溶解度與溶度積

1、 主講內(nèi)容溶解度溶解度1溶解度與溶度積的關(guān)系溶解度與溶度積的關(guān)系3溶度積規(guī)則溶度積規(guī)則4學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)了解了解 難溶物在水中的溶解情況，認(rèn)識(shí)沉淀難溶物在水中的溶解情況，認(rèn)識(shí)沉淀溶解平衡的建立過程。溶解平衡的建立過程。理解理解 溶度積的概念，掌握溶解度與溶度積溶度積的概念，掌握溶解度與溶度積之間的關(guān)系，會(huì)進(jìn)行兩者之間的換算。熟悉之間的關(guān)系，會(huì)進(jìn)行兩者之間的換算。熟悉溶度積規(guī)則。溶度積規(guī)則。學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo) 當(dāng)我們外出旅游，沉醉于秀美的湖光山色時(shí)，一定會(huì)驚嘆大自然的鬼斧神工。石灰石巖層在經(jīng)歷了數(shù)萬年的歲月侵蝕之后，會(huì)形成各種奇形異狀的溶洞。你知道它是如何形成的嗎？ 石灰?guī)r里不溶性的碳酸鈣與水及二

2、氧化碳反應(yīng)能轉(zhuǎn)化為微溶性的碳酸氫鈣。溶有碳酸氫鈣的水從溶洞頂向溶洞底滴落時(shí)，水分蒸發(fā)，二氧化碳?jí)簭?qiáng)減小以及溫度的變化都會(huì)使二氧化碳溶解度減小而析出碳酸鈣沉淀。這些沉淀經(jīng)過千百萬年的積聚，漸漸形成了鐘乳石、石筍等。溶解度溶解度在一定溫度下，體系達(dá)到溶解平衡時(shí)，一在一定溫度下，體系達(dá)到溶解平衡時(shí)，一定量的溶劑中含有溶質(zhì)的質(zhì)量，叫做溶解度。通常定量的溶劑中含有溶質(zhì)的質(zhì)量，叫做溶解度。通常以符號(hào)以符號(hào) S 表示。表示。對(duì)水溶液來說，通常以飽和溶液中每對(duì)水溶液來說，通常以飽和溶液中每100g 水所含水所含溶質(zhì)的質(zhì)量來表示，即以溶質(zhì)的質(zhì)量來表示，即以g /100g水表示。水表示。溶解度的表示：溶解度的表示

3、：g /100g水，水， gL-1， molL-1溶解性溶解性 在水中溶解時(shí)，能形成水合陽離子和陰離子的無機(jī)化合物，稱其為電解質(zhì)。 根據(jù)電解質(zhì)溶解度的差異，習(xí)慣將其劃分為易溶、可溶、微溶和難溶四個(gè)等級(jí)。S 本章主題本章主題沉淀溶解平衡，主要討論研究沉淀溶解平衡，主要討論研究微溶和難溶微溶和難溶的無機(jī)化合物，下文將其統(tǒng)稱的無機(jī)化合物，下文將其統(tǒng)稱為難為難溶電解質(zhì)溶電解質(zhì)。 利用物質(zhì)溶解度的差異，我們可以對(duì)物質(zhì)利用物質(zhì)溶解度的差異，我們可以對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分離和提純。進(jìn)行分離和提純。重結(jié)晶法重結(jié)晶法分離或提純物質(zhì)就分離或提純物質(zhì)就是對(duì)溶解度的差異的應(yīng)用。是對(duì)溶解度的差異的應(yīng)用。溶度積溶度積在一定溫度下，

4、將難溶電解質(zhì)放入水中時(shí)，在一定溫度下，將難溶電解質(zhì)放入水中時(shí)，就發(fā)生溶解和沉淀兩個(gè)過程。就發(fā)生溶解和沉淀兩個(gè)過程。以以BaSO4為例：為例：Ba2+SO42-BaSO4BaSO4難溶電解質(zhì)的溶解和沉淀是兩個(gè)相互可逆的過程。沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡 將將BaSOBaSO4 4晶體放入水中，開始時(shí)溶解速率較晶體放入水中，開始時(shí)溶解速率較大，沉淀速率較小大，沉淀速率較小。在一定條件下，當(dāng)溶解和沉。在一定條件下，當(dāng)溶解和沉淀速率相等時(shí)，便建立了一種動(dòng)態(tài)的多相離子平淀速率相等時(shí)，便建立了一種動(dòng)態(tài)的多相離子平衡，可表示如下：衡，可表示如下：)(aqSO(aq)Ba (s)BaSO2424(SOBaBaSO

5、4+cKspBaSO4簡寫為：Ksp 溶度積常數(shù)溶度積常數(shù)，簡稱，簡稱溶度積。溶度積。Ksp不同類型的難溶電解質(zhì)，溶度積的表達(dá)式不同不同類型的難溶電解質(zhì)，溶度積的表達(dá)式不同對(duì)于一般沉淀反應(yīng)：對(duì)于一般沉淀反應(yīng)：mBnAspnmccK222ClPbspPbClccK（2）難溶電解質(zhì)的難溶電解質(zhì)的溶度積溶度積是相應(yīng)沉淀溶解平衡是相應(yīng)沉淀溶解平衡的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，其數(shù)值在稀溶液中不受其他的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，其數(shù)值在稀溶液中不受其他離子存在的影響，只取決于離子存在的影響，只取決于溫度溫度，溫度升高，溫度升高，多數(shù)難溶電解質(zhì)的溶度積增大。多數(shù)難溶電解質(zhì)的溶度積增大。（1）沉淀溶解平衡的前提沉淀溶解平衡的前提多相

