第二炮兵工程学院：《大学化学（工程化学基础）》课程教学资源（PPT课件讲稿）第十三讲 水溶液中的化学反应与水体保护——沉淀与溶解反应及其应用

第二炮兵工程学晚大学化一课件△ 4.2沉淀与应及其应用 溶度积 溶度积和溶解度 溶度积规则及其应用 503款研蜜

第二炮兵工程学院 溶度积 溶度积和溶解度 溶度积规则及其应用

第二炮兵工程学晚大学化学课件 、溶度积 溶解度:S 一般,(100水) S0.1 易溶 503教研蜜

第二炮兵工程学院 溶解度: S 一般, (100g 水) S 0.1g 易溶 一、溶度积

第二炮兵工程学晚大学化学课件 溶解 AgCl(s) Agt(ag)+ Cl (aq) 沉淀 Ksp=Ce(Ag)·Ceq(Cn) 溶度积常数 在难溶电解质的饱和溶液中: 多相离子平衡(溶解平衡) 通式:AmBn(S)=mA(aq)+nBm(ag) Ksn (Am B)=Ceq(A nt)/c m. Ceq(B m)/C8) 在一定温度下,难溶电解质的饱和溶液中离子浓度(以其 化学计量数为指数)的乘积为一常数。 K可由实验测定。 503教研蜜

第二炮兵工程学院 AgCl (S) Ag+ (aq) + Cl- (aq) Ksp= Ceq(Ag+) ·Ceq(Cl- ) 溶度积常数 在难溶电解质的饱和溶液中： 通式: AmBn (S) mA n+ (aq) + nB m- (aq) Ksp (AmBn ) = { Ceq (A n+ )/C  } m ·{ Ceq ( B m- ) /C  } n 在一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中离子浓度（以其 化学计量数为指数）的乘积为一常数。 Ksp可由实验测定。 溶解 沉淀 多相离子平衡（溶解平衡）

第二炮兵工程学院大学化学课件 二、溶度积和溶解度 Kp仅针对难溶电解质S反映物质的溶解能力 例:计算AgCl,AgBr,Ag2CrO在水中的溶解度。 sp(AgCl)=1.77×10-10 Ksn(Ag2CrO)=1.12×1012 解 CI(S) Ag(aq)+ CI(aq) Ceq(mol' 3) p 1.33×105modm3 Ag, CrO4(S) 2Ag(aq)+ CrO42-(aq) Ceq(mol-dm-3) Kp=(2S2)2S2=4s23S2=6.54×105 mold3503教研室

第二炮兵工程学院 二、溶度积和溶解度 仅针对难溶电解质 S 反映物质的溶解能力 解： AgCl (S) Ag+ (aq) + Cl- (aq) Ceq(mol.dm-3 ) s1 s1 Ksp = (s1 ) 2 s1 = 1.33  10-5 mol.dm-3 Ag2CrO4 (S) 2Ag+ (aq) + CrO4 2- (aq) Ceq(mol.dm-3 ) 2s2 s2 Ksp = (2s2 ) 2·s2 =4 s2 3 s2 = 6.54 10-5 mol.dm-3 Ksp 例：计算AgCl，AgBr，Ag2CrO4在水中的溶解度。 Ksp(AgCl ) = 1.77 10-10 Ksp(Ag2CrO4 )= 1.1210-12

第二地兵工程学晚大学化课件△ AB型 AgCl, CaCO3, Baso A2B型 Ag,CrO 4 g AB2型 bCl2, Mg(OH)2.CaF Ksp~S关系 AB型 Sp 注意: A2B或AB2型S=3K4 对于同类型的难溶电解质,在相同温度下,K越 大,s溶解度也越大;对于不同类型的难溶电解质,溶 解度必须通过计算才能进行比较

第二炮兵工程学院 AB型 AgCl，CaCO3 ， BaSO4 A2B型 Ag2CrO4 ，Ag2S AB2型 PbCl2 ，Mg(OH)2 ， CaF2 注意： 对于同类型的难溶电解质，在相同温度下，Ksp越 大，s溶解度也越大；对于不同类型的难溶电解质，溶 解度必须通过计算才能进行比较。 Ksp ~ S 关系 AB型: S = Ksp A2B或AB2型: Ksp S = 3 /4

第二炮兵工程学院小学化学 例.已知 Acro4、CaF2和Ag的溶度积分别为1.6×1010 34×10-1和1.6×1016。试将它们在水中的溶解度按从大到 小的顺序排列。 解:设 AcRo4、CaF2和Ag在水中的溶解度分别为S1,S2和 3,可根据前述溶度积和溶解度的关系式,按不同类型计 算如下: ()AB型S=KnS1=6×10 1.3×103 mold S3=16×1016=1.3×108modm3 (2)AB2型S=3K/4 S,=334×1011÷4=2.0×104modm3 溶解度从大到小的顺序为:SCmB,>SBCO,>S(A)研室

第二炮兵工程学院 S2 = 3.410-11÷ 4 = 2.0  10-4 mol. 3 dm-3 例．已知BaCrO4、CaF2和AgI的溶度积分别为1.610-10 、 3.410-11和1.610-16 。试将它们在水中的溶解度按从大到 小的顺序排列。 解：设BaCrO4、CaF2和AgI在水中的溶解度分别为S1 ,S 2 和 S 3 ，可根据前述溶度积和溶解度的关系式，按不同类型计 算如下： (1) AB型 S = Ksp 溶解度从大到小的顺序为：S(CaF2 ) ＞ S(BaCrO4 ) ＞ S( AgI ) S3 = 1.6  10-16 = 1.3  10-8 mol.dm-3 S1 = 1.6  10-10 = 1.3  10-5 mol.dm-3 (2) AB2型 Ksp S = / 4 3

