沉淀溶解平衡和沉淀测定法.ppt
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1、第八章第八章 沉淀溶解平衡和沉淀沉淀溶解平衡和沉淀测测定法定法Chapter 8 Precipitation-dissolution Equilibrium and Precipitation Analysis 1.1.掌握溶度积掌握溶度积K Kspsp与溶解度与溶解度S S的关系的关系 2.2.掌握难溶电解质的溶度积规则掌握难溶电解质的溶度积规则3.3.了解同离子效应和介质酸度对沉淀溶解平衡的了解同离子效应和介质酸度对沉淀溶解平衡的 影响影响 4.4.掌握沉淀生成和溶解的方法掌握沉淀生成和溶解的方法,并作简单计算并作简单计算5.5.了了解解分分步步沉沉淀淀的的原原理理,了了解解如如何何控控制
2、制溶溶液液酸酸度度来来分离某些金属离子分离某些金属离子6.6.了解沉淀滴定法的原理和应用了解沉淀滴定法的原理和应用 本章学习要求本章学习要求7.1 7.1 难溶电解质的溶度积难溶电解质的溶度积1.1.溶度积溶度积 沉淀溶解平衡常数沉淀溶解平衡常数平衡时平衡时 一定温度下,难溶电解质饱和溶液中各一定温度下,难溶电解质饱和溶液中各离子浓度(活度)以其计量系数为指数的乘离子浓度(活度)以其计量系数为指数的乘积为一常数积为一常数2.溶解度与溶度积的关系:溶解度与溶度积的关系:nKsp的大小反应难溶电解质的溶解能力的大小反应难溶电解质的溶解能力n溶解度(溶解度(s):一定温度下,):一定温度下,1升难溶
3、电解质饱和升难溶电解质饱和溶液中所含溶质的量,是浓度的一种形式。溶液中所含溶质的量,是浓度的一种形式。单位:单位:gL-1;molL-1sKsp 相同点相同点表示难溶电解质溶解能力的大小表示难溶电解质溶解能力的大小不同点不同点浓度的一种形式浓度的一种形式 平衡常数的一种形式平衡常数的一种形式单位单位gL-1无无 AD型型:Ksp=s2 A2D或或AD2型型:Ksp=s(2s)2=4s3 条件:条件:1)难溶电解质的离子在溶液中不发生任何)难溶电解质的离子在溶液中不发生任何 化学反应化学反应 2)难溶电解质要一步完全电离)难溶电解质要一步完全电离 例例1.已知已知298K时时AgCl的溶解度为的
4、溶解度为 1.9310-3 g.L-1,求其求其Ksp。解:解:例例2.已已知知298K时时Mg(OH)2的的Ksp=5.6110-12,求求其其溶溶解度解度s。解:解:平衡时平衡时 S 2Sn同温时,同类型的难溶电解质,同温时,同类型的难溶电解质,Ksp大,则大,则s大。大。n不同类型的难溶电解质,只能求不同类型的难溶电解质,只能求s来比较大小。来比较大小。例题例题:Ag2CO3,Ag2CrO4,CaCO3,BaSO4中何者溶解中何者溶解度最大?度最大?解解:Ag2CO3 Ag2CrO4 CaCO3 BaSO4Ksp 8.110-12 1.110-12 2.810-9 1.110-10 显然
5、:显然:S(Ag2CO3)S(Ag2CrO4)S(CaCO3)S(BaSO4)S(Ag2CO3)=S(CaCO3)=S(Ag2CO3)S(CaCO3),所以所以Ag2CO3溶解度最大。溶解度最大。难溶电解质难溶电解质AmDn溶液中,离子积溶液中,离子积QB=cm(An+)cn(D m-)(1)QB Ksp 时,时,过饱和溶液,有沉淀过饱和溶液,有沉淀 析出,直至饱和析出,直至饱和3.溶度积规则溶度积规则溶溶度度积积规规则则1.1.沉淀的生成沉淀的生成例例1.将将0.10 mol.L-1 MgCl2 与与0.10 mol.L-1 NH3.H2O溶溶液液等等体体积积混混合合 能能否否产产生生Mg(
6、OH)2 沉沉淀淀?若若上上述述溶溶液液中中,加加入入NH4Cl(s),不不使使Mg(OH)2沉沉淀淀出出来来,问问C(NH4Cl)至少需多大?至少需多大?7.2 沉淀的生成和溶解沉淀的生成和溶解 解:解:混合后混合后:不产生沉淀,至多不产生沉淀,至多Q Q=K Kspsp 0.3mol.L-1 HCl 溶液中含有溶液中含有0.1mol.L-1 Cd2+,若在此溶液通入若在此溶液通入H2S 达饱和(达饱和(0.1 mol.L-1),能,能否生成否生成CdS 沉淀?沉淀?(Ksp=1.410-29)例例2 2 在在0.1mol.L-1 HAc 和和0.1mol.L-1FeCl2混合溶液混合溶液中
