KJ11沉淀溶解平衡

沉淀溶解平衡Copyright2010Zhangke一、沉淀溶解平衡一、沉淀溶解平衡二、溶度積常數(shù)KspPbCl2(s)Pb2+(aq)+2Cl－(aq)Ksp=[Pb2+][Cl－]2一定溫度下，難溶強(qiáng)電解質(zhì)飽和溶液中離子濃度的系數(shù)次方的乘積為一常數(shù)。溶度積常數(shù)表化合物Ksp化合物KspAgCl1.8×10–10FeS6.3×10–18AgI8.5×10–17Hg2Cl21.4×10–18Ag2CrO41.1×10–12Hg2Br26.4×10–23Ag2S6.3×10–50Hg2I25.2×10–29BaCO32.6×10–9Mg(OH)25.6×10–12BaSO41.1×10–10MnS2.5×10–13BaCrO41.2×10–10PbCO37.4×10–14CaCO32.8×10–9PbCrO42.8×10–13CaC2O42.3×10–9Pb(OH)21.4×10–15CaF25.3×10–9PbSO42.5×10–8CuS6.3×10–36PbS8.0×10－28CuI1.3×10–12ZnS2.5×10–22Fe(OH)32.8×10–39Zn(OH)23×10–17二、溶度積常數(shù)Ksp難溶強(qiáng)電解質(zhì)溶液中，離子濃度系數(shù)次方的乘積稱為離子積，用Qsp表示。Qsp=Ksp，溶液正好飽和，無沉淀析出。Qsp>Ksp，過飽和溶液，有沉淀生成，直至Qsp=Ksp。Qsp<Ksp，不飽和溶液，可以繼續(xù)溶解固體，直至飽和。PbCl2(s)Pb2+(aq)+2Cl－(aq)Qsp=[Pb2+][Cl－]2二、溶度積常數(shù)KspQsp=Ksp，溶液正好飽和，無沉淀析出。Qsp>Ksp，過飽和溶液，有沉淀生成，直至Qsp=Ksp。Qsp<Ksp，不飽和溶液，可以繼續(xù)溶解固體，直至飽和。

例：已知AgCl的Ksp

＝1.8×10–10

，求AgCl的溶解度。

起始濃度00

平衡濃度xx

故AgCl的溶解度為1.34×10–5mol/L

解：AgClAg+＋

Cl－

三、Ksp與溶解度

平衡時濃度2x

x

飽和溶液中[CrO42–]可以代表Ag2CrO4的溶解度，而[Ag+]則是Ag2CrO4溶解度的2倍。

例：已知某溫度下Ag2CrO4的溶解度為6.50×10–5mol/L，求Ag2CrO4的Ksp。

解：Ag2CrO42Ag+＋CrO42–

三、Ksp與溶解度

結(jié)論：Ksp

和溶解度之間具有明確的換算關(guān)系。但盡管兩者均表示難溶物的溶解性質(zhì)，但Ksp

大的其溶解度不一定就大。

為什么同樣可以定量表示物質(zhì)溶解性能的Ksp

和溶解度，在大小關(guān)系上卻不一致呢？

其原因是AgCl的正負(fù)離子數(shù)目之比為1：1，而Ag2CrO4為2：1，故Ksp

與溶解度的關(guān)系會出現(xiàn)上述情形。不難得出結(jié)論，只要兩種難溶物具有相同的正負(fù)離子個數(shù)比，其Ksp

和溶解度的大小關(guān)系就會一致。三、Ksp與溶解度Ag2CrO46.50×10–5mol/LAgCl1.8×10–101.34×10–5mol/L1.1×10–12

例:求在1.0mol·dm–3的鹽酸中，AgCl固體的溶解度。

起始濃度01.0

平衡濃度x1.0+x

達(dá)到飽和時[Ag+]可以代表AgCl的溶解度

解：AgClAg+＋Cl–

純水中AgCl的溶解度為1.3×10–5mol/L，故：

x?1.0，1.0+x

≈

1.0x＝Ksp

＝1.8×10–10

在1mol·dm–3的鹽酸中，AgCl的溶解度為1.8×10–10mol/L。僅是AgCl在純水中溶解度1.3×10–5mol·dm–3的7.2萬分之一。

在難溶性強(qiáng)電解質(zhì)的溶液中，加入與其具有相同離子的強(qiáng)電解質(zhì)，將使難溶性強(qiáng)電解質(zhì)的溶解度減小，這一作用稱為同離子效應(yīng)。四、Ksp與同離子效應(yīng)五、分步沉淀例:若當(dāng)溶液中的離子濃度小于10－5mol/L時，就可以認(rèn)為此離子沉淀完全了。計算使0.01mol/LFe3+開始沉淀和完全沉淀時的pH值。Ksp(Fe(OH)3)=1.1×10－36

