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1、,上一內(nèi)容,下一內(nèi)容,第四章 難溶強電解質(zhì)的多相離子平衡,Heterogeneous Ion Equilibrium of,Spasingly,Soluble Strong Electrolytes,第一節(jié) 多相離子平衡與溶度積,第二節(jié) 溶度積常數(shù)與溶解度的關(guān)系,第三節(jié)多相離子平衡的移動-同離子效應(yīng)與鹽效 應(yīng),第四節(jié)溶度積規(guī)則及其應(yīng)用,第五節(jié) 多相離子平衡在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用（自學(xué)）,第四章 難溶強電解質(zhì)的多相離子平衡,難溶強電解質(zhì)：,強電解質(zhì)中，有一類在水中,溶解度,較,小,，但它們在水中溶解的部分是,全部解離,的。,難溶,通常是指在25時溶解度 0.01,g/100g(H,2,O)。,例如,Ag

2、Cl、CaCO,3,、PbS,等。,第四章 難溶強電解質(zhì)的多相離子平衡,第一節(jié),多相離子平衡和溶度積,Ba,2+,SO,4,2-,一定,T,時,:,Ba,2+,(aq,)+,SO,4,2-,(aq),溶解,沉淀,BaSO,4,(s),飽和溶液中，,v,溶解,=,v,沉淀,，,達到,固體,難溶強電解質(zhì)與,溶液,中離子間的平衡，稱,多相離子平衡(沉淀溶解平衡),.,第一節(jié),多相離子平衡和溶度積,Ba,2+,(aq,)+,SO,4,2-,(aq),溶解,沉淀,BaSO,4,(s),平衡時,K,=,Ba,2+,SO,4,2-,BaSO,4,(s),Ba,2+,SO,4,2-,=,K,BaSO,4,(s

3、),=,K,sp,K,sp,稱為,溶度積常數(shù),簡稱,溶度積,(solubility product).,表明,一定溫度下，難溶強電解質(zhì)的,飽和溶液,中離子濃度冪的乘積為一常數(shù)。,K,sp,=,Ag,+,Cl,-,Ag,+,+,Cl,-,例1.,AgCl,(s),例,2.Mg(OH),2,(s),Mg,2,+,+2 OH,-,溶度積,K,sp,=,Mg,2+,OH,-,2,推廣,A,m,B,n,(s),m,A,n,+,+,n,B,m,-,K,sp,=A,n+,m,B,m-,n,1.,K,sp,無單位（濃度,mol/L,）。,2.溫度一定時，,K,sp,為一常數(shù),有表可查。,5.表示難溶強電解質(zhì)在

4、水中的溶解能力的大小,。,溶度積,說明：,3.只有當(dāng)難溶電解質(zhì)為,飽和溶液,時，上式才能成立。,4.,K,sp,為離子濃度冪的乘積而不是難溶電解質(zhì)的濃度。,例:,AgCl,在298,K,時的溶度積為,1.7710,-10,，計算其溶解度。,解：,平衡濃度,/,mol,L,-1,S S,K,sp,=Ag,+,Cl,-,=,S,2,AgCl,(s,)Ag,+,+,Cl,-,1.已知溶度積,K,sp,，求算溶解度,S,第二節(jié) 溶度積常數(shù)與溶解度的關(guān)系,K,sp,和,S,都表示物質(zhì)的,溶解程度，他們間可進行換算。,例:,Mg(OH),2,在298,K,時的溶解度為1.1210,-4,molL,-1,，

5、,求該溫度時,Mg(OH),2,的溶度積。,解：,平衡濃度,/,mol,L,-1,S 2S,K,sp,=Mg,2+,OH,-,2,=,S,(2,S,),2,=4,S,3,Mg(OH),2,(s)Mg,2+,+2 OH,-,K,sp,=4,(1.1210,-4,),3,=,5.6110,-12,第二節(jié) 溶度積常數(shù)與溶解度的關(guān)系,2.已知溶解度,S,，求算溶度積,K,sp,比較:,AgBr,AgCl,Mg(OH),2,溶度積,K,sp,5.3510,-13,1.7710,-10,5.6110,-12,結(jié)論,相同類型，,K,sp,S,.,第二節(jié) 溶度積常數(shù)與溶解度的關(guān)系,不同類型,不能用,K,sp,

