第10章沉淀平衡溶度积原理10-110-2沉淀与溶解
第10章 沉淀平衡 10-1 溶度积原理 10-2 沉淀与溶解
本章教学要求：掌握Ksp的意义及溶度积规则。掌握沉淀生成、溶解或转化的条件。熟悉有关溶度积常数和计算。本章重点：Ksp的意义及溶度积规则本章难点：沉淀溶解平衡的计算
本章教学要求： 掌握KSP的意义及溶度积规则。掌握沉 淀生成、溶解或转化的条件。熟悉有关溶度 积常数和计算。 本章重点：Ksp的意义及溶度积规则 本章难点：沉淀溶解平衡的计算
10--1溶度积原理一、溶度积常数根据溶解度大小分类物质严格来说，在水中绝对不溶的物质是没有的。难溶物质通常把溶解度小于0.01g/100g的物质微溶物质溶解度在0.01～0.1g/100g之间的物质；易溶物质溶解度较大者难溶强电解质在水中的行为难溶强电解质例如BaSO4在水中虽然难溶，但溶液中还会有一定数量的Ba2+和SO.2-离子，晶体和溶液相应的离子之间能达到动态的多相离子平衡，简称为溶解平衡
一、溶度积常数 根据溶解度大小分类物质 严格来说，在水中绝对 不溶的物质是没有的。 难溶物质 通常把溶解度小于0.01g/100g 的物质； 微溶物质 溶解度在0.01～0.1g/100g 之间的物质； 易溶物质 溶解度较大者。 难溶强电解质在水中的行为 难溶强电解质例如BaSO4 在水中虽然难溶，但溶液中还会有一定数量的Ba2+和 SO4 2-离子，晶体和溶液相应的离子之间能达到动态 的多相离子平衡，简称为溶解平衡。 10-1 溶度积原理
将固体BaSO,放入水中，则存在下列过程BaSO4→Ba?++SO.?-Ba2++ SO4?-→BaSO4 溶解与沉淀的速度相等时，有：BaSO4Ba2++SO42-K=[Ba2+][SO2-] / [BaSO4]K[ BaSO4] =[Ba2+][SO?-]Ksp=[Ba2+][SO,2-]。K,p：溶度积常数
将固体BaSO4放入水中，则存在下列过程： BaSO4→Ba2＋+SO4 2－ Ba2＋+ SO4 2－→BaSO4↓ 溶解与沉淀的速度相等时，有： BaSO4Ba2++SO4 2－ K＝[Ba2+][SO4 2－] / [ BaSO4] K [ BaSO4] ＝[Ba2+][SO4 2－] Ksp=[Ba2+][SO4 2－]。 Ksp：溶度积常数
溶度积的一般通式：A,Bm nAm++ mBn-Ksp=[Am+]"[B"-] m溶度积表达式的含义：在一定温度下，难溶电离质达到沉淀溶解平衡时，饱和溶液中各离子浓度(连同次方)的积是个常数。如：Fe(OH)3的Ksp表达式为：Fe(OH)3 Fe3++30HKsp= [Fe3+] [OH-]3AgCrO4的K表达式为：Ag2CrO4 台 2Ag+ + CrO2Ksp=[Ag+]2 [CrO42-]
AnBm nAm++ mBn－ Ksp= [Am+]n[Bn－] m 溶度积表达式的含义：在一定温度下，难溶电 离质达到沉淀溶解平衡时，饱和溶液中各离子浓度 (连同次方)的积是个常数。如: Fe(OH)3的Ksp表达式为: Fe(OH)3 Fe3++3OH- Ksp= [Fe3+][OH－] 3 Ag2CrO4的Ksp表达式为: Ag2CrO4 2Ag+ + CrO4 2- Ksp= [Ag+] 2 [CrO4 2-] 溶度积的一般通式：
二、 溶度积原理离子积：在任意情况下，某难溶电解质溶液中，其离子浓度以其离子的化学计量数为指数的乘积称为离子积。J。即：AmBn(S) mAn++nBm-J:=[An+]m[Bm-]n（任意状态下）Ksp=[An+]m[Bm-]n(平衡状态下离子积和浓度商意义是相同的，溶度积是离子积的一种特例（平衡态的离子积
离子积：在任意情况下，某难溶 电解质溶 液中，其离子浓度以其离子 的化学计量数为 指数的乘积称为离子积。Ji。即： AmBn(S) mAn++nBm－ Ji＝[An+]m[Bm－]n (任意状态下） Ksp ＝[An+]m[Bm－]n (平衡状态下） 离子积和浓度商意义是相同的，溶度积是 离子积的一种特例（平衡态的离子积） 二、溶度积原理
AmBn(S) 台 mAn++nBmJ;=[An+]m[Bm-]n（任意状态下)Ksp =[An+]m[Bm-]n (平衡状态下)根据平衡移动原理，将J与Ksn比较，则能够判断沉淀是否生成或溶解：1、当J;=[An+jm[Bm-jn >Ksp时，沉淀从溶液中析出,2、当J;=[An+jm[Bm-]n =Ksp时，溶液为饱和溶液，若有沉淀存在，则达平衡。3、当J=[An+]m[Bm-]n<Ksp时，溶液为不饱和溶液，若有沉淀存在，则溶解。直至饱和。根据J,和Ksp的相对大小，判断沉淀是否生成或溶解的规则称溶度积规则
