工科基础化学第三章课件.ppt

1、第三章第三章 水溶液中的离子平衡水溶液中的离子平衡 第一节第一节 可溶弱电解质的单相离子平衡可溶弱电解质的单相离子平衡 3.1.2 水的解离平衡和溶液的水的解离平衡和溶液的pH 3.1.4 缓冲溶液缓冲溶液 3.1.3 弱酸、弱碱的解离平衡弱酸、弱碱的解离平衡 3.1.1 酸碱理论概述酸碱理论概述 3.1.1 酸碱理论概述酸碱理论概述 3.1.1.3 酸碱电子理论的基本概念酸碱电子理论的基本概念 3.1.1.2 酸和碱的相对强弱酸和碱的相对强弱 3.1.1.1 阿累尼乌斯电离理论和酸阿累尼乌斯电离理论和酸 碱质子理论碱质子理论3.1.1.1 阿累尼乌斯电离理阿累尼乌斯电离理论和酸碱质子理论论和

2、酸碱质子理论一、一、阿累尼乌斯电离理论阿累尼乌斯电离理论1 1、定义：认为，电解质在水溶液中能够电离，、定义：认为，电解质在水溶液中能够电离，电离时产生的阳离子全部是电离时产生的阳离子全部是H+H+离子的化合物离子的化合物叫酸，电离时生成的阴离子全部是叫酸，电离时生成的阴离子全部是OHOH-离子的离子的化合物叫碱。化合物叫碱。2 2、这一理论的意义和优缺点、这一理论的意义和优缺点 (1)a(1)a、在化学组成上揭示了酸碱的本质，解释了、在化学组成上揭示了酸碱的本质，解释了一些实验事实。一些实验事实。b b、找到了衡量酸、碱、强度的定量标准，因、找到了衡量酸、碱、强度的定量标准，因此是人类对酸碱

3、认识的一大飞跃。此是人类对酸碱认识的一大飞跃。（2 2）此理论只限于在水溶液中，有很大局限性，无）此理论只限于在水溶液中，有很大局限性，无法解释非水溶液中的酸碱性问题。法解释非水溶液中的酸碱性问题。如：液氨如：液氨 2NH2NH3 3（l l）NHNH4 4+NH+NH2 2-显碱性显碱性 阿累尼乌斯电离理论无法解释阿累尼乌斯电离理论无法解释1、酸碱质子理论的基本概念酸碱质子理论的基本概念 酸：凡是能释放出质子（酸：凡是能释放出质子（H+）的任何分子）的任何分子或离子。或离子。（质子的（质子的给予给予体）体）碱：凡是能与质子（碱：凡是能与质子（H+）结合的分子或离）结合的分子或离子。子。（质子

4、的（质子的接受接受体）体）二、二、酸碱质子理论酸碱质子理论（1 1）质子理论中的酸碱即可以是分子，也可以是离子）质子理论中的酸碱即可以是分子，也可以是离子如：酸：如：酸：H H2 2SOSO4 4,HSO,HSO4 4-,NH,NH4 4+,HPO,HPO4 42-2-,HCO,HCO3 3-.碱：碱：ClCl-,NH,NH3 3,SO,SO4 42-2-,CO,CO3 32-2-,OH,OH-,HPO,HPO4 42-2-（2 2）有的离子即可以是酸，也可以是碱。称为两性物质）有的离子即可以是酸，也可以是碱。称为两性物质如：如：HSOHSO4 4-、HSHS-、H H2 2O O、HPOHP

5、O4 42-2-、H H2 2POPO4 4-等等按质子理论，酸与碱并不是孤立的，酸给出质子成为碱，碱接受按质子理论，酸与碱并不是孤立的，酸给出质子成为碱，碱接受质子成为酸。质子成为酸。如：如：H H2 2POPO4 4 -H H+HPO4+HPO42-2-酸酸 碱碱注意注意:称其酸碱，一定要有对应关系。称其酸碱，一定要有对应关系。在共轭酸碱对中，酸越强，共轭碱越弱，反之亦然在共轭酸碱对中，酸越强，共轭碱越弱，反之亦然（3 3）质子理论中没有盐的概念）质子理论中没有盐的概念 在电离理论中酸碱反应是生成了盐和水，而质子论的酸在电离理论中酸碱反应是生成了盐和水，而质子论的酸碱反应是质子传递过程，由

6、两种酸、碱通过质子传递生成了另碱反应是质子传递过程，由两种酸、碱通过质子传递生成了另外两种新酸、新碱。外两种新酸、新碱。如：如：NHNH3 3+HCl NH+HCl NH4+4+Cl+Cl-碱碱1 酸酸2 酸酸1 碱碱2 2、质子理论的优缺点：、质子理论的优缺点：（1 1）优点：质子理论定义酸碱不受溶液限制，可以）优点：质子理论定义酸碱不受溶液限制，可以是水溶液，也可以是非水溶液，克服了电离理论的是水溶液，也可以是非水溶液，克服了电离理论的缺点。而且质子理论还可将电离理论中的电离作用、缺点。而且质子理论还可将电离理论中的电离作用、中和作用、水解作用等各类离子反应归纳为质子传中和作用、水解作用等

