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1、遼寧中醫(yī)藥大學(xué)杏林學(xué)院講稿課程名稱(chēng):無(wú)機(jī)化學(xué)第七章難溶強(qiáng)電解質(zhì)的沉淀-溶解平衡7-1難溶電解質(zhì)的溶度積和溶解度7-1-1溶度積常數(shù)根據(jù)溶解度大小分類(lèi)物質(zhì) 嚴(yán)格來(lái)說(shuō),在水中絕對(duì)不溶的物質(zhì)是沒(méi)有的。通常按溶解度的大小分為:難溶物質(zhì)微溶物質(zhì)易溶物質(zhì)溶解度小于0.01g/100g 的物質(zhì);溶解度在0.010.1g/100g 之間的物質(zhì);溶解度較大者。難溶強(qiáng)電解質(zhì)在水中的行為 難溶強(qiáng)電解質(zhì)例如BaSO4在水中雖然難溶,還會(huì)有一定數(shù)量的Ba2+和SO42-又有可能回到BaSO4晶體和溶液相應(yīng)的離子之間達(dá)到動(dòng)態(tài)的多相離子平衡,簡(jiǎn)稱(chēng)為溶解平衡。溶解平衡的平衡常數(shù)-溶度積常數(shù)(溶度積)BaSO4(s)溶解平衡的
2、平衡常數(shù)表達(dá)式為: (BaSO4)=c(Ba2+)c(SO42-)/(c)2對(duì)于一般難溶電解質(zhì)(AmBn),其溶解平衡通式可表示為: AmBn(s) mAn+ + nBm-溶解平衡常數(shù)表達(dá)式為: (3.4.1) 年 月 日 x0404-08遼寧中醫(yī)藥大學(xué)杏林學(xué)院講稿課程名稱(chēng):無(wú)機(jī)化學(xué)此溶解平衡常數(shù)稱(chēng)為溶度積常數(shù)(簡(jiǎn)稱(chēng)溶度積)。 溶度積表達(dá)式的含義:在一定溫度下,難溶電解質(zhì)的飽和溶液中,各組分離子濃度冪的乘積為一常數(shù)。溶度積的物理意義 是表征難溶電解質(zhì)溶解能力的特性常數(shù)。溶度積的有關(guān)說(shuō)明 (1) 與其它平衡常數(shù)一樣, 也是溫度的函數(shù),它可以由實(shí)驗(yàn)測(cè)定,也可以通過(guò)熱力學(xué)數(shù)據(jù)計(jì)算。文字教材中附錄6列
3、出了常溫下某些難溶電解質(zhì)的溶度積的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) ,粗略計(jì)算時(shí)其數(shù)值可當(dāng)作 使用。(2) 值得注意的是:上述溶度積常數(shù)表達(dá)式(3.4.1)雖是根據(jù)難溶強(qiáng)電解質(zhì)的多相離子平衡推導(dǎo)而來(lái),但其結(jié)論同樣適用于難溶弱電解質(zhì)的多相離子平衡。例: AB型難溶弱電解質(zhì)的溶解平衡。在AB型難溶弱電解質(zhì)的多相體系中存在著下列平衡:AB(s) AB(aq) ;= c(AB)/c AB(aq)A+ + B-;= /c根據(jù)多重平衡規(guī)律:AB(s) A+ + B- = c(A+)c(B-)/(c)2= (AB) (AB)= c(A+)c(B-)/(c)2 (3.4.2) 年 月 日 x0404-08遼寧中醫(yī)藥大學(xué)杏林學(xué)院講稿課
4、程名稱(chēng):無(wú)機(jī)化學(xué)式(3.4.2)實(shí)際上與式()相同。7-1-2 溶解度和溶度積的相互換算換算說(shuō)明 根據(jù)溶度積常數(shù)關(guān)系式,難溶電解質(zhì)的溶度積和溶解度之間可以互相換算。但在換算時(shí),應(yīng)注意濃度單位必須采用mol·L-1;另外,由于難溶電解質(zhì)的溶解度很小,溶液濃度很小,難溶電解質(zhì)飽和溶液的密度可近似認(rèn)為等于水的密度。(1) 已知溶度積, 計(jì)算溶解度S (S ) 例7-1 已知BaSO4在298.15K時(shí)的溶度積為1.08×10-10,求BaSO4在298.15K時(shí)的溶解度。結(jié)果為 S (BaSO4)=1.04×10-5 mol·L-1 解:設(shè)BaSO4的溶解度(
