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文檔簡介
1、溶解平衡的概念2、溶解平衡的特征3、影響因素4、溶度積常數難溶電解質的溶解平衡思考2、Ag+和Cl-能完全反應嗎?固體的溶解度大于10g1g~10g0.01g~1g小于0.01g易溶可溶微溶難溶化學上通常認為殘留在溶液中的離子濃度
時,沉淀達到完全。小于10-5mol/L思考1.NaCl為什么不能在水中無限溶解,而是在一定溫度下有一個溶解度?一、沉淀溶解平衡3特征:逆、動、等、定、變
一定溫度下,當沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等時,形成電解質的飽和溶液,達到平衡狀態,我們把這種平衡稱為沉淀溶解平衡。
2表達式:1概念:MmAn(s)mMn+(aq)+nAm—(aq)
Mg(OH)2
(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)
沉淀溶解平衡和化學平衡、電離平衡一樣,符合平衡的基本特征、滿足平衡的變化基本規律。4影響溶解平衡的因素:①內因:電解質本身的性質
②外因:
a)濃度:b)溫度:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)
通常我們講的外因包括濃度、溫度、壓強等。對于溶解平衡來說,在溶液中進行,可忽略壓強的影響。
平衡右移平衡左移多數平衡向溶解方向移動升溫①加水②同離子效應③反應離子效應平衡右移特殊情況:氫氧化鈣思考:對于平衡AgClAg++Cl-
若改變條件,對其有何影響?改變條件平衡移動方向C(Ag+)C(Cl-)升溫加AgCl(s)加NaCl(s)加NaI(s)加AgNO3(s)加NH3·H2O→↑↑不移動不變不變←↓↑→↓↑←↑↓→↓↑交流·研討
珊瑚蟲是海洋中的一種腔腸動物,它們可以從周圍海水中獲取Ca2+和HCO3-,經反應形成石灰石外殼:
Ca2++2HCO3-CaCO3↓
+CO2↑+H2O
珊瑚周圍的藻類植物的生長會促進碳酸鈣的產生,對珊瑚的形成貢獻很大。人口增長、人類大規模砍伐森林、燃燒煤和其他的化石燃料等因素,都會干擾珊瑚的生長,甚至造成珊瑚蟲死亡。分析這些因素影響珊瑚生長的原因。2、石灰乳中存在下列平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH―(aq),加入下列溶液,可使Ca(OH)2減少的是()A.Na2CO3溶液B.AlCl3溶液
C.NaOH溶液D.CaCl2溶液
練一練AB二、溶度積常數(Ksp):表達式
難溶電解質在溶液中達到沉淀溶解平衡狀態時,離子濃度保持不變(或一定)。其離子濃度的系數次方的乘積為一個常數,這個常數稱之為溶度積常數,簡稱為溶度積,用Ksp表示。1)概念:
MmAn(s)mMn+(aq)+nAm-(aq)寫出BaSO4、Ag2CrO4、Fe(OH)3的溶解平衡和溶度積的表達式。BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq)Ksp(BaSO4)=C(Ba2+).C(SO4
2-)Ksp(Ag2CrO4)=[C(Ag+)]2.C(CrO42-)Ksp(Fe(OH)3)=C(Fe3+).C[(OH-)]3Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO42-(aq)
Fe(OH)3(s)Fe3+(aq)+3OH-(aq)練習AgCl(s)Ag++Cl-1.8×10-10mol2L-2AgBr(s)Ag++Br-5.0×10-13mol2L-2AgI(s)Ag++I-8.3×10-17mol2L-2Mg(OH)2(s)Mg2++2OH-5.6×10-12mol3L-3Cu(OH)2(s)Cu2++2OH-2.2×10-20mol3L-3幾種難溶電解質的溶度積(18℃-25℃)問題1:表中數值大小表示的含義是什么?問題2:用KSP比較難溶物的溶解能力,對物質的組成,應注意的問題是什么?同類型的難溶電解質,在相同溫度下,Ksp越大,溶解度就越大;不同類型的難溶電解質,通過計算進行比較2)KSP的意義例1、已知CaCO3在常溫下的KSP為5.0×10-9mol2·L-2,則該溫度下飽和溶液中Ca2+的物質的量濃度是多少?該溫度下的溶解度又是多少?解:CaCO3Ca2++CO32-所以KsP=c(Ca2+)·c(CO32-)因為C(Ca2+)=c(CO32-)=(5.0×10-9mol2·L-2)0.5
