水化学与水污染.pptx

2023/3/181第一节第一节溶液的通性溶液的通性第1页/共86页2023/3/182溶液浓度的表示方法溶液浓度的表示方法（1 1）质量摩尔浓度：）质量摩尔浓度：m mB B=溶溶质质的的物物质质量量 /溶溶剂剂的的质质量量 （molmolkgkg-1-1）（2 2）物质的量浓度：）物质的量浓度：C CB B=n nB B/V/V=溶溶质质的的物物质质量量/溶溶液液体体积积（molmoldmdm-3-3）（3 3）质量分数：）质量分数：w=mw=m溶质溶质 /m/m溶液溶液（4 4）摩尔分数：）摩尔分数：X XB B=n=nB B/n/n总总，混合物中各物质的摩尔分数之和等于，混合物中各物质的摩尔分数之和等于1 1 （5 5）体积分数：）体积分数：B B=V=VB B/V/V总总第2页/共86页2023/3/1831 1 溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降p p(1)(1)溶剂的蒸气压：溶剂的蒸气压：H H2 2O O（l l）H H2 2O O（g g）液液-气平衡时蒸气的气平衡时蒸气的压力压力:p p(H(H2 2O)O)称为水的（饱和）蒸气压，其值受温称为水的（饱和）蒸气压，其值受温度影响。度影响。=p p(H(H2 2O)/O)/p pK3.1 非电解质溶液的通性非电解质溶液的通性第3页/共86页2023/3/184(2)(2)溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降溶剂的蒸气压为溶剂的蒸气压为p po o，溶液的蒸气压为溶液的蒸气压为p p。实验表明实验表明p pp b bHAC HAC b b糖 ，b bB B越大，T Tfpfp越低。因此因此,凝固点由高到低的顺序是凝固点由高到低的顺序是(1)(2)(3)(1)(2)(3)例题例题1：下列溶液凝固点的高低顺序：下列溶液凝固点的高低顺序：0.1mol0.1mol.kgkg-1-1糖的水溶液糖的水溶液;0.1mol0.1mol.kgkg-1-1醋酸的水溶液；醋酸的水溶液；0.1mol0.1mol.kgkg-1-1氯化钠的水溶液；氯化钠的水溶液；第12页/共86页2023/3/18135 5、应用、应用1.1.通过溶液的通过溶液的P P、T Tbpbp、T Tfpfp、:测定高分子化合物测定高分子化合物的分子量的分子量;2.2.应用凝固点下降原理应用凝固点下降原理:汽车水箱防冻剂汽车水箱防冻剂;北方北方冬季消雪剂冬季消雪剂(除雪剂除雪剂)3.3.金属加工过程金属加工过程:热处理、盐浴（防止金属氧热处理、盐浴（防止金属氧化脱碳）化脱碳）;4.4.利用渗透压原理在医学上的应用利用渗透压原理在医学上的应用:静脉注射、静脉注射、等渗溶液等渗溶液;5.5.利用反渗透原理利用反渗透原理:溶液的浓缩、海水淡化、溶液的浓缩、海水淡化、水处理。水处理。第13页/共86页2023/3/1814小结：小结：本节主要介绍了难挥发的非电解质的稀溶本节主要介绍了难挥发的非电解质的稀溶液的通性（依数性定理）。熟悉溶液浓度的液的通性（依数性定理）。熟悉溶液浓度的表示方法；重点掌握溶液的蒸气压下降；着表示方法；重点掌握溶液的蒸气压下降；着重理解渗透压中半透膜的作用；了解溶液的重理解渗透压中半透膜的作用；了解溶液的通性在实际中的应用。通性在实际中的应用。练习：练习：P P157 157 4作业：作业：P P157157 6 6 第14页/共86页2023/3/1815第二节第二节水的解离反应水的解离反应和溶液的酸碱性和溶液的酸碱性第15页/共86页2023/3/18163-2-1 酸碱理论酸碱理论酸碱电离理论酸碱电离理论阿仑尼乌斯酸碱理论认为：阿仑尼乌斯酸碱理论认为：酸酸是在水溶液中产生的阳离子只是是在水溶液中产生的阳离子只是H+的的化合物；化合物；碱碱是在水溶液中产生的阴离子只是是在水溶液中产生的阴离子只是OH-的化合物；的化合物；酸碱的相对强弱可根据在水溶液中解离酸碱的相对强弱可根据在水溶液中解离的的H+和和OH-程度来衡量程度来衡量第16页/共86页2023/3/1817阿仑尼乌斯阿仑尼乌斯 酸碱反应的实质是酸碱反应的实质是 H H+OH+OH-=H=H2 2O O（2 2）优缺点：）优缺点：ArrheniusArrhenius电电离离理理论论简简单单，是是第第一一个个电电解解质质溶溶液液理理论论，对对溶溶液理论的发展具有重要作用；液理论的发展具有重要作用；缺缺点点是是把把酸酸碱碱的的概概念念局局限限于于水水溶溶液液系系统统内内，难难于于解解释释非非水水系系统进行的反应。