7、各类离子反应归纳为质子传递式酸碱反应，加深了人们对酸碱的认识。递式酸碱反应，加深了人们对酸碱的认识。（2 2）局限性：质子理论只限于质子的放出和接受，必）局限性：质子理论只限于质子的放出和接受，必须含须含H H+,不能解释不含氢的一类化合物，如不能解释不含氢的一类化合物，如“SOSO2 2,SO,SO3 3,BF,BF3 3”等。等。区分效应：用一个溶剂能把酸或碱的相区分效应：用一个溶剂能把酸或碱的相对强弱区分开来，称为溶剂的对强弱区分开来，称为溶剂的“区分效应区分效应”。例如：例如：H2O可以区分可以区分HAc，HCN酸性的强弱酸性的强弱。拉平效应：溶剂将酸或碱的强度拉平的作拉平效应：溶剂将

8、酸或碱的强度拉平的作用，称为溶剂的用，称为溶剂的“拉平效应拉平效应”。酸和碱的强度是指酸给出质子的能力和碱酸和碱的强度是指酸给出质子的能力和碱接受质子的能力的强弱。接受质子的能力的强弱。3.1.1.2 酸和碱的相对强弱酸和碱的相对强弱HCl HAc HCN 水对强酸起不到区分作用，水能够同等程水对强酸起不到区分作用，水能够同等程度地将度地将HClO4，HCl，HNO3等强酸的质子全部等强酸的质子全部夺取过来。夺取过来。选取比水的碱性弱的碱，如冰醋酸为溶剂选取比水的碱性弱的碱，如冰醋酸为溶剂对水中的强酸可体现出区分效应。例如上述强对水中的强酸可体现出区分效应。例如上述强酸在冰醋酸中酸在冰醋酸中不

9、完全解离不完全解离，酸性强度依次为：，酸性强度依次为：HIHClO4HClH2SO4HNO3%100%1000eq0ccc初始浓度已解离的浓度Lewis 酸：凡是可以接受电子对的分子、酸：凡是可以接受电子对的分子、离子或原子，如离子或原子，如Fe3+,Fe,Ag+,BF3等。等。Lewis 碱：凡是给出电子对的离子或分子，碱：凡是给出电子对的离子或分子，如如：X,:NH3,:CO,H2O:等。等。Lewis酸与酸与Lewis碱之间碱之间 以配位键结合生成以配位键结合生成酸碱加合物。酸碱加合物。3.1.1.3 酸碱电子理论酸碱电子理论 FFBF F BF3+F23333NH NH CuNH NH

10、 Cu2+4 NH3ClHHNH H NH HCl3优缺点优缺点优点：优点：由于电子理论中酸碱反应生成了酸碱配合物，由于电子理论中酸碱反应生成了酸碱配合物，因此有配位键存在的化合物即是酸碱配合物，所因此有配位键存在的化合物即是酸碱配合物，所以一切盐类，金属氧化物及其它大多数无机化合以一切盐类，金属氧化物及其它大多数无机化合物、有机化合物都是酸碱配合物，应用非常广泛。物、有机化合物都是酸碱配合物，应用非常广泛。缺点缺点：由于包括范围过于广泛，从而不易掌握酸碱的：由于包括范围过于广泛，从而不易掌握酸碱的本质特征，而且没有一个衡量酸碱强弱的标准，本质特征，而且没有一个衡量酸碱强弱的标准，不能定量计算

11、。不能定量计算。小结：小结：三个理论不要做比较，包含各个理论解三个理论不要做比较，包含各个理论解决的范围不同。决的范围不同。水溶液中用电离理论较方便，在非水溶水溶液中用电离理论较方便，在非水溶剂中成气剂中成气 态反应中，质子理论应用较广，态反应中，质子理论应用较广，而电子理论主要应用于配位化学上。而电子理论主要应用于配位化学上。3.1.2 水的解离平衡和水的解离平衡和溶液的溶液的pH二、二、溶液的溶液的pH一、一、水的解离平衡水的解离平衡一、一、水的解离平衡水的解离平衡 H2O(l)+H2O(l)H3O+(aq)+OH(aq)或或 H2O(l)H+(aq)+OH(aq)25纯水：纯水：c(H+

12、)=c(OH)=1.010-7molL-1cc)OH()OH(3 ccKw 水的离子积常数，简称水的离子积。水的离子积常数，简称水的离子积。Kw=1.010-14KwT ，Kw100纯水：纯水：=10-12Kw二、二、溶液的溶液的pH酸性酸性HH+OHOH-;碱性碱性HH+OH1010-7 -7 HH+1010-7 -7 HH+=10=10-7-7溶液中氢离子浓度的负对数叫溶液中氢离子浓度的负对数叫pHpH值值 pH=-lgHpH=-lgH+p0H=-lgOH p0H=-lgOH-lgH+(-lgOH-)=-lg1.010-14pH+pOH=14pH值的测定值的测定:(1)酸度计酸度计 （2）