=7.071×10-5mol·L-1因1升水中溶解了7.071×10-5mol的CaCO3則1升水中溶解的CaCO3的質量為:7.071×10-5mol×100g·mol-1=7.071×10-3g所以該溫度下的溶解度為:7.071×10-4g(3)溶度積與溶解度之間的關系例2、把足量的AgCl放入1L
1.0mol/L的鹽酸溶液中溶解度是多少?(g/L)解:設AgCl的溶解度為S(mol/L),
AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)
平SS+11AgCl在鹽酸溶液中溶解度比在水中的小。AgCl(s)Ag++Cl-1.8×10-10mol2L-2Mg(OH)2(s)Mg2++2OH-5.6×10-12mol3L-3例.將足量的AgCl分別放入下列物質中,AgCl的溶解度由大到小的排列順序是()①10mL0.01mol/L的KCl溶液②10mL0.02mol/L的CaCl2溶液③10mL0.03mol/L的KCl溶液④10mL蒸餾水⑤10mL0.05mol/L的AgNO3溶液
A.④①②③⑤B.④①③②⑤C.⑤④②①③D.⑤③②①④B
點撥:由于Ksp=[Ag+][Cl-],[Ag+]或[Cl-]越大,越能抑制AgCl的溶解,AgCl的溶解度就越小。(4)溶度積規則
①離子積
AnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq)
Qc
>Ksp
時,沉淀從溶液中析出(溶液過飽和),體系中不斷析出沉淀,直至達到平衡(此時Qc
=Ksp
)(2)Qc
=Ksp
時,沉淀與飽和溶液的平衡Qc
<Ksp
時,溶液不飽和,若體系中有沉淀,則沉淀會溶解直至達到平衡(此時Qc
=Ksp
)Qc=C(Am+)nC(Bn-)m
Qc稱為離子積,其表達式中離子濃度是任意的,為此瞬間溶液中的實際濃度,所以其數值不定,但對一難溶電解質,在一定溫度下,Ksp
為一定值。②溶度積規則例3、下列情況下,有無CaCO3沉淀生成?(1)往盛有1.0L純水中加入0.1mL濃度為0.01mol/L的CaCl2和Na2CO3;(2)改變CaCl2和Na2CO3的濃度為1.0mol/L呢?[Ca2+]=[CO32-]=0.110-30.01/1.0=10-6
mol/L
Qc
=[Ca2+]×[CO32-]=10-12<Ksp,CaCO3=4.9610-9
因此無CaCO3沉淀生成。[Ca2+]=[CO32-]=10-4
mol/L
Qc=[Ca2+]×[CO32-]=10-8>Ksp,CaCO3
因此有CaCO3沉淀生成。Ksp,CaCO3=4.9610-9(mol·L-1)(3)、已知常溫下Cu(OH)2的Ksp=2×10-20則某溶液里c(Cu2+)=0.02mol/L,如果要生成Cu(OH)2沉淀,可以調整溶液pH,那么必須調整使pH值大于
。5(4)、向1.0×10-3moldm-3
的K2CrO4溶液中滴加AgNO3溶液,求開始有Ag2CrO4沉淀生成時的[Ag+]=?
CrO42-沉淀完全時,[Ag+]=?解:Ag2CrO42Ag++CrO42-
Ksp=[Ag+]2×[CrO42-]CrO42-沉淀完全時的濃度為1.0×10-5moldm-3故有沉淀反應的應用1、沉淀的生成(1)應用:生成難溶電解質的沉淀,是工業生產、環保工程和科學研究中除雜或提純物質的重要方法之一。(2)操作:在電解質溶液中,加入沉淀劑或者調節溶液的pH值,使得溶液中,沉淀析出,離子濃度降低。(3)方法2.調pH值如:工業原料氯化銨中混有氯化鐵,加氨水調
pH值至7-8Fe3+
+3NH3?H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+1.加沉淀劑
如:沉淀Cu2+、Hg2+等,以Na2S、H2S做沉淀劑Cu2++S2-=CuS↓Hg2++S2-=HgS↓1、如果要除去某溶液中的SO42-,你選擇加入鋇鹽還是鈣鹽?為什么?加入鋇鹽,因為BaSO4比CaSO4更難溶,使用鋇鹽可使SO42-沉淀更完全2、以你現有的知識,你認為判斷沉淀能否生成可從哪方面考慮?是否可能使要除去的離子通過沉淀反應全部除去?說明原因。從溶解度方面可判斷沉淀能否生成;不可能使要除去的離子通過沉淀完全除去,因為不溶是相對的,沉淀物在溶液中存在溶解平衡。想一想
為什么加鹽酸、氯化銨溶液沉淀會溶解?然后歸納沉淀溶解的實質?【思考與交流】:
實質是:設法不斷移去溶解平衡體系中的相應離子,
Qc<Ksp,使平衡向沉淀溶解的方向移動。二:沉淀的溶解換上有齲齒的牙齒,美女的她還能笑得那么美嗎?羥基磷灰石沉淀溶解平衡表達式:
Ca5(PO4)3(OH)5Ca2++3PO43-+OH-答:殘留在牙齒上的糖發酵會產生H+
能與上述平衡中的OH-反應,平衡正移,從而造成齲齒。脫礦礦化1、吃糖為什么容易造成齲齒?應用:為什么醫學上常用BaSO4作為內服造影劑“鋇餐”,而不用BaCO3作為內服造影劑“鋇餐”?BaSO4和BaCO3的沉淀溶解平衡分別為:
BaSO4Ba2++SO42-
Ksp=1.1×10-10s=2.4×10-4BaCO3Ba2++CO32-
Ksp=5.1×10-9s=2.2×10-3
由于人體內胃酸的酸性較強(pH=0.9~1.5),如果服下BaCO3,胃酸會與CO32-反應生成CO2和水,使CO32-濃度降低,使BaCO3的沉淀溶解平衡向右移動,使體內的Ba2+濃度增大而引起人體中毒。BaCO3Ba2++CO32-
+
H+CO2↑+H2O所以,不能用BaCO3作為內服造影劑“鋇餐”。而SO42-不與H+結合生成硫酸,胃酸中的H+對BaSO4的溶解平衡沒有影響,Ba2+濃度保持在安全濃度標準下,所以用BaSO4作“鋇餐”。2;如果向AgCl懸濁液中滴加NaI溶液,請你猜測可能出現什么現象?如果繼續滴加Na2S溶液呢?請用實驗驗證。從實驗中歸納沉淀的轉化的本質是什么?化學式AgClAgIAg2S溶解度1.5ⅹ10-4g3ⅹ10-7g1.3ⅹ10-16g【思考與交流】:根據所提供的數據分析,從中得出什么規律?三:沉淀的轉化1.沉淀轉化的實質是:2.沉淀轉化的規律:
沉淀溶解平衡的移動a.一般來說,溶解能力相對較強的物質易轉化為溶解能力相對較弱的物質,難溶物的溶解度相差越大,這種轉化的趨勢越大。
應用:利用沉淀轉化原理,在工業廢水的處理過程中,常用FeS(s)、MnS(s)等難溶物作為沉淀劑除去廢水中的Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金屬離子。
Ksp(FeS)=6.3×10-18mol2?L-2Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2?L-2Ksp(HgS)=6.4×10-53mol2?L-2Ksp(PbS)=3.4×10-28mol2?L-2工業廢水FeS等難溶物質重金屬離子(如Cu2+、Hg2+、
Pb2+等)轉化成沉淀
鍋爐水垢中含有CaSO4,可用Na2CO3溶液處理,使之轉化為疏松、易溶于酸的CaCO3,再用酸除去。1.分析將CaSO4轉化為CaCO3的原理;2.寫出除去CaSO4的化學方程式和離子方程式。化合物KspCaSO4
7.1×10-5CaCO34.96×10-9CaSO4(S)
Ca2+
+SO42-
+CaCO3(s)
Na2CO3
CO32-
+2Na+CaSO4(S)
+Na2CO3
CaCO3(S)
+Na2SO4
CaSO4(S)
+CO32-CaCO3(S)
+SO42-
BaSO4(S)Ba2+
+SO42-
+BaCO3(s)BaSO4(S)+CO32-BaCO3(S)+SO42-Na2CO3CO32-
+2Na+交流與討論2:
Ksp小的BaSO4能轉化成Ksp大的BaCO3嗎?
友情提示:Ksp(BaSO4)=1.0×10—10=C(Ba2+)
C(SO42-)Ksp(BaCO3)=26.0×10—10
=C(Ba2+)C(CO32-)把BaSO4加入飽和Na2CO3溶液中,雖然Ba2+濃度低,但CO32-濃度高,可以使Qc<Ksp,從而使BaCO3沉淀析出。三:沉淀的轉化1.沉淀轉化的實質是:2.沉淀轉化的規律:
沉淀溶解平衡的移動a.一般來說,溶解能力相對較強的物質易轉化為溶解能力相對較弱的物質,難溶物的溶解度相差越大,這種轉化的趨勢越大。b.對于溶解度相差不大的物質,溶解度相對較小的物質在一定條件下也可以轉化為溶解度較大的。
鍋爐水垢的主要成分為CaCO3、Mg(OH)2、CaSO4,在處理水垢時,通常先加入飽和Na2CO3溶液浸泡,然后再向處理后的水垢中加入NH4Cl溶液,請你思考:1.加入飽和Na2CO3溶液后,水垢的成分發生了什么變化?說明理由2.NH4Cl溶液的作用是什么?請描述所發生的變化。
數據:1.幾種物質的溶度積常數(Ksp)
2.Mg(OH)2飽和溶液中,[Mg2+]=1.1×10-4mol/LMgCO3飽和溶液中,[Mg2+]=2.6×10-3mol/L物質CaSO4CaCO3Mg(OH)2MgCO3Ksp7
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