大学化学第三章离子平衡.ppt

第三章第三章 水溶液中离子平衡水溶液中离子平衡（第二版第九（第二版第九、十一章，、十一章，第三版第九第三版第九章）章）n3.1 稀溶液的浓度表示法稀溶液的浓度表示法n3.2 酸碱理论酸碱理论n3.3 酸和碱在水溶液中的解离平衡酸和碱在水溶液中的解离平衡n3.4 酸碱酸碱缓冲溶液缓冲溶液n3.5 酸碱指示剂酸碱指示剂n3.6 难溶强电解质的沉淀难溶强电解质的沉淀-溶解平衡溶解平衡1编辑ppt3.1 稀溶液的稀溶液的浓度表示法浓度表示法 二版二版P13，三版三版P13n质量摩尔浓度质量摩尔浓度 bBn物质的量浓度物质的量浓度cBn例例3.1 23克乙醇溶于克乙醇溶于500克水中，此溶液的克水中，此溶液的密度是密度是0.992gml-1。计。计算：算：n（1）乙醇的质量摩尔浓）乙醇的质量摩尔浓度度bB；n（2）乙醇的物质的量浓）乙醇的物质的量浓度度cB（体积摩尔浓度）；（体积摩尔浓度）；nA溶剂水，溶剂水，B 溶质乙溶质乙醇醇粗略计算时，粗略计算时，CBbB2编辑ppt3.1 稀溶液的稀溶液的浓度表示法浓度表示法 13n质量分数质量分数wBn 物质的量（摩尔）分数物质的量（摩尔）分数xB例例3.1 23克乙醇溶于克乙醇溶于500克水中，此溶液的密度是克水中，此溶液的密度是0.992gml-1。计算：。计算：n（3）乙醇的质量分数）乙醇的质量分数wB；n（4）乙醇的摩尔分数）乙醇的摩尔分数xB。3编辑ppt第三章第三章 水溶液中离子平衡水溶液中离子平衡（第二版第九（第二版第九、十一章，、十一章，第三版第九第三版第九章）章）n3.1 稀溶液的浓度表示法稀溶液的浓度表示法n3.2 酸碱理论酸碱理论n3.2.1电离理论电离理论n3.2.2酸碱质子理论酸碱质子理论n3.3 酸和碱在水溶液中的解离平衡酸和碱在水溶液中的解离平衡n3.4 酸碱酸碱缓冲溶液缓冲溶液n3.5 酸碱指示剂酸碱指示剂n3.6 难溶强电解质的沉淀难溶强电解质的沉淀-溶解平衡溶解平衡4编辑ppt3.2酸碱理论酸碱理论本节学习教材的同时参考普通化学（第本节学习教材的同时参考普通化学（第五版）浙江大学普化教研组编五版）浙江大学普化教研组编P1193.2.1电离理论（电离理论（1884Arrhenius提出）二版提出）二版P262，三版，三版P284n（1）在）在水溶液水溶液中解离出的正离子全中解离出的正离子全部是部是H+的化合物是酸。的化合物是酸。n（2）在在水溶液水溶液中解离出的负离子全中解离出的负离子全部是部是OH的化合物是碱。的化合物是碱。n（3）酸碱反应的实质）酸碱反应的实质H+OHH2On（4）阿仑尼乌斯理论的缺点阿仑尼乌斯理论的缺点 把酸碱的定义和酸碱的反把酸碱的定义和酸碱的反应局限于水溶液。应局限于水溶液。把碱限制为氢氧化物。把碱限制为氢氧化物。n？NH3n？Na2CO35编辑ppt3.2.2 酸碱质子理论酸碱质子理论 1.酸碱的定义与酸碱的定义与共轭关系共轭关系 1.酸碱的定义与共轭关系酸碱的定义与共轭关系acid basen凡是能凡是能给出质子给出质子(proton)的物的物质质(分子或正负离子分子或正负离子)都是酸都是酸n凡是能够凡是能够接受质子接受质子的物质的物质(分子分子或正负离子或正负离子)都是碱。都是碱。n共轭共轭酸酸 质子质子 共轭共轭碱碱n共轭酸共轭酸与它的与它的共轭碱共轭碱必定同时必定同时出现，形成共轭关系，称为出现，形成共轭关系，称为共共轭酸碱对轭酸碱对nHCl H+Cl-nHAC H+AC-n H2S H+HS-nHS-H+S2-nNH4+H+NH36编辑ppt3.2.2 酸碱质子理论酸碱质子理论 2.2.