例如，统进行的反应。例如，NHNH3 3与与 HClHCl在在气气相相或或者者在在苯苯中中反反应应也也生生成成NHNH4 4ClCl，电电离离理理论论就就不不能解释。能解释。第17页/共86页2023/3/1818(1923(1923年，丹麦年，丹麦nsted nsted 和英国和英国LowryLowry提出提出)布朗斯特布朗斯特酸碱的质子理论酸碱的质子理论（1 1）要点）要点 反应中任何能给出质子的分反应中任何能给出质子的分子或离子，即质子给予体叫做酸子或离子，即质子给予体叫做酸.反应中任何能接受质子的分反应中任何能接受质子的分子或离子，即质子接受体叫做碱子或离子，即质子接受体叫做碱.酸碱反应是质子由质子给予酸碱反应是质子由质子给予体向质子接受体的转移过程体向质子接受体的转移过程.第18页/共86页2023/3/1819（2 2）质子理论的特点）质子理论的特点 该定义不涉及发生质子转移的环境，故而在该定义不涉及发生质子转移的环境，故而在气相和任何溶剂中均通用气相和任何溶剂中均通用.质子理论中无盐的概念，电离理论中的盐，质子理论中无盐的概念，电离理论中的盐，在质子理论中都是离子酸或离子碱，如在质子理论中都是离子酸或离子碱，如NHNH4 4ClCl中的中的NHNH4 4+是离子酸，是离子酸，ClCl是离子碱是离子碱.得失质子的物质组成共轭酸碱对得失质子的物质组成共轭酸碱对 HB=HHB=H+B+B-酸质子酸质子+共轭碱共轭碱酸酸 H H+碱碱例：例：HAcHAc的共轭碱是的共轭碱是AcAc-，AcAc-的共轭酸是的共轭酸是HAcHAc，HAcHAc和和AcAc-为一对共轭酸碱。为一对共轭酸碱。第19页/共86页2023/3/1820 酸碱可以是分子、阴离子、阳离子，酸碱可以是分子、阴离子、阳离子，如如AcAc-是离子碱，是离子碱，是离子酸；是离子酸；（2 2）酸碱反应的实质：酸碱反应的实质：两个共轭酸碱对之间的质子传递。两个共轭酸碱对之间的质子传递。H H+第20页/共86页2023/3/182119231923年，年，LewisLewis提出提出（1 1）理论要点：）理论要点：凡凡可可以以接接受受电电子子对对的的分分子子、原原子子团团、离离子子为为酸酸（electron pair acceptorelectron pair acceptor）；）；凡凡可可以以给给出出电电子子对对的的物物质质为为碱碱（electron electron pair pair donordonor）。）。酸碱电子理论酸碱电子理论第21页/共86页2023/3/18223-2-2 水的解离反应和溶液的酸碱性水的解离反应和溶液的酸碱性水的解离反应水的解离反应纯水或稀溶液中纯水或稀溶液中 H2O(l)H+(aq)+OH-(aq)c(H+)/c c(OH-)/c =Kw Kw水的离子积水的离子积Kw(298.15K)=1.010-14-14Kw与温度有关。与温度有关。第22页/共86页2023/3/1823溶液的酸碱性和溶液的酸碱性和pH溶液的酸碱性溶液的酸碱性7=71.010-71.010-71.010-7c(OH-)/molL-11.010-7c(H+)/molL-1碱性碱性中性中性酸性酸性溶液酸碱性溶液酸碱性c(H+)/c c(OH-)/c =Kw pH=-lg c(H+)/c pOH=-lg c(OH-)/c pH=pKw-pOH=14-pOH第23页/共86页2023/3/1824例例0.10 molL-1HAc溶液中溶液中,c(H+)=1.3410-3molL-1例例20.10 molL-1NH3H2O溶液中溶液中,c(OH-)=1.3210-3molL-1 pH值越大，溶液酸性越弱，碱性越强。值越大，溶液酸性越弱，碱性越强。pH=-lgc(H+)/c =-lg1.3410-3=2.87pH=14-pOH=14-lgc(OH-)/c =14-lg(1.3210-3)=11.12第24页/共86页2023/3/1825酸碱指示剂酸碱指示剂能在一定能在一定pH范围内保持一定颜色的某些范围内保持一定颜色的某些有机弱酸或弱碱。有机弱酸或弱碱。