大学化学第三精品课件.ppt

1、各位同学，下午好！各位同学，下午好！第三章第三章 水化学与水污染水化学与水污染 掌握稀溶液的通性，包括蒸气压下降、沸点升高、掌握稀溶液的通性，包括蒸气压下降、沸点升高、凝固点下降及渗透压等物理性质的依数性规律；凝固点下降及渗透压等物理性质的依数性规律；掌握离子平衡规律，包括酸碱解离平衡规律和缓冲掌握离子平衡规律，包括酸碱解离平衡规律和缓冲溶液性质、配离子平衡规律等；溶液性质、配离子平衡规律等；初步掌握离子平衡中典型问题的计算，如初步掌握离子平衡中典型问题的计算，如pH值、值、溶解度、溶度积等。溶解度、溶度积等。2、多元弱酸的解离平衡、多元弱酸的解离平衡71101.12 eqSHeqHSeqHa

2、cccK142100.12 eqHSeqSeqHacccK可见，可见，Ka1 Ka2，即二级解离难于一级。即二级解离难于一级。原因：原因：S2-对对H+的结合能力强于的结合能力强于HS-；一级解离产生的一级解离产生的H+使二级解离倾向于左移。使二级解离倾向于左移。分级解离，每级平衡分级解离，每级平衡。以。以H2S为例为例25下下 H2S(aq)H(aq)HS(aq)一级解离一级解离 HS(aq)H(aq)S2(aq)二级解离二级解离近似处理：近似处理：c(H+)=c(H+)1+c(H+)2 c(H+)1 c(HS-)=c(HS-)1-c(HS-)2 =c(H+)1-c(H+)2 c(H+)1

3、21;2aeqSaSHeqHKcKcc (3-3-6)与酸的浓度无关，为常数与酸的浓度无关，为常数 H2S(aq)H(aq)HS(aq)一级解离一级解离 HS(aq)H(aq)S2(aq)二级解离二级解离代入代入Ka1、Ka2，并整理得：，并整理得：2、多元弱酸的解离平衡、多元弱酸的解离平衡多元弱酸解离产生的多元弱酸解离产生的H+一般可按一级解离简单计算一般可按一级解离简单计算 应了解应了解：上式并不表明解离的：上式并不表明解离的S2-(aq)与与H+(aq)浓浓度比为度比为1:2，只表明平衡溶液中，只表明平衡溶液中H+(aq)、S2-(aq)及及H2S(aq)三浓度间的关系服从三浓度间的关系

4、服从 K的表达式。的表达式。21212101.122 aaeqHSeqHSeqSHeqSeqHKKcccccK(3-3-7)将一级解离平衡与二级解离平衡二式相加得：将一级解离平衡与二级解离平衡二式相加得：H2S(aq)2H+(aq)S2-(aq)2、多元弱酸的解离平衡、多元弱酸的解离平衡71101.1 aK142100.1 aK例例3-3、计算、计算25时，浓度为时，浓度为0.10 moldm-3的氢硫酸溶的氢硫酸溶液中的液中的pH值、氢硫酸根及硫离子浓度。值、氢硫酸根及硫离子浓度。解：解：4lglgpH12 aSHeqHKcc22aeqSeqHeqHSKccc 计算结果也表明，二级解离困难得

5、多。计算结果也表明，二级解离困难得多。31434dmmol100.1dmmol100.1 2、多元弱酸的解离平衡、多元弱酸的解离平衡71101.1 aK142100.1 aK例例3-4、计算、计算25时，在浓度为时，在浓度为0.1 moldm-3的饱和氢的饱和氢硫酸溶液中加入足够量的盐酸后，溶液的硫酸溶液中加入足够量的盐酸后，溶液的pH1.0,求求硫离子浓度。硫离子浓度。解：解：2122101.11.01.0222 eqSeqSHeqSeqHccccK320dmmol101.12 eqSc二例比较，溶液酸性增大时二例比较，溶液酸性增大时 c(S2-)大大减小。大大减小。2、多元弱酸的解离平衡、

