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高等化学 难溶强电解质溶液的沉淀溶解平衡
对于AnBm饱和溶液:
(溶度积) Ksp cn (Am ) cm (Bn )
对于其它状态下的AnBm溶液:
(离子积) Qi cn (A m ) cm (Bn )
由Kspθ与Qi相对大小确定溶液是否处于饱和状态
AnBm (s) nAm (aq) mB n (aq)
Ksp cn (Am ) cm (Bn )
Qi cn (A m ) cm (Bn )
Qi Ksp 饱和溶液, 处于平衡
Qi Ksp 过饱和溶液, 沉淀析出
Qi Ksp 不饱和溶液, 沉淀溶解
沉淀形成和沉淀溶解的判据——溶度积规则
1、沉淀的生成 Qi Ksp Question
s
s
KSP c( Ag )c(Cl ) s2 1.8 1010
4.1.3 沉淀溶解平衡的移动
1、同离子效应
难溶强电解质饱和溶液中加入含有相同离子的易溶强电解质时,
难溶电解质溶解度s下降。
CaCO3(s)
Ca2+ + CO32-
Na2CO3 2Na+ + CO32-
同离子效应是吕·查德里原理的又一种体现形式,重量分析中 利用这种效应, 通过加大沉淀剂的用量使被测组分沉淀更完全.
1.8 1010 1.34 105 m ol dm3
( 2 ) AgCl在0.0010m ol dm3 NaCl中:
AgCl( s )
Ag ( aq ) Cl ( aq )
平衡浓度( m ol dm3 )
S
0.0010 S
因为S 0.0010,因此0.0010 S 0.0010
第5章 难溶强电解质 溶液的沉淀-溶解 平衡
1
5-1 溶度积原理
难溶强电解质饱和溶液中存在着多相离子平衡:
溶解 沉淀
饱和溶液中BaSO4的浓度即为其溶解度--s ( mol ·L-1 ):
c(BaSO4)=s(BaSO4)=c(Ba2+)=c(SO42-)
4.1.1 溶度积常数
BaSO 4 (s)
已知AgCl的KSP 1.8 10-10,求AgCl在纯水中 和在0.0010mol dm3NaCl溶液中的溶解度?
Solution
( 1 ) AgCl在纯水中: AgCl( s )
平衡浓度( m ol dm3 )
Ag ( aq ) Cl ( aq )
S
S
S
K
SP
溶解
沉淀
Ba
2
(aq)
SO
2 4
(aq
)
θ {c(Ba2 )/moKldm-3c}(B{ca(S2O )24)/cm(oSlOd24m-)3} Ksθp
溶度积常数:表征难溶电解质溶解能力的特性常数。 受温度影响,不受浓度影响。
通式:对于一般难溶强电解质:
AnBm (s) nAm (aq) mB n (ห้องสมุดไป่ตู้q)
HCl
Cl- + H+
‖
HCO3- + H+ = H2CO3
CO2↑+ H2O
由于加入酸生成弱电解质而使沉淀溶解的方法称为沉淀的酸溶解。
2. 通过氧化还原反应使沉淀溶解
如CuS(KSP为1.27×10-36)溶于硝酸。 CuS(s) = Cu2+ + S2-
+
HNO3
S↓ + NO↑ + H2O
cc11(c(A1A(gAgg)))cc22c((2AA(gAgg)) )
实 问验题 AgCl开始沉淀时,AgI是否已经沉淀完全?