甲基橙甲基橙 红红 橙橙 黄黄3.1 4.4石蕊石蕊 红红 5.0 紫紫 8.0 蓝蓝酚酞酚酞 无色无色 粉红粉红 红红8.0 10.0pH试纸在不同的试纸在不同的pH溶液中显不同的颜色溶液中显不同的颜色第25页/共86页2023/3/1826第三节第三节弱电解质的解离反应弱电解质的解离反应第26页/共86页2023/3/18273-3-1 解离平衡和解离常数解离平衡和解离常数一元弱酸一元弱酸 HA(aq)H+(aq)+A-(aq)弱电解质在水溶液中部分解离，存在解离平衡。弱电解质在水溶液中部分解离，存在解离平衡。c(H+)/c c(A-)/c c(HA)/c Ki(HA)=c(H+)c(A-)c(HA)简化为简化为Ki(HA)=解离平衡解离平衡Ki 标准解离常数标准解离常数Ka、Kb分别表示弱酸、弱碱标准解分别表示弱酸、弱碱标准解 离常数离常数第27页/共86页2023/3/1828Ki 越小越小,弱电解质解离越困难，电解质越弱。弱电解质解离越困难，电解质越弱。弱电解质：一般弱电解质：一般 Ki 10-4 中强电解质：中强电解质：Ki=10-210-3解离常数解离常数Ki 可表示弱电解质可表示弱电解质解离程度大小解离程度大小。Ki 与与浓度无关浓度无关，与，与温度有关温度有关。由于温度对由于温度对Ki 影响不大，一般可不考虑影响不大，一般可不考虑其影响。其影响。第28页/共86页2023/3/18293-3-2 解离度和稀释定律解离度和稀释定律解离度解离度解离部分弱电解质浓度解离部分弱电解质浓度未解离前弱电解质浓度未解离前弱电解质浓度解离度解离度()100%解离度可解离度可表示弱电解质解离程度的大小表示弱电解质解离程度的大小在温度、浓度相同条件下在温度、浓度相同条件下,越小，电解质越弱。越小，电解质越弱。第29页/共86页2023/3/1830稀释定律稀释定律一元弱酸一元弱酸 HA(aq)H+(aq)+A-(aq)c(H+)c(HA)c(H+)/c c(A-)/c c(HA)/c Ka(HA)=()2 c1-cKi ()2 cc Kic/c若若很小时很小时,1-1Ki 与与都能说明弱电解质的解离程度；都能说明弱电解质的解离程度；但但与与c有关，有关，Ki 与与c无关。无关。第30页/共86页2023/3/18313-3-3 弱酸或弱碱溶液中离子浓度计算弱酸或弱碱溶液中离子浓度计算若若Ki Kw,c(molL-1)不很小不很小,可忽略水的解离可忽略水的解离。一元弱酸溶液中一元弱酸溶液中c(H+)的计算的计算一元弱电解质溶液中离子浓度的计算一元弱电解质溶液中离子浓度的计算一元弱酸一元弱酸 HA H+A-若若很小时很小时,c(H+)c,c-c(H+)cKa c(H+)/c 2 c2(H+)c-c(H+)/c ccc(H+)(cc )Ka pH=-lg =pKa+p()c(H+)1 c c 2 c第31页/共86页2023/3/18323-3-3 弱酸或弱碱溶液中离子浓度计算弱酸或弱碱溶液中离子浓度计算一元弱碱溶液中一元弱碱溶液中c(H+)的计算的计算c(OH-)cpOH=-lg一元弱碱一元弱碱 BOH B+OH-同理同理c(OH-)(cc )Kb c(OH-)cpH=14lg第32页/共86页2023/3/1833例例计算计算0.100molL-1氨水溶液中的氨水溶液中的c(OH-)、pH和氨水的解离度。和氨水的解离度。解：解：NH3H2O NH4+OH-平衡浓度平衡浓度/(molL-1)0.100-x x xc(NH4+)/c c(OH-)/c xx c(BOH)/c 0.100-xKb=1.810-50.100-x0.100 则则 x=1.3410-3 c(OH-)=1.3410-3 molL-1 Kw 1.010-14c(OH-)1.3410-3 c(H+)=molL-1=7.510-12 molL-1第33页/共86页2023/3/1834例例计算计算0.100molL-1氨水溶液中的氨水溶液中的c(OH-)、pH和氨水的解离度。和氨水的解离度。pH=-lg(7.510-12)=11.12c 1.3410-3 c 0.100=100%=100%=1.34%第34页/共86页2023/3/18353-3-4 多元弱酸的分步解离多元弱酸的分步解离多元弱酸在水溶液中多元弱酸在水溶液中分步解离分步解离如如 H2S H+HS-HS-H+S2-2-Ka(1)=9.110-8c(H+)/c c(HS-)/c c(H2S)/c Ka(2)=1.110-12c(H+)/c c(S2-2-)/c c(HS-)/c H2S溶液中的溶液中的c(H+)主要决定于第一步解主要决定于第一步解离的离的H+，即，即 c(H+)c(HS-)多元弱酸的强弱主要取决于多元弱酸的强弱主要取决于Ki(1)第35页/共86页2023/3/1836例例已知常温、常压下已知常温、常压下H2S的溶解度为的溶解度为0.10molL-1，计算，计算H2S饱和溶液中饱和溶液中c(H+)、c(S2-)和和H2S的解离度。