電解質(zhì)溶液與離子平衡

1、第三章第三章 電解質(zhì)溶液與離子平衡電解質(zhì)溶液與離子平衡q 弱電解質(zhì)的解離平衡弱電解質(zhì)的解離平衡 q 難溶強電解質(zhì)在水中的沉淀溶解平衡難溶強電解質(zhì)在水中的沉淀溶解平衡 電解質(zhì)電解質(zhì)酸、堿、鹽強電解質(zhì)強電解質(zhì)弱電解質(zhì)弱電解質(zhì)如強酸、強堿如弱酸、弱堿什么是電解質(zhì)？3.1 3.1 強電解質(zhì)溶液理論強電解質(zhì)溶液理論解離度解離度 總數(shù)溶液中原有電解質(zhì)分子已解離的電解質(zhì)分子數(shù)理論上，理論上，強電解質(zhì)的強電解質(zhì)的=1=1，而弱電解質(zhì)的，而弱電解質(zhì)的1 1。 幾種強電解質(zhì)的實驗解離度幾種強電解質(zhì)的實驗解離度(0.10molL-1, 298K)電解質(zhì)電解質(zhì) KCl HCl HNO3 H2SO4 NaOH Ba(O

2、H)2 ZnSO4 (%) 86 92 92 61 91 81 40 解離度解離度 1 稱為稱為表觀解離度表觀解離度-+-陰離子陰離子“氛氛”+-陽離子陽離子“氛氛”一、一、離子相互作用理論離子相互作用理論2.2.“離子氛離子氛”互相牽制，離子運動不完全自互相牽制，離子運動不完全自由由1.1.強電解質(zhì)在水中完全解離強電解質(zhì)在水中完全解離Debye和和Hkel 1.1. 活度（活度（a）：離子的離子的有效有效濃度濃度2. 2. 活度因子活度因子 一般一般 1 0.1 0.1微溶物微溶物0.01-0.10.01-0.1難溶物難溶物 0.01 0.01 AgCl、CaCO3、PbS 難溶強電解質(zhì)難溶

3、強電解質(zhì) 一、溶度積一、溶度積 AgCl（s） Ag+（aq）+ Cl-（aq）溶解溶解沉淀沉淀AgClClAgKKsp = Ag+ Cl- Ksp稱為溶度積常數(shù)稱為溶度積常數(shù), ,簡稱簡稱溶度積溶度積。表示一定溫度下，難溶。表示一定溫度下，難溶強電解質(zhì)的飽和溶液中強電解質(zhì)的飽和溶液中, ,各離子濃度冪的乘積為一常數(shù)。各離子濃度冪的乘積為一常數(shù)。AmBn (s) mAn+ + nBm-Ksp = An+m Bm-nAB型(BaSO4)AB（s） A+ + B-A2B（s） 2A+B2-Ksp = A+B-不同類型的難溶強電解質(zhì)溶度積的表達式不同類型的難溶強電解質(zhì)溶度積的表達式 AB2型(PbI

4、2)AB2（s） A2+2B- Ksp = A2+B-2A2B型(Ag2CrO4)Ksp = A+ 2B2-AmBn型 溶液中離子濃度變化只能使平衡移動，而不能溶液中離子濃度變化只能使平衡移動，而不能改變?nèi)芏确e。改變?nèi)芏确e。 溶度積的特點：溶度積的特點： Ksp反映了難溶強電解質(zhì)的溶解能力，反映了難溶強電解質(zhì)的溶解能力，Ksp越小，越小，越難溶。越難溶。Ksp只與物質(zhì)的本性和溫度有關(guān)。只與物質(zhì)的本性和溫度有關(guān)。 上式只有在難溶強電解質(zhì)為飽和溶液時才能成上式只有在難溶強電解質(zhì)為飽和溶液時才能成立，否則不能建立動態(tài)平衡，不能導(dǎo)出上式。立，否則不能建立動態(tài)平衡，不能導(dǎo)出上式。 公式中是有關(guān)離子的濃度

5、，而不是難溶強電解公式中是有關(guān)離子的濃度，而不是難溶強電解質(zhì)的濃度。質(zhì)的濃度。二、溶度積和溶解度的關(guān)系二、溶度積和溶解度的關(guān)系 飽和溶液中，每升溶液所含有的溶質(zhì)的摩爾數(shù)，飽和溶液中，每升溶液所含有的溶質(zhì)的摩爾數(shù)，符號符號S，單位，單位molL-1 。1、摩爾溶解度定義、摩爾溶解度定義298K時，時，s（AgCl）=1.2510-5 molL-1 2、溶度積和溶解度的相互換算、溶度積和溶解度的相互換算 Ksp和和s都可表示難溶強電解質(zhì)在水中溶解能都可表示難溶強電解質(zhì)在水中溶解能力的大小力的大小 例例1：已知：已知AgCl的溶解度的溶解度S，求，求AgCl的溶度積的溶度積KspAgCl（s） Ag