6、多元弱酸的解离平衡H2S(aq)2H+(aq)S2-(aq)三、同离子效应与缓冲溶液三、同离子效应与缓冲溶液1、同离子效应、同离子效应 在在弱电解质弱电解质溶液中，加入与之具有溶液中，加入与之具有相同离子相同离子的的强强电解质电解质，使弱电解质，使弱电解质解离平衡向左移动解离平衡向左移动的现象，称为的现象，称为同离子效应。同离子效应。例：例：HAc(aq)H+(aq)Ac-(aq)NaAc(aq)Na+(aq)Ac-(aq)NaAc的加入，平衡左移，结果降低了的加入，平衡左移，结果降低了H+(aq)浓浓度，度，离解度离解度降低。降低。自发自发平衡平衡()lnlnln0rmaaQG TRT KR

7、T QRTK 由化学反应等温方程：由化学反应等温方程：NaAc的加入：增加了的加入：增加了Ac-(aq)浓度，浓度，使使Q增加，增加，rG增加，平衡左移。增加，平衡左移。同理，同理，NH3H2O中加入中加入NH4也产生同离子效应。也产生同离子效应。eqHAceqAceqHcccKQ 平衡时：平衡时：1、同离子效应、同离子效应2、缓冲溶液缓冲溶液及其计算及其计算是由弱酸及其盐，或弱碱及其盐组成的混合溶液。是由弱酸及其盐，或弱碱及其盐组成的混合溶液。其其pH值，值，在一定范围内在一定范围内，不会因，不会因或或而发生显著变化而发生显著变化。实例如：实例如：HAc-NaAc缓冲溶液；缓冲溶液；NH3H

8、2O-NH4Cl缓冲溶液；缓冲溶液；HAc(aq)H+(aq)Ac-(aq)ceq/moldm-3 ca-x x c盐盐x足够多足够多外加少量酸，平衡左移；外加少量碱或稀释，平外加少量酸，平衡左移；外加少量碱或稀释，平衡右移。均可使得衡右移。均可使得pH值基本不变。值基本不变。缓冲溶液就像是缓冲溶液就像是H、OH的仓库，具有储藏或释的仓库，具有储藏或释放放H、OH的能力。的能力。缓冲溶液的缓冲能力是有限的；缓冲溶液的缓冲能力是有限的；通式可表示为：通式可表示为：共轭酸共轭酸 H共轭碱共轭碱 (3-3-11)共轭碱：共轭碱：共轭酸共轭酸HAc、HF、NH4+、HCO3-、H2CO3、H2PO4-

9、Ac-、F-、NH3、CO32-、HCO3-、HPO42-2、缓冲溶液缓冲溶液及其计算及其计算 半导体工业中，半导体工业中，HF和和NH4F的混合腐蚀溶液的混合腐蚀溶液(缓冲溶液缓冲溶液)去除硅片表面氧化物；去除硅片表面氧化物；金属材料表面防护进行电镀的电镀液；金属材料表面防护进行电镀的电镀液；土壤中含土壤中含H2CO3Na2CO3和和NaH2PO4Na2HPO4，以以及其它有机酸及其盐组成的复杂的缓冲溶液体系，保持及其它有机酸及其盐组成的复杂的缓冲溶液体系，保持土壤土壤pH值，保证了植物的正常生长；值，保证了植物的正常生长；人体血液中的主要缓冲溶液体系也是人体血液中的主要缓冲溶液体系也是H2

10、CO3Na2CO3和和NaH2PO4Na2HPO4，维持维持pH7.40.05。若其值发若其值发生突变，将引起生突变，将引起“酸中毒酸中毒”或或“碱中毒碱中毒”症，一般症，一般pH的的改变大于改变大于0.4单位时，人就会有生命危险。单位时，人就会有生命危险。缓冲溶液的应用意义：缓冲溶液的应用意义：2、缓冲溶液缓冲溶液及其计算及其计算xcxcxcccKaeqHAceqAceqHa )(盐盐平衡常数：平衡常数：acxc盐盐 平衡如：平衡如：HAc(aq)H(aq)Ac(aq)c0/moldm-3 ca 0 c盐盐 ceq/moldm-3 ca-x x c盐盐x解得解得x：2、缓冲溶液缓冲溶液及其计