13、pH试纸试纸 3.1.3 弱酸、弱碱的解离平衡弱酸、弱碱的解离平衡二、二、多元弱酸的解离平衡多元弱酸的解离平衡一、一、一元弱酸、弱碱的解离平衡一元弱酸、弱碱的解离平衡 1.一元弱酸的解离平衡一元弱酸的解离平衡一、一、一元弱酸、弱碱的解离平衡一元弱酸、弱碱的解离平衡HA(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+A(aq)3(H O)/(A)/(HA)/cccccc()HAKa 越大，酸性越强。Ka初始浓度初始浓度/molL-1 0.10 0 0平衡浓度平衡浓度/molL-1 0.10 x x xHAc(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+Ac(aq)例：计算例：计算25时，时，0.10 molL

14、-1 HAc溶液中的溶液中的H3O+,Ac,HAc,OH浓度及溶液的浓度及溶液的pH。解：解：x10.0 x2 1.810-5当当c/Ka 500时，误差可达时，误差可达5%以以下，可近似计算。下，可近似计算。0.10-X0.103103.1aCKx/)(/)(/)()(cHAcccAcccHcHAcKa10.0 x21.810-5解离度解离度(a)%100%1000eq0ccc初始浓度已解离的浓度c(H3O+)=c(Ac)=1.3103 molL-1 c(HAc)=(0.10-1.3103)molL-10.10molL-1c(OH)=7.71012 molL-1 89.2)O(HlgpH3c

15、%3.1%10010.0103.13醋酸的解离度=c(H3O+)c(OH)KW与与 的关系：的关系：HA(aq)H+(aq)+A(aq)平衡浓度平衡浓度/molL-1 c c c c初始浓度初始浓度/molL-1 c 0 01 2acKKa2.一元弱碱的解离平衡一元弱碱的解离平衡 NHNH3 3HH2 2O NHO NH4 4+OH+OH-例：已知例：已知25时，时，0.200molL-1氨水的解离度为氨水的解离度为 0.95%，求，求c(OH),pH和氨的解离常数。和氨的解离常数。cOHNHccOHccNHcOHNHKb/)(/)(/)()(23423 越大,碱性越强。Kb3109.1%95

16、.0200.0)OH(cmolL-1molL-1c0/molL-1 0.200 0 05108.1 327.11)109.1lg(14pOH14pH )aq(OH (aq)NH O(l)H (aq)NH423解：解：ceq/molL-1 0.200(1 0.95%)0.2000.95%0.2000.95%324b333(NH)(OH)(1.9 10)(NH)(NH)0.2001.9 10ccKc 由此可知：由此可知：K Ka a、K Kb b 互成反比，如果酸越强，它的互成反比，如果酸越强，它的共轭碱就越弱，反之，酸越弱，其共轭碱就越强。共轭碱就越弱，反之，酸越弱，其共轭碱就越强。1410wb

17、aKKK小结：小结：(1)(1)K Ka a、K Kb b 同样是一种化学平衡常数，它符合同样是一种化学平衡常数，它符合 化学平衡的基本规律。化学平衡的基本规律。(2)Ka(2)Ka、KbKb值越大，说明其酸（碱）强度越大。值越大，说明其酸（碱）强度越大。(3)Ka(3)Ka、KbKb与浓度无关，只随温度变化。与浓度无关，只随温度变化。3.Ka、Kb二者的关系二者的关系二、二、多元弱酸的解离平衡多元弱酸的解离平衡(aq)HCO(aq)OH O(l)H(aq)COH33232第一步：(aq)CO(aq)OH O(l)H(aq)HCO23323第二步：7323332a1102.4)COH()HCO

18、()OH()COH(cccK11323332a2107.4)HCO()CO()OH()COH(cccK做近似处理。解离平衡的计算可按一元弱酸的反应，主要来自于第一步解离溶液中的)(103OH OH 33a2a1cKK结论：结论：多元弱酸的解离是分步进行的，一般多元弱酸的解离是分步进行的，一般 。溶液中的。溶液中的 H+主要来主要来自于弱酸的第一步解离，计算自于弱酸的第一步解离，计算 c(H+)或或 pH 时可时可只考虑第一步解离。只考虑第一步解离。321 KKK 对于二元弱酸对于二元弱酸，当，当 时，时，c(酸根离子酸根离子)，而与弱酸的初始浓度，而与弱酸的初始浓度无关。无关。21KK2K共轭

