溶解度与溶度积课件.ppt

《溶解度与溶度积课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《溶解度与溶度积课件.ppt（29页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、主讲内容溶解度溶解度1溶解度与溶度积的关系溶解度与溶度积的关系3溶度积规则溶度积规则4学习目标学习目标了解了解 难溶物在水中的溶解情况，认识沉淀难溶物在水中的溶解情况，认识沉淀溶解平衡的建立过程。溶解平衡的建立过程。理解理解 溶度积的概念，掌握溶解度与溶度积溶度积的概念，掌握溶解度与溶度积之间的关系，会进行两者之间的换算。熟悉之间的关系，会进行两者之间的换算。熟悉溶度积规则。溶度积规则。学习目标学习目标 当我们外出旅游，沉醉于秀美的湖光山色时，一定会惊叹大自然的鬼斧神工。石灰石岩层在经历了数万年的岁月侵蚀之后，会形成各种奇形异状的溶洞。你知道它是如何形成的吗？ 石灰岩里不溶性的碳酸钙与水及二氧

2、化碳反应能转化为微溶性的碳酸氢钙。溶有碳酸氢钙的水从溶洞顶向溶洞底滴落时，水分蒸发，二氧化碳压强减小以及温度的变化都会使二氧化碳溶解度减小而析出碳酸钙沉淀。这些沉淀经过千百万年的积聚，渐渐形成了钟乳石、石笋等。溶解度溶解度在一定温度下，体系达到溶解平衡时，一在一定温度下，体系达到溶解平衡时，一定量的溶剂中含有溶质的质量，叫做溶解度。通常定量的溶剂中含有溶质的质量，叫做溶解度。通常以符号以符号 S 表示。表示。对水溶液来说，通常以饱和溶液中每对水溶液来说，通常以饱和溶液中每100g 水所含水所含溶质的质量来表示，即以溶质的质量来表示，即以g /100g水表示。水表示。溶解度的表示：溶解度的表示：

3、g /100g水，水， gL-1， molL-1溶解性溶解性 在水中溶解时，能形成水合阳离子和阴离子的无机化合物，称其为电解质。 根据电解质溶解度的差异，习惯将其划分为易溶、可溶、微溶和难溶四个等级。S 本章主题本章主题沉淀溶解平衡，主要讨论研究沉淀溶解平衡，主要讨论研究微溶和难溶微溶和难溶的无机化合物，下文将其统称的无机化合物，下文将其统称为难为难溶电解质溶电解质。 利用物质溶解度的差异，我们可以对物质利用物质溶解度的差异，我们可以对物质进行分离和提纯。进行分离和提纯。重结晶法重结晶法分离或提纯物质就分离或提纯物质就是对溶解度的差异的应用。是对溶解度的差异的应用。溶度积溶度积在一定温度下，将

4、难溶电解质放入水中时，在一定温度下，将难溶电解质放入水中时，就发生溶解和沉淀两个过程。就发生溶解和沉淀两个过程。以以BaSO4为例：为例：Ba2+SO42-BaSO4BaSO4难溶电解质的溶解和沉淀是两个相互可逆的过程。沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡 将将BaSOBaSO4 4晶体放入水中，开始时溶解速率较晶体放入水中，开始时溶解速率较大，沉淀速率较小大，沉淀速率较小。在一定条件下，当溶解和沉。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淀速率相等时，便建立了一种动态的多相离子平衡，可表示如下：衡，可表示如下：)(aqSO(aq)Ba (s)BaSO2424(SOBaBaSO4

5、+cKspBaSO4简写为：Ksp 溶度积常数溶度积常数，简称，简称溶度积。溶度积。Ksp不同类型的难溶电解质，溶度积的表达式不同不同类型的难溶电解质，溶度积的表达式不同对于一般沉淀反应：对于一般沉淀反应：mBnAspnmccK222ClPbspPbClccK（2）难溶电解质的难溶电解质的溶度积溶度积是相应沉淀溶解平衡是相应沉淀溶解平衡的标准平衡常数，其数值在稀溶液中不受其他的标准平衡常数，其数值在稀溶液中不受其他离子存在的影响，只取决于离子存在的影响，只取决于温度温度，温度升高，温度升高，多数难溶电解质的溶度积增大。多数难溶电解质的溶度积增大。（1）沉淀溶解平衡的前提沉淀溶解平衡的前提多相离