根据平衡移动原理，将Ji与Ksp比较，则能够判断沉淀 是否生成或溶解： 1、当Ji＝[An+]m[Bm－] n > Ksp时，沉淀从溶液中析出。 2、当Ji＝[An+]m[Bm－] n ＝Ksp时，溶液为饱和溶液，若有沉 淀存在，则达平衡。 3、当Ji＝[An+]m[Bm－] n <Ksp时，溶液为不饱和溶液，若有 沉淀存在，则溶解。直至饱和。 根据Ji和Ksp的相对大小， 判断沉淀是否生成或溶 解的规则称溶度积规则。 AmBn(S) mAn++nBm Ji＝[An+]m[Bm－] n (任意状态下） Ksp ＝[An+]m[Bm－] n (平衡状态下）
根据溶度积规则，要使某物质从溶液中析出沉淀必须增大其离子浓度，使J,>Ksp例：将0.02mol/LBaCl,溶液与0.02mol/LNa,SO4溶液等体积混合，有无沉淀BaSO4生成？已知BaSO4的Ksp=1.07X 10-10解：两溶液混合后[Ba2+]=0.02 X 1/2=0.01 mol/L[SO42-]=0.02 X 1/2=0.01mol/LJ=[Ba2+I[SO42-]=0.01 X 0.01=1.0 X 10-4有BaSO沉淀生成J,> Ksp
根据溶度积规则，要使某物质从溶液中析出沉淀， 必须增大其离子浓度，使Ji >Ksp 。 例: 将0.02mol/LBaCl2溶液与0.02mol/LNa2SO4溶液等 体积混合，有无沉淀BaSO4生成？已知BaSO4的 Ksp=1.07×10-10 解: 两溶液混合后: [Ba2+]=0.02 ×1/2=0.01 mol/L [SO4 2-]=0.02 ×1/2=0.01mol/L Ji=[Ba2+][SO4 2-]=0.01×0.01=1.0×10-4 Ji > Ksp 有BaSO4沉淀生成
例：0.100mol/L的MgCl,溶液的等体积同浓度的NH,水混合，会不会生成Mg(OH)沉淀？已知Mg(OH) 的Ksp. (Mg(OH)2 )= 5.61 ×10-12。 Kb(NH,)= 1.77 ×10-5解: [Mg2+] = [MgCl2] = 0.1/2 = 0.05 mol /L设平衡时[OH]为 xNH, +H,O = NH+ + OH平衡浓度/(mol·L-1)0.05-xxx由K, =[NH4+ J[OH-] / [NH3]且 c/K>500则: [OH-] =x=(Kb[NH3])]/2=[1.77 X 10-5 X0.05] 1/2 = 9.41 × 10-4 mol/LJ=[Mg2+I[0H-]2=0.05 X (9.41 X 10-4)2= 4.4 X 10-8即：J>Ksp,[Mg(OH)]，会生成Mg(OH),沉淀
例：0.100mol/L的MgCl2溶液的等体积同浓度的NH3水混 合，会不会生成Mg(OH)2沉淀？已知Mg(OH)2 的 Ksp, (Mg(OH)2 )= 5.61 10-12 。Kb(NH3)= 1.77 10-5 解： [Mg2+] = [MgCl2] = 0.1/2 = 0.05 mol /L 设平衡时 [OH-]为 x NH3 + H2O = NH4 + + OH- 平衡浓度/(mol·L-1) 0.05-x x x 由 Kb =[NH4 + ][OH-]/[NH3] 且 c/K>500 则： [OH-] = x = (Kb[NH3] )1/2 =[1.77 ×10-5 ×0.05] 1/2 = 9.41 ×10-4 mol/L Ji=[Mg2+][OH-] 2=0.05× (9.41 ×10-4 ) 2= 4.4 ×10-8 即： Ji> Ksp, [Mg(OH)2]，会生成Mg(OH)2沉淀
三、溶度积与溶解度溶解度：是指在一定的温度下，一定量的溶剂能溶解溶质的最大量（S）。(mol/L)。A,Bm(s) nAm++mBn-起始浓度00nsms平衡浓度Ksp= [Am+]n[Bn-] m=(nS)n (mS)m= mm nn Sm+nm+nS=Srmm nn上式就是难溶电解质溶度积和溶解度之间的关系
溶解度：是指在一定的温度下，一定量的溶剂能 溶解溶质的最大量（S）。(mol/L)。 AnBm(s) nAm++mBn- 起始浓度 0 0 平衡浓度 nS mS Ksp= [Am+] n[Bn－] m =(nS) n (mS)m = mm nn Sm+n S= Ksp mm nn m+n 上式就是难溶电解质溶度积和溶解度之间的关系. 三、溶度积与溶解度