酸碱反应酸碱反应 n（1 1）酸碱反应的实质：酸碱反应的实质：n共轭酸碱对之间的质子传递过程共轭酸碱对之间的质子传递过程n HCl+NH3NH4+Cl-n（2）酸碱反应的趋势：）酸碱反应的趋势：争夺质子的结果，总是争夺质子的结果，总是强碱取得质子，而强酸强碱取得质子，而强酸给出质子。给出质子。n强酸强酸(1)+强碱强碱(2)弱碱弱碱(1)+弱酸弱酸(2)n HCl+NH3NH4+Cl-该反应正向进行，因为该反应正向进行，因为n酸性：酸性：HCl NH4+,n碱性：碱性：NH3 Cl-7编辑ppt第三章课堂练习第三章课堂练习以下物质，哪些是酸？写出其共轭碱。以下物质，哪些是酸？写出其共轭碱。哪些是碱？写出其共轭酸。哪些是碱？写出其共轭酸。哪些是酸碱两性物质？哪些是酸碱两性物质？nHAc,NH3,H3PO4nAc-,NH4+,H2PO4-,nHPO42-,PO43-,HS-,nH2O,H3O+,Cl-,共轭酸共轭酸共轭碱共轭碱共轭酸共轭酸共轭碱共轭碱8编辑ppt3.2.2 酸碱质子理论酸碱质子理论3.3.酸的相对强度和碱的相对强度酸的相对强度和碱的相对强度n酸的解离平衡：酸的解离平衡：n酸的解离常数（酸度常酸的解离常数（酸度常数）数）K Ka a越大，酸解离越越大，酸解离越彻底，使彻底，使c(Hc(H+)越大，使越大，使溶液的酸性越强溶液的酸性越强,称为该称为该酸的酸性越强。酸的酸性越强。HAH+A-酸酸K Ka aH2SO31.5410-2H3PO47.5210-3HAc1.7610-5H2S9.110-8NH4+5.6510-10 酸的解离常数酸的解离常数9编辑ppt3.3.酸的相对强度和碱的相对强度酸的相对强度和碱的相对强度n酸给出质子的能力越酸给出质子的能力越强，该酸的强，该酸的酸性酸性就越就越强强,其共轭碱结合质其共轭碱结合质子的能力越弱，其子的能力越弱，其共共轭碱轭碱的碱性越的碱性越弱弱n共轭碱的解离平衡：共轭碱的解离平衡：HAH+A-A-+H2OHA+OH-10编辑ppt3.2.2 酸碱质子理论酸碱质子理论 3.3.酸的相对强度和碱的相对强度酸的相对强度和碱的相对强度n酸给出质子的能力越酸给出质子的能力越强，该强，该酸酸的酸性就越的酸性就越强强,其共轭其共轭碱碱的碱性的碱性越越弱弱酸酸性性增增强强酸质子碱酸质子碱碱碱性性增增强强HCl=H+Cl-H3O+=H+H2OHSO4-=H+SO42-H3PO4=H+H2PO4-HAc=H+Ac-H2CO3=H+HCO3-H2S=H+HS-NH4+=H+NH3酸酸K Ka aH2SO31.5410-2H3PO47.5210-3HAc1.7610-5H2S9.110-8NH4+5.6510-1011编辑ppt第三章第三章 水溶液中离子平衡水溶液中离子平衡（第二版第九（第二版第九、十一章，、十一章，第三版第九第三版第九章）章）n3.1 稀溶液的浓度表示法稀溶液的浓度表示法n3.2 酸碱理论酸碱理论n3.3 酸和碱在水溶液中的解离平衡酸和碱在水溶液中的解离平衡n3.3.1 一元一元弱酸和弱碱的解离平衡弱酸和弱碱的解离平衡n3.3.2 多元弱酸多元弱酸(碱碱)的解离平衡的解离平衡n3.3.3 离子酸、离子碱的解离平衡离子酸、离子碱的解离平衡n3.4 酸碱酸碱缓冲溶液缓冲溶液n3.5 酸碱指示剂酸碱指示剂n3.6 难溶强电解质的沉淀难溶强电解质的沉淀-溶解平衡溶解平衡12编辑ppt3.3 酸和碱在水溶液中的解离平衡酸和碱在水溶液中的解离平衡 3.3.1 一元一元弱酸和弱碱的解离平衡弱酸和弱碱的解离平衡普化普化P120 标准解离平衡常数标准解离平衡常数K Ka a,K Kb bn其值越大表示该酸其值越大表示该酸(碱碱)的解离平衡进的解离平衡进行得越彻底行得越彻底,酸酸(碱碱)性越强性越强n酸性酸性:HAc强于强于H2CO3n解离度：解离度：K Ka