简称溶度积.PPT

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 基礎化學(三) * * 基礎化學(三) * * 基礎化學(三) 3-4 溶解平衡 溶解平衡 3-4 溶解是一種重要自然現象， 糖和食鹽因為溶解度很大，所以食物調味變得容易； 牙齒的酸蝕也牽涉到溶解度，當牙齒經過氟化物處理後，可將原本對酸溶解度較大的氫氧磷酸鈣 (Ca5(PO4)3OH) 轉變為更耐酸蝕的氟磷酸鈣 (Ca5(PO4)3F) 及氟化鈣 (CaF2)； 用於腸道 X 光攝影的造影劑硫酸鋇 (BaSO4)的溶解度很小，除可助於顯現臟器影像，亦可避免體內攝取過多有害的 Ba2+。 溶解平衡 3-4 離子晶體的溶解與沉澱也是一種平衡， 其平衡常數稱為溶度積常數(solubility product constant)， 簡稱溶度積 (solubility product)，以 Ksp 表示。 Ksp 可以用來解釋離子晶體的溶解和沉澱現象，並討論其中的定量關係。 溶度積常數在分析化學上的應用 溶解平衡 3-4 3-4.1 溶度積常數 3-4.2 同離子效應 溶度積常數 3-4.1 將難溶的氯化銀 (AgCl) 置於水中： Ag+ 與 Cl－ 可由固體表面溶出，而形成水合離子； 當溶液中水合離子的濃度漸大，也可在固體表面沉澱而結晶。 直到溶解與沉澱的速率相等時，即成為飽和溶液， 此時溶解的氯化銀濃度即為其溶解度， 其平衡常數表示式為 此平衡常數 Ksp 稱為氯化銀之溶度積常數。 溶度積常數 3-4.1 若氯化銀之溶解度為 s M，則氯化銀之溶解平衡： 再以 Hg2Cl2 的溶解平衡為例： 溶度積常數 3-4.1 溶度積之通式： 含 An+ 與 Bm－ 的兩溶液混合，是否可生成 AmBn 沉澱，可利用離子積來預測。 將溶液中的各離子濃度代入溶解平衡的平衡定律式，求得的值稱為離子積，記為 Q。 溶度積常數 3-4.1 Q 與 Ksp 的關係 1. Q＞Ksp ?表示 。 會生成沉澱 2. Q＝Ksp ?表示 。 3. Q＜Ksp ?表示 。 溶液恰為飽和 溶液未達飽和 ?表示 。 不會生成沉澱 範例 3-11 傳統攝影術所使用的底片上塗有溴化銀，已知 25 ℃ 時，溴化銀的溶度積為 4.90 × 10－13，求其在純水中的溶解度為何？ 解答 設溴化銀之溶解度為 s M， 解得 即 s2＝4.90 × 10－13 s＝7.00 × 10－7 (M) 練習題 3-11 解答 氫氧化鎂在水中的溶解度不大，可作為醫藥上的制酸劑，也具有通便的作用。在 25 ℃ 時，已知 Mg(OH)2 的溶解度為 2 × 10－3 M，求 Mg(OH)2 的 Ksp。 ＝3.2 × 10－8 ∴Ksp＝[Mg2+][OH－]2＝(2 × 10－3)(4 × 10－3)2 範例 3-12 已知 TlCl 之 Ksp 為 1.9×10－4，將等體積的 0.020 M TlNO3(aq) 和 0.0040 M NaCl(aq) 混合，是否會有 TlCl 沉澱生成？ 解答 TlNO3 和 NaCl 皆為強電解質，可完全解離，溶液以等體積混合，故濃度減半。 即 離子積 Q＝[Tl+][Cl－]＝0.010×0.0020＝2.0×10－5 Q＜Ksp，故無沉澱生成。 練習題 3-12 已知 PbCl2 之 Ksp 為 1.6×10－5。將等體積的 0.10 M NaCl(aq) 與 0.10 M Pb(NO3)2(aq) 混合，是否產生沉澱？ 解答 等體積混合，故 [Pb2+] 及 [Cl－] 皆減半 Q＝[Pb2+][Cl－]2＝0.05×(0.05)2 ＝1.25×10－4＞1.6×10－5 故可生成沉澱 同離子效應 3-4.2 以氯化銀之溶解平衡為例： 將氯化銀晶體分別放入純水與 0.1 M 的硝酸銀水溶液中，測量其溶解度， 發現氯化銀在純水中的溶解度較大。 根據勒沙特列原理： 在硝酸銀水溶液中， Ag+ 濃度較大，使平衡位置更偏左邊， 因而使氯化銀溶解度減小， 此現象稱為 ( )。 同離子效應 common ion effect 同離子效應 3-4.2 再以醋酸銀溶液為例： 室溫時，一試管中裝有飽和的醋酸銀溶液，及尚未溶解的醋酸銀固體。 在此試管中加入 1 M 的硝酸銀溶液， 根據勒沙特列原理： 因銀離子的濃度增加，使反應向左移動， 因而使醋酸銀的沉澱量增加， 亦即銀離子加入，使醋酸銀的溶解度減小了， 此即為同離子效應。 範