沉淀平衡课件.ppt
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- 沉淀 平衡 课件
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1、第1页,共37页。10-1 溶度积原理10-1-1 溶度积常数 沉淀-溶解平衡是当溶解和结晶速度相等时建立的平衡,是一种动态平衡。AgCl(s)Ag+Cl-此时的溶液是饱和溶液,它是多相平衡。其平衡关系为:Ksp(AgCl)=Ag+Cl_KSP称为溶度积常数,简称溶度积。它反应了物质的溶解能力。溶解 沉淀第2页,共37页。难溶电解质溶度积常数通式:AmBn mA+n +nBm-Ksp=An+mBm-nm、n分别代表电离方程式中A、B离子的化学计量数。溶解度常数的意义:一定温度下,难溶强电解质饱和溶液中离子浓度的系数次方之积为一常数。第3页,共37页。例如:PbCl2(s)Pb2+(aq)+2C
2、l-(aq);Ksp=Pb2+Cl-2 Fe(OH)3 Fe3+3OH-;Ksp=Fe3+OH3第4页,共37页。10-1-2 溶度积原理 对于沉淀-溶液平衡:AmBn mAn+nBm-非平衡态时:J=Cm(An+)Cn(B m-)平衡态时:Ksp=An+mB m-n第5页,共37页。以上关系称为以上关系称为溶度积规则溶度积规则,J J 称为离子积,利用此规则判断称为离子积,利用此规则判断沉淀的生成和溶解沉淀的生成和溶解。J=KJ=Kspsp是饱和溶液,无沉淀析出,达到动态平衡;是饱和溶液,无沉淀析出,达到动态平衡;J KJ KJ Kspsp 是过饱和溶液,反应向生成沉淀方向(逆向)进行,是过
3、饱和溶液,反应向生成沉淀方向(逆向)进行,直至饱和为止。直至饱和为止。溶解和沉淀的生成两过程相互转化是以离子浓度为条件的溶解和沉淀的生成两过程相互转化是以离子浓度为条件的。第6页,共37页。10-1-3 溶度积与溶解度溶度积与溶解度都可表示物质的溶解能力,但它们既有区别又有联系。一定温度下饱和溶液的浓度,也就是该溶质在此温度下的溶解度。若溶质MaXb的溶解度为S,单位为mol.l-1,那么:MaXb aMm+bXn-Mm+=aS;Xn-=bS Ksp=aSabSb=aabbSa+b 第7页,共37页。如:已知AgCl、Ag2CrO4的溶度积,求AgCl、Ag2CrO4的溶解度。AgCl(s)A
4、g+Cl-S S Ksp=Ag+Cl-=S2=1.8*10-10 SAgCl=Ksp=1.8*10-10 =1.3*10-5mol.l-1第8页,共37页。上式为AB型(1:1)溶解度计算式,同理可导出AB2和A2B型:SAg2CrO4=6.5*10-5mol.l-1相同类型的电解质,可以通过溶度积数据直接比较溶解度大小,不同类型,不可直接比较。严格讲严格讲 K Kspsp 是平衡时的活度之积是平衡时的活度之积.因为难溶盐的饱和溶液的浓度肯因为难溶盐的饱和溶液的浓度肯定非常小,所以用浓度代替活度是合理的定非常小,所以用浓度代替活度是合理的 第9页,共37页。1)写出化学方程式;2)用溶解度 S
5、 表示出平衡浓度;*关键步骤;3)写出 Ksp 的表达式;4)将已知数据代入后,求值或解方程第10页,共37页。必须指出:溶度积与溶解度的换算式不适用于易水解的难溶电解质(如:ZnS、PbS)S2-+H2O HS-+OH-(不计二级水解)结果:S2-浓度大大低于溶解度第11页,共37页。不适用易形成离子对的难溶电解质。难溶弱电解质MX在水中存在下列平衡 MA(s)MA(aq)Mm+Xn-(未离解分子)(如CaSO4饱和溶液有40%以上是以离子Ca2+.SO42-存在)第12页,共37页。10-1-4 难溶电解质沉淀的生成与溶解1、沉淀的生成沉淀生成的必要条件:根据溶度积规则,在难溶电解质溶液中
6、是 Qi Ksp第13页,共37页。10-1-4 同离子效应和盐效应 在饱和溶液BaSO4中存在下列平衡:BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq)同离子效应使BaSO4溶解度降低。第14页,共37页。盐效应产生的原因是溶液中离子强度增大而使有效浓度(活度)减少所至。同离子效应常有伴效应,其结果是相反的,主要取决那种影响大,对于稀溶液可不考虑盐效应。加入过量的沉淀剂可使沉淀离子沉淀完全。(一般浓度小于10-5mol.l-1,认为沉淀完全)第15页,共37页。3、pH值的影响;对于M(OH)n 型难溶氢氧化物的多相平衡中 M(OH)n Mn+nOH-Mn+刚开始沉淀时:若c(Mn+)=
7、1.0mol.L-1,则氢氧化物开始沉淀的最低浓度为:第16页,共37页。Mn+沉淀完全时,溶液中 c(Mn+)10-5mol.l-1,OH-最低浓度为:第17页,共37页。10-2 沉淀与溶解使离子积小于溶度积,即QiKsp,有以下几种途径。(1)转化生成弱电解质第18页,共37页。FeS(S)Fe2+S2-2HCl 2Cl-+2H+2H+S2-H2S 同样实验室用CaCO3和HCl反应制备也是此原理。生成弱酸:第19页,共37页。生成弱碱:某些难溶氢氧化物可溶于铵盐,如:Mg(OH)2Mg(OH)2 (s)Mg2+2OH _ 2NH4Cl 2Cl-+2NH4+2NH3.H2O第20页,共3
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