当AgCl开始沉淀时,
1 10 c(I )
Ksp ( AgI ) c2 ( Ag )
8.5 1017 1.8 108
4.7 109
Ksp cn (Am ) cm (Bn )
4.1.2溶度积与溶解度的相互换算
AnBm (s) nAm (aq) mB n (aq)
平衡浓度/mol·L-1
s
ns
ms
Ksp (ns)n (ms)m nnmmsmn
s
mn
K
sp
(
An
B
m
)
nnmm
Question 在298K时,AgCl的溶解度为1.92 103g dm3。
5
3、沉淀的转化
在含沉淀的溶液中加入适当的沉淀剂, 使其形成更难溶 的另一种沉淀,称沉淀的转化。
CaSO4 ( s ) CO32( aq ) ƒ CaCO3( s ) SO42( aq )
K
c( SO42 c( CO32
) )
c( SO42 c( CO32
)c( Ca2 )c( Ca2
S
K
SP
1.8 1010 1.8 107 m ol dm3
0.0010 0.0010
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2、盐效应
在难溶电解质饱和溶液中,加入不具备相同离子的易溶强电
解质,难溶电解质的溶解度s增大. 但增加很少。
AgCl在KNO3溶液中的溶解度 (25℃ )
c(KNO3)/mol ·dm-3 0.000 0.001 0.005
) )
KSP ( CaSO4 )
K
SP
(
CaCO3
)
5.2.3、沉淀的溶解
▼ 生成弱电解质使沉淀溶解 ▼ 通过氧化还原反应使沉淀溶解 ▼ 生成配合物使沉淀溶解
1. 生成弱电解质使沉淀溶解
例:在含有固体CaCO3的饱和溶液中加入盐酸后, 体系中存在着下列平衡的移动。
CaCO3(s) = Ca2+ + CO32+
将等体积的4×10-3mo1·L-1的AgNO3和 4×10-3mo1·L-1K2CrO4混合,有无Ag2CrO4沉淀产生? 已知KSP (Ag2CrO4)=1.12×10-12。
Solution
等体积混合后,浓度为原来的一半。
c(Ag+)=2×10-3mol·L-1;c(CrO4-2)=2×10-3mol ·L-1 Qi=c2(Ag+)·c(CrO4-2) =(2×l0-3 )2×2×l0-3
HgS (KSP为6.44×10-53)需用王水来溶解。
3HgS + 2HNO3 + 12HCl
3H2[HgCl4] +
3S + 2NO + 4H2O
3. 生成配合物使沉淀溶解
例如AgCl不溶于酸,但可溶于NH3溶液。 AgCl(s) = Ag+ + Cl-
+
2NH3
‖
这一作用原理常
[Ag(NH3)2]+
AgCl溶解度 /10-5(mol·dm-3)
1.278 1.325
1.385
0.010 1.427
仅增大1/4
下降到原来的 1/35
盐效应大都比同离子效应影响小得多,一般不考虑盐效应。
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5.2 溶度积规则及其运用 5.2.1 溶度积规则
AnBm (s) nAm (aq) mB n (aq)
=8×l0-9>KSP (CrO4-2) 所以有沉淀析出
2、分步沉淀
实验
1dm3溶液1102 mol 1102 mol
dm3I dm3Cl
逐滴加入 1103 moldm3AgNO3
AgI先析出 AgCl后析出
欲欲欲使使使III沉沉沉淀淀淀:::cc11(c(A1A(gAgg)))KKSKcSPcP((S(cI(PAI(A(Ig)Ag)IIg)))I)88.15.185.1511101001010202117271788.5.85.51100101155m1m5omollolddmmdm333 欲欲欲使使使CClCl沉l沉沉淀淀淀:::cc22c((2AA(gAgg)))KKSKcSPcP((S(cC(PAC(A(lCglAgCl)Cg)lC)l))l)11.18.118.1811101001010201210201011.8.18.811001088mm8omollolddmmdm333
被用于分析化学中控
使Qi<KSP
,则固体AgCl开始溶解。
制(掩蔽)金属离子 的浓度.
解:
试求该温度下AgCl的溶度积。
已知M(AgCl) 143.3g mol-1,将AgCl的溶解度
单位换算为mol dm3,则
s 1.92 103 /143.3 1.34 105mol dm3
AgCl(s)
Ag (aq) Cl (aq)
平衡时/mol dm3