11、算及其计算盐盐ccKcxaaeqH 同理，同理，NH3H2ONH4Cl构成的缓冲溶液有：构成的缓冲溶液有：盐盐盐盐ccKcccKcbeqOHbbeqOHlgplgpOH;b 盐盐ccKcxaaeqH 其中其中 pKa=-lgKa 盐盐ccKcaeqHlgplgpHa 盐盐ccKbblgp14 pOH14pH 2、缓冲溶液缓冲溶液及其计算及其计算;aWbKKK abKKp14p Kw:22 oC时水的离子积，时水的离子积，KaKb=Kw=110-14共共轭轭碱碱共共轭轭酸酸共共轭轭碱碱共共轭轭酸酸nncc 体积一定时：体积一定时：缓冲溶液缓冲溶液少量稀释时少量稀释时 pH 值只与值只与n共轭酸共

12、轭酸/n共轭碱共轭碱 有有关，而与溶液总体积无关，缓冲溶液的关，而与溶液总体积无关，缓冲溶液的 pH 也能也能基本保持不变。基本保持不变。共共轭轭碱碱共共轭轭酸酸共共轭轭碱碱共共轭轭酸酸ccKcccKceqHaeqHlgplgpH;a 2、缓冲溶液缓冲溶液及其计算及其计算Ka：共轭酸的解离常数：共轭酸的解离常数缓冲溶液的缓冲溶液的 pH值值与与Ka 及及c共轭酸共轭酸/c共轭碱共轭碱有关；有关；而缓冲溶液的而缓冲溶液的缓冲能力缓冲能力与与c共轭酸共轭酸、c共轭碱共轭碱及其比值有关。及其比值有关。当当c共轭酸共轭酸、c共轭碱共轭碱较大较大，且，且c共轭酸共轭酸/c共轭碱共轭碱1时，时，缓冲能力缓

13、冲能力最大最大，此时，此时pH=pKa。一般的缓冲溶液一般的缓冲溶液ca/c盐盐值在值在0.110之间。所以缓冲溶液对之间。所以缓冲溶液对pH值的值的缓冲范围缓冲范围为：为：pHpKa1 或或 pOH pKb1 共共轭轭碱碱共共轭轭酸酸共共轭轭碱碱共共轭轭酸酸ccKcccKceqHaeqHlgplgpH;a 2、缓冲溶液缓冲溶液及其计算及其计算例例3-5、将、将2.0 moldm-3的的HAc与同浓度的与同浓度的NaAc溶液等溶液等体积混合。体积混合。计算此缓冲溶液的计算此缓冲溶液的pH值及的值及的HAc离解度。离解度。于于90 mL的上述溶液中，加入的上述溶液中，加入10 mL 0.1 mo

14、ldm-3的的HCl溶液，计算所得溶液的溶液，计算所得溶液的pH值。值。于于90 mL的上述溶液中，加入的上述溶液中，加入10 mL 0.1 moldm-3的的NaOH溶液，计算所得溶液的溶液，计算所得溶液的pH值。值。2、缓冲溶液缓冲溶液及其计算及其计算例例3-5 、解：等体积混合后，解：等体积混合后，cHAc=c盐盐=1.0 moldm-3可见，可见，Ac-的同离子效应，使醋酸的解离度大大降低。的同离子效应，使醋酸的解离度大大降低。)1076.1lg(lglgpH5a 盐盐ccpKcHAceqH%1000.11076.15 HAcHcc 75.4%00176.0 由例由例3-2，ca=1.

