化反应的标准平衡常数越大,沉淀转化
反应就越容易进行。若沉淀转化反应的标准平衡常 数太小,沉淀转化反应将是非常困难,甚至是不可 能的。 例题
(v s / c )v (v s / c )v (v )v (v )v (s / c )v v
s c
v v
Ksp
(v ) v (v ) v
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,必须通过计算进行判断。 例题
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