沉淀溶解平衡与沉淀条件的选择课件.ppt

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1、 纯水可不考虑离子强度引起活度系数的减小。纯水可不考虑离子强度引起活度系数的减小。溶解度的大小是选择适宜沉淀剂的重要依据。溶解度的大小是选择适宜沉淀剂的重要依据。对于其它类型对于其它类型MmAn的沉淀：的沉淀：nmnmspnmKs 【例例】纯水中纯水中BaSO4的溶解度为：的溶解度为： S=Ba2+=SO42-=Ksp1/2=1.010-5(molL-1)加过量加过量H2SO4，使沉淀后溶液，使沉淀后溶液SO42-=0.010 mol/L，则溶解度为：，则溶解度为： S=Ba2+=Ksp/SO42-=1.110-8(molL-1)沉淀溶解度降低沉淀溶解度降低1000倍。倍。Q 若溶液存在非共同

2、离子的其他盐类，盐效应的若溶液存在非共同离子的其他盐类，盐效应的影响必定更为显著。影响必定更为显著。酸效应酸效应水解效应水解效应【例例】计算计算CuS在纯水中的溶解度。（在纯水中的溶解度。（1）不考虑）不考虑S2-的水解。（的水解。（2）考虑）考虑S2-的水解。的水解。解解:(1)设不考虑设不考虑S2-的水解时的水解时CuS的溶解度为的溶解度为S1lS1=Cu2+=S2-=Ksp1/2=2.410-18(molL-1) 1温度的影响：温度的影响：溶解反应一般是吸热反应，因此，溶解反应一般是吸热反应，因此，沉淀溶解度一般随着温度的升高而增大。沉淀溶解度一般随着温度的升高而增大。 2溶剂的影响：溶

3、剂的影响：无机物沉淀多为离子型晶体，在无机物沉淀多为离子型晶体，在极性较强的水中溶解度大，在有机溶剂中的溶解极性较强的水中溶解度大，在有机溶剂中的溶解度小。有机物沉淀则相反。度小。有机物沉淀则相反。成核作用成核作用均相成核均相成核异相成核异相成核长大长大凝聚凝聚定向排列定向排列构晶离子构晶离子晶核晶核沉淀颗粒沉淀颗粒无定形沉淀无定形沉淀晶形沉淀晶形沉淀晶形沉淀：晶形沉淀：直径0.11um；特点：离子有规则排列，离子有规则排列，结构紧密，易沉降。结构紧密，易沉降。无定形沉淀：直径无定形沉淀：直径0.02m以下；特点：以下；特点：离子排列离子排列杂乱无章，结构疏松，体积庞大，难沉降。杂乱无章，结构

4、疏松，体积庞大，难沉降。凝乳状沉淀：直径凝乳状沉淀：直径0.02-0.1m；特点：；特点：性质介于上性质介于上述两者之间。述两者之间。l 形成沉淀的初速率形成沉淀的初速率VK(C-S)/S 式中式中C为加入沉淀剂时溶质的瞬间总浓度，为加入沉淀剂时溶质的瞬间总浓度，S为为沉淀的溶解度，沉淀的溶解度，C-S为沉淀开始时的过饱和程度。为沉淀开始时的过饱和程度。(C-S)/S为相对过饱和度，此数值越大，生成晶核为相对过饱和度，此数值越大，生成晶核的数目就越多的数目就越多。K为常数，它与沉淀的性质、介质、为常数，它与沉淀的性质、介质、温度等因素有关。温度等因素有关。 (一一)共沉淀现象共沉淀现象：进行沉

5、淀反应时，某些可溶性杂：进行沉淀反应时，某些可溶性杂质同时沉淀。质同时沉淀。原因：表面吸附、吸留和生成混晶所造成。原因：表面吸附、吸留和生成混晶所造成。1、表面吸附、表面吸附：沉淀的表面吸附了杂质。原因：晶沉淀的表面吸附了杂质。原因：晶体表面离子电荷不完全等衡引起。如在体表面离子电荷不完全等衡引起。如在BaSO4晶体晶体的表面会吸附的表面会吸附Fe3+。沉淀析出时，总有一些可溶性物质随之一起沉淀沉淀析出时，总有一些可溶性物质随之一起沉淀下来，影响沉淀的纯度。下来，影响沉淀的纯度。一、影响沉淀纯度的因素一、影响沉淀纯度的因素(1)第一吸附层吸附选择性：构晶离子首先被吸附。第一吸附层吸附选择性：构