第二炮兵工程学院小学化学 、溶度积规则及其应用 1.溶度积规则 对任一难溶电解质溶液 AmBn(S)mAn(ag)+ nb m(aq) 反应商Q={C(A)C6}m·{C(Bm)/C6}n QKAmB)沉淀析出,直到溶液中Q=K时为止 研室

第二炮兵工程学院 对任一难溶电解质溶液 AmBn (S) mA n+ (aq)+ nB m- (aq) Q = { C (An+) /C  } m • { C (Bm- ) /C  } 反应商 n 1.溶度积规则 Q Ksp (AmBn ) 沉淀析出，直到溶液中Q = Ksp时为止。 三、溶度积规则及其应用

第二炮兵工程学院小学化学 例.通过计算说明在下列情况时是否会产生Mn(OH2沉淀。 将50cm30.0010 mold3MnsO溶液与50cm30.010 mold3氨水混合。查教材附录,得Kp(MnOH2)= 1.9×1013 解:先考虑两种溶液混合后,有关物质的浓度所发生的变化。 0.0010×50 C(Mnt)=C(Mnso,= (50+50) =5.0×10-4 mold3 0.010×50 C(NH= (50+50) =5.0×10-3 mold3 COH)=√C.Kb=√0.0050×1.77×1035=30×10+ mold3 再根据溶度积规则,判断是否会产生沉淀: Q=C(Mn2+){C(OH)}2=5.0×104×(3.0×104)2=4.5×101 Q>K所以会产生Mn(OH2沉淀。 503教研室

第二炮兵工程学院 解：先考虑两种溶液混合后，有关物质的浓度所发生的变化。 例．通过计算说明在下列情况时是否会产生Mn(OH)2沉淀。 将50cm3 0.0010 mol.dm-3 MnSO4溶液与50cm3 0.010 mol.dm-3氨水混合。查教材附录，得Ksp (Mn(OH)2 ) = 1.910-13 . (50 50) 0.0010 50 C(M n ) C(MnSO ) 4 2 +  = = + = 5.0  10-4 mol.dm-3 0.0050 (50 50) 0.010 50 C(NH ) 3 = +  = =5.010-3 mol.dm-3 5 C(OH ) C Kb 0.0050 1.77 10 − − =  =   =3.010-4 mol.dm-3 再根据溶度积规则，判断是否会产生沉淀： Q = C(Mn2+ ) {C(OH- )} 2 = 5.0 10-4  (3.0 10-4 ) 2 = 4.5 10-11 Q > Ksp 所以会产生Mn(OH)2沉淀

第二炮兵工程学院小学化学 2.分步沉淀和 共同沉淀 在含有几种离子的溶 两种或两种以上的离子 液中逐滴加入某种沉淀剂加入某种沉淀剂时,由于局 时,则首先达到溶度积的部过浓,可以同时满足两个 难溶电解质先沉淀。 多相离子平衡。 AgNO3 AgNO3 Cro,2 Cro42 Cro 2 Cro C CrO- CI Aqcl CrO. 2 CI Cro 2. Agcl

第二炮兵工程学院 2. 分步沉淀 和 共同沉淀 在含有几种离子的溶 液中逐滴加入某种沉淀剂 时，则首先达到溶度积的 难溶电解质先沉淀。 AgNO3 CrO4 2- C l￾CrO4 2- CrO4 2- CrO4 2- C l￾C l￾AgCl 两种或两种以上的离子， 加入某种沉淀剂时，由于局 部过浓，可以同时满足两个 多相离子平衡。 Ag2CrO4 CrO4 2- C l- CrO4 2- CrO4 2- CrO4 2- C l￾C l￾AgNO3 AgCl

第二炮兵工程学院小学化学 例:溶液中含CI,I,C(C)=C(r)=0.001 mol dm3加入 Ag+,哪种离子先沉淀?当AgCI开始沉淀时,C(上)=? 解:K(AgC=177×1010,K。(Ag=85×1017 C(Ag t) K3n(4gC)_1.77×10-10 1.77×107modm3 C(Cr") 0.001 K3(Ag)_8.5×1017 C(Ag) C(r) 8.5×1014modm3 0.001 故Ag先沉淀当Ag(开始沉淀时 C) 4g85 4.8×1010 mold (Ag+)1.77×107 说明顺序不仅与溶度积有关而且与离子浓度有关。研室

第二炮兵工程学院 解: Ksp(AgCl) = 1.77 × 10-10 , Ksp(AgI) = 8.5 × 10-17 Ksp(AgCl) 1.77×10-10 C(Ag + ) = = = 1.77×10-7 mol.dm-3 C(Cl- ) 0.001 Ksp(AgI) 8.5×10-17 C(Ag +) = = = 8.5×10-14 mol.dm-3 C(I- ) 0.001 故AgI先沉淀 当 AgCl 开始沉淀时 Ksp(AgI) 8.5 × 10-17 C(I- ) = = = 4.8×10-10 mol.dm-3 C(Ag +) 1 .77×10-7 说明:顺序不仅与溶度积有关,而且与离子浓度有关。 例: 溶液中含Cl- , I- , C(Cl- ) = C(I- ) = 0.001mol.dm-3 ,加入 Ag + ,哪种离子先沉淀? 当 AgCl 开始沉淀时, C( I- ) =?