5、S)為 x mol·L-1 因BaSO4為難溶強(qiáng)電解質(zhì),且Ba2+、SO42-基本上不水解,所以在BaSO4飽和溶液中:BaSO4(s) Ba2+ + SO42-離子濃度/(molL-1) x x c(Ba2+)c(SO42-)= (BaSO4)(c)2 xx = 1.08×10-10 S = x = 1.04×10-5則S(BaSO4) = 1.04×10-5 molL-1 年 月 日 x0404-08遼寧中醫(yī)藥大學(xué)杏林學(xué)院講稿課程名稱(chēng):無(wú)機(jī)化學(xué)AB型難溶強(qiáng)電解質(zhì) 計(jì)算結(jié)果表明:對(duì)于基本上不水解的AB型難溶強(qiáng)電解質(zhì),其溶解度(S )在數(shù)值上等于其溶度積
6、的平方根。即: S =×c (3.4.3)AB2型難溶強(qiáng)電解質(zhì) 同時(shí)可推導(dǎo)出AB2(或A2B)型難溶電解質(zhì)(如CaF2、Ag2CrO4等)其溶度積和溶解度的關(guān)系為:AB2或A2B型難溶強(qiáng)電解質(zhì) 與S 的關(guān)系A(chǔ)B2 A2+ + 2B-離子濃度/(molL-1) S 2Sc(A2+)c2(B-)= (AB2)(c)3S×(2S)2 = 4S2 = (AB2)S = ×c (3.4.4)式(3.4.3)、(3.4.4)也近似地適用于微弱水解的AB型、A2B(或AB2)型難溶強(qiáng)電解質(zhì)。如CaSO4、AgCl、AgBr、AgI等,但不適用于易水解的難溶電解質(zhì)(如ZnS)和難
7、溶弱電解質(zhì)及在溶液中易以離子對(duì)形式存在的難溶電解質(zhì)。(為什么請(qǐng)讀者思考?。?S = ×c (3.4.3) 為什么不適用于易水解的難溶電解質(zhì)(如ZnS)?因?yàn)樵谝姿獾碾y溶電解質(zhì)飽和溶液中。陽(yáng)、陰離子 年 月 日 x0404-08遼寧中醫(yī)藥大學(xué)杏林學(xué)院講稿課程名稱(chēng):無(wú)機(jī)化學(xué)其一或兩者顯著水解的結(jié)果,使陽(yáng)、陰離子其一或兩者的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于該難溶電解質(zhì)的溶解度。例如對(duì)易水解的ZnS來(lái)說(shuō),在其飽和溶液中,同時(shí)存在著多相離子平衡和陽(yáng)、陰離子的水解平衡: ZnS(s)Zn2+S2-Zn2+H2OZn(OH)+H+S2-+H2OHS-+OH-(第二步水解程度甚小,故可忽略)如果ZnS的溶解度為S,那
8、么由于Zn2+,S2-的水解,使Zn2+、S2-濃度均不等于S。它們之間的關(guān)系為S c(Zn2+) + cZn(OH)+S c(S2-) + c(HS-)而且,由于S2-的水解程度遠(yuǎn)大于Zn2+的水解程度,致使c(Zn2+)c(S2-)在這種情況下,如果仍按式 s =計(jì)算ZnS的溶解度,必然造成較大的誤差。(2) 已知溶解度S , 計(jì)算溶度積(S ) 與S 是可逆過(guò)程, 只要列出與 S 的關(guān)系式, 即能求解。 能否用的大小來(lái)比較任意兩個(gè)難溶電解質(zhì)溶解度的大小?由式(3.4.3)和(3.4.4)可看出,對(duì)于同一類(lèi)型難溶電解 年 月 日 x0404-08遼寧中醫(yī)藥大學(xué)杏林學(xué)院講稿課程名稱(chēng):無(wú)機(jī)化學(xué)
