第二炮兵工程学院溶度积溶度积和溶解度溶度积规则及其应用第二炮兵工程学院溶解度,S
一般,(100g 水 )
S < 0.01g 难溶
0.01g < S < 0.1g 微溶
S > 0.1g 易溶一、溶度积第二炮兵工程学院
AgCl (S) Ag+ (aq) + Cl- (aq)
Ksp= Ceq(Ag+) ·Ceq(Cl-) 溶度积常数在难溶电解质的饱和溶液中:
通式,AmBn (S) mA n+ (aq) + nB m- (aq)
Ksp (AmBn) = { Ceq (A n+)/C?}m ·{ Ceq ( B m-) /C? }n
在一定温度下,难溶电解质的饱和溶液中离子浓度(以其化学计量数为指数)的乘积为一常数。
Ksp可由实验测定。
溶解沉淀多相离子平衡(溶解平衡)
第二炮兵工程学院二、溶度积和溶解度
S 反映物质的溶解能力仅针对难溶电解质解,AgCl (S) Ag+ (aq) + Cl- (aq)
Ceq(mol.dm-3) s1 s1
Ksp = (s1) 2 s1 = 1.33?10-5 mol.dm-3
Ag2CrO4(S) 2Ag+ (aq) + CrO4 2- (aq)
Ceq(mol.dm-3) 2s2 s2
Ksp = (2s2)2·s2 =4 s23 s2 = 6.54?10-5 mol.dm-3
Ksp
例:计算 AgCl,AgBr,Ag2CrO4在水中的溶解度。
Ksp(AgCl ) = 1.77? 10-10 Ksp(Ag2CrO4)= 1.12?10-12
第二炮兵工程学院
AB型 AgCl,CaCO3,BaSO4
A2B型 Ag2CrO4,Ag2S
AB2型 PbCl2,Mg(OH)2,CaF2
注意:
对于同类型的难溶电解质,在相同温度下,Ksp越大,s溶解度也越大;对于不同类型的难溶电解质,溶解度必须通过计算才能进行比较。
Ksp ~ S 关系
KspAB型,S =
A2B或 AB2型,Ksp /4S = 3
第二炮兵工程学院
S2 = 3.4?10-11÷ 4 = 2.0? 10-4 mol.dm-33
例,已知 BaCrO4,CaF2和 AgI的溶度积分别为 1.6?10-10、
3.4?10-11和 1.6?10-16。 试将它们在水中的溶解度按从大到小的顺序排列 。
解:设 BaCrO4,CaF2和 AgI在水中的溶解度分别为 S1,S 2 和
S 3,可根据前述溶度积和溶解度的关系式,按不同类型计算如下:
(1) AB型 KspS =
溶解度从大到小的顺序为,S(CaF2 ) > S( BaCrO4 ) > S( AgI )
S3 = 1.6? 10-16 = 1.3? 10-8 mol.dm-3
S1 = 1.6? 10-10 = 1.3? 10-5 mol.dm-3
(2) AB2型 Ksp / 4S = 3
第二炮兵工程学院对任一 难溶电解质溶液
AmBn (S) mA n+ (aq) + nB m- (aq)
Q = { C (An+) /C? }m? { C (Bm-) /C?}n反应商
1.溶度积规则
Q < Ksp (AmBn) 溶液未饱和,无沉淀析出,或沉淀溶解。
Q = Ksp (AmBn) 溶液饱和,与沉淀之间处于平衡状态。
Q > Ksp (AmBn) 沉淀析出,直到溶液中 Q = Ksp时为止 。
三、溶度积规则及其应用第二炮兵工程学院解:先考虑两种溶液混合后,有关物质的浓度所发生的变化 。
例.通过计算说明在下列情况时是否会产生 Mn(OH)2沉淀。
将 50cm3 0.0010 mol.dm-3 MnSO4溶液与 50cm3 0.010
mol.dm-3氨水混合。查教材附录,得 Ksp (Mn(OH)2) =