6、+（aq）+ Cl-（aq） S SKsp= Ag+ Cl-=S2Ksp = A+B+ = SS =S2AB型型 AB（s） A+ + B- 例例2：已知：已知Ag2CrO4的的Ksp，求，求Ag2CrO4的溶解度的溶解度S 。 Ag2CrO4（s） 2Ag+（aq）+ CrO42-（aq） 2S S Ksp= Ag+ 2CrO42- =（2S）2S = 4 S33sp4/KS A2B（AB2）型）型 A2B（s） 2A+ +B2- Ksp = A+2B2- =（2S）2S = 4S3例：比較例：比較AgCl，AgBr，AgI的的S的大小的大小能否直接由能否直接由Ksp來比較出來比較出S的大小

7、？的大小？ Ksp (AgCl) = 1.5610-10 Ksp (AgBr) = 7.7 10-13 Ksp(AgI) = 1.5 10-16 Ksp (AgCl) Ksp (AgBr) Ksp(AgI) S(AgCl) S(AgBr) S(AgI) 例：比較例：比較AgCl和和Ag2CrO4 的的S 的大小。的大小。 Ksp（AgCl）=1.5610-10 Ksp（Ag2CrO4）=9.010-12Ksp（AgCl）Ksp（Ag2CrO4）S（AgCl） S（Ag2CrO4）5101025. 11056. 1)(spKAgClsmolL-143123421031. 14100 . 94/)

8、(spKCrOAgsmolL-1 相同類型，相同類型，Ksp , S . 不同類型不同類型 , , 不能用不能用Ksp判斷判斷S 的大小的大小. . c 任意濃度任意濃度 2溶度積規(guī)則溶度積規(guī)則 IP = Ksp 飽和溶液飽和溶液 平衡狀態(tài)平衡狀態(tài) IP Ksp 過飽和溶液過飽和溶液 平衡平衡 沉淀析出沉淀析出1離子積離子積IP三、溶度積規(guī)則三、溶度積規(guī)則 IP = cm(An+)cn(Bm-) 對于難溶強電解質(zhì)對于難溶強電解質(zhì)AmBn AmBn (s) mAn+ + nBm-Ksp = An+m Bm-n四、沉淀的生成四、沉淀的生成 條件是條件是IPKsp （1）加入過量沉淀劑）加入過量沉淀

9、劑 （2）控制溶液的）控制溶液的pH值值 例：已知例：已知KspM(OH)2=1.010-10，把，把0.01 mol的的MCl2固固體加入體加入1LpH=11的溶液中，試通過計算說明有無的溶液中，試通過計算說明有無M(OH)2沉淀生成。沉淀生成。 解：解：c(M2+) = 0.01 molL-1c(OH-) = Kw / c(H+) =1.010-3 molL-1IP= c(M2+)c2(OH-)=0.01(1.010-3)2 =1.010-8IPKsp，因此溶液中有沉淀生成。，因此溶液中有沉淀生成。 （3）同離子效應(yīng)）同離子效應(yīng) 例：已知在例：已知在293.15K時時AgCl的的Ksp=1

10、.5610-10，試計算，試計算在在0.1molL-1NaCl溶液中溶液中AgCl的溶解度，并和的溶解度，并和AgCl在在水中的溶解度作比較。水中的溶解度作比較。 AgCl在水中的溶解度在水中的溶解度s為：為： 5101025. 11056. 1)(spKAgCls（molL-1） AgCl在在0.1molL-1NaCl溶液中的溶解度溶液中的溶解度s為：為： AgCl（s） Ag+（aq）+ Cl-（aq） s s+0.10.1 Ksp= s0.1=1.5610-10 s=1.5610-9（molL-1） 例例：計算：計算298K時時PbI2在在0.1molL-1KI溶液中的溶解度，溶液中的溶解度，并和在純水中的溶解度作比較。已知并和在純水中的溶解度作比較。已知298K時時PbI2的的Ksp=1.410-8。 PbI2在純水中的溶解度在純水中的溶解度s為：為： 338321052. 14104 . 14/)(spKPbIs（molmolL L-1-1） PbI2在在0.1molL-1KI溶液中的溶解度溶液中的溶解度s為：為： PbI2（s） Pb2+（aq）+ 2I-（aq） s 2s+ 0.10.1 Ksp= s0.12=1.410-8 s=1.410-6（molL-1） 在難溶強電解質(zhì)飽和溶液中加入含有相同離子的易溶在難溶強電解質(zhì)飽和溶液中加入含有相同離子的易溶強電解