9、質(zhì),可以用的大小來(lái)比較它們?nèi)芙舛鹊拇笮。坏珜?duì)不同類(lèi)型的,則不能認(rèn)為溶度積小的,溶解度也一定小。例如 教材P96表3-4中的AgCl與Ag2CrO4。應(yīng)用溶度積不但可以計(jì)算難溶電解質(zhì)的溶解度,更重要的是可以用它判斷溶液中沉淀的生成或溶解。7-2沉淀反應(yīng)7-2-1 溶度積規(guī)則根據(jù)吉布斯自由能變判據(jù):根據(jù)式(2.4.1)可得:rGm = RT ( lnJ - lnK)把上式應(yīng)用于沉淀- 溶解平衡:AmBn(s) mAn+ + nBm-J = c(An+)mc(Bm-)n/(c)(m+n) (J 在此稱(chēng)為難溶電解質(zhì)的離子積)則存在著如下關(guān)系,以上規(guī)律稱(chēng)為溶度積規(guī)則。應(yīng)用溶度積規(guī)則可以判斷沉淀的生成和溶
10、解。 年 月 日 x0404-08遼寧中醫(yī)藥大學(xué)杏林學(xué)院講稿課程名稱(chēng):無(wú)機(jī)化學(xué)例7-2 在10ml 0.10 mol·L-1MgSO4溶液中加入10ml 0.10 mol·L-1NH3·H2O,問(wèn)(1) 有無(wú)Mg(OH)2沉淀生成? 若有沉淀生成,(2)問(wèn)需在混合溶液中加入多少克固體NH4Cl才能使生成的Mg(OH)2沉淀全部溶解?解:由于等體積混合,所以各物質(zhì)的濃度均減小一倍,即:c(Mg2+)=×0.10 mol·L-1=5.0×10-12 mol·L-1c(NH3H2O)= ×0.10 molL-1 =5.0
11、×10-2 molL-1(1) 設(shè)混合后反應(yīng)前c(OH)- = x molL-1 NH3H2O NH4+ + OH-平衡濃度/(molL-1) 0.050-x xx = (NH3H2O) ( )/ = 0.050/1.8 ×10-55000.050-x0.10 則 =1.8 ×10-5 x=9.5×10-4c(OH)- = 9.5×10-4 molL-1c(Mg2+)c2(OH-)/(c)3 = 5.0×10-2×(9.5×10-4)2 = 4.5×10-8 Mg(OH)2 = 5.61×10-
12、12 有Mg(OH)2生成。 年 月 日 x0404-08遼寧中醫(yī)藥大學(xué)杏林學(xué)院講稿課程名稱(chēng):無(wú)機(jī)化學(xué)(2) 要使生成的Mg(OH)2沉淀完全溶解,加入的NH4Cl(s)必須使溶液中c(OH-)降低到符合下式要求: c(Mg2+)c2(OH-) Mg(OH)2×(c)3c(OH-) = =1.1×10-5 molL-1這樣,溶液中的c(NH4+)至少要達(dá)到 y molL-1NH3H2O NH4+ + OH- 平衡濃度/(molL-1) 5.0×10-2-1.1×10-5 y 1.1×10-5 = = 1.8×10-5則 c(NH4+)
13、8.2×10-2 molL-1其中1.1×10-5 molL-1的OH-是NH3H2O解離所提供的,加入部分為: c(NH4+)8.2×10-2 molL-1-1.1×10-5 molL-18.2×10-2 molL-1因此在20ml溶液中至少應(yīng)加入NH4Cl的量為: 8.2×10-2 molL-1×0.02L×53.5gmol-1=8.7×10-2g 答: (1) J = 4.5×10-8 Mg(OH)2=5.61×10-12 有Mg(OH)2生成。(2) 應(yīng)加入NH4Cl的量為:8
14、.7×10-2g 年 月 日 x0404-08遼寧中醫(yī)藥大學(xué)杏林學(xué)院講稿課程名稱(chēng):無(wú)機(jī)化學(xué)7-2-2 影響沉淀反應(yīng)的因素 (1) 同離子效應(yīng)對(duì)沉淀反應(yīng)的影響同離子效應(yīng)不僅會(huì)使弱電解質(zhì)的解離度降低,而且會(huì)使難溶電解質(zhì)的溶解度降低。BaSO4 Ba2+ + SO42-例7-3 計(jì)算BaSO4在298.15K、0.10mol·L-1Na2SO4溶液中的溶解度(s)。并與在純水中的溶解度進(jìn)行比較。解:考慮到BaSO4基本上不水解,設(shè) S = x mol·L-1 BaSO4 Ba2+ + SO42-平衡濃度/(molL-1) x x+0.10c(Ba2+)c(SO42-)=
