,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,10,章 沉淀平衡,10-1,溶度积原理,一、,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 100,g,水所含溶质质量来表示，即以：,g/100g,水表示。,二、溶度积常数,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。,BaSO,4,的沉淀和溶解,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：,K,sp,(BaSO,4,)=Ba,2+,SO,4,2-,K,sp,称为溶度积常数,简称为,溶度积,K,sp,反映了难溶电解质溶解能力的大小,溶解,沉淀,一般沉淀反应：,K,sp,(A,m,B,n,)=A,m+,n,B,n-,m,例:,Fe(OH),3,K,sp,(Fe(OH),3,)=?,(,aq),mB,(,aq),nA,(,s),B,A,n,m,m,n,-,+,+,三、溶解度和溶度积的关系,例,25,o,C,，,AgCl,的溶解度为1.9210,-3,gL,-1,，,求同温度下,AgCl,的溶度积。,解:已知,M,r,(AgCl)=143.3,例,25,o,C,，,AgCl,的溶解度为1.9210,-3,gL,-1,，,求同温度下,AgCl,的溶度积。,解:已知,M,r,(AgCl)=143.3,Ag,+,(aq)+Cl,-,(aq),平衡浓度,s s,K,sp,(AgCl)=Ag,+,Cl,-,=s,2,=(1.3410,-5,),2,=1.810,-10,例：,25,O,C,，,已知,K,SP,(AG,2,CRO,4,)=1.1,10,-12,，,求同温下,AG,2,CRO,4,的溶解度。,解：设,Ag,2,CrO,4,的溶解度为,s mol/L,),aq,(,CrO,(,aq),2,Ag,(,s),CrO,Ag,4,4,2,2-,+,+,平衡浓度 2,s s,K,sp,(Ag,2,CrO,4,)=Ag,+,2,CrO,4,2-,=(2s),2,s=4s,3,比较溶解度与溶度积的关系,分子式,溶度积,溶解度(,mol/L),AgCl,1.8,10,-10,1.3,10,-5,AgBr,5.0,10,-13,7.1,10,-7,AgI,8.0,10,-17,9.1,10,-9,Ag,2,CrO,4,1.1,10,-12,6.5,10,-5,相同类型的难溶电解质，其,K,sp,大的,s,也大。,AB,型,A,2,B,或,AB,2,型,思考题：求,CA,3,(PO,4,),2,的,S,与,K,SP,间的关系,平衡浓度 3,s 2s,K,sp,=(3s),3,(2s),2,Ca,3,(PO,4,),2,3Ca,2+,+2PO,4,3-,四、溶度积原理,沉淀,溶解平衡的反应商判据,即,溶度积规则,：,当,JK,sp,时,是为过饱和溶液,沉淀从溶液中析出,当,J=K,sp,时,溶液为饱和溶液,饱和溶液与沉淀物平衡,当,J K,sp,=1.1,10,-10,所以有,BaSO,4,沉淀生成,解：,反应前浓度,2.0 10,-3,4.810,-4,变化浓度 -(,4.810,-4,-,x,)-(4.810,-4,-x),平衡浓度,1.5210,-3,+,x,x,(1.5210,-3,+,x,),x,=1.110,-10,1.5210,-3,+,x,1.5210,-3,x,=7.210,-8,c(SO,4,2-,)=7.210,-8,mol/L,m(BaSO,4,)=(4.810,-4,-7.210,-8,)50.0233,=5.6 g,(,aq),SO,(,aq),Ba,(,s),BaSO,2,4,2,4,-,+,+,三、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。,例题：求 25时，,AG,2,CRO,4,在 0.01,MOL,L,-1,K,2,CRO,4,溶液中的溶解度。,解：设其溶解度为,x,mol,L,-1,初始浓度/(,molL,-1,),0 0.01,平衡浓度/(,molL,-1,),2,x,0.01+,x,(2,x,),2,(0.01+,x,)=,K,sp,=1.110,-12,x,很小，,0.01+,x,0.01,x,=5.210,-6,mol/L,纯水中,s=6.510,-5,mol/L,注意,制备沉淀过程中，应用与沉淀含有相同离子的溶液洗涤，而不是用蒸馏水。,所谓完全沉淀,一般不超过某一限度，如,10,-6,mol/L,，,即认为该离子沉淀完全了。,AgCl在KNO,3,溶液中的溶解度(25),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。,0.00 0.00100 0.00500 0.0100,1.278 1.325 1.385 1.427,五、盐效应,当 时，增大，,S,(PbSO,4,),显著减小，同离子效应占主导；,当 时，增大，,S,(PbSO,4,),缓慢增大，盐效应占主导。,10-2,沉淀与溶解,一、沉淀的生成,生成沉淀的条件：,J,K,sp,方法：加沉淀剂,例：将等体积的0.004,mol/L AgNO,3,和0.004,moL/L K,2,CrO,4,混合时,有无红色,Ag,2,CrO,4,沉淀析出?(,K,sp,为1.110,-12,),1.,金属氢氧化物沉淀的生成,K,sp,=M,n+,OH,-,n,若有氢氧化物沉淀生成,则,J=c(,M,n+,)c(OH,-,),n,K,sp,开始沉淀,沉淀完全,例:计算欲使0.01,MOL/L FE,3+,开始沉淀和沉淀完全时最低,PH,值.