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第9章 沉淀溶解平衡

溶解 沉淀
Ba2+(aq) + SO42- (aq)
Ksp(BaSO4)= [c(Ba2+)/c ][c(SO42-)/c ]
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第9章 沉淀-溶解平衡
§9.1 溶度积常数
可简写为 Ksp(BaSO4)= {c(Ba2+)} {c(SO42-)} Ksp:溶度积常数,简称溶度积。 一般沉淀反应
AnBm(s)

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S 3
Ksp 4
6.510 –5 mol L–1
第9章 沉淀-溶解平衡
§9.1 溶度积常数
例:室温下氟化镁(MgF2)在水中溶解度 0.076g · L-1, 计算Ksp(MgF2)。已知Mr(MgF2)=62.3g · mol-1 。 解: MgF2(s) (aq) 平衡浓度/(mol· L-1) Mg2+ (aq) + 2FS 2S
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§9.1 溶度积常数
2. 盐效应 (1)引出
( Salt Effect )
——促使平衡向沉淀溶解的方向移动
PbSO4在含相同离子的Na2SO4溶液中的溶解度(25℃)
c(Na2SO4)/(mol· L-1) 0 0.001 0.01 0.02 0.04 0.10 0.20
c(Ag+)=c(CrO42-)=2×10-5mol· L-1 Q={c(Ag+)}2{ c(CrO42-)} =(2×10-5)3=8×10-15
Q < Ksp(Ag2CrO4),无沉淀析出。
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§9.1 溶度积常数
9.1.3 同离子效应和盐效应 1. 同离子效应 (Common Ion Effect )
——促使离子向沉淀生成的方向进行
(1)引出 AgCl(s) NaCl(s) Ag+(aq) + Cl–(aq)
H2O(l)
Na+(aq) + Cl-(aq)
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§9.1 溶度积常数
(2)定义
在难溶电解质的饱和溶液中,
加入含具有相同离子的强电解质时, 平衡向左移动,难溶电解质的溶解 度降低的现象称之为同离子效应。
S 平衡浓度/(mol· L1) Ksp ={c(Pb2+)}{c(I-)}2 = 4S3
S 3
1.4 10 3 4 4 -3 -1 1.9 10 mol L K sp
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第9章 沉淀-溶解平衡
§9.1 溶度积常数
在0.010mol· L-1KI溶液中的溶解度
PbI2(s) 平衡浓度/(mol· L-1) Pb2+(aq) + 2I-(aq) S 0.01+2S0.01
第9章 沉淀-溶解平衡
Precipitation-Dissolution Equilibrium
第九章 沉淀-溶解平衡
(Precipitation-Dissolution Equilibrium)
§9.1 溶度积常数
§9.2 沉淀生成的计算和应用 §9.3 沉பைடு நூலகம்的溶解与转化
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第9章 沉淀-溶解平衡
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第9章 沉淀-溶解平衡
§9.1 溶度积常数
AgCl在含有不同离子的KNO3溶液中的溶解度(298K)
c(KN03)/(mol· L-1) S(AgCl)/10-3 (mol· L-1)
0.00 1.278
0.00100 0.00500 0.0100 1.325 1.385 1.427
AgCl在KNO3中的溶解度比在纯水中的溶解
AgCl(s)
KNO3(s)
Ag+(aq) + Cl–(aq)
K+(aq) + NO3-(aq)
由于加入易溶强电解质后,溶液中的各 种离子总浓度增大了,增强了离子间的静 电作用。
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§9.1 溶度积常数
在Ag+的周围有更多的负离子(主要是NO3-),
形成了“离子氛”;在Cl-的周围有更多的正离子
(Solubility Product Constant)
9.1.1 沉淀溶解平衡的实现
1、动态平衡状态 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。
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第9章 沉淀-溶解平衡
§9.1 溶度积常数
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第9章 沉淀-溶解平衡
§9.1 溶度积常数
2、溶度积常数
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: BaSO4(s)
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§9.1 溶度积常数
9.1.4 溶解度和溶度积的关系 1. 相同之处
溶度积
溶解度
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· L-1) 也越小
不同类型难溶电 解质比较:通过 计算比较
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§9.1 溶度积常数
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。
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§9.1 溶度积常数
(3)计算
例:计算298K, PbI2(s)
(1)在水中的溶解度 ; (2)在0.010mol· L-1KI溶液中的溶解度, 并比较溶解度的相对大小。 (Ksp(PbI2)=1.4×10-8)
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§9.1 溶度积常数
解: 298K,PbI2 在水中的溶解度 PbI2(s) Pb2+(aq) + 2I- (aq) 2S
(2)在多相离子平衡中, 必须有未溶解的固
相存在,其浓度视为1。
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§9.1 溶度积常数
9.1.2 溶度积原理 (The Rule of Solubility Product)
AnBm(s) nAm+(aq) + mBn-(aq)
• 溶度积
Ksp(AnBm)= {ceq (Am+)}n {ceq (Bn-)}m