15、 (BaSO4)×(c)2 x(x+0.10)=1.08×10-10因?yàn)橹瞪跣。?x比0.10小得多,所以 0.10 + x0.10故 0.10x=1.08×10-10 x=1.08×10-9 S = 1.08×10-9 mol·L-1即BaSO4在298.15 K、0.10 mol·L-1Na2SO4溶液中的溶解度為1.08×10-9 mol·L-1,相當(dāng)于在純水中的溶解度(1.04×10-5 mol·L-1)的萬(wàn)分之一。同離子效應(yīng)在實(shí)際中的應(yīng)用 利用同離子效應(yīng),可以使某種離子沉淀的
16、更完全。因此在進(jìn)行沉淀反應(yīng)時(shí),為確 年 月 日 x0404-08遼寧中醫(yī)藥大學(xué)杏林學(xué)院講稿課程名稱(chēng):無(wú)機(jī)化學(xué)保沉淀完全(對(duì)于不同的應(yīng)用背景,要求不同。在這里,當(dāng)溶液中某種離子的濃度小于10-5 mol·L-1時(shí),可以認(rèn)為溶液中該離子沉淀基本完全。),離子濃度小于10-5 mol·L-1時(shí),可以認(rèn)為沉淀基本完全),可加入適當(dāng)過(guò)量(一般過(guò)量2050即可)的沉淀劑。(2)pH值對(duì)某些沉淀反應(yīng)的影響要使沉淀完全,除了選擇并加入適當(dāng)過(guò)量的沉淀劑外,對(duì)于某些沉淀反應(yīng)(如生成難溶弱酸鹽和難溶氫氧化物等的沉淀反應(yīng))還必須控制溶液的pH值,才能確保沉淀完全。 難溶金屬氫氧化物以生成金屬氫氧化
17、物為例進(jìn)行討論。由于難溶金屬氫氧化物的溶度積不同,故沉淀時(shí)的OH-濃度或pH值也不相同。例如,在難溶金屬氫氧化物的溶度積M(OH)n型難溶氫氧化物的多相離子平衡中,沉淀時(shí)的OH-濃度(或 值)與難溶金屬氫氧化物的溶度積以及溶液中金屬離子的濃度之間的關(guān)系,有如下的推導(dǎo)結(jié)果: M(OH)n(s) Mn+ + nOH-c(Mn+)cn(OH-)= M(OH)n×(c)n+1 年 月 日 x0404-08遼寧中醫(yī)藥大學(xué)杏林學(xué)院講稿課程名稱(chēng):無(wú)機(jī)化學(xué)c(OH-)= 若溶液中金屬離子的c(Mn+)=1 molL-1,則氫氧化物開(kāi)始沉淀時(shí)OH-的最低濃度為: c(OH-) molL-1Mn+完全沉
18、淀(溶液中c(OH-) 同理,各種不同溶度積的難溶性弱酸鹽(如硫化物)開(kāi)始沉淀和沉淀完全反應(yīng)的pH也是不同的。例如: 難溶金屬硫化物 例: 0.10 mol·L-1 Co2+溶液, 通入H2S, 使其沉淀為CoS。 分別求: 開(kāi)始沉淀與完全沉淀時(shí)的c1(H+),c2(H+)(或 pH值)。 (CoS) = 4.0×10-21 解: 先求 Co2+開(kāi)始沉淀需要的c1(S2-) c1(Co2+)·c1(S2-)=(CoS)= 4.0×10-21c1(S2-)=(CoS)/c1(Co2+)=4.0×10-21/0.10=4.0×10-20
19、mol·L-1根據(jù)飽和H2S溶液達(dá)到平衡時(shí)c(H+)與c(S2-)之間的關(guān)系式 將Co2+開(kāi)始沉淀需要的c1(S2-)值代入上式中 c12(H+)c1(S2-)=1.4×10-21 c12(H+)=1.4×10-21 /4.0×10-20即可求出c1(H+)=0.19(molL-1) 年 月 日 x0404-08遼寧中醫(yī)藥大學(xué)杏林學(xué)院講稿課程名稱(chēng):無(wú)機(jī)化學(xué) Co2+開(kāi)始沉淀需要的 pH = -lg 0.19 = 0.72 再求 Co2+完全沉淀需要c2(S2-)Co2+完全沉淀時(shí)的濃度為c2(Co2+)10-5 molL-1 c2(S2-)=(CoS)/