apKpKa a0.1mol/L的酸的酸溶液溶液C(H+)0.1mol/L的酸的酸溶液溶液HAc1.7610-54.751.3310-31.3310-2H2CO34.3010-76.372.0710-42.0710-313编辑ppt3.3 酸和碱在水溶液中的解离平衡酸和碱在水溶液中的解离平衡 3.3.1一元弱一元弱酸和弱碱的解离平衡酸和弱碱的解离平衡普化普化120n例例3-3298.15K时，时，Ka(HAc)=1.7610-5，求，求0.10 molL-1HAc溶液中的溶液中的H+、Ac-的浓的浓度、溶液的度、溶液的pH值及值及HAc的解离度的解离度。解法一：设解法一：设c(H+)=x molL-1n HAc=H+Ac-n 开始浓度开始浓度 c 0 0n平衡浓度平衡浓度 c-x x x14编辑ppt3.3 酸和碱在水溶液中的解离平衡酸和碱在水溶液中的解离平衡 3.3.1 一元一元弱酸和弱碱的解离平衡弱酸和弱碱的解离平衡普化普化120n稀释定律：弱酸的解稀释定律：弱酸的解离度离度与与c0.5成反比，成反比，浓度越稀，解离度浓度越稀，解离度越大。越大。n弱酸溶液的弱酸溶液的H+的浓的浓度与度与Ka0.5成正比，成正比，Ka越大，越大，H+的浓度的浓度越大。越大。15编辑ppt3.3 酸和碱在水溶液中的解离平衡酸和碱在水溶液中的解离平衡 3.3.1 一元一元弱酸和弱碱的解离平衡弱酸和弱碱的解离平衡普化普化120n2.一元弱酸、弱碱的一元弱酸、弱碱的解离平衡与有关计算解离平衡与有关计算n例例3-4298.15K时，时，Kb(NH3)=1.7710-5，求，求0.10 molL-1NH3溶溶液中的液中的OH-的浓度和溶液的浓度和溶液的的pH值。值。解：设解：设c(OH-)=x molL-1nNH3+H2O=NH4+OH-开始浓度开始浓度 c 0 0平衡浓度平衡浓度 c-x x x16编辑ppt3.3.2多元弱酸多元弱酸(碱碱)的解离平衡的解离平衡 122多元弱酸、碱解离平衡的特点多元弱酸、碱解离平衡的特点n（1）多元弱酸）多元弱酸(碱碱)分步（分分步（分级）级）解离解离n（2）Ka1Ka2，因此，因此二级解离很困难，可以忽略二级解离很困难，可以忽略二级解离，按照一级解离的二级解离，按照一级解离的Ka1计算计算n例例3-5 常温常压下，常温常压下，H2S在水中的在水中的溶解度为溶解度为0.10 molL1，试求，试求H2S饱和溶液的饱和溶液的pH值。已知值。已知H2S的的Ka1=9.110-8,Ka2=1.110-12,n解：解：17编辑ppt3.3.3离子酸、离子碱的解离平衡离子酸、离子碱的解离平衡共轭酸的共轭酸的Ka与共轭碱的与共轭碱的Kb之间的关系之间的关系n化学手册不易查到离子化学手册不易查到离子酸酸、离子碱的解离常数。、离子碱的解离常数。但根据分子酸的但根据分子酸的Ka，可推算其共轭离子碱的可推算其共轭离子碱的Kb。n例例3-6 298.15K时，时，Ka(HAc)=1.7610-5，求，求0.10 molL-1NaAc溶液的溶液的pH值。值。n提示：提示：Na+是中性，只需考虑离子是中性，只需考虑离子碱碱Ac-的解离平衡的解离平衡n解：解：Ac-+H2O=HAc+OH-n开始浓度开始浓度 0.1 0 0n平衡浓度平衡浓度 0.1-x x x提问：该反应的平衡常提问：该反应的平衡常数是数是Ka还是还是Kb？18编辑ppt3.3.3离子酸、离子碱的解离平衡离子酸、离子碱的解离平衡共轭酸的共轭酸的Ka与共轭碱的与共轭碱的Kb之间的关系之间的关系n化学手册不易查到离化学手册不易查到离子酸子酸、离子碱的解离、离子碱的解离常数。但根据分子酸常数。但根据分子酸的的Ka，可推算其共，可推算其共轭离子碱的轭离子碱的Kb。