大一学年化工专业课件沉淀与溶解平衡配套.ppt

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1、第7章Precipitation-dissolutionequilibrium沉淀与溶解平衡Chapter7本章教学内容7.1沉淀与溶解平衡7.2沉淀的生成与溶解7.3沉淀与溶解的多重平衡沉淀的生成和溶解是我们日常生活中经常发生的现象。例如肾结石通常是由于生成了难溶性的草酸钙(CaC2O4)和磷酸钙(Ca2(PO4)3)所致；天然溶洞中的石笋和和钟乳石的形成与碳酸钙(CaCO3)的生成与溶解反应密切相关。工业上常利用沉淀的生成和溶解反应来制取或分离无机化合物。按照电解质在水中溶解度的大小，可以将电解质分为易溶电解质和难溶电解质两大类。本章所讨论

2、的是难溶电解质在溶液中的多相离子平衡。钟乳石（湖南省冷水江市波月洞）鹅管7.1沉淀与溶解平衡7.1.1溶解度7.1.2溶度积7.1.3溶度积与溶解度的关系7.1.1溶解度溶解度(solubility)溶解度：在一定温度下，达到溶解平衡时，一定量的溶剂中含有溶质的质量叫做溶解度，通常以符号S表示。可溶物质：S>1g/100gH2O难溶物质：S<0.01g/100gH2O微溶物质：S介于可溶与难溶之间者溶解性是物质的重要性质之一，常以溶解度来定量表示物质的溶解性。难溶电解质在水溶液中的溶解度，通常以一定温度下饱和溶液中每100g水所含溶质的质量来表

3、示。7.1.2溶度积在一定温度下，将难溶电解质晶体放入水中时，就发生溶解和沉淀两个过程。BaSO4Ba2+SO42-H2O溶解：由于水分子和固体表面粒子相互作用，使溶质粒子脱离固体表面而以水合离子状态进入溶液的过程称为溶解。沉淀：处于溶液中的溶质粒子转为固体状态，并从溶液中析出的过程称为沉淀。SO42-Ba2+溶度积(solubilityproductconstant)任何难溶电解质的溶解和沉淀过程都是相互可逆的。开始时溶解速率较大，沉淀速率较小，在一定条件下，当溶解和沉淀速率相等时，便建立了一种动态的多相离子平衡。BaSO4的溶解–沉淀平衡可

4、表示如下：BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq)该平衡的标准平衡常数表达式为：Ksp=c(Ba2+)c(SO42-)cc·可简写为：Ksp=c(Ba2+)c(SO42-)·Ksp(BaSO4)即称为溶度积常数，简称溶度积。AmBn(s)mAn+(aq)+nBm(aq)对于一般难溶电解质的沉淀-溶解平衡：溶度积的通式为：Ksp(AmBn)=c(An+)m·c(Bm-)n溶度积反应了难溶电解质在水中的溶解能力。与其他平衡常数的性质一样，Ksp的数值只随温度变化而改变。例如BaSO4的溶度积Ksp在298K时为1.1×10-10，32

5、3K时为1.98×10-10，可见，BaSO4的Ksp随温度的升高而增大，但是变化不大。溶度积等于沉淀-溶解平衡时离子浓度幂的乘积；每种离子浓度的幂与化学计量式中的计量数相等。溶度积的性质1）与难溶电解质的本性有关，即不同的难溶电解质的Ksp不同。2）与温度有关。手册（附表4）中一般给出难溶电解质在25ºC时的Ksp。3）沉淀-溶解平衡是两相平衡，只有饱和溶液或两相共存时才是平衡态。在平衡态时Ksp的大小与沉淀的量无关，与溶液中离子浓度的变化无关，离子浓度变化时，只能使平衡移动，并不能改变Ksp。7.1.3溶度积和溶解度的关系溶度积和溶解度均可

6、用来表示难溶电解质的溶解性。两者既有联系，又有区别，可以相互换算。对AB型难溶物质如CaCO3，若其溶解度为S，则有：故：Ksp(CaCO3)=S2CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq)平衡浓度/mol·L-1SS故：Ksp(Ag2CrO4)=(2S)2·S=4S3对A2B或AB2型难溶物质如Ag2CrO4，若其溶解度为S，则有：Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO42-(aq)平衡浓度/mol·L-12SS例1、25oC，AgCl的溶解度为1.92×10-3g·L-1，求在同温度下AgCl的溶度积。解：将AgCl的溶解度

7、单位换算成mol·L-1，则：S==1.34×10-5mol·L-11.92×10-3143.3假设在AgCl饱和溶液中，溶解的AgCl完全解离：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)平衡浓度/mol·L-1SS故：Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=S2=1.8×10-10例2、25oC，已知Ksp(Ag2CrO4)=1.1×10-12，求Ag2CrO4(s)在水中的溶解度(g·L-1)。Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO42-(aq)解：假设在Ag2CrO4饱和溶液中，溶解的Ag2CrO4完全解离：平衡浓度/mo

8、l·L-12SSKsp(Ag2CrO4)=c(Ag+)2·c(CrO42-)=4S3=1.1×10-12S=6.5×10-5mol·L-1Mr(Ag2