19、酸碱对的共轭酸碱对的 K Ka a K Kb b =Kw 3.1.4 缓冲溶液缓冲溶液 3.1.4.4 缓冲范围和缓冲能力缓冲范围和缓冲能力 3.1.4.3 缓冲溶液缓冲溶液pH的计算的计算 3.1.4.2 缓冲溶液缓冲溶液 3.1.4.1 同离子效应同离子效应同离子效应同离子效应：在弱电解质溶液中，加入与：在弱电解质溶液中，加入与其含有相同离子的易溶强电解质而使弱电解质其含有相同离子的易溶强电解质而使弱电解质的解离度降低的现象。的解离度降低的现象。HAc(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+Ac(aq)3.1.4.1 同离子效应同离子效应Ac(aq)4NHNH4Ac(aq)(aq)+平衡移

20、动方向平衡移动方向例：在例：在 0.10 molL-1 的的HAc 溶液中，加入溶液中，加入 NH4Ac(s)，使，使 NH4Ac的浓度为的浓度为 0.10 molL-1，计算该溶液的，计算该溶液的 pH和和 HAc的解离度。的解离度。5108.110.0)10.0(xxxx=1.810-5 c(H+)=1.810-5 molL-1 0.10 x 0.100.10 molL-1 HAc溶液：溶液：pH=2.89，=1.3%解：解：HAc(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+Ac(aq)ceq/(molL-1)0.10 x x 0.10+xc0/(molL-1)0.10 0 0.10 pH=4

21、.74，=0.018%50mLHAcNaAc c(HAc)=c(NaAc)=0.10molL-1 pH=4.74 缓冲溶液缓冲溶液：具有能保持本身：具有能保持本身pH相对稳定性能相对稳定性能的溶液的溶液(也就是不因加入少量强酸或强碱而显著改也就是不因加入少量强酸或强碱而显著改变变pH的溶液的溶液)。加入加入1滴滴1molL-1 HCl加入加入1滴滴1molL-1 NaOH实验：实验：50ml纯水纯水pH=7 pH=4.73 pH=4.75 3.1.4.2 缓冲溶液缓冲溶液弱酸弱酸极其极其共轭碱共轭碱或或弱碱弱碱极其极其共轭酸共轭酸所组成的溶液所组成的溶液pH=3 pH=11 缓冲作用原理缓冲作

22、用原理:主要是依据同离子效应的作用主要是依据同离子效应的作用的比值。的大小取决于)A(/)HA()OH(3ccc(aq)A (aq)OH O(l)H HA(aq)32)()()()(AHAHAOHa3ccKc平衡体系中平衡体系中:加入加入H H+，平衡左移，消耗，平衡左移，消耗H H+；加入加入OHOH-，平衡右移，生成，平衡右移，生成H H+。这样，加入少量酸碱，溶液的这样，加入少量酸碱，溶液的pHpH值不会发生显著变化。值不会发生显著变化。作为缓冲溶液的条件作为缓冲溶液的条件:首先混合液中存在一个弱电解质的电离平首先混合液中存在一个弱电解质的电离平衡，另外衡，另外,要有大量的同离子酸根要有

23、大量的同离子酸根.常见的缓冲溶液包括常见的缓冲溶液包括:1)1)弱酸及其盐弱酸及其盐 HAc-NaAc,HHAc-NaAc,H2 2COCO3 3-NaCO-NaCO3 32)2)弱碱及其盐弱碱及其盐 NHNH3 3H H2 2O-NHO-NH4 4ClCl3)3)多 元 弱 酸 的 酸 式 盐 及 其 对 应 的 次 级 盐多 元 弱 酸 的 酸 式 盐 及 其 对 应 的 次 级 盐 NaHNaH2 2POPO4 4-Na-Na2 2HPOHPO4 4,NaHCO,NaHCO3 3-Na-Na2 2COCO3 3 弱酸弱酸弱酸盐：弱酸盐：由于同离子效应的存在，通常用初始浓度由于同离子效应的

24、存在，通常用初始浓度c0(HA),c0(A)代替代替c(HA),c(A)。3.1.4.3 缓冲溶液缓冲溶液pH的计算的计算两边取负对数，则(aq)A(aq)OH O(l)H HA(aq)32)A()HA()HA()OH(a3ccKc)HA()A(lg)HA(ppHaccK平衡浓度平衡浓度例例HAcNaAc，H2CO3NaHCO32.弱碱弱碱 弱碱盐弱碱盐（NH3 H2O NH4Cl）(aq)OH(aq)BH O(l)HB(aq)2)B()OH()BH()B(bcccK)BH()B()B()OH(bccKc)BH()B(lg)B(ppOHbccK)BH()B(lg)B(p)BH()B(lg)B(

25、p14pHabccKccK3.由多元弱酸酸式盐由多元弱酸酸式盐 组成的缓冲溶液组成的缓冲溶液8a2102.6 K)POH()(HPOlg ppH4224a2ccK)aq(OH)aq(HPO )l(OH)aq(POH324242 HPO POH2442例例1：如如 NaHCO3Na2CO3 ,NaH2PO4Na2HPO4)HA()A(lg)HA(ppHaccK弱酸弱酸弱酸盐弱酸盐弱碱弱碱弱碱盐弱碱盐)BH()B(lg)BH(p )BH()B(lg)B(p14pHabccKccK小结：小结：结论：结论：时，缓冲能力大接近或 1 )BH()(B )(A)HA(cccc缓冲能力与缓冲溶液中各组分的浓度