6、晶离子首先被吸附。其次，是与构晶离子大小相近，电荷相同的离子其次，是与构晶离子大小相近，电荷相同的离子容易被吸附。容易被吸附。(2)第二吸附层吸附选择性：吸附离子第二吸附层吸附选择性：吸附离子；。(3) 颗粒越小比表面积越大，吸附力越强。颗粒越小比表面积越大，吸附力越强。【例例】沉淀沉淀BaSO4，溶液含，溶液含NO3-、Cl-、Na+和和H+：稀硫酸量不足时，稀硫酸量不足时，BaSO4先吸附先吸附Ba2+带正电，再带正电，再吸附吸附NO3-，因为，因为Ba(NO3)2的溶解度小于的溶解度小于BaCl2。稀稀H2SO4过量时，过量时，BaSO4先吸附先吸附SO42-而带负电，而带负电，再吸附再

7、吸附Na+，因为，因为Na2SO4溶解度比溶解度比H2SO4小。小。吸附杂质量多少，与下列因素有关：吸附杂质量多少，与下列因素有关： (1)沉淀总表面积愈大，吸附杂质的量愈多。沉淀总表面积愈大，吸附杂质的量愈多。 (2)杂质离子浓度愈大，被吸附的量愈多。杂质离子浓度愈大，被吸附的量愈多。 (3)吸附是放热过程，温度愈高，吸附杂质量愈少。吸附是放热过程，温度愈高，吸附杂质量愈少。减小表面吸附的方法：减小表面吸附的方法：(1)适当提高溶液温度 (2)洗涤沉淀，这是减少表面吸附的有效方法。2吸留与包夹吸留与包夹：沉淀过程，若沉淀剂浓度较大、沉淀过程，若沉淀剂浓度较大、加入速度较快时沉淀迅速长大，先吸

8、附在沉淀表加入速度较快时沉淀迅速长大，先吸附在沉淀表面的杂质离子来不及离开沉淀，就陷入沉淀晶体面的杂质离子来不及离开沉淀，就陷入沉淀晶体内部，这种现象称为吸留。若留在沉淀内部的是内部，这种现象称为吸留。若留在沉淀内部的是母液，则称为包夹。这种现象造成的沉淀不纯是母液，则称为包夹。这种现象造成的沉淀不纯是无法洗去的。无法洗去的。 3生成混晶生成混晶：如果杂质离子与构晶离子半径相近，如果杂质离子与构晶离子半径相近，电子层结构相同，而且所形成的晶体结构也相同，电子层结构相同，而且所形成的晶体结构也相同，则它们能生成混晶。常见混晶有则它们能生成混晶。常见混晶有BaSO4和和PbSO4， MgNH4PO

9、46H2O和和MgNH4AsO46H2O，AgC1和和AgBr等。混晶污染严重。改变沉淀条件、洗涤、等。混晶污染严重。改变沉淀条件、洗涤、陈化，甚至重结晶，效果都不理想。最好是分离陈化，甚至重结晶，效果都不理想。最好是分离杂质。杂质。(二二)后沉淀现象后沉淀现象 沉淀放置过程中，溶液中杂质离子慢慢沉淀到沉沉淀放置过程中，溶液中杂质离子慢慢沉淀到沉淀上的现象，称为后沉淀现象。淀上的现象，称为后沉淀现象。如在如在Cu2+、Zn2+的酸性溶液通入的酸性溶液通入H2S最初得到的最初得到的CuS并不夹杂并不夹杂ZnS。但若。但若与溶液长时间接触，由与溶液长时间接触，由于于CuS表面吸附溶液的表面吸附溶液

10、的S2-，使，使表面表面 S2-增加，当增加，当 Zn2+S2- Ksp,ZnS时，在时，在CuS表面析出表面析出ZnS沉沉淀。淀。二、提高沉淀纯度的措施二、提高沉淀纯度的措施( (一一) )选择适当的分析程序选择适当的分析程序( (三三) )选择适当的洗涤剂进行洗涤：选择适当的洗涤剂进行洗涤： 洗涤剂必须是洗涤剂必须是在灼烧或烘干时容易挥发除去的物质。在灼烧或烘干时容易挥发除去的物质。( (四四) )及时进行过滤分离，以减少后沉淀。及时进行过滤分离，以减少后沉淀。( (五五) )进行再沉淀：对除去吸留杂质特别有效。进行再沉淀：对除去吸留杂质特别有效。( (六六) )选择适当的沉淀条件：沉淀吸

