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难溶电解质的. 沉淀溶解平衡. 实验探究. 如何 设计 实验验证 难溶电解质 PbI 2 在水中存在部分 溶解 ?. PbI 2. 实验探究. 液体先变浑浊,静止后又变澄清,烧杯底部有黄色沉淀. PbI 2 难溶于水. 有 AgI 沉淀生成. 产生黄色浑浊. Ag + +I - =AgI↓. 结论:难溶物也可以有少量的溶解. 问题讨论:. Cl -. Ag +. 1 、当 AgNO 3 与 NaCl 恰好完全反应生成难溶 AgCl 时,溶液中是否含有 Ag + 和 Cl - ?. 有. 2 、难溶电解质 ( 如 AgCl) 是否存在溶解平衡?如何表示?.
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难溶电解质的 沉淀溶解平衡
实验探究 如何设计实验验证难溶电解质PbI2 在水中存在部分溶解? PbI2
实验探究 液体先变浑浊,静止后又变澄清,烧杯底部有黄色沉淀 PbI2难溶于水 有AgI沉淀生成 产生黄色浑浊 Ag++I-=AgI↓ 结论:难溶物也可以有少量的溶解
问题讨论: Cl- Ag+ 1、当AgNO3与NaCl恰好完全反应生成难溶AgCl时,溶液中是否含有Ag+和Cl-? 有 2、难溶电解质(如AgCl)是否存在溶解平衡?如何表示? 当v(溶解)=v(沉淀)时,得到饱和AgCl溶液,建立溶解平衡 溶解 AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 沉淀
3、生成沉淀的离子反应能发生的原因是什么? 能不能完全进行到底呢? 生成物的溶解度很小 不能,沉淀即是难溶电解质,不是绝对不溶,只不过溶解度很小,难溶电解质在水中存在溶解平衡. 化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于10-5mol/L时,沉淀达到完全。
速率 相等 V溶解 V沉淀 0 == 平衡 状态 == 饱和 溶液 温度 一、 沉淀溶解平衡 1、定义: 在一定温度下,当沉淀溶解的速率等于沉淀生成的速率,形成饱和溶液,达到平衡状态,称为沉淀溶解平衡。 速率V . V溶解 V沉淀 . 0 t1 时间t
2.表达式: AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq)P87-88? 练一练书写沉淀溶解平衡表达式 • CaCO3 • BaSO4 • Fe(OH)3
判断正误 • 饱和溶液中,沉淀溶解为离子和离子结合成沉淀的过程都停止了 • 一定条件下,当沉淀溶解平衡建立时,溶液中离子的浓度不再发生变化 • 一旦达到沉淀溶解平衡状态,这个状态将不随外界条件的变化而变化 逆、等、动、定、变 3、特征:
逆: 等: 定: 动: 变: 沉淀溶解与沉淀的形成是一个可逆过程 达到沉淀溶解平衡,沉淀溶解速率 与沉淀的形成的速率相等 达到沉淀溶解平衡,溶质离子浓度 保持不变 动态平衡,达到沉淀溶解平衡,沉淀的生成与溶解仍在进行,其速率相等 沉淀溶解平衡是在一定条件下建立起 来的,当条件改变,会建立新的平衡
4、生成难溶电解质的离子反应的限度 难溶电解质的溶解度小于0.01g,离子反应生成难溶电解质,离子浓度小于1×10-5mol/L时,认为反应完全,但溶液中还有相应的离子。
5、影响沉淀溶解平衡的因素: (1)内因(决定因素): 溶质本身的性质 ①绝对不溶的电解质是没有的 ②同是难溶的电解质,溶解度差别也很大 ③易溶电解质做溶质时只要是饱和溶液也存在溶 解平衡
(2)外因: ①浓度: 加水稀释,平衡向溶解方向移动 ②温度: 绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程 升高温度,平衡向沉淀溶解方向移动 ③同离子效应: 在电解质A的饱和溶液中,加入含有相同离子的强电解质时,沉淀的溶解会被抑制 ④其他 加入可与体系中某离子反应生成更难溶或气体的离子,使沉淀溶解平衡向溶解方向移动
二、溶度积常数(简称溶度积) 2.表达式: AmBn(s) mAn+(aq)+nBm-(aq) c(An+) m· c(Bm-)n Ksp (AmBn) = AgBr Ag+ + Br- Fe(OH)3 Fe3+ + 3OH- 1、定义 在一定条件下,难溶性电解质形成饱和溶液,达到溶解平衡,其溶解平衡常数叫做溶度积常数或简称溶度积. 例:写出下列难溶电解质的溶解平衡关系式和溶度积表达式。 Ksp = c(Ag+) . c(Br-) Ksp = c(Fe3+) . c3(OH-)