的解离度。解：解：H2S H+HS-平衡浓度平衡浓度/(molL-1)0.10-x x xKa(1)=9.110-8c(H+)/c c(HS-)/c xx c(H2S)/c 0.1-x0.10-x0.10 x=9.5410-5c(H+)=9.5410-5 molL-1第36页/共86页2023/3/1837解：解：H2S H+HS-平衡浓度平衡浓度/(molL-1)0.10-x x x因为因为 Ka(2)Ka(1)所以所以 c(HS-)c(H+)Ka(2)=1.110-12c(H+)/c c(S2-2-)/c c(HS-)/c Kic/c 9.110-8 0.10=0.095%c(S2-2-)=Ka(2)c =1.110-12 molL-1二元弱酸溶液中二元弱酸溶液中:c(A2-)Ka(2)第37页/共86页2023/3/1838H2S H+HS-Ka(1)=c(H+)/c c(HS-)/c c(H2S)/c Ka(2)=c(H+)/c c(S2-2-)/c c(HS-)/c c(H+)与与c(S2-2-)的关系的关系HS-H+S2-2-第38页/共86页2023/3/1839c(H+)与与c(S2-2-)的关系的关系两式相加两式相加H2S 2H+S2-2-Ka=Ka(1)Ka(2)c(H+)2c(S2-2-)c(H2S)(c )2=Ka(1)Ka(2)常温下常温下,H2S饱和溶液中饱和溶液中,c(H2S)=0.10molL-1调节调节H2S溶液的酸度，可控制溶液的酸度，可控制c(S2-)。c(H+)2c(S2-2-)=1.0110-22(molL-1)3第39页/共86页2023/3/18403-3-5 解离平衡的移动同离子效应解离平衡的移动同离子效应在弱电解质溶液中，加入含有相同离子在弱电解质溶液中，加入含有相同离子的易溶强电解质，使弱电解质解离度降的易溶强电解质，使弱电解质解离度降低的现象。低的现象。如如 HAc H+Ac-NaAc Na+Ac-平衡向左移动平衡向左移动第40页/共86页2023/3/1841例例在在0.100molL-1NH3H2O溶液中，加入溶液中，加入固体固体NH4Cl，使其浓度为，使其浓度为0.100molL-1，计，计算溶液中算溶液中c(H+)、NH3H2O的解离度。的解离度。解：解：NH3H2O NH4+OH-平衡浓度平衡浓度/(molL-1)0.100-x 0.100+x xx=1.810-5 c(OH-)=1.810-5 molL-1Kb=1.810-5x(0.100+x)0.100-x0.100 x 0.100=1.810-5因为因为 (c/c )/Kb=0.100/(1.810-5)500所以所以 0.100-x0.100,0.100+x0.100第41页/共86页2023/3/1842解：解：NH3H2O NH4+OH-平衡浓度平衡浓度/(molL-1)0.100-x 0.100+x xc(OH-)=1.810-5 molL-11.010-14 1.810-5c(H+)=5.610-10 molL-11.810-5 0.100=100%=0.018%未加未加NH4Cl的的0.100molL-1NH3H2O溶液溶液 1.34%,即即由于同离子效应，使由于同离子效应，使降低降低。利用同离子效应利用同离子效应:可调节溶液的酸碱性可调节溶液的酸碱性;控制弱酸溶液中酸根离子浓度，控制弱酸溶液中酸根离子浓度，达到离子分离、提纯的目的。达到离子分离、提纯的目的。第42页/共86页2023/3/18433-3-6 缓冲溶液缓冲溶液缓冲作用：能使溶液缓冲作用：能使溶液pH值基本保持不变的值基本保持不变的 作用。作用。缓冲溶液：具有缓冲作用的溶液。缓冲溶液：具有缓冲作用的溶液。缓冲作用原理：如缓冲作用原理：如 HAc+NaAc混合液混合液HAc H+Ac-大量大量 极小量极小量 大量大量 外加适量酸外加适量酸(H)，平衡向左移动，平衡向左移动外加适量碱外加适量碱(OH-)，平衡向右移动，平衡向右移动NaAc:抵消抵消H+物质；物质；HAc：抵消：抵消OH-物质。物质。