第五章沉淀溶解平衡 溶度积原理 1溶度积Ksp 2溶度积原理 3Ksp的计算:热力学方法;电化学方法;溶解度方法。 二、沉淀的生成 沉淀的完全度;同离子效应;盐效应 、沉淀的溶解 生产弱电解质;发生氧还反应;生产络合离子 四、沉淀的转化 五、分步沉淀
第五章 沉淀溶解平衡 一、溶度积原理 1 溶度积 Ksp 2 溶度积原理 3 Ksp 的计算：热力学方法；电化学方法；溶解度方法。 二、沉淀的生成 沉淀的完全度；同离子效应；盐效应 三、沉淀的溶解 生产弱电解质；发生氧还反应；生产络合离子 四、沉淀的转化 五、分步沉淀
溶解度:每100克水中溶解的物质的量(克/100克水) 25"C,100克水中可溶解(克) ZnCl2432;PbCl20.99;IgS1.47x1025 易溶物:>1克 微溶物:0.01~1克 难溶物:<0.01克 影响物质溶解度的因素:(定性解释) 1离子的电荷密度(离子所带电荷与其体积之比): 电荷密度增加,溶解度下降(如硫化物等) 2晶体的堆积方式:堆积紧密,不易溶(如BaSO等)
溶解度：每100克水中溶解的物质的量（克/100克水） 25 ºC , 100克水中可溶解 （克） ZnCl2 432 ； PbCl2 0.99；HgS 1.47x10-25 易溶物： > 1 克 微溶物： 0.01~1 克 难溶物： < 0.01 克 影响物质溶解度的因素： （定性解释） 1 离子的电荷密度（离子所带电荷与其体积之比）： 电荷密度增加，溶解度下降（如硫化物等） 2 晶体的堆积方式：堆积紧密，不易溶（如BaSO4等）
溶度积( The solubility product 1.沉淀溶解的平衡常数,称为溶度积,K Baso4(s)= Baf(ag+so4(ag) sp=Battison IBa2+l,SO42-]是饱和浓度。 △G0 Ig K 2.30RT The solubility product is the equilibrium constant for the equilibrium between an undissolved salt and its ions in a saturation solution K与温度和难溶电解质的本性有关
一、溶度积 (The Solubility Product) 1. 沉淀溶解的平衡常数，称为溶度积，Ksp。 BaSO4 (s) = Ba2+(aq) + SO4 2－(aq) Ksp = [Ba2+ ][SO4 2－] [Ba2+ ], [SO4 2－] 是饱和浓度。 RT G K o o T sp 2.30 lg = − The solubility product is the equilibrium constant for the equilibrium between an undissolved salt and its ions in a saturation solution. Ksp 与温度和难溶电解质的本性有关
表:溶度积 Table 16.5 Solubility products at 25C Compound Formula Compound Formula aluminum hydroxide Al(OH), 1.0×10-33 fluoride 3.7X10 antimony sulfide Sb.s, 17X10 iodate Pb(Io,) 2 2.6X10 BacO, 8.1×109 iodide Pbl barium carbonate 1.7×10-6 sulfate Pbso 1.6X BaF2 1.1×10-10 sulfide sulfate Pbs 8.8x1 BasO4 bismuth sulfide Bis, 1.0×10-9 magnesium ammonium phosphate MgNH PO, 2.5 X 10 calcium carbonate Caco, 87×10-9 carbonate Meco 10X10 fluoride CaF? 4.0x10-1 fluoride M 64×10 hydroxide Ca(oh 5.5×10-6 hydroxide Mg(OH21.1×10-1 sulfate CasO a 24x10-5 mercury() chloride Hgc 1.3X10 copper(I) bromide CuBr 4.2×10-8 iodide Hg,I,z 1.2×10-3 chloride CI 1.0×10-6 iodide Cul 5.1 x 10-1 mercury(lf)sulfide, black Hgs 1.6×10 sulfide 2.0×10-4 sulfide, red HgS 1.4×10 6.5X10 copper(Il) iodate Cu(Io) 1.4×10-7 nickel(In) hydroxide Ni(OH)2 oxalate Cu(C2O42.9×10-8 silver bromide 7.7×10-3 sulfide Cus 1.3×1036 carbonate Ag.cO 6.2X10-2 1.6X chloride AgCl 1.6×10 iron(ID) hydroxide Fe(oh) sulfide hydroxide 1.5×10 FeS 6.3X AgOH iodide Agl 8.0X10 iron(lIn) hydroxide Fe(Oh) 20×10-3 sulfide Ag2s 63×10- lead(II) bromide PbBr2 7.9×10-5 nc hydroxide Zn(OH)2 2.0X10 chloride PbCl, 1.6×10-5 sulfide ZnS 1.6×10-2