26、有关，缓冲能力与缓冲溶液中各组分的浓度有关，c(HA)，c(B)及及 c(A)或或c(BH+)较较 大时大时,缓冲能缓冲能力强。力强。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；有关；或还与 )BH()B()A()HA(cccc决定的，决定的，paK p14bK缓冲溶液的缓冲溶液的pH主要是由主要是由或或例题：例题：欲配置欲配置1LpH=51LpH=5的缓冲溶液，如果要求的缓冲溶液，如果要求HAcHAc浓浓度为度为0 0、20mol20mol，需，需1 mol/L1 mol/L的的HAcHAc、NaAcNaAc各多少升？各多少升？解：解：pH=pKa-lgCpH=pKa-lgC酸酸

27、/C/C盐盐5=4.75-lg0.20/C5=4.75-lg0.20/C盐盐C C盐盐=0.36mol/l=0.36mol/l又因为又因为 C C1 1VV1 1=C=C2 2VV2 2对于对于HAC:0.2HAC:0.21=11=1V VHACHAC V VHACHAC=0.2(L)=0.2(L)对于对于NaAC:0.36NaAC:0.361=11=1V VNaACNaAC V VNaACNaAC=0.36(L)=0.36(L)4.缓冲溶液的计算缓冲溶液的计算例例2:100ml 0.2mol/LHAc溶液中加入等体积的和溶液中加入等体积的和0.2mol/L的的NaA c溶液，混合后计算溶液的

28、溶液，混合后计算溶液的pH值。若往上述溶液中加入值。若往上述溶液中加入1.0 ml 0.1mol/L HCl溶液溶液,计算此时溶液的计算此时溶液的pH值值?（已知（已知HAc的的Ka=1.7510-5，及，及pKa=4.76）76.41lg76.4lgabccpKapH解：解：HAc和和NaAc溶液组成缓冲溶液溶液组成缓冲溶液（1）因等体积混合，）因等体积混合，c（HAc）=c（NaAc）=0.2/2=0.1mol/L（2）加入少量）加入少量HCl时，认为时，认为H+几乎全部与几乎全部与Ac-结合生成结合生成HAcmol/L 2011.2012001.011.0200)(mol/L 2019.

29、1912001.011.0200)(HAccAcc75.4)201/1.20()201/9.19(lg76.4lgabccpKapH例：例：求求 30mL 2.0molL-1 NH3溶液和溶液和 10mL 2.0 molL-1 HCl的混合后溶液的的混合后溶液的pH值。（已知值。（已知NH3的的pKb=4.76）molHCl02.0 NH.06mol03反应反应缓冲溶液得到 lNH NH 43C解：先反应再计算解：先反应再计算30.04molNH 余下Cl0.02molNH 4生成54.902.004.0lg24.9 lg)14(lgabbabannpKccpKpH 3.1.4.4 缓冲范围和

30、缓冲能力缓冲范围和缓冲能力 所选择的缓冲溶液，除了参与和所选择的缓冲溶液，除了参与和 H+或或 OH 有关的反应以外，不能与反应系统中的有关的反应以外，不能与反应系统中的其它物质发生副反应；其它物质发生副反应；缓冲溶液的选择和配制原则：缓冲溶液的选择和配制原则：或或 尽可能接近所需溶液尽可能接近所需溶液的的pH值；值；p14 pbaKK欲配制的缓欲配制的缓冲溶液的冲溶液的 pH 值值应选择的缓冲组分应选择的缓冲组分 若若 或或 与所需与所需pH不相等，不相等，依所需依所需pH调整调整。或)BH()B()A()HA(cccc p14 pbaKK35.12p PO Na-HPONa 12pHa34

31、342K33.10p CO Na-NaHCO 10pHa2323K26.9p14 Cl NH-O H NH 9pHb423K21.7p HPO Na-PO NaH 7pHa24242K74.4p NaAc-HAc 5pHaK 第二节第二节 难溶电解质的难溶电解质的多相离子平衡多相离子平衡 2.3 两种沉淀之间的平衡两种沉淀之间的平衡 2.2 沉淀的生成与溶解沉淀的生成与溶解 2.1 溶解度和溶度积溶解度和溶度积 2.1 溶解度和溶度积溶解度和溶度积2.1.3 溶度积和溶解度间的关系溶度积和溶解度间的关系2.1.2 溶度积溶度积2.1.1 溶解度溶解度 在一定温度下，达到溶解平衡时，一定在一定温