第43页/共86页2023/3/1844常见的缓冲溶液常见的缓冲溶液如弱酸与弱酸盐、弱碱与弱碱盐等混合液，如弱酸与弱酸盐、弱碱与弱碱盐等混合液，多元弱酸组成的两种不同酸度的盐混合液。多元弱酸组成的两种不同酸度的盐混合液。缓冲溶液缓冲溶液pKipH值范围值范围HAc-NaAc4.763.65.6NH3H2O-NH4Cl4.768.310.3NaHCO3-Na2CO310.339.211.0KH2PO4-K2HPO47.205.98.0H3BO3-Na2B4O79.27.29.2第44页/共86页2023/3/1845缓冲溶液缓冲溶液pH值的计算值的计算例例 试计算含试计算含0.100molL-1HAc、0.100 molL-1NaAc溶液的溶液的c(H+)、pH值。值。解：解：HAc H+Ac-平衡浓度平衡浓度/(molL-1)0.100-x x 0.100+xKa=1.810-5x(0.100+x)0.100-x因为因为 (c/c )/Ka=0.100/(1.810-5)500所以所以 0.10-x0.100,0.100+x0.100pH=4.74x=1.810-5c(H+)=1.810-5 molL-1=1.810-50.100 x 0.100第45页/共86页2023/3/1846定量计算：定量计算：弱酸弱酸-弱酸盐弱酸盐弱碱弱碱-弱碱盐弱碱盐练习：练习：P P157 157 8作业：作业：P P157157 11 11 P P158 158 1717 第46页/共86页2023/3/18473-3-7配离子的解离平衡配离子的解离平衡实实验验Cu(NH3)42+(深蓝色深蓝色)过量氨水过量氨水Cu(NH3)4SO4晶体晶体 (深蓝色深蓝色)乙醇乙醇 CuSO4溶液溶液 (浅蓝色浅蓝色)适量氨水适量氨水Cu2(OH)2SO4 (蓝色蓝色)2Cu2+SO42-+2NH3H2O Cu2(OH)2SO4+2NH4+Cu2(OH)2SO4+8NH3H2O 2Cu(NH3)42+8H2O+2OH-+SO42-配合物的定义配合物的定义第47页/共86页2023/3/1848实验实验Cu(NH3)42+(深蓝色深蓝色)过量氨水过量氨水Cu(NH3)4SO4晶体晶体 (深蓝色深蓝色)乙醇乙醇 CuSO4溶液溶液 (浅蓝色浅蓝色)适量氨水适量氨水Cu2(OH)2SO4 (蓝色蓝色)由中心离子和配体由中心离子和配体通过配位键结合的通过配位键结合的复杂离子复杂离子配离子配离子由配离子形成的化合物由配离子形成的化合物配合物配合物第48页/共86页2023/3/1849Cu(NH3)4SO4KCl CuCl2晶体中晶体中Cu(NH3)42+CuCl3 溶液中溶液中Cu(NH3)42+、SO42-K+、Cu2+、Cl 配合物配合物不是配合物不是配合物某些复盐晶体，如表某些复盐晶体，如表配合物也可以是中性化合物，如：配合物也可以是中性化合物，如：PtCl2(NH3)2、Ni(CO)4、Fe(CO)5广义地说：广义地说：凡是含有以配位键结合的化合凡是含有以配位键结合的化合物，都可以称为配合物物，都可以称为配合物。第49页/共86页2023/3/18501.1.形成体形成体中心离子或中心原子中心离子或中心原子绝大多数为金属离子绝大多数为金属离子如如 Fe3+、Cu2+、Co2+、Ni2+、Ag+少数为非金属离子，如少数为非金属离子，如B3+、Si4+BF4-、SiF62-金属原子，如金属原子，如Ni、Fe配合物的组成配合物的组成为具有能接受配位键的原子或离子为具有能接受配位键的原子或离子第50页/共86页2023/3/18512.2.配体及配位原子配体及配位原子配位体配位体(简称配体简称配体)与形成体结合的离子或中性分子与形成体结合的离子或中性分子如如 Cu(NH3)42+Fe(CO)5配体配体 NH3 CO常见的配体常见的配体 阴离子：阴离子：X-、OH-、CN-中性分子：中性分子：NH3、H2O即能提供配位键的分子或离子即能提供配位键的分子或离子 第51页/共86页2023/3/1852配位原子配位原子配体中提供孤电子对与形成配体中提供孤电子对与形成 体形成配位键的原子体形成配位键的原子常见的配位原子：常见的配位原子：N、O、S、C、卤素原子、卤素原子如如 Cu(NH3)42+Fe(CO)5配体配体 NH3 CO配位原子配位原子 N C第52页/共86页2023/3/1853配体：根据配体：根据一个一个配体中所含配位原子个数配体中所含配位原子个数 分为分为单齿单齿配体和配体和多齿多齿配体配体单齿单齿配体配体多齿多齿配体配体一个配体所含一个配体所含配位原子个数配位原子个数12个或个或2个以上个以上举例举例NH3、X-OH-H H2 2NCHNCH2 2CHCH2 2NHNH2 2第53页/共86页2023/3/18543.3.