6、判斷,S,的大小,溶解度/,mol,L,-1,7.3110,-6,1.3310,-5,1.1210,-4,K,sp,數(shù)據(jù)可用于估計和比較難溶電解質(zhì)溶解度大小。,同離子效應(yīng),在難溶強電解質(zhì)溶液中加入含,相同離子,的,易溶強電解質(zhì),，使難溶電解質(zhì)溶解度,降低,的現(xiàn)象。,2.,鹽效應(yīng),在難溶強電解質(zhì)飽和溶液中加入,不含,相同離子的強電解質(zhì)，將使難溶電解質(zhì)的溶解度,略為增大,的現(xiàn)象。,第三節(jié),多相離子平衡的移動,解：,平衡濃度,/,mol,L,-1,S,2,S,2,+,0.01,K,sp,BaSO4,=Ba,2+,SO,4,2-,=,S,2,（,S,2,+,0.01,）,BaSO,4,(s)Ba,2+

7、,+SO,4,2-,例:,已知,BaSO,4,的,溶度積為,8.710,-11,，試計算298,K,時，,BaSO,4,在,水中及在,0.01molL,-1,Na,2,SO,4,溶液中,的,溶解度。,近似處理,S,2,+,0.01,0.01,設(shè),BaSO,4,在水中溶解度為,s,1,K,sp,BaSO4,=Ba,2+,SO,4,2-,=,S,1,2,=,8.710,-11,得：,S,1,=9.33,10,-6,molL,-1,設(shè),BaSO,4,在,Na,2,SO,4,溶液,中溶解度為,s,2,Ba,2+,SO,4,2-,=0.01,S,2,=,8.710,-11,S,2,=,8.710,-9,

8、molL,-1,可見,BaSO,4,在,Na,2,SO,4,溶液,中的,s,要比水中的小約1000倍。,第四節(jié) 溶度積規(guī)則極其應(yīng)用,Q,和,K,sp,表達方式相同但概念不同，,Q,表示任意情況下,離子濃度,冪的乘積，,K,sp,表示沉淀溶解平衡時,離子濃度,冪的乘積。,2,溶度積規(guī)則,Q,=,K,sp,飽和溶液 平衡狀態(tài),Q,K,sp,過飽和溶液 有沉淀析出,1,離子積,Q,(ion product),A,m,B,n,(s,),m,A,n,+,+,n,B,m,-,根據(jù),K,sp,可判斷溶液中有無沉淀生成或沉淀能否溶解,。,K,sp,是,Q,的一個特例。,一、,溶度積規(guī)則,1.,加入沉淀劑,例,

9、在,20ml 0.002molL,-1,Na,2,SO,4,溶液中加入,20 ml 0.02molL,-1,BaCl,2,溶液，有無,BaSO,4,沉淀生成？并判斷,SO,4,2-,離子是否沉淀完全（,SO,4,2-,10,5,molL,-1,）,？已知,BaSO,4,的,K,sp,=1.0710,-10,.,解,:,（,1,）,c(,Ba,2+,)=0.01 molL,-1,Q,=,c(,Ba,2+,),c(,SO,4,2-,),=,0.01,0.001,=,10,-5,K,sp,有,BaSO,4,沉淀生成,二、沉淀的生成（,Q,K,sp,）,即,1.0710,-10,0.009,x,設(shè)平衡

10、時,SO,4,2-,=,x,mol,L,-1,故加入,BaCl,2,可使,SO,4,2-,沉淀完全,K,sp,=Ba,2+,SO,4,2-,=,(0.009,+,x,),x,假設(shè)生成,BaSO,4,0.001,mol,L,-1,，,剩余的,Ba,2+,為,0.009,mol,L,-1,BaSO,4,(s),Ba,2+,+SO,4,2-,0.009+,x,0.009,x,很小,平衡濃度,/mol,L,-1,0.009+,x x,x,=SO,4,2-,1.210,-8,mol L,-1,10,5,molL,-1,二、沉淀的生成（,Q,K,sp,）,例 計算,298K,時使,0.01molL,-1,

11、Fe,3+,開始沉淀和沉淀完全（,Fe,3+,10,-5,mol,L,-1,）,時溶液的,pH,值。已知,Fe(OH),3,的,K,sp,=2.6410,-39,。,解：,Fe(OH),3,(s)Fe,3+,+3OH,-,開始沉淀所需,OH,-,的最低 濃度,K,sp,Fe,3+,OH,-,3,pOH,=13lg 6.42=12.19,pH=1.81,2.控制溶液的,pH,值,沉淀完全,Fe,3+,10,-5,mol,L,-1,pH=14(12lg6.42)=2.81,即溶液,pH,值必須大于2.81才能沉淀完全,三、沉淀的溶解,Q,K,sp,（,一）,生成弱電解質(zhì),（,水、弱酸、弱堿,）,例