6、子平衡体系多相离子平衡体系中，必须有未溶解固相的存在中，必须有未溶解固相的存在。注意：注意：常见物质的KspAgCl 1.810-10AgBr 5.210-13AgI 8.310-17Ag2CrO4 1.110-12BaCO3 5.110-9BaSO4 1.110-10CaCO3 2.810-9CaC2O4 1.4610-10CaC2O4H2O 410-9CaSO4 9.110-6CdS 8.010-27CuS 6.310-36HgS 410-53Fe(OH)2 810-16Fe(OH)3 410-38Mg(OH)2 1.810-11Mn(OH)2 2.0610-13MnS 2.510-13溶

7、度积与溶解度的关系溶度积与溶解度的关系联系：联系：溶度积与溶解度均可表示难溶电解质的溶解性，溶度积与溶解度均可表示难溶电解质的溶解性，两者之间可以相互换算。两者之间可以相互换算。区别：区别：溶度积是一个标准平衡常数，只与温度有关。而溶度积是一个标准平衡常数，只与温度有关。而溶解度不仅与温度有关，还与系统的组成、溶解度不仅与温度有关，还与系统的组成、pH值的改变值的改变及配合物的生成等因素有关。及配合物的生成等因素有关。溶度积和溶解度的相互换算溶度积和溶解度的相互换算在溶度积的计算中，离子浓度必须是物质的量的浓度，其单位为molL-1；而溶解度的单位有g/100g水，水，gL-1， molL-1

8、。计算时一般要先将难溶电解质的溶解度 S 的单位换算为molL-1。对于难溶物质饱和溶液浓度极稀，可作近似处理：(xg/100g H2O)10/M mol L-11. AB型型(如如AgCl、AgI、CaCO3) AB (S) A+ (aq) + B(aq) 溶解度：溶解度： S S Ksp = c(A+ )c(B) = S2 spSK2. AB2或或A2B型型 (Mg(OH)2 、Ag2CrO4) AB2(S) A2+ (aq) + 2B(aq) 溶解度：溶解度： S 2S Ksp = c(A+ )c2(B ) = S(2S)2 = 4S3 34spKS 3. AB3或或A3B型型 (如如

9、Fe(OH)3 、Ag3PO4) A3B(s) 3A+ (aq) + B3- (aq) 溶解度：溶解度： 3S S Ksp =c3(A+)c(B3-) = (3S)3S = 27S4427spKS 例1：25oC时，AgCl的溶解度为1.9210-3gL-1，求同温度下AgCl的溶度积。)L/(mol1SS平衡浓度3 .143Mr(AgCl) 解：已知1313Lmol1034. 1Lmol3 .1431092. 1 S)aq(Cl-(aq)Ag+ AgCl(s) Ksp(AgCl)=c(Ag-)c(Cl-)=S2=1.810-10 2 /(molL-1）xx平衡浓度42331.7)CrOMr(

10、Ag1215Lg102.2Lg331.7105.6S5312105.6 ,4101.1xx例2：25oC，已知 (Ag2CrO4)=1.110-12，求同温度下S(Ag2CrO4)/gL-1。Ksp)aq(CrO(aq)2Ag (s)CrOAg442224242)CrO()Ag()CrOAg(ccKsp解： 例3. 查表知PbI2的Ksp为 1.4 10-8, 估计其溶解度 s（单位以gL-1计）。 解： 设其溶解度为x molL-1 PbI2 (s) = Pb2+ (aq) + 2 I- (aq) 平衡浓度/molL-1 x 2x Ksp = c (Pb2+ ) c(I-)2= (x)(2x

11、)2 = 4x3 x = (Ksp/4)1/3 = (1/4 1.4 10-8)1/3 = 1.5 10-3 (molL-1) s = 1.5 10-3 461.0 gL-1 =6.9 10-1 gL-1几种类型的难溶物质溶度积、溶解度比较几种类型的难溶物质溶度积、溶解度比较物质类型难溶物质溶度积Ksp溶解度/molL-1换算公式ABAgCl1.7710-101.3310-5Ksp =S2 BaSO41.0810-101.0410-5Ksp =S2 AB2CaF23.4510-112.0510-4 Ksp =4S3A2BAg2CrO41.1210-12 6.5410-5 Ksp =4S3对于同