配位数配位数与一个形成体成键的配位与一个形成体成键的配位 原子总数原子总数配位个体配位个体配位体配位体配位原子配位原子配位数配位数Cu(NH3)42+NH3单齿单齿N4 4CoCl3(NH3)3Cl-NH3单齿单齿ClN6 6Cu(en)22+en双齿双齿N4 4en 的分子式为：的分子式为：配体为单齿，配位数配体为单齿，配位数=配体的总数配体的总数配体为多齿，配位数配体为多齿，配位数配体的数目配体的数目第54页/共86页2023/3/1855配合物的组成配合物的组成Cu(NH3)4(Cu(NH3)42+配离子配离子)内界内界(SO42-)外界外界配配位位数数配配体体 中心中心 离子离子(形成体形成体)SO4配配位位原原子子第55页/共86页2023/3/1856 Fe(CO)5 配配位位数数配配体体 中心中心 原子原子(形成体形成体)配位原子配位原子第56页/共86页2023/3/1857配位平衡及其平衡常数配位平衡及其平衡常数Cu(NH3)42+Cu2+4NH3解离解离生成生成c(Cu2+)/c c(NH3)/c 4Kd=K不稳不稳=cCu(NH3)42+/c cCu(NH3)42+/c Kf=K稳稳=c(Cu2+)/c c(NH3)/c 4Kf=Kd1Kf 值越大值越大Kd值越小值越小配离子越稳定配离子越稳定第57页/共86页2023/3/1858配离子解离平衡的移动配离子解离平衡的移动Cu(NH3)42+Cu2+4NH3解离解离生成生成 加入加入H H2 2SOSO4 4，平衡向右移动，更多，平衡向右移动，更多的的Cu(NHCu(NH3 3)4 4 2+发生发生解离。解离。第58页/共86页2023/3/1859 Ag(NHAg(NH3 3)2 2+2CN+2CN-Ag(CN)Ag(CN)2 2-+2+2NHNH3 3 另外，在配离子反应中，一种配另外，在配离子反应中，一种配离子可以转化为另一种更稳定的配离离子可以转化为另一种更稳定的配离子，即平衡向生成更难解离的配离子子，即平衡向生成更难解离的配离子方向移动。方向移动。第59页/共86页2023/3/1860第四节第四节沉淀反应沉淀反应第60页/共86页2023/3/1861难溶电解质：难溶电解质：溶解度溶解度 0.01g/100g H2O微溶电解质：微溶电解质：溶解度溶解度 0.1g0.01g/100gH2O易溶电解质：易溶电解质：溶解度溶解度 0.1g/100g H2O第61页/共86页2023/3/18623-4-1难溶电解质的溶度积和溶解度难溶电解质的溶度积和溶解度溶解平衡溶解平衡一定温度下，溶解与沉淀速一定温度下，溶解与沉淀速率相等时，晶体和溶液中的相应离子达到率相等时，晶体和溶液中的相应离子达到多相离子平衡，称为溶解平衡。多相离子平衡，称为溶解平衡。溶度积常数溶度积常数如：如：BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq)溶解溶解沉淀沉淀Ksp(BaSO4)=c(Ba2+)/c c(SO42-)/c 第62页/共86页2023/3/1863 AmBn(s)mAn+nBm-溶解溶解沉淀沉淀一般难溶物一般难溶物溶度积常数溶度积常数Ksp(AmBn)=c(An+)/c mc(Bm-)/c n溶度积常数溶度积常数(简称溶度积简称溶度积)即在一定温度下，难溶电解质的饱和溶液即在一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中，各组分离子浓度幂的乘积是一个常数。中，各组分离子浓度幂的乘积是一个常数。Ksp 只与温度有关，与浓度无关。只与温度有关，与浓度无关。第63页/共86页2023/3/1864溶解度与溶度积的相互换算溶解度与溶度积的相互换算例例已知已知298.15K时时Ksp(AgI)=8.5210-17,计算计算298.15K时时s(AgI)。