12、,Mg(OH),2,為什么可以溶解于,NH,4,Cl,溶液中？,Mg(OH),2,(s),Mg,2,+,+2OH,-,+,解釋,2NH,4,Cl,2,NH,4,+,+2,Cl,-,2NH,3,+,2H,2,O,平衡移動方向,由于生成弱電解質(zhì),NH,3，,使,OH,-,減少，因而,Mg,2+,OH,-,2,K,sp,平衡向,溶解方向進行。,三、沉淀的溶解,Q,K,sp,（,二）,生成難解離的配離子,解釋,AgCl,沉淀能溶于氨水的原因。,AgCl,(s),Ag,+,+,Cl,-,+,平衡移動方向,2NH,3,Ag(NH,3,),2,+,Ag,+,降低，,Q,K,sp,AgCl,沉淀溶解,三、沉淀

13、的溶解,Q,K,sp,（,三）利用氧化還原反應(yīng)使沉淀溶解,解釋金屬硫化物,CuS(,K,sp,1.2710,-36,),可溶于,HNO,3,。,CuS(s,),Cu,2+,+S,2-,+,HNO,3,S,+,NO,3,CuS,8HNO,3,3Cu(NO,3,),2,3S,2NO,4H,2,O,總反應(yīng)式：,三、沉淀的溶解,Q,K,sp,（,四）沉淀轉(zhuǎn)化,平衡移動方向,AgI,K,sp,AgI,K,sp,AgCl,AgCl,(s),Cl,-,+Ag,+,KI =K,+,+I,-,例 某溶液中,Cd,2+,和,Zn,2+,的濃度均為,0.01mol,L,-1,，為使,Cd,2+,生成,CdS,沉淀與

14、,Zn,2+,分離，應(yīng)控制,S,2-,在什么范圍？已知,解：,使,Cd,2+,沉淀完全（,10,-5,mol,L,-1,）,所需,S,2-,的最低濃度為,:,使,Zn,2+,不沉淀，,S,2-,的最高濃度為,S,2-,范圍：,1.4010,-24,S,2-,2.9310,-23,(mol/L),四、分步沉淀和沉淀的轉(zhuǎn)化,用一種沉淀劑，使溶液中的幾種離子按先后順序（,Q,先達到,K,sp,）沉淀出來的方法。,（一）,分步沉淀,(,fractional precipitate),0.10,mol L,-1,Cl,-,滴加,AgNO,3,0.10 mol L,-1,I,-,Ag,Cl,Ag,I,K,

15、sp,大,小,所需最低,Ag,+,大,小,后沉淀,先沉淀,說明,：,相同濃度的離子，同一類型，,K,sp,小的先沉淀；,不同類型，,通過計算判斷。,(,一,),分步沉淀,例,溶液中,Cl,-,、,CrO,4,2-,離子濃度均為,0.001mol,L,-1,，,若逐滴加入,AgNO,3,溶液，試計算,：,（,1,）哪一種離子先產(chǎn)生沉淀？（,2,）第二種離子開始沉淀時，溶液中殘留的第一 種離子的濃度是多少？,解,：,先產(chǎn)生,AgCl,沉淀,K,sp,=,Ag,+,Cl,-,K,sp,=,Ag,+,2,CrO,4,2-,(1),開始沉淀,K,sp,=,Ag,+,Cl,-,當(dāng)加入的,c,(Ag,+,)

16、,3.310,-5,molL,-1,時，,Ag,2,CrO,4,開始沉淀，此時溶液中剩余的,Cl,-,濃度為,故,AgCl,已沉淀完全,(Cl,-,10,-5,molL,-1,),(二)沉淀的轉(zhuǎn)化,某一沉淀溶液,適當(dāng)試劑,另一種沉淀,例,鍋爐的鍋垢中含有,CaSO,4，,可以用,Na,2,CO,3,溶液處理，使,CaSO,4,轉(zhuǎn)化為疏松的可溶于酸的,CaCO,3,沉淀,CaSO,4,(s)+CO,3,2-,CaCO,3,(s)+SO,4,2-,例,鍋爐的鍋垢中含有,CaSO,4，,可以用,Na,2,CO,3,溶液處理，使,CaSO,4,轉(zhuǎn)化為疏松的可溶于酸的,CaCO,3,沉淀，如果將,0.01mol,的固體,CaSO,4,溶解在,1L Na,2,CO,3,溶液中，問,Na,2,CO,3,的最初濃度應(yīng)為多少？,解：,CaSO,4,(s)+CO,3,2-,CaCO,3,(s)+SO,4,2-,已知,Na,2,CO,3,的最初濃度為,0.01+7.110,-7,0.01(molL,-1,),溶解1,mol CaSO,4,需1,mol,Na,2,CO,3，,而計算出的,CO,3,2-,=,7