15、0 moldm-3的醋酸溶液的解离度为：的醋酸溶液的解离度为：aacK%42.0 2、缓冲溶液缓冲溶液及其计算及其计算加入加入HCl(aq)后，后，H+与溶液中大量的与溶液中大量的Ac-结合为结合为HAc，溶液中，溶液中HAc浓度增加，浓度增加，Ac-浓度减少。浓度减少。cHCl=(10/100)0.1 moldm-3=0.01 moldm-3cHAc=(90/100)1.00.01 moldm-3=0.91 moldm-3c盐盐=(90/100)1.00.01 moldm-3=0.89 moldm-389.091.0lg)1076.1lg(lgppH5 盐盐ccKHAca74.4 例例3-5

16、 加入加入10 mL 0.1 moldm-3的的HCl溶液溶液解：解：2、缓冲溶液缓冲溶液及其计算及其计算由、可见，本例中由、可见，本例中cHAc=c盐盐=1.0 moldm-3，pH值只在原基础上偏移了值只在原基础上偏移了0.01。加入加入NaOH(aq)后，后，OH-与与H+结合，促使结合，促使HAc进进一步解离，溶液中一步解离，溶液中HAc浓度减少，浓度减少，Ac-浓度增加。浓度增加。与上同理可求得：与上同理可求得：91.089.0lg)1076.1lg(lgppH5 盐盐ccKHAca76.4 例例3-5 加入加入10 mL 0.1 moldm-3的的NaOH溶液溶液解：解：2、缓冲溶

17、液缓冲溶液及其计算及其计算例例3-6、将例、将例3-5中中“2.0 moldm-3的的HAc与同浓度的与同浓度的NaAc溶液等体积混合溶液等体积混合”，改为，改为0.2 moldm-3 的酸与盐的酸与盐混合，其余不变重新计算。混合，其余不变重新计算。解：解：等体积混合后，等体积混合后，cHAc=c盐盐=0.1 moldm-3 仍有：仍有：cHAc/c盐盐=1 pH4.75 2、缓冲溶液缓冲溶液及其计算及其计算本例中本例中cHAc=c盐盐=0.1 moldm-3，pH值在原基础上偏移了值在原基础上偏移了0.1，是上例的，是上例的10倍。倍。可见，可见，缓冲溶液浓度减小，缓冲能力减弱。缓冲溶液浓度

18、减小，缓冲能力减弱。cHAc=0.1 moldm-3，c盐盐=0.08 moldm-3 08.01.0lg)1076.1lg(lgppH5a 盐盐ccKHAc65.4 cHAc=0.08 moldm-3，c盐盐=0.1 moldm-3 1.008.0lg)1076.1lg(lgppH5 盐盐ccKHAca85.4 2、缓冲溶液缓冲溶液及其计算及其计算四、配离子的解离平衡四、配离子的解离平衡络合物络合物:现称配位化合物现称配位化合物(简称简称配合物配合物),由形成体与配位由形成体与配位体以配位键结合而成的复杂化合物体以配位键结合而成的复杂化合物.配合物的表示式分配合物的表示式分内外界两个部分内外

19、界两个部分,如普鲁士蓝如普鲁士蓝Fe4Fe(CN)63,内界为配合内界为配合物的特征部分物的特征部分,是中心离子是中心离子Fe2+和配体和配体CN-之间通过配位之间通过配位键结合而成的一个相当稳定的整体键结合而成的一个相当稳定的整体,其化学式用方括号其化学式用方括号,内称内称“合合”,外称外称“化化”.方括号外边的离子离中心方括号外边的离子离中心较远较远,构成外界构成外界,内界与外界之间以离子键结合内界与外界之间以离子键结合.四、配离子的解离平衡四、配离子的解离平衡络合物的络合物的“络络”字是网络之意字是网络之意.络合物现多称配合物络合物现多称配合物.简单络合物简单络合物:是一类由单齿配体与中