n练习题：练习题：20.0ml浓度为浓度为0.1mol.L-1 NH3与与20.0ml浓度为浓度为0.1mol.L-1 HCl溶液混合溶液混合,求求溶液的溶液的pH值。已知值。已知Kb(NH3)=1.7610-5 提示：提示：NH3与与HCl反应生反应生成成NH4Cl,Cl-是中性是中性,只需考只需考虑离子酸虑离子酸NH4+的解离平衡。的解离平衡。19编辑ppt第第4次作业补充题次作业补充题用所给数据用所给数据计算以下各溶液计算以下各溶液的的pH值，各溶液的浓度都值，各溶液的浓度都为为0.10 moldm-3。n HClnHAcnH2SnNH3nNH4ClnNaAcnH2CO3nNa2SKaKbHAc1.7610-5H2S9.110-8,1.110-12NH31.7710-5H2CO34.310-7,5.6110-1120编辑ppt第第4次作业补充题次作业补充题求两个溶液等体积混合后求两个溶液等体积混合后的的pH值，值，混合前各溶液的浓度都为混合前各溶液的浓度都为0.10 moldm-3。n 强酸强酸+弱酸：弱酸：HCl+HAc（或（或NH4Cl）n强碱强碱+弱碱：弱碱：NaOH+NH3（或（或NaAc）n强酸强酸+强碱强碱:HCl+NaOH n强酸强酸+弱碱：弱碱：HCl+NaAc（或（或NH3）n强碱强碱+弱酸：弱酸：NaOH+HAc（或（或NH4Cl）n20cm30.100moldm-3 的氨的水溶液的氨的水溶液,与与10cm3 0.100moldm-3 HCl溶溶液混合，求液混合，求pH值。值。KaKbHAc1.7610-5NH31.7710-521编辑ppt3.3.3 弱酸和弱碱的解离平衡弱酸和弱碱的解离平衡普化普化1203.离子酸、离子碱的解离平衡离子酸、离子碱的解离平衡共轭酸的共轭酸的Ka与共轭碱的与共轭碱的Kb之间的关系之间的关系 123n例例3-7计算浓度为计算浓度为0.1mol.L-1 Na2CO3溶液的溶液的pH值。已知：值。已知：Ka1(H2CO3)=4.210-7 Ka2(H2CO3)=5.610-11n解：解：Na+是中性，只需考虑离子碱是中性，只需考虑离子碱CO32-的解离平衡的解离平衡:nCO32-的共轭酸是的共轭酸是HCO3-，HCO3-的的Ka是是Ka2(H2CO3)=5.610-11，CO32-+H2O=H CO3-+OH-开始浓度开始浓度 0.1 0 0平衡浓度平衡浓度 0.1-x x x22编辑ppt3.3.3 弱酸和弱碱的解离平衡弱酸和弱碱的解离平衡 3.3.6同离子效应同离子效应n弱酸、弱碱的解离平衡弱酸、弱碱的解离平衡的移动：的移动：n温度，浓度温度，浓度nHAc=H+Ac-n向向HAc溶液中加入溶液中加入NaAc，由于，由于Ac-浓度浓度增大，平衡逆向移动，增大，平衡逆向移动，HAc的解离度减小的解离度减小,同同时时H+浓度减小，浓度减小，PH值增大。值增大。nNH3+H2O=NH4+OH-n向向NH3溶液中加入溶液中加入NH4Cl，由于，由于NH4+浓度浓度增大，平衡逆向移动，增大，平衡逆向移动，NH3的解离度减小的解离度减小,同时同时OH-浓度减小，浓度减小，PH值减小。值减小。n在弱酸（碱）溶液中加在弱酸（碱）溶液中加入它的共轭碱（酸），入它的共轭碱（酸），可以减小它的解离度，可以减小它的解离度，从而减少从而减少H+（OH-）浓度，称为浓度，称为同离子效应同离子效应。n共轭酸碱共存溶液的作共轭酸碱共存溶液的作用：缓冲外来的酸碱，用：缓冲外来的酸碱，稳定稳定PH值。值。23编辑ppt3.4 酸碱酸碱缓冲溶液缓冲溶液(Buffersolution)普普化化125 3.4.1缓冲溶液的定义及组成缓冲溶液的定义及组成n缓冲溶液的组成：溶液缓冲溶液的组成：溶液中同时含大量的弱酸中同时含大量的弱酸（碱），和其共轭碱（碱），和其共轭碱（酸）。