32、度下，达到溶解平衡时，一定量的溶剂中含有溶质的质量，叫做溶解度通量的溶剂中含有溶质的质量，叫做溶解度通常以符号常以符号 S 表示。表示。对水溶液来说，通常以饱和溶液中每对水溶液来说，通常以饱和溶液中每 100g 水所含溶质质量来表示，即以：水所含溶质质量来表示，即以：g/100g水表示。水表示。2.1.1 溶解度溶解度 在一定温度下，在一定温度下，将难溶电解质晶体放将难溶电解质晶体放入水中时，就发生溶入水中时，就发生溶解和沉淀两个过程。解和沉淀两个过程。2.1.2 溶度积溶度积R在一定条件下，当溶解和沉淀速率相等时，便建立在一定条件下，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。了

33、一种动态的多相离子平衡。R溶度积常数：一定温度下，难溶电解质饱和溶液中，溶度积常数：一定温度下，难溶电解质饱和溶液中，离子浓度系数次方的积为一常数，为溶度积常数。离子浓度系数次方的积为一常数，为溶度积常数。简称溶度积简称溶度积,表示为表示为spK比如比如：一般沉淀反应：一般沉淀反应：(aq)mB(aq)nA (s)BAnmmn 可简写为：可简写为：溶解溶解)(aqSO(aq)Ba (s)BaSO2424沉淀沉淀/)(/)()(2424cSOccBacBaSOKsp)()(242)(4SOcBacKBaSOspmnnmmnspBcAcBAK)()()(说明：说明：1.溶度积常数为温度的函数，溶度

34、积常数为温度的函数，温度温度一一定定，则则Ksp一一定定；2.能够反应电解质的溶解能力，能够反应电解质的溶解能力，Ksp越越大大，则电解质的，则电解质的溶解能力越强溶解能力越强。2.1.3溶度积和溶解度间的关系溶度积和溶解度间的关系1L 平衡浓度/molnSmS溶度积和溶解度的相互换算溶度积和溶解度的相互换算溶度积与溶解度都可以用来表示物质的溶解能力，溶度积与溶解度都可以用来表示物质的溶解能力，它们之间可以相互换算它们之间可以相互换算(aq)mB(aq)nA (s)BAnmmn mnspmSnSK)()(spKsAB ：型例例：25oC，AgCl的溶解度为的溶解度为1.9210-3 gL-1，

35、求同温度下求同温度下AgCl的溶度积。的溶度积。)L/(mol1 SS平衡浓度平衡浓度解：已知解：已知 Mr(AgCl)=143.31313Lmol1034.1Lmol3.1431092.1 S)aq(Cl(aq)Ag AgCl(s)说明：由溶度积转换的浓度单位为：说明：由溶度积转换的浓度单位为：molL-11021080.1)Cl()Ag()AgCl(SccKsp 2 )L/(mol1xx 平衡浓度平衡浓度42331.7)CrOMr(Ag 1215Lg102.2Lg 331.7105.6 S5312105.6 ,4101.1 xx)aq(CrO(aq)2Ag (s)CrOAg44222 解：

36、解：例：例：25oC，已知已知 (Ag2CrO4)=)=1.110-12，求求同温下同温下S(Ag2CrO4)/gL-1。spK22 4(Ag)c(2 4)CrO)CrOAg(cspK23)2()3(SSKspmnspmSnSK)()(5108spKS)CrOAg()AgCl(42SS 平衡向左移动平衡向左移动，沉淀析出；，沉淀析出；Q=处于平衡状态，饱和溶液；处于平衡状态，饱和溶液；Q 平衡向右移动平衡向右移动，无沉淀析出；，无沉淀析出；若原来有沉淀存在，则沉淀溶解。若原来有沉淀存在，则沉淀溶解。KspKspKsp例：例：2223COOHCO2HBaCO3的生成。的生成。加加 BaCl2 或

37、或 Na2CO3 加酸加酸(aq)CO(aq)Ba (s)BaCO2323 利于利于 BaCO3 的溶解。的溶解。23 )(CO QQc 或或 促使促使23 )(CO QQc )(Ba2cKspKsp例：例：150ml 0.02mol/LMgCl2溶液中加入溶液中加入50ml的的 0.1mol/L NaOH溶液，有何现象？溶液，有何现象？解：溶液混合瞬间离子浓度分别为：解：溶液混合瞬间离子浓度分别为：C（Mg2+）=n1/V=0.02150/（150+50）=0.015 mol/L C（OH-）=n2/V=0.02150/（150+50）=0.025 mol/L 则溶液中有关离子的乘积为：则溶

38、液中有关离子的乘积为：Q=C（Mg2+）C2（OH-）=0.015（0.025）=9.410-6查表知查表知Ksp（Mg（OH）2）=5.6110-12由溶度积规则，由于由溶度积规则，由于Q Ksp，则有白色沉淀析出，则有白色沉淀析出2.2.2 同离子效应与盐效应同离子效应与盐效应1.同离子效应同离子效应在难溶电解质溶液中加入与其含有相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。的溶解度降低的作用。盐效应：盐效应：在难溶电在难溶电解质溶液中，解质溶液中，加入易溶强电加入易溶强电解质而使难溶解质而使难溶电解质的溶解电