20、心离子直接配位形成的配是一类由单齿配体与中心离子直接配位形成的配合物合物(由中心离子与单基配位体所形成的络合物由中心离子与单基配位体所形成的络合物),如如AlF63-,Cu(NH3)42+等等.简单络合物一般没有螯合物稳定简单络合物一般没有螯合物稳定,常形成逐级络常形成逐级络合物合物,这种现象称为分级络合现象这种现象称为分级络合现象,同多元酸多级解离平衡一样同多元酸多级解离平衡一样.单齿配体单齿配体:一个配体中只有一个配位原子一个配体中只有一个配位原子,如如NH3,SCN-(含有含有S和和N两个不同的配位原子两个不同的配位原子,在形成配合物时在形成配合物时,只有一个配位原子只有一个配位原子与形

21、成体结合与形成体结合,Fe(NCS)2+中是中是N,在在Ag(SCN)2-中是中是S,称为两称为两可配体可配体,类似还有类似还有CN-,NO2-.螯螯合物合物:旧称内络盐旧称内络盐,是由中心离子和多齿配体结合而成的具是由中心离子和多齿配体结合而成的具有环状结构的配合物有环状结构的配合物.“螯螯”字取螃蟹的螯之意字取螃蟹的螯之意.多齿配体多齿配体:一个配体中有两个或两个以上的配位原子一个配体中有两个或两个以上的配位原子.如如EDTA有有O和和N两种元素两种元素6齿配体齿配体.四、配离子的解离平衡四、配离子的解离平衡中性分子配体中性分子配体配位配位原子原子阴离子配阴离子配体体配位配位原子原子阴离子

22、配体阴离子配体配位配位原子原子H2O 水水NH3 氨氨CO 羰基羰基CH3NH2 甲胺甲胺ONCNF-氟氟Cl-氯氯Br-溴溴I-碘碘OH-羟基羟基FClBrIOCN-氰氰NO2-硝基硝基ONO-亚硝酸根亚硝酸根SCN-硫氰酸根硫氰酸根NCS-异硫氰酸根异硫氰酸根CNOSN常见单齿配体常见单齿配体四、配离子的解离平衡四、配离子的解离平衡常见多齿配体常见多齿配体分子式分子式名称名称缩写符号缩写符号草酸根草酸根乙二胺乙二胺邻菲罗啉邻菲罗啉联吡啶联吡啶乙二胺四乙酸乙二胺四乙酸(OX)(en)(o-phen)(bpy)(H4edta)(H4Y)HO OCH2CNCH2CH2HOOCH2CNCH2COO

23、HCH2COOHCCOOOONNNNNH2CH2H2CH2N四、配离子的解离平衡四、配离子的解离平衡1、配合物的组成、配合物的组成 配离子（络离子）：指由配离子（络离子）：指由中心离子与配位体结合而中心离子与配位体结合而成的复杂离子成的复杂离子。如：如：Co(NH3)5H2O2+、FeF63-、Ca(EDTA)2-等等结构特征：结构特征：中心离子中心离子：一般为金属元素，：一般为金属元素，具有空的价电子轨道具有空的价电子轨道；配位体配位体：多个中性分子或与中心离子不同的它种离：多个中性分子或与中心离子不同的它种离子，特征为子，特征为具有孤对电子具有孤对电子 配位体中的配位原子提供电子对给中心原

24、子的杂化配位体中的配位原子提供电子对给中心原子的杂化轨道，形成轨道，形成配位键配位键。含配离子的化合物称为配位化合物，即含配离子的化合物称为配位化合物，即“配合物配合物”。水的硬度测定水的硬度测定N-CH2-CH2-NC-CH2C-CH2CH2-CCH2-CONaOHOOOOHONaO EDTA乙二胺四乙酸或其钠盐：乙二胺四乙酸或其钠盐：配合滴定：配合滴定：Ca(EDTA)2-蓝色螯合物，蓝色螯合物，5个五元环个五元环CaONCH2-CH2NOOH2CC=OCH2COO=CO=CH2CCH2O=2-1、配合物的组成、配合物的组成 2、配合物的应用、配合物的应用 分析、分离：分析、分离：沉淀剂、