（酸）。nHAc-NaAcnNH3-NH4Cln缓冲溶液的缓冲溶液的pH值值=弱酸弱酸 的的 pKa(=-lgKa)加入加入1molL-1HCl溶溶液液1ml加入加入1molL-1NaOH溶液溶液1ml升水升水pH=7pH=3pH=11升升0.1molL-1HAc0.1molL-1NaAc溶溶液液pH=4.75pH=4.74pH=4.76升升0.1molL-1NH30.1molL-1NH4Cl溶溶液液pH=9.25pH=9.24pH=9.2624编辑ppt3.4 酸碱酸碱缓冲溶液缓冲溶液(Buffersolution)普普化化125 3.4.2缓冲溶液缓冲溶液pHpH值的计算值的计算n例例3-3298.15K时，时，Ka(HAc)=1.7610-5，求，求0.10 molL-1HAc溶液中的溶液中的H+、Ac-的浓度、溶液的的浓度、溶液的pH值。值。n解解:HAc=H+Ac-n例例3-7计算计算0.1molL-1HAc0.1molL-1NaAc缓冲溶液的缓冲溶液的pH值及值及HAc的解离度的解离度。n解解:设溶液中设溶液中c(H+)=x molL-1n HAc=H+Ac-n开始浓度开始浓度 0.1 0 0.1n平衡浓度平衡浓度 0.1-x x 0.1+x开始浓度开始浓度 0.1 0 0平衡浓度平衡浓度 0.1-x x x25编辑ppt 3.4.2缓冲溶液缓冲溶液pHpH值的计算：缓冲溶液与弱值的计算：缓冲溶液与弱酸溶液的对比酸溶液的对比0.1molL-1HAc0.1molL-1NaAc缓缓冲溶液冲溶液n HAc =H+Ac-n平衡浓度平衡浓度 0.1 1.7610-5 0.1n0.1molL-1HAc溶液溶液n HAc =H+Ac-平衡浓度平衡浓度 0.1 1.3310-3 1.3310-3原因：缓冲溶液中有共轭碱，使共轭酸的解离平衡逆向原因：缓冲溶液中有共轭碱，使共轭酸的解离平衡逆向移动，从而使共轭酸的解离度减小移动，从而使共轭酸的解离度减小,同时同时H+浓度减小，浓度减小，pH值减小。值减小。缓冲溶液中弱酸的解离度缓冲溶液中弱酸的解离度远小于远小于弱酸溶液中弱酸的解离度。弱酸溶液中弱酸的解离度。26编辑ppt 3.4.3缓冲溶液的作用：当向其中加入少量缓冲溶液的作用：当向其中加入少量的强酸，强碱或水，其的强酸，强碱或水，其pHpH值基本保持稳定值基本保持稳定0.1molL-1HAc0.1molL-1NaAc缓冲溶液缓冲溶液n HAc =H+Ac-n平衡浓度平衡浓度 0.1 1.7610-5 0.1n加入加入0.01 molHCl 0.11 2.1510-5 0.09n加入加入0.01 molNaOH 0.09 1.4410-5 0.11n共轭酸共轭酸H+共轭碱共轭碱（抗碱组分）（抗碱组分）（抗酸组分）（抗酸组分）n向缓冲溶液中加入强酸：强酸向缓冲溶液中加入强酸：强酸与与Ac-结合成为结合成为HAc，使，使Ac-浓浓度略有减小，使度略有减小，使HAc浓度略有浓度略有增加，使平衡稍向右移动，增加，使平衡稍向右移动，使使H+浓度略有增加浓度略有增加,因此因此pH值几值几乎不变。乎不变。n向缓冲溶液中加入强碱：强碱向缓冲溶液中加入强碱：强碱与与HAc结合成为结合成为Ac-，使，使Ac-浓浓度略有增加，使度略有增加，使HAc浓度略有浓度略有减小，使平衡稍向减小，使平衡稍向 左移动，左移动，使使H+浓度略有减少浓度略有减少,因此因此pH值几值几乎不变。乎不变。