1.9?10-13,
)5050(
500 0 1 0.0)M n S O(C)Mn(C
4
2
= 5.0? 10-4 mol.dm-3
0 0 5 0.0)5050( 500 1 0.0)NH(C 3 =5.0?10
-3 mol.dm-3
5b 1077.1005 0.0KC)OH(C =3.0?10
-4 mol.dm-3
再根据溶度积规则,判断是否会产生沉淀:
Q = C(Mn2+ ) {C(OH-)} 2 = 5.0?10-4? (3.0?10-4)2 = 4.5?10-11
Q > Ksp 所以会产生 Mn(OH)2沉淀。
第二炮兵工程学院
2,分步沉淀 和 共同沉淀在含有几种离子的溶液中逐滴加入某种沉淀剂时,则首先达到溶度积的难溶电解质先沉淀。
AgNO3
CrO42-
C l-
CrO42-
CrO42-
CrO42- C l-
C l-
AgCl
两种或两种以上的离子,
加入某种沉淀剂时,由于局部过浓,可以同时满足两个多相离子平衡。
Ag2CrO4
CrO42-
C l- CrO42-
CrO42-
CrO42-
C l-
C l-
AgNO3
AgCl
第二炮兵工程学院解,Ksp(AgCl) = 1.77 × 10-10,Ksp(AgI) = 8.5 × 10-17
Ksp(AgCl) 1.77× 10-10C(Ag +) = = = 1.77× 10-7 mol.dm-3
C(Cl- ) 0.001
Ksp(AgI) 8.5× 10-17C(Ag +) = = = 8.5× 10-14 mol.dm-3
C(I- ) 0.001
故 AgI先沉淀 当 AgCl 开始沉淀时K
sp(AgI) 8.5 × 10-17C(I- ) = = = 4.8× 10-10 mol.dm-3
C(Ag +) 1,77× 10-7
说明,顺序不仅与溶度积有关,而且与离子浓度有关。
例,溶液中含 Cl-,I-,C(Cl- ) = C(I- ) = 0.001mol.dm-3,加入
Ag +,哪种离子先沉淀? 当 AgCl 开始沉淀时,C( I- ) =?
第二炮兵工程学院
2,沉淀的转化若向含有难溶电解质 AnBm 沉淀的溶液中加入某种能降低某一离子浓度的物质(强酸、配合剂、氧化剂等),使 {C(Am+) }n {C(Bn-) }m < Ksp
时,则沉淀 AnBm 就会溶解。
一种难溶电解质在适当的条件下可以转化为更难溶的电解质。
第二炮兵工程学院
CaSO4 (s) + CO32- (aq) = CaCO3 (s) + SO4 2- (aq)
Ksp(CaCO3) = 4.96 × 10-9,Ksp(CaSO4) = 7.10 × 10-5
C (SO42-) C(Ca2+) Ksp(CaSO4)K = =
C (CO32-) C(Ca2+) Ksp(CaCO3)
CaSO4 (s) Ca2+ (aq) + SO4 2- (aq)
+
Na2CO3 CO32- (aq) + 2Na+ (aq)
CaCO3 (s)
例如,锅炉中锅垢的主要成分是 CaSO4,可加入 Na2CO3
溶液。
= 1.43× 104
第二炮兵工程学院四、沉淀与溶解反应的应用简介水中的重金属离子的去除,水质软化,锅垢的去除。
第二炮兵工程学院小 结知识要点,溶度积的概念与计算;用溶度积来计算难溶电解质的溶解度大小 。
作业,P164练习题之 2,3,5题课后总结,难溶电解质,溶度积的概念,从热力学数据和平衡时溶液中离子浓度计算溶度积;难溶电解质的类型 ( AB或 A2B,AB2),用溶度积来计算难溶电解质的溶解度大小的方法;溶度积规则的含义及相关计算,溶度积规则在锅炉清洗,沉淀法处理废水等方面的应用 。
