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第十章沉淀溶解平衡
第10章 沉淀溶解平衡
[课题一] 第一节溶度积原理
[教学目的]
1.理解难溶电解质的沉淀溶解平衡
2.掌握溶度积概念和溶度积规则
3.掌握溶解度和溶度积的相互换算
[重难点]
溶度积规则和溶解度与溶度积的相互换算
[课时安排] 2课时
[教学方法] 讲解
[教学过程]
[板书] 第一节 溶度积原理
一. 溶度积常数
[讲解] AgClAgCl固体放入水中时,AgCl在水中的溶解度很小,AgCl表面上的Ag+离子和Cl-离子,在H2O分子作用下,会脱离晶体表面进入水中。反过来在水中的水合Ag+离子与水合Cl-离子不断地作无规则运动,其中一些Ag+(aq)和Cl-(aq)在运动中相互碰撞,又可能沉积在固体表面。参见图9-1“AgCl的沉淀溶解过程”。当溶解速度与沉淀速度相等时,在体系中便存在固体与溶液中离子之间的动态平衡。表示为:
这种溶液是饱和溶液。上述平衡关系是一种多相平衡称为沉淀-溶解平衡
由于固体AgCl的“浓度”是一常数,因此可并入常数K中,即:
[板书] K[AgCl]=[Ag+][Cl-]=Ksp
式中的Ksp(或用KL表示)叫做溶度积常数,简称溶度积。
[举例] Fe(OH)3、Ca3(PO4)2的溶度积表示式为:
Fe(OH)3Fe3++3OH-
Ksp=[Fe3+][OH-]3
[板书]溶度积的一般表示式为:
AmBn() mAn++nBm-
Ksp====[An+]m[Bm-]n
Ksp是一个常数。它表示在难溶电解质的饱和溶液中,以系数为乘幂的离子浓度的乘积。
[讲述] 298K9-17。和其它平衡常数一样,Ksp也随温度而变化,例如,BaSO4298K时,Ksp=1.08×10-10,323K时,Ksp=1.98×10-10,可知随温度升高,BaSO4的Ksp稍有增大。
[板书]二. 溶度积和溶解度的换算
难溶电解质的溶度积和溶解度都可以表示物质的溶解能力,溶度积和溶解度可以互相换算。
1.已知溶解度求溶度积:已知物质的溶解度(用物质的量浓度:mol/L表示),就可以计算它的溶度积。
[例题] 已知室温时AgBr的溶解度是8.8×10-7mol/L,MgNH4PO4溶解度是6.3×10-5mol/L,求AgBr、MgNH4PO4的溶度积?
解: AgBr() Ag++Br-
AgBr可认为完全电离
[Ag+]=[Br-]=8.8×10-7mol/L
Ksp[AgBr]=[Ag+][Br-]=(8.8×10-7)2=7.7×10-13
同理MgNH4PO4(固) Mg2++NH4++PO43-
因为溶解的Mg(NH4)PO4可认为完全电离,
[Mg2+]=[]=[]=6.3×10-5mol/L
Ksp[Mg(NH4)PO4]=[Mg2+][][]
=(6.310-5)3=2.5×10-13
答:AgBr的溶度积为7.7×10-13,Mg(NH4)PO4的溶度积为2.5×10-13。
[小节]通过以上计算可将溶解度求溶度积的换算公式小结如下:
2.已知溶度积求溶解度
[例题] 已知CaF2的溶度积是2.7×10-11,问它在纯水中的溶解度是多少?
解:因为溶解的CaF2可认为完全电离。设CaF2的溶解度为s,则在CaF2饱和溶液中,[Cu2+]=s,[F-]=2s,
Ksp[CaF2]=[Ca2+][F-]2=s·(2s)2=4s3=2.7×10-11
CaF2在纯水中的溶解度是1.6×10-4mol/L。
对于同类型的难溶电解质,在一定温度下,Ksp越大,溶解度越大。
对于不同类型的电解质,不能从溶度积的大小立即判断出物质的溶解度,必须利用前面的公式进行换算,才能得出准确的结论。
[板书] 三. 溶度积原理
[讲解]在一给定的难溶电解质溶液中,它们的离子浓度的乘积和溶度积之间存在三种可能情况。
1.Qi=Ksp此时难溶电解质达到沉淀溶解平衡状态,溶液是饱和溶液。
2.Qi>Ksp溶液中将析出沉淀,直到溶液中的Qi=Ksp为止。
3.Qi<Ksp溶液为不饱和溶液,将足量的难溶电解质固体放入此溶液中,固体将溶解,直到溶液中Qi=Ksp时,溶液达到饱和。
上述内容就是溶度积原理。根据溶度积原理,可以判断溶液中沉淀的生成和溶解。这里注意离子积Qi是非平衡状态下离子浓度的乘积所以Qi值不固定。
[板书]四.影响难溶物溶解度的因素
1.同离子效应
[实验] 取AgCl饱和溶液5mL两份,分别滴加1mol/L的AgNO3溶液,1mol/L的NaCl溶液。观察现象。
[分析]实验结果是AgCl澄清的饱和溶液,均析出AgCl白色沉淀。上述现象产生的原因是在AgCl饱和溶液中,存在着溶液中Ag+离子、Cl-离子与固体AgCl的
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