27编辑ppt3.4 酸碱酸碱缓冲溶液缓冲溶液(Buffersolution)普普化化125 3.4.2缓冲溶液缓冲溶液pHpH值的计算值的计算n例例3-7计算计算0.1molL-1NH30.1molL-1NH4Cl缓冲溶液的缓冲溶液的pH值，值，已知已知Kb(NH3)=1.7710-5，n缓冲溶液的缓冲溶液的pOH=弱碱弱碱 的的 pKb解：设解：设c(OH-)=x molL-1n NH3+H2O=OH-+NH4 n开始浓度开始浓度 0.1 0 0.1n平衡浓度平衡浓度 0.1-x x 0.1+x28编辑ppt3.4 酸碱酸碱缓冲溶液缓冲溶液(Buffersolution)普普化化125 3.4.4缓冲溶液的选择缓冲溶液的选择n所选缓冲对的所选缓冲对的 pK pKa a 值（或值（或 pKpKb b 值）尽可能的接近要配溶值）尽可能的接近要配溶液的液的pHpH值（或值（或pOHpOH值）值）n共轭酸与碱的浓度相近，并且共轭酸与碱的浓度相近，并且浓度较大，使浓度较大，使缓冲容量大缓冲容量大，能抵抗更多的外来酸碱能抵抗更多的外来酸碱需要稳需要稳定的定的pH值值缓冲溶液组成缓冲溶液组成弱酸及弱酸及 p pK Ka apH=5HAc-NaAcHAc4.75pH=7KH2PO4-K2HPO4H3PO42.12，7.20,12.36pH=9NH3-NH4ClNH3 p pK Kb b=4.75思考：思考：配制配制pH=7.0的缓冲溶液的缓冲溶液,选用选用 缓冲对。缓冲对。已知已知H3PO4：Ka1=6.710-3；Ka2 =6.210-8；Ka3=4.510-13 29编辑ppt3.6 难溶强电解质的沉淀难溶强电解质的沉淀-溶解平衡溶解平衡本节教材是现代化学基础第二版第十本节教材是现代化学基础第二版第十一章一章 P310，或第三版第九章，或第三版第九章P301n溶解度：在一定温度下，达溶解度：在一定温度下，达到溶解平衡时，一定量的到溶解平衡时，一定量的溶剂中含有溶质的量。溶剂中含有溶质的量。n易溶物质：易溶物质：1g/100g水水n微溶物质：微溶物质：0.01g1g/100g水水n难溶物质：难溶物质：0.01g/100g水水n难溶强电解质在水中溶解的那难溶强电解质在水中溶解的那部分部分,完全解离。完全解离。n AgCl是难溶强电解质，在水中是难溶强电解质，在水中达到溶解平衡后得到达到溶解平衡后得到AgCl的饱的饱和溶液和溶液:nAgCl(s)=Ag+(aq)+Cl-(aq)30编辑ppt3.6 难溶强电解质的沉淀难溶强电解质的沉淀-溶解平衡溶解平衡 3.6.1 沉淀沉淀-溶解平衡和标准溶度积常数溶解平衡和标准溶度积常数 n1.标准溶度积常数标准溶度积常数(solubility product)nAmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)nKsp（AmBn）=ceq(An+)/cmceq(Bm-)/cn nKsp 的意义：的意义：相同类型的相同类型的难溶电解质，难溶电解质，Ksp 越大，溶解度越大越大，溶解度越大 n叙述：一定温度下，难溶电解质的叙述：一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中，各组分离子相对浓度饱和溶液中，各组分离子相对浓度幂的乘积是一常数。幂的乘积是一常数。n简写：简写：Ksp(AmBn)=ceq(An+)mceq(Bm-)n nAg2CrO4(s)=2Ag+CrO4-(aq)nKsp（Ag2CrO4）=ceq(Ag+)2ceq(CrO4-)31编辑ppt3.6 难溶强电解质的沉淀难溶强电解质的沉淀-溶解平衡溶解平衡 3.6.1 沉淀沉淀-溶解平衡和标准溶度积常数溶解平衡和标准溶度积常数n2.溶解度溶解度S（molL-1）与标准）与标准溶度积常数溶度积常数Ksp 的换算的换算n例例3-12：已知：已知298K时，时，Ksp(AgCl)=1.8010-10，Ksp(Ag2CrO4)=1.1210-12，试分别计算试分别计算AgCl和和Ag2CrO4的溶的溶解度。