解：Fe(OH)3(s)Fe3+(aq)+3OH-(aq)Ksp=[Fe3+][OH-]3開始沉淀時的pH值：mol/LpH=2.68完全沉淀時的pH值：mol/LpH=3.68五、分步沉淀例:若當(dāng)溶液中的離子濃度小于10－5mol/L時，就可以認(rèn)為此離子沉淀完全了。分別計算使0.01mol/LFe2+和Mg2+開始沉淀和沉淀完全的PH

現(xiàn)有0.01mol/LFe3+、Fe2+、

Mg2+混合溶液如何分離? Fe3+ pH=2.68 pH=3.68 Fe2+ pH=7.45 pH=9.0 Mg2+ pH=9.6 pH=11.1常見難溶氫氧化物Ksp：Al(OH)32×10－33Cu(OH)25.6×10-20Fe(OH)28×10-16Mg(OH)21.8×10-11六、沉淀的溶解例：計算使0.10mol的MnS、ZnS、CuS溶解于1L鹽酸中所需鹽酸的最低濃度。(已知：c(H2S飽和溶液)=0.10mol/L，Ksp(MnS)=1.4×10－15、Ksp(ZnS)=1.2×10－23、Ksp(CuS)=8.5×10－45)解：硫化物MS在鹽酸中會發(fā)生如下變化：MS(s)M2+(aq)+S2－(aq)KspS2－

+H+HS－

1/K2HS－+H+H2S1/K1總反應(yīng)MS(s)+2H+M2++H2S六、沉淀的溶解例：計算使0.10mol的MnS、ZnS、CuS溶解于1L鹽酸中所需鹽酸的最低濃度。(已知：c(H2S飽和溶液)=0.10mol/L，Ksp(MnS)=1.4×10－15、Ksp(ZnS)=1.2×10－23、Ksp(CuS)=8.5×10－45)MS完全溶解后，[M2+]=0.10mol/L，[H2S]=0.10mol/LMnS溶解所需鹽酸的最低濃度為2.2×10－5mol/LZnS溶解所需鹽酸的最低濃度為0.24mol/LCuS溶解所需鹽酸的最低濃度為8.9×109mol/L六、沉淀的溶解MnS(肉色)ZnS(白色)CdS(黃色)CuS(黑色)HgS(黑色)Ksp1.410151.210231.010298.510454.01053使沉淀溶解所需酸醋酸稀鹽酸濃鹽酸濃硝酸王水MnS溶解所需鹽酸的最低濃度為2.2×10－5mol/LZnS溶解所需鹽酸的最低濃度為0.24mol/LCuS溶解所需鹽酸的最低濃度為8.9×109mol/L六、沉淀的溶解MnS(肉色)ZnS(白色)CdS(黃色)CuS(黑色)HgS(黑色)Ksp1.410151.210231.010298.510454.01053使沉淀溶解所需酸醋酸稀鹽酸濃鹽酸濃硝酸王水1)使有關(guān)離子生成弱酸的方法。

2)氧化還原法，使有關(guān)離子濃度變??；

3)生成配位化合物的方法，使有關(guān)離子濃度變??；

沉淀物與飽和溶液共存，如果能使Qsp＜Ksp

，則沉淀物可發(fā)生溶解。使Qsp減小的方法有幾種：

白色PbSO4沉淀和其飽和溶液共存于試管中，向其中加入Na2S溶液并攪拌，觀察到的現(xiàn)象是沉淀變?yōu)楹谏咨腜bSO4沉淀轉(zhuǎn)化成黑色的PbS沉淀。這就是由一種沉淀轉(zhuǎn)化為另一種沉淀的沉淀的轉(zhuǎn)化過程。七、沉淀的轉(zhuǎn)化＋PbS

由一種難溶物質(zhì)轉(zhuǎn)化為另一種更難溶的物質(zhì)，過程是較容易進(jìn)行的。我們來討論轉(zhuǎn)化的條件，若上述兩種沉淀溶解平衡同時存在，則有PbSO4

Pb2＋＋SO42－

Na2S

S2－＋2Na+

七、沉淀的轉(zhuǎn)化PbSO4＋S2－

PbS

＋SO42－

兩式相除得

這說明在加入新的沉淀劑S2－時，只要能保持

則PbSO4

就會轉(zhuǎn)變?yōu)镻bS。對于[S2－]的這種要求已經(jīng)是再低不過了。

七、沉淀的轉(zhuǎn)化PbSO4