一般,(100g 水 )
S < 0.01g 难溶
0.01g < S < 0.1g 微溶
S > 0.1g 易溶一、溶度积第二炮兵工程学院
AgCl (S) Ag+ (aq) + Cl- (aq)
Ksp= Ceq(Ag+) ·Ceq(Cl-) 溶度积常数在难溶电解质的饱和溶液中:
通式,AmBn (S) mA n+ (aq) + nB m- (aq)
Ksp (AmBn) = { Ceq (A n+)/C?}m ·{ Ceq ( B m-) /C? }n
在一定温度下,难溶电解质的饱和溶液中离子浓度(以其化学计量数为指数)的乘积为一常数。
Ksp可由实验测定。
溶解沉淀多相离子平衡(溶解平衡)
第二炮兵工程学院二、溶度积和溶解度
S 反映物质的溶解能力仅针对难溶电解质解,AgCl (S) Ag+ (aq) + Cl- (aq)
Ceq(mol.dm-3) s1 s1
Ksp = (s1) 2 s1 = 1.33?10-5 mol.dm-3
Ag2CrO4(S) 2Ag+ (aq) + CrO4 2- (aq)
Ceq(mol.dm-3) 2s2 s2
Ksp = (2s2)2·s2 =4 s23 s2 = 6.54?10-5 mol.dm-3
Ksp
例:计算 AgCl,AgBr,Ag2CrO4在水中的溶解度。
Ksp(AgCl ) = 1.77? 10-10 Ksp(Ag2CrO4)= 1.12?10-12
第二炮兵工程学院
AB型 AgCl,CaCO3,BaSO4
A2B型 Ag2CrO4,Ag2S
AB2型 PbCl2,Mg(OH)2,CaF2
注意:
对于同类型的难溶电解质,在相同温度下,Ksp越大,s溶解度也越大;对于不同类型的难溶电解质,溶解度必须通过计算才能进行比较。
Ksp ~ S 关系
KspAB型,S =
A2B或 AB2型,Ksp /4S = 3
第二炮兵工程学院
S2 = 3.4?10-11÷ 4 = 2.0? 10-4 mol.dm-33
例,已知 BaCrO4,CaF2和 AgI的溶度积分别为 1.6?10-10、
3.4?10-11和 1.6?10-16。 试将它们在水中的溶解度按从大到小的顺序排列 。
解:设 BaCrO4,CaF2和 AgI在水中的溶解度分别为 S1,S 2 和
S 3,可根据前述溶度积和溶解度的关系式,按不同类型计算如下:
(1) AB型 KspS =
溶解度从大到小的顺序为,S(CaF2 ) > S( BaCrO4 ) > S( AgI )
S3 = 1.6? 10-16 = 1.3? 10-8 mol.dm-3
S1 = 1.6? 10-10 = 1.3? 10-5 mol.dm-3
(2) AB2型 Ksp / 4S = 3
第二炮兵工程学院对任一 难溶电解质溶液
AmBn (S) mA n+ (aq) + nB m- (aq)
Q = { C (An+) /C? }m? { C (Bm-) /C?}n反应商
1.溶度积规则
Q < Ksp (AmBn) 溶液未饱和,无沉淀析出,或沉淀溶解。
Q = Ksp (AmBn) 溶液饱和,与沉淀之间处于平衡状态。
Q > Ksp (AmBn) 沉淀析出,直到溶液中 Q = Ksp时为止 。
三、溶度积规则及其应用第二炮兵工程学院解:先考虑两种溶液混合后,有关物质的浓度所发生的变化 。
例.通过计算说明在下列情况时是否会产生 Mn(OH)2沉淀。
将 50cm3 0.0010 mol.dm-3 MnSO4溶液与 50cm3 0.010
mol.dm-3氨水混合。查教材附录,得 Ksp (Mn(OH)2) =
1.9?10-13,