6、離子平衡體系多相離子平衡體系中，必須有未溶解固相的存在中，必須有未溶解固相的存在。注意：注意：常見物質(zhì)的KspAgCl 1.810-10AgBr 5.210-13AgI 8.310-17Ag2CrO4 1.110-12BaCO3 5.110-9BaSO4 1.110-10CaCO3 2.810-9CaC2O4 1.4610-10CaC2O4H2O 410-9CaSO4 9.110-6CdS 8.010-27CuS 6.310-36HgS 410-53Fe(OH)2 810-16Fe(OH)3 410-38Mg(OH)2 1.810-11Mn(OH)2 2.0610-13MnS 2.510-13

7、溶度積與溶解度的關(guān)系溶度積與溶解度的關(guān)系聯(lián)系：聯(lián)系：溶度積與溶解度均可表示難溶電解質(zhì)的溶解性，溶度積與溶解度均可表示難溶電解質(zhì)的溶解性，兩者之間可以相互換算。兩者之間可以相互換算。區(qū)別：區(qū)別：溶度積是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，只與溫度有關(guān)。而溶度積是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，只與溫度有關(guān)。而溶解度不僅與溫度有關(guān)，還與系統(tǒng)的組成、溶解度不僅與溫度有關(guān)，還與系統(tǒng)的組成、pH值的改變值的改變及配合物的生成等因素有關(guān)。及配合物的生成等因素有關(guān)。溶度積和溶解度的相互換算溶度積和溶解度的相互換算在溶度積的計(jì)算中，離子濃度必須是物質(zhì)的量的濃度，其單位為molL-1；而溶解度的單位有g(shù)/100g水，水，gL-1， molL-

8、1。計(jì)算時(shí)一般要先將難溶電解質(zhì)的溶解度 S 的單位換算為molL-1。對(duì)于難溶物質(zhì)飽和溶液濃度極稀，可作近似處理：(xg/100g H2O)10/M mol L-11. AB型型(如如AgCl、AgI、CaCO3) AB (S) A+ (aq) + B(aq) 溶解度：溶解度： S S Ksp = c(A+ )c(B) = S2 spSK AB2或或A2B型型 (Mg(OH)2 、Ag2CrO4) AB2(S) A2+ (aq) + 2B(aq) 溶解度：溶解度： S 2S Ksp = c(A+ )c2(B ) = S(2S)2 = 4S3 34spKS 3. AB3或或A3B型型 (如如 F

9、e(OH)3 、Ag3PO4) A3B(s) 3A+ (aq) + B3- (aq) 溶解度：溶解度： 3S S Ksp =c3(A+)c(B3-) = (3S)3S = 27S4427spKS 例1：25oC時(shí)，AgCl的溶解度為1.9210-3gL-1，求同溫度下AgCl的溶度積。)L/(mol1SS平衡濃度3 .143Mr(AgCl) 解：已知1313Lmol1034. 1Lmol3 .1431092. 1 S)aq(Cl-(aq)Ag+ AgCl(s) Ksp(AgCl)=c(Ag-)c(Cl-)=S2=1.810-10 2 /(molL-1）xx平衡濃度42331.7)CrOMr(A

10、g1215Lg102.2Lg331.7105.6S5312105.6 ,4101.1xx例2：25oC，已知 (Ag2CrO4)=1.110-12，求同溫度下S(Ag2CrO4)/gL-1。Ksp)aq(CrO(aq)2Ag (s)CrOAg442224242)CrO()Ag()CrOAg(ccKsp解： 例3. 查表知PbI2的Ksp為 1.4 10-8, 估計(jì)其溶解度 s（單位以gL-1計(jì)）。 解： 設(shè)其溶解度為x molL-1 PbI2 (s) = Pb2+ (aq) + 2 I- (aq) 平衡濃度/molL-1 x 2x Ksp = c (Pb2+ ) c(I-)2= (x)(2x)

11、2 = 4x3 x = (Ksp/4)1/3 = (1/4 1.4 10-8)1/3 = 1.5 10-3 (molL-1) s = 1.5 10-3 461.0 gL-1 =6.9 10-1 gL-1幾種類型的難溶物質(zhì)溶度積、溶解度比較幾種類型的難溶物質(zhì)溶度積、溶解度比較物質(zhì)類型難溶物質(zhì)溶度積Ksp溶解度/molL-1換算公式ABAgCl1.7710-101.3310-5Ksp =S2 BaSO41.0810-101.0410-5Ksp =S2 AB2CaF23.4510-112.0510-4 Ksp =4S3A2BAg2CrO41.1210-12 6.5410-5 Ksp =4S3對(duì)于同種