表：溶度积
2溶度积与溶解度 1-1型: gCI(S)=Agt(aq)+ CI(ag) Kp=|Ag1C=2S=√K 1一2型: Ag2 CrO4(s)=2 Ag(ag)+ CrO42(aq) 2 S Kp=[Ag]2CrO421=(2s)2(s) 4
1－1型： AgCl (s) ＝ Ag＋ (aq)＋ Cl－ (aq) S S Ksp ＝ [Ag+ ] [Cl－] ＝ S 2 S = Ksp 1－2型： Ag2CrO4 (s) = 2 Ag+ (aq) + CrO4 2- (aq) 2 S S Ksp = [Ag+ ] 2 [CrO4 2- ] = (2s)2 (s) 3 4 Ksp S = 2 溶度积与溶解度
成立条件 1稀溶液中,离子强度等于零。 在强电解质存在下,或溶解度较大时,离子活度 系数不等于1时: Ksp=活度积 a=y·c(y≤1)(a:活度,y:活度系数) 2难溶电解质的离子在溶液中不发生任何化学反应 sA CaCO3(s)=Ca2+(ag)+Co32-(ag) H CO3(aq) Ca2CO32]≠S2
成立条件： 2 难溶电解质的离子在溶液中不发生任何化学反应. 如：CaCO3 (s) = Ca2+ (aq) + CO3 2 – (aq) H2O H CO3 – (aq) Ksp ＝ [Ca2+][CO3 2 – ] S 2 1 稀溶液中，离子强度等于零。 在强电解质存在下，或溶解度较大时，离子活度 系数不等于1时： Ksp = 活度积 ＝ • c （ 1）（ ：活度， ：活度系数）
成立条件: 3难溶电解质要一步完全电离。 Fe(oh)3(s)=Fe(o)2(aq)+ OH-(aq) KI Fe(O)2(aq)= Fe(oH)Z+(aq)+oH-(aq) K2 Fe(oh)f(ag)=Fet(aq)+ OH-(aq) Fe(oh)3(s)=Fe(ag)+30H(aq) K3p=K1×K2×K3≠S(3s)3 又如:HCl2(s)=HgCl2(aq)=Hg2+(aq)+2C(aq) (分子形式) S=[HgCl1+(Hg2+ Ksn+ 4S3 另外要注意: 对于同种类型化合物而言,K、0个,S个。 但对于不同种类型化合物之间,不能根据K来比较S的大小
成立条件： 3 难溶电解质要一步完全电离。 Fe(OH)3 (s) = Fe(OH)2 + (aq) + OH – (aq) K1 Fe(OH)2 + (aq) = Fe(OH)2+ (aq) + OH – (aq) K2 Fe(OH)2+ (aq) = Fe3+ (aq) + OH – (aq) K3 Fe(OH)3 (s) = Fe3+ (aq) + 3OH – (aq) Ksp = K1 K2 K3 S (3S)3 又如： HgCl2 (s) = HgCl2 (aq) = Hg2+ (aq) + 2Cl– (aq) （分子形式） S ＝ [HgCl2 ] + [Hg2+ ] Ksp 4S3 另外要注意： 对于同种类型化合物而言， Ksp ， S 。 但对于不同种类型化合物之间，不能根据Ksp来比较S的大小
溶度积与溶解度 例查表知Pb2的K为14×10-8,估计其溶解度s。 解 Pbl2(s)=Pb(aq)+2I(ag) Ksp=[pb l[ll Pb =s I=2s Ks=|Pb+|2=(s)(2s)2=4s3 s=(K/4)3=(1/4×1.4×103)13=1×103(mo/L)
例. 查表知PbI2的Ksp为 1.4 × 10-8 , 估计其溶解度s 。 解： PbI2 (s) = Pb2+ (aq) + 2 I- (aq) Ksp = [Pb2+ ][I- ] 2 [Pb2+] = s [I- ] = 2s Ksp = [Pb2+ ][I- ] 2 = (s)(2s)2 = 4s3 s = (Ksp/4)1/3 = (1/4 × 1.4 × 10-8 ) 1/3 = 1.5 ×10-3 (mol/L) 溶度积与溶解度
沉淀的生成( Precipitation) BasO4(s)=Baz(aq)+so (aq) sp=[Bafi[soil 离子积Q=(Ba2+)(SO2) Q与K的关系: 溶度积原理 1Q=Kn,平衡状态 20>K 析出沉淀 3Q<Kn,沉淀溶解
二、沉淀的生成 (Precipitation) BaSO4 (s) = Ba2+(aq) + SO4 2－(aq) Ksp= [Ba2+ ][SO4 2– ] 离子积 Q＝(Ba2+)(SO4 2– ) Q 与 Ksp 的关系： 溶度积原理 1 Q ＝ Ksp，平衡状态 2 Q > Ksp，析出沉淀 3 Q < Ksp，沉淀溶解
溶度积原理示意图 Q3。>K sp spsP Q。<K p A salt precipitates if Qsp is greater than or equal to K sp
溶度积原理示意图 A salt precipitates if Qsp is greater than or equal to Ksp