解度。nAB型型nA2B或或AB2型型n解：设解：设AgCl的溶解度为的溶解度为S molL-1n AgCl(s)=Ag+Cl-n平衡浓度平衡浓度 S S32编辑ppt3.6 难溶强电解质的沉淀难溶强电解质的沉淀-溶解平衡溶解平衡 3.6.2 沉淀的生成和溶解沉淀的生成和溶解n1.溶度积规则溶度积规则nAmBn(s)mAn+(aq)+nBm-(aq)n各浓度为任意值（可以外加某种各浓度为任意值（可以外加某种离子）时：离子积离子）时：离子积Qc=c(An+)mc(Bm-)nn平衡时：平衡时：Qceq=Ksp(AmBn)=ceq(An+)mceq(Bm-)nnrGm(T)=RTlnQ/KnQcKsp，rGm(T)0,平衡逆平衡逆向移动，生成沉淀；向移动，生成沉淀；nQc=Ksp，rGm(T)=0 ，平衡，平衡状态，饱和溶液。状态，饱和溶液。nQcKsp，rGm(T)0，平衡正，平衡正向移动，向移动，沉淀溶解，或溶液沉淀溶解，或溶液不饱不饱和和，无沉淀析出；，无沉淀析出；33编辑ppt3.6 难溶强电解质的沉淀难溶强电解质的沉淀-溶解平衡溶解平衡 3.6.2 沉淀的生成和溶解沉淀的生成和溶解例例3-13：在：在0.20mol.L-1MgCl2溶液中，加入等体积的溶液中，加入等体积的0.10mol.L-1NH3的水溶液。的水溶液。通过计算判断能否生成通过计算判断能否生成Mg(OH)2沉沉淀？淀？已知已知Kb(NH3)=1.810-5KSP(Mg(OH)2)=5.110-12解：设解：设c(OH-)=x molL-1n NH3+H2O=NH4+OH-n平衡浓度平衡浓度 c-x x xn Mg(OH)2(s)=Mg2+2OH-n任意浓度任意浓度 0.1 9.4910-4分析：分析：Mg(OH)2(s)=Mg2+2OH-，计算计算Qc，与，与KSP(Mg(OH)2)比较大小比较大小可以判断能否生成可以判断能否生成Mg(OH)2沉淀。沉淀。为了计算为了计算Qc需要首先算出需要首先算出OH-的浓度。的浓度。34编辑ppt3.6 难溶强电解质的沉淀难溶强电解质的沉淀-溶解平衡溶解平衡 3.6.2 沉淀的生成和溶解沉淀的生成和溶解n2.沉淀的溶解沉淀的溶解 降低沉淀饱和溶液中某离子的浓度，降低沉淀饱和溶液中某离子的浓度，使使Qc减小，使减小，使Qc Ksp，沉淀平衡沉淀平衡逆向逆向移动移动，使使沉淀的溶解度沉淀的溶解度减小减小。n例例3-14：计算计算298K时，时，AgCl在在0.01 molL-1NaCl溶液中的溶溶液中的溶解度，并与其在纯水中解度，并与其在纯水中的溶解度作比较。的溶解度作比较。Ksp(AgCl)=1.8010-10 AgCl(s)=Ag+Cl-n平衡浓度平衡浓度 S SAgCl在水中的溶解度在水中的溶解度:AgCl(s)=Ag+Cl-平衡浓度平衡浓度 S 0.01+SAgCl在在0.01 molL1NaCl溶溶液中的溶解度液中的溶解度:36编辑ppt3.6 难溶强电解质的沉淀难溶强电解质的沉淀-溶解平衡溶解平衡 3.6.3分步沉淀分步沉淀 当溶液中有两种离子共存，加入它当溶液中有两种离子共存，加入它们共同的沉淀剂，哪种离子先沉淀们共同的沉淀剂，哪种离子先沉淀？n例例3-14溶液中同时含有溶液中同时含有0.10mol.L-1的的Cl-,0.0010mol.L-1的的CrO42-,向溶液中逐滴加入向溶液中逐滴加入AgNO3n(1)哪种离子先沉淀？哪种离子先沉淀？n(2)继续加入继续加入AgNO3，当第二种离，当第二种离子刚开始沉淀时，第一种离子的浓子刚开始沉淀时，第一种离子的浓度为多大？此时第一种离子是否已度为多大？