11、附与沉淀颗粒选择适当的沉淀条件：沉淀吸附与沉淀颗粒大小、类型，温度和陈化等有关，要选择适宜的大小、类型，温度和陈化等有关，要选择适宜的沉淀条件。沉淀条件。第四节进行沉淀的条件第四节进行沉淀的条件 (一一)适当稀的溶液中进行沉淀，并加入沉淀剂的稀适当稀的溶液中进行沉淀，并加入沉淀剂的稀溶液溶液。目的是降低溶液的过饱和度。目的是降低溶液的过饱和度。(二二) 搅拌下逐滴加入沉淀剂搅拌下逐滴加入沉淀剂。防溶液局部过浓，以。防溶液局部过浓，以免生成大量的晶核。免生成大量的晶核。( (四四) )陈化陈化 沉淀完毕后，让沉淀和溶液一起放置沉淀完毕后，让沉淀和溶液一起放置一段时间。可使沉淀晶形完整、纯净、粗大

12、晶体一段时间。可使沉淀晶形完整、纯净、粗大晶体长大。加热和搅拌可缩短陈化时间。长大。加热和搅拌可缩短陈化时间。( (三三) ) 热溶液中进行沉淀热溶液中进行沉淀，使沉淀的溶解度略有增使沉淀的溶解度略有增加，可降低溶液的相对过饱和度，为防沉淀热溶加，可降低溶液的相对过饱和度，为防沉淀热溶解损失，应在沉淀完成后，冷却后过滤。解损失，应在沉淀完成后，冷却后过滤。 无定形沉淀一般溶解度很小，溶解损失可忽无定形沉淀一般溶解度很小，溶解损失可忽略不计。主要考虑减少杂质吸附和防止形成胶体略不计。主要考虑减少杂质吸附和防止形成胶体溶液。溶液。二、无定形沉淀的沉淀条件二、无定形沉淀的沉淀条件(一一) 在较浓的溶

13、液进行沉淀，加入沉淀剂的速度在较浓的溶液进行沉淀，加入沉淀剂的速度可适当加快可适当加快。沉淀完毕后，立刻加入大量热水冲沉淀完毕后，立刻加入大量热水冲稀并搅拌，使被吸附的部分杂质转入溶液。稀并搅拌，使被吸附的部分杂质转入溶液。 (二二) 在热溶液中进行沉淀在热溶液中进行沉淀。可防止胶体生成，减少。可防止胶体生成，减少杂质的吸附作用，并可使生成的沉淀紧密些。杂质的吸附作用，并可使生成的沉淀紧密些。(三三)溶液中加入适当的电解质溶液中加入适当的电解质，以防止胶体溶液的，以防止胶体溶液的生成。但加入应是可挥发性盐类如铵盐等。生成。但加入应是可挥发性盐类如铵盐等。(四四)不必陈化不必陈化。(五五)必要时

14、进行再沉淀必要时进行再沉淀。无定形沉淀一般含杂质的。无定形沉淀一般含杂质的量较多，如果准确度要求较高时，应当进行再沉量较多，如果准确度要求较高时，应当进行再沉淀。淀。三、均匀沉淀法三、均匀沉淀法 消除局部过浓现象。消除局部过浓现象。【方法方法】先控制一定条件，使沉淀剂不能立刻与先控制一定条件，使沉淀剂不能立刻与被测离子生成沉淀，然后通过一种化学反应，使被测离子生成沉淀，然后通过一种化学反应，使沉淀剂从溶液中缓慢均匀产生，使得沉淀在整个沉淀剂从溶液中缓慢均匀产生，使得沉淀在整个溶液中缓慢、均匀析出。可获得颗粒较大、吸附溶液中缓慢、均匀析出。可获得颗粒较大、吸附杂质少、易过滤洗涤的晶形沉淀。杂质少、易过滤洗涤的晶形沉淀。