大学无机化学-课件-第9章沉淀溶解平衡选编.ppt

第 9 章 沉淀溶解平衡 ;9 － 1 溶度积常数 ; 当溶解过程产生的 Ag+ 和 Cl－ 的数目和沉淀过程消耗的 Ag+ 和 Cl－ 的数目相同，即两个过程进行的速率相等时，便达到沉淀溶解平衡。可以表示成：;PbCl2 Pb2+ ＋ 2Cl– ;9 － 1 － 2 溶度积原理 ;化合物; 向饱和的 AgCl 溶液中加入 KNO3 固体，溶液的离子强度增大，使 Ag+和 Cl－ 的活度降低，导致 。这时若有 AgCl 固体与离子共存，它将溶解以保持平衡。也就是说盐效应使 AgCl 的溶解度增大。 ;9 － 1 － 4 溶度积与溶解度的关系 ; 平衡时浓度 2x x; 结论： Ksp 和溶解度之间具有明确的换算关系。但尽管两者均表示难溶物的溶解性质，但 Ksp 大的其溶解度不一定就大。;9 － 1 － 5 同离子效应对溶解度的影响 ; 纯水中 AgCl 的溶解度为 1.3×10–5 mol·dm–3，故：;9 － 2 沉淀生成的计算与应用 ; 解： ; 依题意 [Cd2+]＝1.0×10–5 mol·dm–3 时的 [S2－] 为所求。 ; 使用相同的计算方法，根据 Ksp (FeS) = 6.3×10–18 ，可得使1.0×10–2 mol·dm–3 Fe2+ 开始沉淀的 [S2－] 等于 6.3×10–16 mol·dm–3，而当 [S2－] ＝6.3×10–13 mol·dm–3 时，Fe2+ 已被沉淀完全。; 例：向 0.10 mol·dm–3 FeCl2 溶液中通 H2S 气体至饱和(浓度约为 0.10 mol·dm–3 ) 时，溶液中刚好有 FeS 沉淀生成，求此时溶液的 [H+] 。 ; [H+] 较大，应是 FeCl2 溶液原有的。如果原来 FeCl2 溶液的 [H+] 再大一些，那么即使 H2S 饱和也不会有 FeS 沉淀生成。 ; 根据一些硫化物的溶度积常数，通过计算可得如下结论：若在一定浓度的盐酸中通入 H2S 气体，其中的Pb2+、Bi3+、Cu2+、Cd2+、Hg2+、As3+、Sb3+ 和 Sn2+ 等离子将生成沉淀，而 Fe2+、Co2+、Ni2+、Zn2+ 和 Mn2+ 等离子继续保留在溶液中。; 例：溶液中 Fe3+ 和 Mg2+ 的浓度都为 0.010 mol·dm–3，求使 Fe3+ 沉淀完全而 Mg2+ 不沉淀的 pH 范围。已知 Ksp [ Fe(OH)3] ＝2.8×10–39 Ksp?[ Mg(OH)2] ＝5.6×10–12。; 此时 pOH ＝11.2，故 Fe3+ 沉淀完全时的 pH＝2.8 。 ; 1) 氧化还原法，使有关离子浓度变小； 2) 生成配位化合物的方法，使有关离子浓度变小； 3) 使有关离子生成弱??的方法。; 生成的 S2– 与盐酸中的 H+ 可以结合成弱电解质 H2S，于是使沉淀溶解平衡右移，引起 FeS 的继续溶解。这个过程可以示意为: ; 例: 使 0.01 mol ZnS 溶于 1dm3 盐酸中，求所需盐酸的最低浓度。 ; 当 0.01mol 的 ZnS 全部溶解时，产生的 S2– 将与盐酸中的 H+ 结合成 H2S ，且假设 S2– 全部生成 H2S ，则溶液中 [H2S]＝0.01 mol·dm–3 ; 故; 上述计算可以通过总的反应方程式进行 ; 即 ;9 － 3 － 2 沉淀的转化 ;＋; 两式相除得 ; 反过来，由溶解度极小的PbS转化为溶解度较大的PbSO4 则非常困难。从上面的讨论中可以看出，只有保持 [ SO42－] 大于 [ S2－] 的 3.2×1019 倍时，才能使 PbS 转化为 PbSO4 。这样的转化条件等于告诉我们这种转化是不可能的。实际上要完成 PbS 向 PbSO4 转化，是通过氧化反应实现的。 ; 两式相除得 ; 例: 0.20 dm3 1.5 mol·dm–3 的 Na2CO3 溶液可以使多少克 BaSO4 固体转化掉？ ; 解得 x＝0.060， 即 [ SO42－] ＝0.060 mol·dm–3