12、類型化合物而言，對(duì)于同種類型化合物而言， Ksp ， S 。但對(duì)于不同種類型化合物之間，但對(duì)于不同種類型化合物之間，不能根據(jù)不能根據(jù)Ksp來比較來比較S的大小。的大小。 )Ag2CrO4()AgCl(ssKspKsp三、溶度積規(guī)則三、溶度積規(guī)則在難溶電解質(zhì)溶液中，有關(guān)離子濃度冪的在難溶電解質(zhì)溶液中，有關(guān)離子濃度冪的乘積稱為濃度積，用符號(hào)乘積稱為濃度積，用符號(hào)QC 表示表示 ，它表它表示任一條件下離子濃度冪的乘積。示任一條件下離子濃度冪的乘積。 QC和和Ksp的表達(dá)形式類似，但其含義不同。的表達(dá)形式類似，但其含義不同。 Ksp表示難溶電解質(zhì)的飽和溶液中離子濃表示難溶電解質(zhì)的飽和溶液中離子濃度冪的

13、乘積，僅是度冪的乘積，僅是QC的一個(gè)特例。的一個(gè)特例。當(dāng)判斷兩種溶液混合后能否生成沉淀當(dāng)判斷兩種溶液混合后能否生成沉淀時(shí)，可按下列步驟進(jìn)行。時(shí)，可按下列步驟進(jìn)行。(1) 先計(jì)算出混合后與沉淀有關(guān)的離子濃先計(jì)算出混合后與沉淀有關(guān)的離子濃度；度；(2) 計(jì)算出濃度積計(jì)算出濃度積Qc；(3) 將將Qc與與Ksp進(jìn)行比較，判斷沉淀能否進(jìn)行比較，判斷沉淀能否生成。生成。溶度積規(guī)則的應(yīng)用溶度積規(guī)則的應(yīng)用 判斷是否有沉淀生成判斷是否有沉淀生成 原則上只要原則上只要QcKsp 便應(yīng)該有沉淀產(chǎn)生，但是只有當(dāng)便應(yīng)該有沉淀產(chǎn)生，但是只有當(dāng)溶液中含約溶液中含約10-5gL-1固體時(shí)，人眼才能觀察到混濁現(xiàn)象固體時(shí)，人眼

14、才能觀察到混濁現(xiàn)象，故實(shí)際觀察到有沉淀產(chǎn)生所需的離子濃度往往要比理，故實(shí)際觀察到有沉淀產(chǎn)生所需的離子濃度往往要比理論計(jì)算稍高些論計(jì)算稍高些。 判斷沉淀的完全程度判斷沉淀的完全程度 沒有一種沉淀反應(yīng)是絕對(duì)完全的沒有一種沉淀反應(yīng)是絕對(duì)完全的，通常認(rèn)為溶液中某通常認(rèn)為溶液中某離子的濃度小于離子的濃度小于110-5 molL-1時(shí)，即為沉淀完全時(shí)，即為沉淀完全。平衡平衡體系體系 研究研究對(duì)象對(duì)象 研究研究對(duì)象對(duì)象 平衡移平衡移動(dòng)的判動(dòng)的判據(jù)據(jù) 平衡常數(shù)平衡常數(shù) 表達(dá)式表達(dá)式 升溫對(duì)平升溫對(duì)平衡常數(shù)的衡常數(shù)的影響影響 化學(xué)化學(xué)平衡平衡 2SO2+O2 2SO3 H0 C+H2O CO+H2 H0 電離電

15、離平衡平衡 H2O H+OH- CH3COOH CH3COO- + H+ NH3H2O NH4+ OH- 水解水解平衡平衡 CH3COO-+ H2O CH3COOH + OH- 沉淀溶解沉淀溶解平衡平衡 AgCl（s） Ag+（aq）+ Cl-（aq） 可逆可逆反應(yīng)反應(yīng)弱電解弱電解質(zhì)水溶質(zhì)水溶液液增大增大增大增大增大增大增大增大增大增大增大增大減小減小Kc=SO32O2SO22Kc=CO H2OH2Ka=CH3COO- CH3COOHH+ Kb=NH4+ NH3H2OOH- 能水解的能水解的鹽溶液鹽溶液Kw=H+ OH-Ksp =Ag+ Cl-難溶或難溶或微溶物微溶物的濁液的濁液化化學(xué)平學(xué)平衡移衡移動(dòng)原動(dòng)原理理Q 與與 K相對(duì)相對(duì)大小大小四大平衡的比較：四大平衡的比較：某溫度時(shí)，某溫度時(shí)，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如在水中的沉淀溶解平衡曲線如下圖所示，下列說法正確的是（下圖所示，下列說法正確的是（ ）A、加入、加入NaSO4可以是溶液由可以是溶液由a點(diǎn)到點(diǎn)到b點(diǎn)點(diǎn)B、通過蒸發(fā)可以是溶液由、通過蒸發(fā)可以是溶液由d點(diǎn)到點(diǎn)到c點(diǎn)點(diǎn)C、d點(diǎn)無點(diǎn)無BaSO4沉淀生成沉淀生成D、a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp大于大于 c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Ksp