7、通入中通入H2S达饱和(达饱和(0.1mol.L-1),是否有),是否有沉淀生成?沉淀生成?例例3 3解:解:Ka(HAc)=1.7610-5Ka1(H2S)=9.110-8 溶液中溶液中H+主要来自主要来自HAc 的电离的电离 QB=0.15.710-15Ksp=1.610-19 此时有此时有FeS 沉淀生成沉淀生成=1.310-3 mol.L-1=5.710-15 mol.L-1 在在AgCl饱饱和和溶溶液液中中,加加入入NaCl,AgCl的的S变大还是变小?加入变大还是变小?加入KNO3呢?呢?思考:思考:在在难难溶溶电电解解质质饱饱和和溶溶液液中中加加入入含含有有共共同同离离子子的的易
8、易溶溶强强电电解解质质,使使沉沉淀淀溶溶解解平平衡衡向向着着沉沉淀淀的的方向移动,沉淀溶解度降低。方向移动,沉淀溶解度降低。例:分别计算例:分别计算Mn(OH)2 在纯水、在纯水、0.01mol.L-1 NaOH 溶液和溶液和0.01mol.L-1 MnCl2 溶液中的溶溶液中的溶解度。解度。4.同离子效应同离子效应例:已知例:已知BaSO4在水中溶解度在水中溶解度s=1.0510-5 molL-1,问在,问在0.01 molL-1Na2SO4溶液中溶液中BaSO4的溶解度是多少?的溶解度是多少?解:解:平衡时平衡时 s1 0.01+s1 在在难难溶溶电电解解质质饱饱和和溶溶液液中中加加入入强
9、强电电解解质,使难溶物的溶解度略有增大。质,使难溶物的溶解度略有增大。5.盐效应盐效应 1)适当过量的沉淀剂可使沉淀趋于完全)适当过量的沉淀剂可使沉淀趋于完全 (20-50%为宜为宜)2)选选择择沉沉淀淀物物溶溶解解度度最最小小的的沉沉淀淀剂剂,使使离子沉淀更完全离子沉淀更完全 3)注意沉淀剂的电离度)注意沉淀剂的电离度 4)定性沉淀完全)定性沉淀完全 c 10-5 mol.L-1,定量沉淀完全定量沉淀完全 c 10-6 mol.L-1 6.选择和使用沉淀剂时注意:选择和使用沉淀剂时注意:某溶液中某溶液中cCl-=cBr-=cI-=0.01 mol.L-1,慢慢滴加慢慢滴加AgCl溶液,会有会
10、么现象?溶液,会有会么现象?Ksp,AgCl=1.77 10-10 Ksp,AgBr=5.35 10-11 Ksp,AgI =8.51 10-17思考:思考:7.分步沉淀分步沉淀 离离子子沉沉淀淀的的先先后后次次序序,决决定定于于沉沉淀淀物物的的Ksp 和和被被沉沉淀淀离离子子的的浓浓度度。根根据据溶溶度度积积规规则则,离离子子积积Q 先先超超过过Ksp 的的离离子子先先沉沉淀淀,即即生生成成沉沉淀淀所所需需沉沉淀淀剂剂浓浓度度越越小小的的越越先先沉沉淀淀。所所以以,对对于于同同类类型型难难溶溶电电解解质质,当当被被沉沉淀淀离离子子浓浓度度相相同同或或相相近近时时,沉沉淀淀物物Ksp 小小的的
11、先先沉沉淀淀,Ksp大大的的后后沉沉淀淀。Ksp 相相差差越越大大,离子分离的效果越好。离子分离的效果越好。向离子混合溶液中慢慢滴加入沉淀剂,离子向离子混合溶液中慢慢滴加入沉淀剂,离子分先后被沉淀的现象。分先后被沉淀的现象。同类型难溶电解质,当被沉同类型难溶电解质,当被沉淀离子浓度相近时,沉淀物淀离子浓度相近时,沉淀物K Kspsp的小的先沉淀,的小的先沉淀,K Kspsp大的大的后沉淀。后沉淀。Ksp(AgI)Ksp(AgBr)Ksp(AgCl)按按AgI,AgBr,AgCl顺序析出顺序析出滴加AgNO3Cl-,Br-,I-在浓度均为在浓度均为0.10 mol.L-1的的Mg2+和和Ca2+
12、的混合溶液中滴的混合溶液中滴加加(NH4)2C2O4溶液时,哪种离子先沉淀?当第一种离子溶液时,哪种离子先沉淀?当第一种离子沉淀完全时(小于沉淀完全时(小于1.010-6 mol.L-1),第二种离子沉淀),第二种离子沉淀了百分之几?(忽略体积变化)了百分之几?(忽略体积变化)已知已知 Ksp(MgC2O4)=8.510-5,Ksp(CaC2O4)=2.310-9。例:例:解:解:Ksp(CaC2O4)Ksp(MgC2O4)CaC2O4先沉淀先沉淀 当当CaC2O4沉淀完全(沉淀完全(2.3 10-9/10-6=2.3 10-3mol.L-1 此时此时MgC2O4已开始沉淀已开始沉淀(QBKs
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