如：如：AgI(s)Ag+I-平衡浓度平衡浓度/molL-1 x xKsp(AgI)=c(Ag+)/c c(I-)/c 8.5210-17=xx/(c )2x=9.2510-9 molL-1即即s(AgI)=9.2510-9 molL-1对于对于 AB(s)A+B-s=Ksp c c第64页/共86页2023/3/1865溶解度与溶度积的相互换算溶解度与溶度积的相互换算对于对于 AB(s)A+B-s=Ksp c c同理同理 AB2或或A2B型难溶电解质型难溶电解质如如 A2B(s)2A+B2-2-平衡浓度平衡浓度/molL-1 2s sKsp(A2B)=(2s)2s/(c )3Ksp 4s=c c3第65页/共86页2023/3/1866解：对于解：对于AgAg2 2CrOCrO4 4，KS=4=4S S 3 3(c c)-3-3，所以其溶解度为：所以其溶解度为：S S(Ag(Ag2 2CrOCrO4 4)=(1.1210=(1.1210-12-12/4)/4)1/3 1/3 c c(Ag(Ag2 2CrOCrO4 4)=6.5410=6.5410-5-5molmol.kgkg-1-1例如：例如：2525时时AgAg2 2CrOCrO4 4的的KS=1.1210=1.1210-12-12 求它在水中的溶解度。求它在水中的溶解度。第66页/共86页2023/3/1867只有相同类型、基本不水解的难溶强电只有相同类型、基本不水解的难溶强电解质，可直接根据溶度积大小来比较溶解质，可直接根据溶度积大小来比较溶解度的大小。解度的大小。类型类型 难溶电解质难溶电解质Ksps/(molL-1)ABAgCl1.7710-101.3310-5AgBr5.3510-137.3310-7AgI8.5210-179.2510-9AB2MgF26.510-91.210-3A2BAg2CrO41.1210-126.5410-5第67页/共86页2023/3/1868 解：多相离子平衡解：多相离子平衡 AgClAgCl(s)(s)Ag Ag+Cl+Cl-f fG GmBmB/kJ/kJ.molmol-1-1-109.789 77.107 -131.228-109.789 77.107 -131.228 r rGm m=55.67 kJ=55.67 kJ.molmol-1-1 lnlnK=-22.458 =-22.458 K=1.7610=1.7610-10-10例题例题:根据热力学原理计算根据热力学原理计算AgClAgCl的溶度积的溶度积第68页/共86页2023/3/1869(1)(1)溶度积规则溶度积规则对于对于AgClAgCl饱和溶液：饱和溶液：KS(AgCl)(AgCl)=c ceqeq(Ag(Ag+)/)/c c c ceqeq(Cl(Cl-)/)/c c 而而,对于非饱和溶液：对于非饱和溶液：B B(c cB B/c c)B B =c c(Ag(Ag+)/)/c c c c(Cl(Cl-)/)/c c 因此可以根据因此可以根据KS(溶度积溶度积)和和B B(离子积离子积)的相对大小确定溶液是否处于饱和状态。的相对大小确定溶液是否处于饱和状态。溶度积规则及其应用溶度积规则及其应用第69页/共86页2023/3/1870B B(c cB B/c c)B B=KS 溶液饱和，溶液饱和，无沉淀；无沉淀；B B(c cB B/c c)B B KS 溶液过饱和，溶液过饱和，有沉淀析出。有沉淀析出。据此三条判断沉淀的析出和溶解据此三条判断沉淀的析出和溶解,称称溶度积规则。溶度积规则。第70页/共86页2023/3/1871例如：例如：CaCO3(s)Ca2+CO32-HCl+HCO3-即：即：B B（c cB B/c c)B B KS又如：又如：Mg(OH)2(s)Mg 2+2OH-2NH4Cl+2NH3.H2O即：即：B B（c cB B/c c)B B KSFe(OH)Fe(OH)3 3 答答:有有Fe(OH)Fe(OH)3 3沉淀生成。沉淀生成。近似处理近似处理,有有:1.0 x/0.1=1.710:1.0 x/0.1=1.710-5-5 x=1.710 x=1.710-6-6B B(c cB B/c c)B B =5.010=5.010-2-2(1.710(1.710-6-6)3 3 =2.510=2.510-19-19第73页/共86页2023/3/1874(2)(2)同离子效应同离子效应同离子效应：在难溶强电解质饱和溶液同离子效应：在难溶强电解质饱和溶液中加入具有同名离子的易溶电解质时，中加入具有同名离子的易溶电解质时，难溶电解质溶解度下降。难溶电解质溶解度下降。CaCO3(s)Ca2+CO32-Na2CO32Na+CO32-此即：此即：B B（c cB B/c c）B B KS同离子效应同离子效应可以进行定量计算。