39、解质的溶解度增大的作用。度增大的作用。2.盐效应盐效应 2.2.3 沉淀的溶解平衡沉淀的溶解平衡1.沉淀的生成沉淀的生成 根据溶度积规则，要使某物质析出沉淀，必须使根据溶度积规则，要使某物质析出沉淀，必须使Q Ksp；环境保护中常用可溶性氢氧化物或其它沉淀剂来环境保护中常用可溶性氢氧化物或其它沉淀剂来去除工业废水中的去除工业废水中的Cr3+，Zn2+，Pb2+等有害离子。等有害离子。通常通常:当溶液中被沉淀离子浓度小于当溶液中被沉淀离子浓度小于10-5(mol/l)时，认时，认为沉淀完全了。为沉淀完全了。)(aqnOH(aq)M (s)M(OH)nnnnsp)M()OH(cKcnnosp)M(

40、)OH(cKc开始沉淀n5sp100.1)OH(Kc沉淀完全可以通过控制溶液的可以通过控制溶液的pH值，使得值，使得QKsp，则有沉淀生成，例如：，则有沉淀生成，例如：某工厂排放的废水中含有某工厂排放的废水中含有96mg/L的的Zn2+，用化学沉淀，用化学沉淀法应控制法应控制PH值为多少时才能达到排放标准（值为多少时才能达到排放标准（5mg/L）？）？解：用化学沉淀法使解：用化学沉淀法使Zn2+生成生成Zn(OH)2,从而使从而使Zn2+浓浓度减小，以达排放标准。度减小，以达排放标准。5mg/L换算成物质的量浓度为：换算成物质的量浓度为：7.710-5mol/L,此时此时利用溶度积规则估算应控

41、制利用溶度积规则估算应控制OH-浓度及浓度及PH值：值：(C(OH-)/C)2(C(Zn2+)/C)Ksp(Zn(OH)2)LmolZnCOHZnKspOHC/10107.71071.7)()()(651722POH6.00 即：即：PH8.00即即PH值不小于值不小于8.00时才能达到排放标准时才能达到排放标准2.826.85pH可将可将pH值值控制控制在在 2.82 6.85 之间之间Fe3+沉淀完全沉淀完全Ni2+开始沉淀开始沉淀例题：在含有例题：在含有0.10molL-1 Fe3+和和 0.10molL-1 Ni2+的溶液中，欲除掉的溶液中，欲除掉Fe3+，使，使Ni2+仍留在溶仍留在

42、溶液中，应控制液中，应控制pH值为多少值为多少?2.82 102.8 Fe(OH)3936.85 105.0 Ni(OH)16 2 pH pH sp 沉淀完全开始沉淀K解：解：c(Fe3+)10-52.沉淀的溶解沉淀的溶解R若想使沉淀溶解，必须满足溶度积规则若想使沉淀溶解，必须满足溶度积规则QKsp，因为温度不变，因为温度不变，sp是一常数，只能是一常数，只能设法减小设法减小Q，即降低有关离子浓度。，即降低有关离子浓度。sp2 OHOHHKQQ使加酸，)(aqnOH(aq)M (s)M(OH)nn22Mn(OH)Mg(OH)例如：例如：上。上。加入铵盐溶解，道理同加入铵盐溶解，道理同(s)Mn

43、(OH)2)aq(2OH)aq(Mg (s)Mg(OH)22 )aq(OHNH )aq(OH)aq(NH234 (1)生成弱电解质生成弱电解质R许多难溶物能在酸或铵盐溶液中溶解生成水。比如金许多难溶物能在酸或铵盐溶液中溶解生成水。比如金属离子的氢氧化物。属离子的氢氧化物。使使QQ Ksp1312102.1 10.15 Ksp例题：例题：在在0.20L的的 0.50molL-1 MgCl2溶液中溶液中加入等体积的加入等体积的 0.10molL-1的氨水溶液，问有的氨水溶液，问有无无Mg(OH)2沉淀生成？为了不使沉淀生成？为了不使 Mg(OH)2沉沉淀析出，至少应加入多少克淀析出，至少应加入多少

44、克NH4Cl(s)？(设设加入加入NH4Cl(s)后体积不变后体积不变)cL 0.050mol)(NH 13o cL 0.25mol)Mg()1(12o xxx0.050)Lmol/(1 平衡浓度平衡浓度0 00.050 )Lmol/(1 初始浓度初始浓度解：解：14Lmol109.5)OH(c4105.9 x)aq(OH)aq(NH )l(OH)aq(NH423 .532108.1)NH(0500 xxKb7242103.2)105.9(25.0)()(OHMg2occQ沉淀析出。所以有，2Mg(OH)QKsp122101.5)Mg(OH)(Ksp o c0.05066o6 105.4 10