+

+ + +

- -
+
- -
+
+
+
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§9.1 溶度积常数
(4)结论
难溶电解质溶液

易溶强电解质
(盐 酸 碱)
产生效应 加入不同名离子 加入同名离子
产生盐效应
适当过量时, 同离子效应起 主导作用
大量过量时, 盐效应起主导 作用
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§9.1 溶度积常数
nAm+(aq)+mBn-(aq)
Ksp(AnBm)= {c(Am+)}n {c(Bn-)}m
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§9.1 溶度积常数
3.溶度积常数的意义
在一定温度下难溶强电解质的饱和溶 液中,各离子浓度的幂的乘积是一个常数,
称为溶度积常数,简称溶度积(Ksp )
(Solubility Product Constant) 。
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§9.1 溶度积常数
(4)结论
PbI2在KI溶液中的溶解度小于在纯水
中溶解度是同离子效应所致。在实际应用
中,可加入适当过量沉淀剂,使沉淀反应
趋于完全。 沉淀完全的标志:溶液中被沉淀离子
的浓度不超过10-5mol· L-1。
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§9.1 溶度积常数
(5)应用 广泛用于分离提纯和分析鉴定。 从溶液中析出物的沉淀常含有杂质,要 得到纯净的沉淀,就必须洗涤。 为了减少洗涤过程中沉淀的损失,常用 与沉淀含有相同离子的溶液来洗涤,而 不用纯水。 能否认为,沉淀剂过量越多, 沉淀越完全呢?
0.023
S(PbSO4)/(mol· L-1) 0.15 0.024 0.016 0.014 0.013 0.016
• 0 ~ 0.04mol· L-1,S 减小,同离子效应起主导作用; • 0.04mol· L-1 ,S最小, 同离子效应最大; • 大于0.04mol· L-1,S 增大,同离子效应不起主导 作用。
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第9章 沉淀-溶解平衡
§9.1 溶度积常数
4. 举例
PbCl2(s) Pb2+(aq) + 2Cl-(aq)
Ksp = {c(Pb2+)}{c(Cl-)}2
Ca3(PO4)2(s) 3Ca2+(aq) + 2PO43-(aq)
Ksp = {c(Ca2+)}3{c(PO43-)}2 (1)每种离子浓度的幂与化学计量数相等;
Ksp(MgF2) = {c(Mg2+)}{c(F-)}2
= S(2S)2 = 4S3
0.076g S (MgF2 ) -1 62.3gmol L
= 1.21×10-3 mol.L-1 Ksp (MgF2)=4(1.21×10-3)3 =7.08×10-9
度大,而且KNO3的浓度越大,溶解度也越大。
AgCl(s) KNO3(s) Ag+(aq) + Cl–(aq) K+(aq) + NO3-(aq)
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第9章 沉淀-溶解平衡
§9.1 溶度积常数
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