(,FE(OH),3,的,K,SP,为410,-38,),解:,J=c(,Fe,3+,)c(OH,-,),3,K,sp,开始沉淀时所需,pH,值,0.01,c(OH,-,),3,K,sp,=,410,-38,pOH=-lg1.6,10,-12,=11.8 pH=,2.20,沉淀完全时所需,pH,值,12,3,36,10,6,.,1,10,4,c(OH-),-,-,x,=,x,例题：在含有0.10,MOL,L,-1,FE,3+,和 0.10,MOL,L,-1,NI,2+,的溶液中，欲除掉,FE,3+,，使,NI,2+,仍留在溶液中，应控制,PH,值为多少?(已知：,NI(OH),2,的,K,SP,:2.0,10,-15,FE(OH),3,的,K,SP,:4.0,10,-38,）,分析:,求出刚生成,Ni(OH),2,沉淀时所需,pH,值,求出使,Fe(OH),3,沉淀完全时所需,pH,值,控制,pH,值在二者之间,解:刚生成,Ni(OH),2,沉淀时所需,pH,值,pOH=6.85 pH=7.15,Fe(OH),3,沉淀完全时所需,pH,值,pH,值应控制在,3.537.,15,之间,将一些金属离子开始沉淀和沉淀完全的,pH,值制成图，使用起来十分方便，可以利用控制溶液,pH,左边金属离子沉淀完全，而右边金属离子不沉淀来进行分级沉淀,(,分步沉淀,),。,图,10-3,不同金属离子开始沉淀,和完全以氢氧化物沉淀的,pH,沉淀完全,开始沉淀,分级沉淀，也叫分步沉淀,。,PbS Bi,2,S,3,CuS CdS Sb,2,S,3,SnS,2,As,2,S,3,HgS,2.难溶硫化物沉淀,其他溶解,例:某溶液中,Zn,2+,和,Mn,2+,的浓度皆为0.1,mol/L,，,如果不断将,H,2,S,气体通入溶液中，使溶液中的,H,2,S,始终处于饱和状态，将,H,+,离子浓度控制在什么范围可将,Zn,2+,和,Mn,2+,分开?,已知:,K,sp,(ZnS),=2.9310,-25,K,sp,(MnS),=4.6510,-14,K,a,(H,2,S)=,5.710,-8,K,a,(HS,-,)=,1.210,-15,硫化锌和硫化锰是同类，有溶度积常数可知，,ZnS,的溶解度小于,MnS,的溶解度,应控制,S,2-,浓度,，使,ZnS,沉淀完全，而不生成,MnS,沉淀,由,H,2,S,的电离平衡推出,H,+,和,S,2-,的相互关系，,求出,pH,值,分析:,解：,ZNS,沉淀完全时所需,PH,值,c(Zn,2+,)c(S,2-,),K,sp,=,2.93,10,-25,10,-6,c(S,2-,),2.93,10,-25,c(S,2-,),2.93,10,-19,H,+,2,S,2-,=H,2,SK,a1,K,a2,=6.84,10,-24,H,+,(6.84,10,-24,/2.93,10,-19,),1/2,=4.83,10,-3,ZnS,沉淀完全时,pH,2.31,MNS,开始沉淀时所需,PH,值,c(Mn,2+,)c(S,2-,),K,sp,=,4.6510,-14,0.1(S,2-,),4.6510,-14,c(S,2-,),4.6510,-13,H,+,2,S,2-,=H,2,SK,a1,K,a2,=6.84,10,-24,H,+,(6.84,10,-24,/4.6510,-13,),1/2,=3.8310,-6,MnS,开始沉淀时,pH,5.41,pH,值应控制在2.315.41范围内,利用多重平衡,MS(s)+2H,+,M,2+,+H,2,S,3.,分步沉淀,例:在含有0.1,mol/L Cl,-,和,I,-,的溶液中,逐渐加入,AgNO,3,可能生成,AgCl,和,AgI,沉淀.,已知:,K,sp,(AgCl)=1.8,10,-10,K,sp,(AgI)=9.3,10,-17,(1)哪个离子先沉淀?,解:,AgCl,AgI,开始沉淀所需,c(Ag,+,),：,Cl,-,开始沉淀,c(Ag,+,)1.8,10,-10,/0.1=,1.8,10,-9,I,-,开始沉淀,c(Ag,+,)9.3,10,-17,/0.1=,9.3,10,-16,所以,I,-,先沉淀,(2)当,CL,-,开始沉淀时,I,-,有多大?,此时,I,-,Cl,-,Ag,+,同时满足下列等式:,Ag,+,Cl,-,初,=,K,sp,(AgCl),Ag,+,I,-,=,K,sp,(AgI),则,Cl,-,初,/,I,-,=,K,sp,(AgCl),/,K,sp,(CAgI),=1.8,10,-10,/,9.3,10,-17,=1.9,10,6,I,-,=,Cl,-,初,/,1.9,10,6,=,5.3,10,-8,mol/L,当,Cl,-,开始沉淀时,I,-,已沉淀完全.,分步沉淀的顺序并不固定,它取决于两种因素,沉淀物的溶度积,被沉淀离子的浓度,如:,K,sp,(AgBr)=510,-13,K,sp,(AgSCN)=110,-12,当,SCN,-,=Br,-,时,AgBr,首先产生沉淀,但,SCN,-,=1 mol/L,Br,-,=0.01 mol/L,时,首先产生沉淀的则是,AgSCN,二、沉淀的溶解,沉淀溶解的条件：,J500,OH,-,=(0.0501.810,-5,),1/2,=9.410,-4,mol/L,J=c,0,(Mg,2+,)OH,-,2,=0.25(9.410,-4,),2,=2.25 10,-7,K,sp,=1.810,-11,所以有,Mg(OH),2,沉淀析出,(2)为了不使,Mg(OH),2,沉淀析出,JK,sp,c(OH,-,),2,c,0,(Mg,2+,)K,sp,c(OH,-,),，方法？计算？,沉淀的溶解：,J,，方法？计算？,分步沉淀,沉淀的转化,