沉淀溶解平衡和沉淀滴定法VIP免费

第五章沉淀溶解平衡和沉淀滴定法第一节沉淀溶解平衡第二节溶度积规则及其应用第三节沉淀滴定法一、沉淀溶解平衡的概念沉淀溶解平衡是一种两相化学平衡体系。例如，CaCl2溶液与Na2CO3溶液相互作用，析出难溶性固态物质CaCO3的反应，被称为沉淀反应。如果在含有CaCO3的溶液中加入过量的盐酸，则可使沉淀溶解，该反应被称为溶解反应。沉淀反应、溶解反应的化学反应方程例子如下:这两种反应的特征是:都有固体的生成或消失，并存在固态难溶电解质与由它解离产生的离子之间的平衡，这种平衡被称为沉淀溶解平衡。第一节沉淀溶解平衡下一页在化工生产和化学实验中，常利用沉淀反应来进行物质的分离、提纯或鉴定。以沉淀溶解平衡反应为基础，便形成了沉淀滴定法。二、溶度积常数一般来说，物质的溶解度是指物质在水中溶解的程度。在水中绝对不溶的物质是没有的。根据在水中溶解度的大小，物质分为以下几种。易溶物:溶解度s>1g/(100gH2O)可溶物:溶解度s=0.1~1g/(100gH2O)微溶物:溶解度s=0.01~0.1g/(100gH2O)难溶物:溶解度s<0.01g/(100gH2O)第一节沉淀溶解平衡下一页上一页第一节沉淀溶解平衡难溶电解质的溶解度也可以用物质的量浓度来表示，单位为mol/L，其指的是饱和溶液溶质的物质的量浓度。溶解度基甚至还可用质量/体积溶浓度(单位为g/L)等多种表示方法。难溶电解质的溶解过程是一个可逆过程。例如，将难溶电解质BaSO4固体放入水中，在极性的水分子作用下，表面上的Ba2+和SO42-进入溶液，成为水合离子，这就是BaSO4固体溶解的过程。同时，溶液中的Ba2+和SO42离子在无序的运动中，可能同时碰到BaSO4固体的表面而析出，这个过程被称为沉淀过程。在一定温度下，当溶解的速度与沉淀的速度相等时，溶解与沉淀就会建立起动态平衡，这种平衡被称为难溶电解质的溶解一沉淀平衡。下一页上一页第一节沉淀溶解平衡其平衡式可表示为:该溶解反应的标准平衡常数为对于一般的难溶电解质的溶解沉淀平衡可表示为:(5-1)式(5-1)表明:在一定温度时，在难溶电解质的饱和溶液中，各下一页上一页离子浓度幂次方的乘积为常数，则该常数被称为溶度积常数，简称溶度积，用符号KSD表示。KSD是表征难溶物溶解能力的特征常数，其值与温度有关，与浓度无关，其数值可由实验测得或通过热力学数据计算得到。一些常见难溶强电解质的K值见本书附录及表5-1。三、溶度积和溶解度的相互换算溶度积KSD和溶解度‘的数值都可以用来表示物质的溶解能力，但溶度积KSD仅对难溶电解质而言，即与溶解度、是有区别的。在温度相同时，溶度积与溶解度的关系如下。1.AB型难溶电解质设其溶解度为smol/L，则在水中的沉淀溶解平衡为:下一页上一页第一节沉淀溶解平衡(5-2)2.A2B型难溶电解质设其溶解度为smol/L，则在水中的沉淀溶解平衡为:下一页上一页第一节沉淀溶解平衡【例5-1】在室温下，AgCI的溶解度是1.93x10-3g/L，求AgCI的溶度积(已知AgCI的摩尔质量为143.3g/mol)o解:(1)把AgCI溶解度单位到L换算成mol/L(2)求KSD下一页上一页第一节沉淀溶解平衡返回上一页第一节沉淀溶解平衡【例5-2】试比较AgCl和Ag2CrO在纯水中溶解度的大小[已知解:由式(5-2)和式(5-3)可分别计算出两种难溶物的溶解度。AgCI的溶解度:Ag2CrO4的溶解度:由以上计算可以看出:不同类型的难溶电解质不能直接利用KSD的大小来比较溶解能力;溶度积常数只能用来估计和比较相同类型的难溶电解质的溶解度大小，此时若溶度积越大，则溶解度也越大。一、溶度积规则在一定温度下，对于难溶电解质的沉淀是否生成或溶解，可以根据溶度积规则来判断。在难溶电解质溶液中，其离子浓度幂的乘积被称为离子积，用Qi表示，对于AnBm型难溶电解质，则:对于某一种给定的溶液，溶度积KSD与离子积Qi之间的关系可能有以下3种情况。(1)当Qi>KSD时，溶液为过饱和溶液，会有沉淀析出，直至Qi=KSD，即达到饱和状态为止。所以Qi>KSD是沉淀生成的条件。(2)当Qi=KSD时，溶液为饱和溶液，处于平衡状态。第二节溶度积规则及其应用下一页(3)当Qi