12、种类型化合物而言，对于同种类型化合物而言， Ksp ， S 。但对于不同种类型化合物之间，但对于不同种类型化合物之间，不能根据不能根据Ksp来比较来比较S的大小。的大小。 )Ag2CrO4()AgCl(ssKspKsp三、溶度积规则三、溶度积规则在难溶电解质溶液中，有关离子浓度幂的在难溶电解质溶液中，有关离子浓度幂的乘积称为浓度积，用符号乘积称为浓度积，用符号QC 表示表示 ，它表，它表示任一条件下离子浓度幂的乘积。示任一条件下离子浓度幂的乘积。 QC和和Ksp的表达形式类似，但其含义不同。的表达形式类似，但其含义不同。 Ksp表示难溶电解质的饱和溶液中离子浓表示难溶电解质的饱和溶液中离子浓度

13、幂的乘积，仅是度幂的乘积，仅是QC的一个特例。的一个特例。当判断两种溶液混合后能否生成沉淀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。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先计算出混合后与沉淀有关的离子浓度；度；(2) 计算出浓度积计算出浓度积Qc；(3) 将将Qc与与Ksp进行比较，判断沉淀能否进行比较，判断沉淀能否生成。生成。溶度积规则的应用溶度积规则的应用 判断是否有沉淀生成判断是否有沉淀生成 原则上只要原则上只要QcKsp 便应该有沉淀产生，但是只有当便应该有沉淀产生，但是只有当溶液中含约溶液中含约10-5gL-1固体时，人眼才能观察到混浊现象固体时，

14、人眼才能观察到混浊现象，故实际观察到有沉淀产生所需的离子浓度往往要比理，故实际观察到有沉淀产生所需的离子浓度往往要比理论计算稍高些论计算稍高些。 判断沉淀的完全程度判断沉淀的完全程度 没有一种沉淀反应是绝对完全的，通常认为溶液中某没有一种沉淀反应是绝对完全的，通常认为溶液中某离子的浓度小于离子的浓度小于110-5 molL-1时，即为沉淀完全。时，即为沉淀完全。平衡平衡体系体系 研究研究对象对象 研究研究对象对象 平衡移平衡移动的判动的判据据 平衡常数平衡常数 表达式表达式 升温对平升温对平衡常数的衡常数的影响影响 化学化学平衡平衡 2SO2+O2 2SO3 H0 C+H2O CO+H2 H0

15、 电离电离平衡平衡 H2O H+OH- CH3COOH CH3COO- + H+ NH3H2O NH4+ OH- 水解水解平衡平衡 CH3COO-+ H2O CH3COOH + OH- 沉淀溶解沉淀溶解平衡平衡 AgCl（s） Ag+（aq）+ Cl-（aq） 可逆可逆反应反应弱电解弱电解质水溶质水溶液液增大增大增大增大增大增大增大增大增大增大增大增大减小减小Kc=SO32O2SO22Kc=CO H2OH2Ka=CH3COO- CH3COOHH+ Kb=NH4+ NH3H2OOH- 能水解的能水解的盐溶液盐溶液Kw=H+ OH-Ksp =Ag+ Cl-难溶或难溶或微溶物微溶物的浊液的浊液化化学

16、平学平衡移衡移动原动原理理Q 与与 K相对相对大小大小四大平衡的比较：四大平衡的比较：某温度时，某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如在水中的沉淀溶解平衡曲线如下图所示，下列说法正确的是（下图所示，下列说法正确的是（ ）A、加入、加入NaSO4可以是溶液由可以是溶液由a点到点到b点点B、通过蒸发可以是溶液由、通过蒸发可以是溶液由d点到点到c点点C、d点无点无BaSO4沉淀生成沉淀生成D、a点对应的点对应的Ksp大于大于 c点对应的点对应的Ksp 拓展、某温度时，拓展、某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解在水中的沉淀溶解平衡曲线如右下图所示。平衡曲线如右下图所示。a b c d四个点中处于平衡状态的是四个点中处于平衡状态的是 ： v ( 溶解溶解)v(沉淀沉淀) 的是的是 ： QKsp的是的是 ： acdb金属离子从开始沉淀到沉淀完全时溶液的金属离子从开始沉淀到沉淀完全时溶液的pH:Fe3+:2.73.7 Cu2+:5.2 6.4思考：如何分离酸性溶思考：如何分离酸性溶液中的液中的Cu2+ 、 Fe3+ ？加氧化铜调加氧化铜调节节pH