可以进行定量计算。第74页/共86页2023/3/1875解解:在水中在水中 KSMg(OH)Mg(OH)2 2=c c(Mg(Mg2+2+).c c(OH(OH-)2.2.(c c)-3-3 1.2101.210-11-11=4=4S S 3 3(c c)-3-3 S SMg(OH)Mg(OH)2 2=1.410=1.410-4-4 molmol.kgkg-1-1 在氨水中在氨水中c c(OH(OH-)/)/c cc c(OH(OH-)=0.003mol)=0.003mol.kgkg-1-1例题：求例题：求2525时时Mg(OH)Mg(OH)2 2在水中在水中的溶解度的溶解度 和在和在0.5mol0.5mol.kgkg-1-1氨水中的溶解度。氨水中的溶解度。第75页/共86页2023/3/1876 =KS/c c2 2(OH(OH-)c c =KS/(0.003mol/(0.003mol.kgkg-1-1/c c)2 2 c c =1.210 =1.210-11-11/0.003/0.0032 2 c c =4.010=4.010-9-9 molmol.kgkg-1-1由于同离子效应，溶解度下降近十万倍。由于同离子效应，溶解度下降近十万倍。*为什么为什么S SMg(OH)Mg(OH)2 2=c c(Mg(Mg2+2+)？S SMg(OH)Mg(OH)2 2=c c(Mg(Mg2+2+)第76页/共86页2023/3/1877(3)(3)沉淀的转化沉淀的转化锅炉用水进一步除钙的反应：锅炉用水进一步除钙的反应：3CaCO3CaCO3 3（S S）+2PO+2PO4 43-3-CaCa3 3(PO(PO4 4)2 2（S S）+3CO+3CO3 32-2-可见，反应向正方向进行趋势很大。可见，反应向正方向进行趋势很大。其平衡常数：其平衡常数：K=3.3510=3.35105 5 (?)(?)在含沉淀的溶液中加入适当的沉淀剂在含沉淀的溶液中加入适当的沉淀剂,使其使其形成更难溶的另一种沉淀形成更难溶的另一种沉淀,称沉淀的转化。称沉淀的转化。K K=K KS S(CaCO(CaCO3 3)3 3/K KS SCaCa3 3(PO(PO4 4)2 2 第77页/共86页2023/3/1878一般来说，溶度积大的难溶电解质易转化一般来说，溶度积大的难溶电解质易转化为溶度积小的难溶电解质。为溶度积小的难溶电解质。难溶电解质溶度积相差越大难溶电解质溶度积相差越大,转化越完全转化越完全。第78页/共86页2023/3/1879(4)(4)分步沉淀和沉淀分离分步沉淀和沉淀分离解：解：AgIAgI和和AgClAgCl沉淀时，各需沉淀时，各需AgAg+:c c1 1(Ag(Ag+)/)/c c=8.5110=8.5110-17-17/0.01/0.01 =8.5110 =8.5110-15-15 c c2 2(Ag(Ag+)/)/c c=1.7710=1.7710-10-10/0.01/0.01 =1.7710 =1.7710-8-8例如：在含有例如：在含有0.01mol0.01mol.kgkg-1-1ClCl-和和0.010.01 mol mol.kgkg-1-1I I-的溶液中的溶液中,逐滴加入逐滴加入AgNOAgNO3 3 溶液，谁先沉淀？溶液，谁先沉淀？第79页/共86页2023/3/1880由于由于c c1 1(Ag(Ag+)c c2 2(Ag(Ag+)可知可知,AgI(,AgI(淡黄淡黄)先于先于AgClAgCl（白）沉淀。这种（白）沉淀。这种先后沉淀先后沉淀的现象叫的现象叫分分步沉淀。步沉淀。又问：当又问：当AgClAgCl开始沉淀时，溶液中开始沉淀时，溶液中 c c(I(I-)=)=？解：解：AgClAgCl开始沉淀时开始沉淀时 c c(Ag(Ag+)/)/c c=1.7710=1.7710-8-8此时此时c c(I(I-)/)/c c=8.5110=8.5110-17-17/1.7710/1.7710-8-8 c c(I(I-)=4.8110)=4.8110-9-9molmol.kgkg-1-1第80页/共86页2023/3/1881 若先沉淀的离子若先沉淀的离子(如如I I-)在第二种沉淀在第二种沉淀开始生成时开始生成时,其浓度小于其浓度小于1.0101.010-5-5molmolkgkg-1-1则可认为前一种离子已沉淀完全了。则可认为前一种离子已沉淀完全了。在此例中在此例中,AgCl,AgCl开