20、c2(Co2+)=4.0×10-21/10-5=4.0×10-16 molL-1此時(shí)的c2(H+)=0.0019(mol·L-1) Co2+完全沉淀需要的 pH = -lg 0.0019 = 2.72答:Co2+開(kāi)始沉淀需要的c1(H+)= 0.19(mol·L-1), pH = -lg 0.19 = 0.72Co2+完全沉淀需要的c2(H+)= 0.0019(mol·L-1), pH = -lg 0.0019 = 2.72由此可見(jiàn),難溶性金屬氫氧化物(或硫化物)從溶液中開(kāi)始沉淀和沉淀完全的c(OH-)或pH值,即可使溶液中某些金屬離子沉淀為氫
21、氧化物(或硫化物),某些金屬離子仍留于溶液中,從而達(dá)到分離、提純的目的。例如對(duì)含有雜質(zhì)Fe3+的Zn2+溶液,若單純考慮除Fe3+,則pH值越高,F(xiàn)e3+被除得越完全,但實(shí)際上pH值不能大于5.54,否則Zn2+沉淀為Zn(OH)2 ,見(jiàn)表3-2。所以在化學(xué)試劑ZnSO4的生產(chǎn)中,為了提純上述含有雜質(zhì)Fen+的ZnSO4溶液,一般 年 月 日 x0404-08遼寧中醫(yī)藥大學(xué)杏林學(xué)院講稿課程名稱(chēng):無(wú)機(jī)化學(xué)表3-2 金屬氫氧化物沉淀的pH值金屬氫氧化物開(kāi)始沉淀時(shí)的pH值沉淀完全時(shí)的pH值(金屬離子濃度10-5 mol·L-1)分子式金屬離子濃度1 mol·L-1金屬離子濃度0.
22、1 mol·L-1Mg(OH)25.61×10-128.378.8710.87Co(OH)25.92×10-156.897.389.38Cd(OH)27.2×10-156.97.49.4Zn(OH)23×10-175.76.28.24Fe(OH)24.87×10-175.86.348.34Pb(OH)21.43×10-154.084.586.6Be(OH)26.92×10-223.423.925.92Sn(OH)25.45×10-280.871.373.37Fe(OH)32.79×10-391.
23、151.482.81調(diào)節(jié)pH在34之間,在此pH條件下,ZnSO4溶液中Fe3+濃度可降低至10-510-3 mol·L-1。其計(jì)算如下:當(dāng)除Fe3+后,溶液對(duì)c是飽和的,溶液中Fe(OH)3和OH-濃度之間存在著如下關(guān)系: 當(dāng)pH = 3時(shí),pOH = 14-pH = 14-3 = 11,-lgc(OH-)/c=11c(OH-)=1.0×10-11 c(Fe3+)= = 2.79×10-6 當(dāng)pH = 4 時(shí),用同樣方法可求得c(Fe3+)=2.79×10-6 。從表3-2可以看出,當(dāng)pH=34時(shí),并不能使 沉淀為Fe2+。因此,若ZnSO4溶液中除F
24、e3+外還存在Fe2+時(shí),在除鐵前要用適當(dāng)方法(如加入H2O2)把Fe2+氧化為Fe3+。 年 月 日 x0404-08遼寧中醫(yī)藥大學(xué)杏林學(xué)院講稿課程名稱(chēng):無(wú)機(jī)化學(xué)3. 分步沉淀(分級(jí)沉淀)分步沉淀的概念 在實(shí)際工作中,常常會(huì)遇到體系中同時(shí)含有多種離子,這些離子可能與加入的某一種沉淀劑均會(huì)發(fā)生沉淀反應(yīng),生成難溶電解質(zhì),這種情況下離子積(J)首先超過(guò)溶度積的難溶電解質(zhì)先沉出。發(fā)生的反應(yīng)為: 2Ag+ + Cl- AgCl(白色沉淀)2Ag+ + CrO4- Ag2CrO4(磚紅色沉淀)例7-4 某種混合溶液中,含有0.20 mol·L-1的Ni2+,0.3 mol·L-1的F