25、萃取剂、滴定剂、显色剂、沉淀剂、萃取剂、滴定剂、显色剂、掩蔽剂等。掩蔽剂等。如如EDTA与与Ca2、Mg2形成配合物用于形成配合物用于锅炉硬水的监控；利用萃取分离提纯锅炉硬水的监控；利用萃取分离提纯U、Au及稀土元及稀土元素；污水处理；素；污水处理；催化剂：催化剂：化工合成及石油化工中的一些催化剂；化工合成及石油化工中的一些催化剂；生物及医药：生物及医药：如与呼吸作用有关的血红素，与光合如与呼吸作用有关的血红素，与光合作用有关的叶绿素均属卟吩环系配合物作用有关的叶绿素均属卟吩环系配合物(前者以前者以Fe2、后者以后者以Mg2为中心原子为中心原子)；抗恶性贫血的；抗恶性贫血的VB12；Na2Ca

26、(EDTA)对对U、Pb的解毒作用；顺的解毒作用；顺-Pt(NH3)2Cl2的抑制癌肿作用等；的抑制癌肿作用等；3、配离子的不稳定常数及稳定常数、配离子的不稳定常数及稳定常数 很多很多配合物配合物相对属于强电解质，在水溶液中完全离相对属于强电解质，在水溶液中完全离解成配离子及另一阴（阳）离子。解成配离子及另一阴（阳）离子。配离子配离子为稳定存在的结构单元，与弱电解质一样，为稳定存在的结构单元，与弱电解质一样，在水溶液中较难离解成简单离子。在水溶液中较难离解成简单离子。在在 FeF63(aq)中，加入少量中，加入少量KI(aq)及淀粉溶液，不及淀粉溶液，不产生浅蓝色沉淀；产生浅蓝色沉淀；如在深蓝

27、色如在深蓝色Cu(NH3)42(aq)中，加入少量中，加入少量NaOH(aq)，并不产生浅蓝色并不产生浅蓝色Cu(OH)2沉淀；沉淀；若用若用Na2S(aq)替代替代NaOH(aq)，可得到黑色的，可得到黑色的CuS沉淀沉淀。表明存在配离子表明存在配离子Cu(NH3)42的的解离平衡解离平衡配离子可解离成配离子可解离成中心离子中心离子及及配位体配位体：Cu(NH3)42+(aq)Cu2+(aq)4NH3(aq)平衡常数为：平衡常数为：ccccccKeqNHCueqNHeqCu/)/()/(24332)(4 不不稳稳(3-3-11)eqNHCueqNHeqCucccK 24332)(4)(不不稳

28、稳或：或：K不稳不稳愈大，配离子愈易离解，愈不稳定。愈大，配离子愈易离解，愈不稳定。同价配离子同价配离子，可用，可用K不稳不稳评价其稳定性。评价其稳定性。3、配离子的不稳定常数及稳定常数、配离子的不稳定常数及稳定常数K不稳不稳(或或K稳稳)可由实验测得可由实验测得;也可利用也可利用rGmRTlnK不稳不稳求得求得,见附录见附录7。近年来倾向于用近年来倾向于用K稳稳描述络合平衡：描述络合平衡：Cu2+(aq)4NH3(aq)Cu(NH3)42+(aq)不不稳稳稳稳KK1 K稳稳与与K不稳不稳互为倒数：互为倒数：3、配离子的不稳定常数及稳定常数、配离子的不稳定常数及稳定常数782109.8109.

29、81.0)1.0(xx即，即，c(Ag+)为为 8.9107 moldm-3。8)(Ag2Ag109.8)(233 eqNHeqNHeqcccK不不稳稳查表有：查表有：例例3-7、求浓度均为、求浓度均为0.1moldm-3的的Ag(NH3)2与与NH3H2O的混的混合溶液中，合溶液中，Ag(aq)的浓度。的浓度。解：解：Ag(NH3)2(aq)Ag(aq)2NH3(aq)c0/moldm-3 0.1 0.1 ceq/moldm-3 0.1 x 0.1 x 0.1 x 0.13、配离子的不稳定常数及稳定常数、配离子的不稳定常数及稳定常数4、配离子解离平衡的移动、配离子解离平衡的移动例例1，在，在