此时第一种离子是否已经沉淀完全了？经沉淀完全了？n已知已知Ksp(AgCl)=1.7710-10，Ksp(Ag2CrO4)=1.1210-12，n解：计算使两种离子沉淀所解：计算使两种离子沉淀所需的需的Ag+的最小浓度的最小浓度:n答：当答：当Ag+的浓度由零达到的浓度由零达到1.77 10-9时，时，Cl-先开始沉淀。先开始沉淀。n当继续加入当继续加入Ag+的浓度达到的浓度达到3.35 10-5时，时，CrO42-开始沉开始沉淀淀37编辑ppt3.6.3分步沉淀分步沉淀 例例3-14溶液中同时含有溶液中同时含有0.10mol.L-1的的Cl-,0.0010mol.L-1的的CrO42-,向向溶液中逐滴加入溶液中逐滴加入AgNO3n(1)哪种离子先沉淀？哪种离子先沉淀？n(2)继续加入继续加入AgNO3，当第，当第二种离子刚开始沉淀时，第二种离子刚开始沉淀时，第一种离子的浓度为多大？此一种离子的浓度为多大？此时第一种离子是否已经沉淀时第一种离子是否已经沉淀完全了？完全了？n已知已知Ksp(AgCl)=1.7710-10，Ksp(Ag2CrO4)=1.1210-12，nAg2CrO4开始沉淀时，开始沉淀时，Ag+达到的达到的浓度为：浓度为：n当某离子的浓度小于当某离子的浓度小于10-5mol.L-1时，检测不到，所以当时，检测不到，所以当Ag2CrO4开开始沉淀时，始沉淀时，Cl-已经完全沉淀了。已经完全沉淀了。n用分步沉淀法可以分离这两种离子。用分步沉淀法可以分离这两种离子。当第一种离子完全沉淀时，第二种当第一种离子完全沉淀时，第二种离子还没开始沉淀，可将沉淀过滤，离子还没开始沉淀，可将沉淀过滤，第二种离子就保留在溶液中。第二种离子就保留在溶液中。38编辑ppt3.6.3分步沉淀分步沉淀 例例3-14溶液中同时含有溶液中同时含有0.10mol.L-1的的Cl-,0.0010mol.L-1的的CrO42-,向溶液向溶液中逐滴加入中逐滴加入AgNO3n(1)哪种离子先沉淀？哪种离子先沉淀？n(2)继续加入继续加入AgNO3，当第二种，当第二种离子刚开始沉淀时，第一种离子离子刚开始沉淀时，第一种离子的浓度为多大？此时第一种离子的浓度为多大？此时第一种离子是否已经沉淀完全了？是否已经沉淀完全了？n(3)第一种离子刚完全沉淀时，第一种离子刚完全沉淀时，Ag+的浓度为多少？的浓度为多少？n(4)若使两种离子分离，应控制若使两种离子分离，应控制Ag+的浓度在什么范围？的浓度在什么范围？n已知已知Ksp(AgCl)=1.7710-10，Ksp(Ag2CrO4)=1.1210-12，n(4)答：答：Ag+的浓度在的浓度在1.7710-5至至3.3510-5n第一种第一种Cl-刚完全沉淀时浓度刚完全沉淀时浓度为为10-5mol.L-1，C(Cl-)/molL-1C(CrO42-)/molL-1C(Ag+)/molL-1Cl-刚开刚开始沉淀始沉淀0.10.0011.7710-9Cl-刚完刚完全沉淀全沉淀10-50.0011.7710-5CrO42-刚开始刚开始沉淀沉淀5.2810-60.0013.3510-539编辑ppt3.6.4沉淀的转化沉淀的转化n1、沉淀转化的方向：向更难溶电解质的方向转化、沉淀转化的方向：向更难溶电解质的方向转化n CaSO4(s)+CO32-=CaCO3(s)+SO42-nKsp 9.110-6 2.810-9 nK=Ksp(CaSO4)/Ksp(CaCO3)=3.3103 计算表明，上述沉淀转化反应向右进行的趋势较大计算表明，上述沉淀转化反应向右进行的趋势较大n思考：思考：2AgCl +CrO42-()Ag2CrO4 +2Cl-Ksp 1.5610-10 9.010-1240编辑ppt