)5050(
500 0 1 0.0)M n S O(C)Mn(C
4
2
= 5.0? 10-4 mol.dm-3
0 0 5 0.0)5050( 500 1 0.0)NH(C 3 =5.0?10
-3 mol.dm-3
5b 1077.1005 0.0KC)OH(C =3.0?10
-4 mol.dm-3
再根据溶度积规则,判断是否会产生沉淀:
Q = C(Mn2+ ) {C(OH-)} 2 = 5.0?10-4? (3.0?10-4)2 = 4.5?10-11
Q > Ksp 所以会产生 Mn(OH)2沉淀。
第二炮兵工程学院
2,分步沉淀 和 共同沉淀在含有几种离子的溶液中逐滴加入某种沉淀剂时,则首先达到溶度积的难溶电解质先沉淀。
AgNO3
CrO42-
C l-
CrO42-
CrO42-
CrO42- C l-
C l-
AgCl
两种或两种以上的离子,
加入某种沉淀剂时,由于局部过浓,可以同时满足两个多相离子平衡。
Ag2CrO4
CrO42-
C l- CrO42-
CrO42-
CrO42-
C l-
C l-
AgNO3
AgCl
第二炮兵工程学院解,Ksp(AgCl) = 1.77 × 10-10,Ksp(AgI) = 8.5 × 10-17
Ksp(AgCl) 1.77× 10-10C(Ag +) = = = 1.77× 10-7 mol.dm-3
C(Cl- ) 0.001
Ksp(AgI) 8.5× 10-17C(Ag +) = = = 8.5× 10-14 mol.dm-3
C(I- ) 0.001
故 AgI先沉淀 当 AgCl 开始沉淀时K
sp(AgI) 8.5 × 10-17C(I- ) = = = 4.8× 10-10 mol.dm-3
C(Ag +) 1,77× 10-7
说明,顺序不仅与溶度积有关,而且与离子浓度有关。
例,溶液中含 Cl-,I-,C(Cl- ) = C(I- ) = 0.001mol.dm-3,加入
Ag +,哪种离子先沉淀? 当 AgCl 开始沉淀时,C( I- ) =?
第二炮兵工程学院
2,沉淀的转化若向含有难溶电解质 AnBm 沉淀的溶液中加入某种能降低某一离子浓度的物质(强酸、配合剂、氧化剂等),使 {C(Am+) }n {C(Bn-) }m < Ksp
时,则沉淀 AnBm 就会溶解。
一种难溶电解质在适当的条件下可以转化为更难溶的电解质。
第二炮兵工程学院
CaSO4 (s) + CO32- (aq) = CaCO3 (s) + SO4 2- (aq)
Ksp(CaCO3) = 4.96 × 10-9,Ksp(CaSO4) = 7.10 × 10-5
C (SO42-) C(Ca2+) Ksp(CaSO4)K = =
C (CO32-) C(Ca2+) Ksp(CaCO3)
CaSO4 (s) Ca2+ (aq) + SO4 2- (aq)
+
Na2CO3 CO32- (aq) + 2Na+ (aq)
CaCO3 (s)
例如,锅炉中锅垢的主要成分是 CaSO4,可加入 Na2CO3
溶液。
= 1.43× 104
第二炮兵工程学院四、沉淀与溶解反应的应用简介水中的重金属离子的去除,水质软化,锅垢的去除。
第二炮兵工程学院小 结知识要点,溶度积的概念与计算;用溶度积来计算难溶电解质的溶解度大小 。
作业,P164练习题之 2,3,5题课后总结,难溶电解质,溶度积的概念,从热力学数据和平衡时溶液中离子浓度计算溶度积;难溶电解质的类型 ( AB或 A2B,AB2),用溶度积来计算难溶电解质的溶解度大小的方法;溶度积规则的含义及相关计算,溶度积规则在锅炉清洗,沉淀法处理废水等方面的应用 。