无机化学 酸碱平衡与沉淀-溶解平衡02

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1、第四节难溶强电解质的形成和溶解物质的溶解度只有大小之分,没有在水中绝对不溶的物质,如AgCl,CaCO3,PbS和CaC2O4(肾结石的主要成分)等都为难溶强电解质(溶解度小于0.01g/100g水)。结石发病率情况(每10万人中)地区80年代90年代上升率美国佛罗里达15.720.8+32.5%东莞(门诊统计)101140+38.6%深圳(普查统计)1997年:4870男6120,女4070草酸钙,70%[COM,COD,COT]L-胱胺酸,1%其它钙盐和镁盐,15%尿酸,14%泌尿系结石中无机矿物的比例尿结石的成石机理尿中晶体

2、成份过多,胶体成份失常,造成继发性结石的沉积扩大为继发性颗粒再增加,在尿路某狭窄部位停留形成核心,作为结石增大的起点尿结石的形成尿结石的形成学说肾钙斑学说;基质学说;过饱和结晶学说;抑制物学说一水合草酸钙晶体二水合草酸钙晶体舍利(1)溶度积solubilityproduct一、溶度积常数BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42—(aq)溶解沉淀溶解和沉淀速率相同时,建立起了难溶电解质与水中的离子之间的动态平衡,称为沉淀溶解平衡。注意,只有在饱和溶液中才存在这个动态平衡。对于AaBb型的难溶电解质:AaBb(s)aAn+(aq)+

3、bBm-(aq)溶解沉淀Ksp=[An+]a[Bm-]b——溶度积上式表明,在一定温度下,难溶电解质的饱和溶液中离子浓度幂之乘积,溶度积为常数。它只与温度有关,反映了难溶电解质在水中的溶解能力。【例】氯化银在298K时的溶解度为1.91×10-3g·L-1,求其溶度积。解:已知氯化银的摩尔质量M为143.32g.mol-1:1.将氯化银的溶解度S单位换算为mol·L-1:∴Ksp,AgCl=[Ag+][Cl-]=S2=(1.33×10-5)2=1.77×10-10AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)溶解沉淀SS1.91×1

4、0-3/143.32=1.33×10-5(mol·L-1)2.写出平衡式:溶解度(S):在一定温度下,1L水形成饱和溶液时,所溶解某物质的量(即物质的量浓度)。旧定义:一定温度下,物质在100g水中能溶解的最大量。aSbS∴Ksp=[An+]a[Bm-]b=(aS)a(bS)b=aa.bb.Sa+bAaBb(s)aAn+(aq)+bBm-(aq)溶解沉淀(2)溶度积与溶解度溶度积(Ksp)与溶解度(S)的关系Ksp=S2S=Ksp1/2Ksp=4S3Ksp=4S3Ksp=27S4AB型(例AgCl,BaSO4等):ABA++B-A

5、B2型(例PbCl2、Ca(OH)2等)AB2A2++2B-3.A2B型(例Ag2CrO4)A2B2A++B2-AB3型和A3B型(例Fe(OH)3,Ag3PO4)AB3A3++3B-例,已知Ksp,AgCl=1.7810-10,Ksp,Ag2CrO4=9.010-12,试求AgCl和Ag2CrO4的溶解度。解:(1)设AgCl的溶解度为S1(mol·dm-3),则:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)平衡S1S1(2)设Ag2CrO4的溶解度为S2(mol·dm-3),则:Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO

6、42-(aq)平衡2S2S2虽然Ksp,AgCl>Ksp,Ag2CrO4,但SAgCl<SAg2CrO4结论:对于相同类型难溶电解质,其溶解度S可以直接与溶度积Ksp比较;Ksp↑,S↑.对于不同类型难溶电解质,其溶解度S不能直接与溶度积Ksp比较。类型难溶电解质S(mol·L-1)KspABAgCl1.33×10-51.77×10-10A2BAg2CrO46.54×10-51.12×10-12AB2Mg(OH)21.12×10-45.67×10-12(3)溶度积规则①离子积Qc:任一条件下溶液中离子浓度幂的乘积AaBb(s)aA

7、n+(aq)+bBm-(aq)溶解沉淀Ksp=[An+]a[Bm-]b达到沉淀-溶解平衡!②溶度积规则Qc=Ksp饱和溶液,处于沉淀-溶解平衡Qc<Ksp不饱和溶液,或沉淀溶解Qc>Ksp生成沉淀(4)沉淀的生成(QC>Ksp)要使某物质以沉淀方式从溶液中析出,必须设法增大有关离子浓度,使其离子浓度幂的乘积大于该难溶电解质的溶度积,平衡就向生成沉淀方向移动。通常采用的方法是加入适当的沉淀剂。当判断两种溶液混合后能否生成沉淀时,可按下列步骤进行:(1)先计算出混合后与沉淀有关的离子浓度。(2)计算出离子积Qc。(3)将Qc与Ksp进

8、行比较,判断沉淀能否生成。【例】将20.0cm30.0010mol·dm-3的CaCl2溶液与30.0cm30.010mol·dm-3的KF溶液混合后,有无CaF2沉淀?已知Ksp,CaF2=1.5×10-10解:假设溶液混合后的体积为50.0cm

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