25、e3+,若通過(guò)滴加NaOH溶液(忽略溶液體積的變化)分離這兩種離子,溶液的pH值應(yīng)控制在什么范圍?解:根據(jù)溶度積規(guī)則,0.20 mol·L-1Ni2+、0.3 mol·L-1Fe3+的混合溶液中開(kāi)始析出 、NI(OH)2、Fe(OH)3所需c(OH-)最低濃度為:c1(OH-)= mol·L-1c2(OH-)= mol·L-1= 2.10×10-13mol·L-1c1(OH-)c2(OH-) Fe(OH)3先沉淀Fe(OH)3沉淀完全時(shí)所需OH-最低濃度為: 年 月 日 x0404-08遼寧中醫(yī)藥大學(xué)杏林學(xué)院講稿課程名稱(chēng):無(wú)機(jī)化學(xué)c(
26、OH-)= mol·L-1=1.41×10-11mol·L-1Ni(OH)2不沉出所容許的OH-最高濃度則為: c(OH-)5.23×10-8 mol·L-1 即c(OH-)應(yīng)控制在(1.41×10-115.23×10-8)mol·L-1 pHmin=14.00-lg(1.41×10-11)= 3.15pHmax=14.00-lg(5.23×10-8)= 6.72所以若要分離這兩種離子,溶液pH值應(yīng)控制在3.156.72之間。解題思路求出兩種離子開(kāi)始沉淀出來(lái)需要的OH-的最低濃度, 判斷先沉出的
27、是什么離子求出先沉出離子完全沉淀需要的OH-的濃度分別換算先沉出離子完全沉淀時(shí)的pH值及后沉出離子開(kāi)始沉淀時(shí)的pH值。7-3沉淀的溶解和轉(zhuǎn)化7-3-1沉淀的溶解沉淀溶解的必要條件 根據(jù)溶度積規(guī)則,沉淀溶解的必要條件是J。因此,一切能有效地降低多相離子平衡體系中有關(guān)離子濃度使J的方法,都能促使沉淀-溶解平衡向著沉淀溶解的方向移動(dòng)。 年 月 日 x0404-08遼寧中醫(yī)藥大學(xué)杏林學(xué)院講稿課程名稱(chēng):無(wú)機(jī)化學(xué)溶解難溶電解質(zhì)常用的三種方法(1) 生成弱電解質(zhì)利用酸與難溶電解質(zhì)的組分離子結(jié)合成可溶性弱電解質(zhì)。難溶弱酸鹽的越大,對(duì)應(yīng)弱酸的越小,難溶弱酸鹽越易被酸溶解。 對(duì)于很小的難溶弱酸鹽,例如CuS、Hg
28、S、Ag2S3等,即使采用濃鹽酸也不能有效地降低c(S2-)而使之溶解。例如, 難溶弱酸鹽CaCO3溶于鹽酸;CaCO3溶于鹽酸的原理由于H+與CO32-結(jié)合成HCO3-、H2CO3,使J(CaCO3)所至。CaCO3(s)Ca2+CO32-(CaCO3)=c(Ca2+)·c(CO32-)/(c)2CO32- + H+HCO3 -=1/(H2CO3)+) CO32- + 2H+ H2CO3=1/(HCO3-)CaCO3(s)+2H+Ca2+H2CO3K=(CaCO3)K= =1.3×108 年 月 日 x0404-08遼寧中醫(yī)藥大學(xué)杏林學(xué)院講稿課程名稱(chēng):無(wú)機(jī)化學(xué)由
29、于K值很大,所以CaCO3的酸溶反應(yīng)能進(jìn)行完全??梢酝普摚弘y溶弱酸鹽的 越大,對(duì)應(yīng)弱酸的 越小,難溶弱酸鹽越易被酸溶解。FeS溶于鹽酸FeS(s)+2HClFeCl2+H2SK=4.8×102K=4.8×102 難溶氫氧化物如Al(OH)3、Fe(OH)3、Cu(OH)2等都可以用強(qiáng)酸溶解,是由于其生成難電離的H2O。 Al(OH)3(s) + 3HCl AlCl3(aq) + 3H2O 有的不太難溶的氫氧化物如Mg(OH)2、Mn(OH)2等甚至能溶于銨鹽,是由于生成弱堿NH3·H2O之故。 Mg(OH)2(s)+2NH4+ Mg2+(aq)+2NH3·