30、 蓝色蓝色Cu(NH3)42(aq)中，加入中，加入Na2S(aq)，产生的，产生的CuS沉淀使离解平衡右移：沉淀使离解平衡右移：即即 Cu(NH3)42(aq)S2(aq)CuS 4NH3(aq)例例2，在，在 Cu(NH3)42(aq)中，加入酸，中，加入酸，H与与NH3结合成更结合成更稳定的稳定的NH4，使离解平衡右移，溶液颜色变浅：使离解平衡右移，溶液颜色变浅：即即 Cu(NH3)42(aq)H(aq)Cu 2 NH4(aq)例例3，实验五中，在，实验五中，在 酒红色酒红色CaIn2(aq)中，加入中，加入EDTA(Y)，Ca2+与与EDTA结合为更稳定的结合为更稳定的CaY2，使离解

31、平衡右移，溶使离解平衡右移，溶液颜色变为蓝色液颜色变为蓝色：即即 CaIn2-(aq)H2Y2-(aq)CaY2-(aq)HIn2-H(aq)3-4 3-4 难溶电解质的多相离子平衡难溶电解质的多相离子平衡一、溶解平衡与溶度积一、溶解平衡与溶度积Ks 难溶电解质的固相液相间的平衡难溶电解质的固相液相间的平衡溶解度积溶解度积AgCl(s)Ag(aq)Cl(aq)溶解溶解沉淀沉淀一定温度下，溶解达平衡时为饱和溶液，其平衡一定温度下，溶解达平衡时为饱和溶液，其平衡常数称为常数称为溶度积溶度积。通常将通常将100g水中溶解度小于水中溶解度小于0.01g的物质称为难溶的物质称为难溶物质。物质。难溶电解质

32、在水中溶解的部分是完全解离的。难溶电解质在水中溶解的部分是完全解离的。溶解平衡：溶解平衡：一、一、溶解平衡与溶度积溶解平衡与溶度积Ks 溶度积溶度积Ks在一定温度下为一常数，它的大小反映在一定温度下为一常数，它的大小反映了物质的溶解能力。了物质的溶解能力。eqCleqeqCleqsccKccccK AgsAg)AgCl()/()/()AgCl(或：或：另如：另如：232432P2)()()()()(422eqPOeqCaseqCleqbsccPOCaKccPbClK meqBneqAmnsnmccBAK)()()(3-4-1)通式：通式：Ks可由实验测得，也可利用可由实验测得，也可利用rGmR

33、TlnKs 求求得。见附录得。见附录8。一、一、溶解平衡与溶度积溶解平衡与溶度积Ks292323100.2)2()3()()(42 SSccKeqPOeqCas7102.6 S得：得：Ca3(PO4)2在纯水中的溶解度为：在纯水中的溶解度为：6.210-7 moldm-3 解：解：Ca3(PO4)2(s)3Ca2+(aq)2PO43-(aq)ceq/moldm-3 3S 2S例例3-8、已知、已知Ca3(PO4)2的的Ksp为为2.01029，求，求 在纯水中的溶解度在纯水中的溶解度S；在在0.10 moldm-3的的Na3PO4溶液中的溶解度。溶液中的溶解度。2923100.2)10.0()

34、3(SKs10102.4 S Ca3(PO4)2 在在0.10 moldm-3的的Na3PO4 溶液中的溶溶液中的溶解度减小为解度减小为 4.210-10 moldm-3。也受也受同离子效应同离子效应的的影响。影响。一、一、溶解平衡与溶度积溶解平衡与溶度积Ks例例3-8、在、在0.10 moldm-3的的Na3PO4溶液中的溶解度溶液中的溶解度 Ca3(PO4)2(s)3Ca2+(aq)2PO43-(aq)c0/moldm-3 0.10 ceq/moldm-3 3S 2S0.10 0.10 二、溶度积规则二、溶度积规则 Q Ks，平衡左移，产生沉淀；平衡左移，产生沉淀；Q=Ksp，平衡状态。平