45、5.4 105.4050.0 )L(mol/1c 平衡浓度平衡浓度g3.4g)5.5340.020.0()ClNH(4mMg(OH)2(2Q沉淀析出，沉淀析出，为了不使为了不使423(aq)OH (aq)NH O(l)H (aq)NH 14o5o6Lmol20.0)NH(108.1050.0105.4cc53.5Cl)(NHM4r25.0101.5)Mg()(Mg(OH)OH(1222 ccKspKsp许多难溶物能在酸溶液中溶解，生成弱酸，如许多难溶物能在酸溶液中溶解，生成弱酸，如CaF2，CaCO3，CaC2O4等弱酸盐。等弱酸盐。以以CaO3为例，溶解反应为：为例，溶解反应为：CaCO3

46、Ca2+CO32-+2H+H2CO3(2)生成配合物生成配合物)aq(SH)aq(CdCl (aq)Cl4)aq(2HCdS(s)224(aq)Cl(aq)Ag(NH (aq)2NHAgCl(s)233许多难溶物可能不溶于酸溶液，但可以使之生成配离子许多难溶物可能不溶于酸溶液，但可以使之生成配离子而溶解。如：而溶解。如：降低了降低了CdCd2+2+的浓度，因的浓度，因QKsp,QKsp,而使而使CdSCdS沉淀溶解沉淀溶解由于生成了稳定的配离子，降低了银离子的浓度，由于生成了稳定的配离子，降低了银离子的浓度，使得使得Q QKspKsp而使而使AgClAgCl沉淀溶解沉淀溶解 2.3 两种沉淀之

47、间的平衡两种沉淀之间的平衡2.3.2 沉淀的转化沉淀的转化2.3.1 分步沉淀分步沉淀 溶液中如果含有几种离子，加入某种沉淀溶液中如果含有几种离子，加入某种沉淀剂，如可以和多种离子生成难溶化合物，但剂，如可以和多种离子生成难溶化合物，但是根据溶度积规则，这些沉淀形成的先后顺是根据溶度积规则，这些沉淀形成的先后顺序不同，序不同，通常，需要该离子浓度较低的先沉通常，需要该离子浓度较低的先沉淀淀。这种在一定条件下，使溶液中的多种离。这种在一定条件下，使溶液中的多种离子按顺序先后沉积下来的现象，我们称之为子按顺序先后沉积下来的现象，我们称之为分步沉淀。分步沉淀。2.3.1 分步沉淀分步沉淀后析出先析出

48、 AgCl(s)AgI(s)ClLmolILmol1133100.1100.1313AgNO Lmol100.1 逐滴加入1L溶液溶液实验：实验：I1)Ag(cCl2)Ag(c1Lmol141051.8I1)Ag(c71077.11LmolCl2)Ag(cI1)Ag(c3171011051.8)(I(AgI)sp cKCl2)Ag(c3101011077.1)(Cl(AgCl)sp cK分步沉淀的次序：分步沉淀的次序：与与 的大小及的大小及沉淀的类型有关沉淀的类型有关 沉淀类型相同，被沉淀离子浓度相同，沉淀类型相同，被沉淀离子浓度相同，小者先沉淀，小者先沉淀，大者后沉淀；大者后沉淀；沉淀类型不

49、同，要通过计算确定。沉淀类型不同，要通过计算确定。KspKspKsp先析出先析出时时当当AgCl,)I(102.2)Cl(6 cc)(Ag)Ag(I2Cl1 cc也可能先析出也可能先析出时时当当AgCl,)I()Cl(cc)I()(AgI)Cl()(AgClspsp cKcK)(I102.2 6 c)I(1051.8 108.1)I()(AgI)(AgCl)Cl(1710spsp ccKKc 与被沉淀离子浓度有关与被沉淀离子浓度有关借助于某种试剂，将一种难溶物向另一种难溶借助于某种试剂，将一种难溶物向另一种难溶物转变的过程，称之为沉淀的转化。物转变的过程，称之为沉淀的转化。例：例：将碘化钾溶液

50、加入到白色的氯化银沉淀中，振将碘化钾溶液加入到白色的氯化银沉淀中，振荡后，白色沉淀会部分甚至全部转化成黄色荡后，白色沉淀会部分甚至全部转化成黄色沉淀。其转化过程为：沉淀。其转化过程为：2.3.2 沉淀的转化沉淀的转化)(Ag)(Cl)(Ag)(Icc ccK)(AgI)(AgClspspKKAgCl（S）Ag+Cl-+I-AgIAgCl（S）+I-AgI+Cl-结论：沉淀类型不同，计算反应的 。沉淀类型相同,大（易溶)者向 小（难溶)者转化容易，二者 相差越大，转化越完全，反之 小者向 大者转化困难；spKspKspKspKspK3.3.1 3.3.1 配位化合物的基本概念配位化合物的基本概念