30、;H2O (2) 氧化還原法利用氧化還原反應(yīng)降低難溶電解質(zhì)組分離子的濃度。CuS溶于具有氧化性的硝酸。3CuS(s) + 2NO3- + 8H+ 3Cu2+ + 3S+ 2NO+ 4H2O例如,硫化銅(CuS)溶于硝酸,正是由于S2-被HNO3氧化為S,c(S2-)顯著降低,使J(CuS)所致。 年 月 日 x0404-08遼寧中醫(yī)藥大學(xué)杏林學(xué)院講稿課程名稱(chēng):無(wú)機(jī)化學(xué)CuS(s) Cu2+ + S2- HNO3 S+ NO+ H2O (3) 生成難解離的配離子 通過(guò)生成難解離的配離子,以減小溶液中難溶物組分離子的濃度,使難溶電解質(zhì)溶解。例如: AgCl(s)溶于氨水,PbI2(s)溶于KI溶液
31、中。 AgCl(s) + 2NH3·H2O Ag(NH3)2+ + Cl- + 2H2OPbI2(s) + 2I- PbI42-7-3-2沉淀的轉(zhuǎn)化 沉淀的轉(zhuǎn)化 借助于某一試劑的作用,把一種難溶電解質(zhì)轉(zhuǎn)化為另一難溶電解質(zhì)的過(guò)程,稱(chēng)為沉淀的轉(zhuǎn)化。例如鍋爐內(nèi)壁除垢。為了除去附在鍋爐內(nèi)壁的鍋垢(主要成分為既難溶于水、又難溶于酸的CaSO4),要借助于CaCO3,將CaSO4轉(zhuǎn)化為疏松且可溶于酸的CaCO3,其反應(yīng)過(guò)程為:CaSO4(s) Ca2+ + SO42-+Na2CO3 CO32- + 2Na+ CaCO3(s) 由于CaSO4溶度積(=4.93×10-5)大于CaCO3的
32、溶度積(=3.36×10-9),Ca2+與加入的CO32-結(jié)合成溶度積更小 年 月 日 x0404-08遼寧中醫(yī)藥大學(xué)杏林學(xué)院講稿課程名稱(chēng):無(wú)機(jī)化學(xué)的CaCO3沉淀,從而降低了溶液中Ca2+濃度,破壞了CaSO4的溶解平衡,使CaSO4不斷轉(zhuǎn)化為CaCO3。總反應(yīng)式可表示為: CaSO4(s) + CO32- CaCO3(s) + SO42-K = = =1.8×104計(jì)算表明,上述沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)向右進(jìn)行的趨勢(shì)較大。Pb(NO3)2 PbCl2PbI2 PbCO3PbS(無(wú)色溶液) (白色沉淀) (黃色沉淀) (白色沉淀) (黑色沉淀) 1.6×10-5 7.1
33、215;10-9 7.4×10-14 8.0×10-28發(fā)生的反應(yīng)為: Pb2+ + 2 Cl- PbCl2(白色沉淀)PbCl2 + 2 I- PbI2 + 2 Cl- (黃色沉淀)PbI2 + CO32- PbCO3 + 2 I- (白色沉淀)PbCO3 + S2- PbS + CO32- (黑色沉淀) 沉淀轉(zhuǎn)化原理 以 PbI2 PbCO3 為例 年 月 日 x0404-08遼寧中醫(yī)藥大學(xué)杏林學(xué)院講稿課程名稱(chēng):無(wú)機(jī)化學(xué)K = 9.5×104該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)較大,該反應(yīng)由PbI2向PbCO3的轉(zhuǎn)化比較完全。兩個(gè)相差越大,由 (大) (小)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化程度越大??梢?jiàn),類(lèi)型相同的難溶電解質(zhì),沉淀轉(zhuǎn)化程度的大小取決于兩種難溶電解質(zhì)溶度積的相對(duì)大小。一般來(lái)說(shuō),溶度積較大的難溶電解容易轉(zhuǎn)化為溶度積較小的難溶電解質(zhì)。兩種沉淀物的溶度積相差越大,沉淀轉(zhuǎn)化越完全。 沉淀轉(zhuǎn)化原理在化工生產(chǎn)中獲得廣泛的應(yīng)用。例如,生產(chǎn)鍶相加時(shí),考慮到原料天青石(含SrSO4
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