35、衡状态。称为溶度积规则。据此可判断沉淀的生成与溶解。称为溶度积规则。据此可判断沉淀的生成与溶解。自发自发平衡平衡()lnlnln0rmssQG TRTKRTQRTKmBnAmnnmccBAQ)()()(将化学反应等温方程应用于将化学反应等温方程应用于沉淀沉淀 溶解溶解平衡，有：平衡，有：例例3-9、含、含1.0 moldm-3Ni2+和和0.10 moldm-3Fe3+的溶液，的溶液，当当逐滴逐滴加入加入NaOH溶液时溶液时(忽略溶液体积的改变忽略溶液体积的改变)，问：，问：哪种离子先沉淀，哪种离子后沉淀，沉淀能否达到哪种离子先沉淀，哪种离子后沉淀，沉淀能否达到分离？若非逐滴加入？分离？若非逐

36、滴加入？要使要使Fe3完全沉淀，而完全沉淀，而Ni2不沉淀，不沉淀，pH值控制在什值控制在什么范围？么范围？解：解：根据溶度积规则，分别计算产生根据溶度积规则，分别计算产生Fe(OH)3及及Ni(OH)2所需的所需的OH-最低浓度。查表得：最低浓度。查表得：KsFe(OH)3c(Fe3+)c(OH-)34.010-38；KsNi(OH)2 c(Ni2+)c(OH-)2 2.010-15二、溶度积规则二、溶度积规则 31)(,33)(eqFeOHFesFeeqOHcKc 21)(,22)(eqNiOHNisNieqOHcKc Fe(OH)3先沉淀。当先沉淀。当Ni(OH)2开始沉淀时，开始沉淀时

37、，Fe3+浓度为：浓度为：38383)(,)1047.4(100.4)()(33 eqOHOHFeseqFecKc通常某离子浓度通常某离子浓度10-5mol/L时，认为可实现沉淀分离。时，认为可实现沉淀分离。当当Ni(OH)2开始沉淀时，可认为开始沉淀时，可认为Fe(OH)3已沉淀完全。已沉淀完全。例例3-9 、沉淀顺序？沉淀分离？、沉淀顺序？沉淀分离？81047.4 131059.1 161048.4 二、溶度积规则二、溶度积规则由的计算知，欲不生成由的计算知，欲不生成Ni(OH)2沉淀沉淀:cOH-4.4710-8 moldm-3。)1047.4lg(14pOH14pH8 欲使欲使Fe(O

38、H)3沉淀完全沉淀完全，cFe3+10-5 moldm-3 113153831eqFeFe(OH)s,eqOH1059.110100.4)()(33 cKc)1059.1lg(14pOH14pH11 即溶液的即溶液的pH值应控制在值应控制在 3.26.7 范围内。范围内。例例3-9 、Fe3完全沉淀，完全沉淀，Ni2不沉淀，不沉淀，pH值？值？7.6 2.3 二、溶度积规则二、溶度积规则盐效应：以在饱和盐效应：以在饱和BaSO4溶液中加入溶液中加入KNO3为例为例 BaSO4(s)Ba2+(aq)SO42-(aq)强电解质电荷愈高，浓度愈大，盐效应愈强。强电解质电荷愈高，浓度愈大，盐效应愈强。通常通常溶液中离子总浓度溶液中离子总浓度K 离解平衡左移；离解平衡左移；或或QK离解平衡右移。离解平衡右移。由由 K 可求得：离解度可求得：离解度、pH值、溶解度值、溶解度 s 等。等。rGm-RTln K;KKa,Kb,K不稳不稳,K s等等()0rmQGTRTlnKRTlnQRTlnK 自发自发平衡平衡课课 后后 要要 求求复习今天所学内容复习今天所学内容阅读阅读p135-p151内容内容第三章作业下周交第三章作业下周交