3、意义: Ksp的大小反映了物质在水中的溶解 能力。对于同种类型的难溶电解质,Ksp越大,其溶解能力越强。 4、 Ksp 与溶解度的关系 对于同种类型的难溶电解质,Ksp越大,溶解度越大 5、特点: Ksp只与温度有关,一定温度下,Ksp是常数 绝大多数难溶盐的溶解是吸热过程 升高温度,Ksp增大平衡向沉淀溶解方向移动
6、溶度积规则 通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂乘积-Qc(离子积)的相对大小,还可以判断难溶电解质在给定条件下沉淀能否生成或溶解。 a.当Qc﹥KSP时,溶液过饱和,溶解平衡逆向移动,有沉淀析出,使溶液中的Qc=KSP,溶液恰好变为饱和,建立新的溶解平衡。 b.当Qc=KSP,溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态,但沉淀与溶解这两个过程并没有停止,只是V沉淀=V溶解。 c.当Qc﹤Ksp时,溶液未饱和,无沉淀析出,若加入适量的难溶电解质,难溶物可以不断溶解直至达到饱和。
7、溶度积的计算 PbI2(s) Pb2+(aq) + 2I- (aq) (1)已知溶度积求离子浓度: 例1. 已知室温下PbI2的溶度积为7.1×10-9,求饱和溶液中Pb2+和I-的浓度;在c(I-)=0.1mol·L-1的溶液中, Pb2+的浓度最大可达到多少? 解: Ksp=c(Pb2+) ·c2(I-) c(Pb2+) = Ksp/c2(I-) =7.1×10-9/0.12 =7.1×10-7mol·L-1 即:该溶液里允许Pb2+的最大浓度为7.1×10-7mol·L-1
(2)已知溶度积求溶解度: AgCl Ag+ + Cl- 例2. 已知 298K 时AgCl的 Ksp = 1.8×10-10, 求其溶解度S 解: Ksp = c(Ag+) . c(Cl-) 设AgCl的溶解度为S,在1L饱和溶液中, c(Ag +) = X,c(Cl-) = XKsp[AgCl]= c(Ag +) ·c(Cl-)= X 2 = 1.8×10-10 c[AgCl]= c(Ag + ) =1.34×10-4mol·L-1 S [AgCl]= 1.34×10-4mol·L-1×1L×143.5g·mol-1 ×100g÷1000g = 1.9×10-4g
(3)已知溶解度求溶度积 例3. 已知AgCl 298 K 时在水中溶解度为 1.92×10-4g,计算其Ksp。 解:M(AgCl) = 143.5 g · mol-1 n(AgCl)=1.92×10-4g×1000g÷100g÷143.5 g · mol-1 = 1.34 ×10-5 mol c(AgCl)= 1.34 ×10-5 mol/1L= 1.34 ×10-5 mol·L-1 Ksp=c(Ag+) ·c(Cl-) = (1.34 ×10-5)2= 1.8×10-10
MgCO3 Mg2+ + CO32- (4)利用溶度积判断离子共存: 例4. 已知298K时, MgCO3的 Ksp = 6.82×10-6,溶液中c(Mg2+)=0.0001mol·L-1,c(CO32-) = 0.0001mol·L-1,此时Mg2+和CO32-能否共存? 解: c(Mg2+) . c(CO32-) = (0.0001)2 =1×10-8 1×10-8 < 6.82×10-6 所以,此时Mg2+和CO32-能共存
(5)溶度积与PH: 例5.25℃时, Ksp [Mg(OH)2]= 5.6×10-12, 求Mg(OH)2的饱和溶液中的c(Mg2+)和PH值;若往此饱和溶液中滴入无色酚酞则溶液呈什么颜色? 解:设饱和溶液中Mg2+的浓度为X Ksp=c(Mg2+)c2(OH-) =X(2X)2 = 5.6×10-12mol3·L-3 得X=1.12×10-4mol·L-1 c(OH-)=2.24×10-4mol·L-1 C(H+)=4.46×10-11mol·L-1 PH=10.4 PH在8.2~10.0时显粉红色,PH大于10.0显红色 结论:显红色。
(6)利用溶度积判断沉淀平衡移动方向: 如果将2×10-4mol·L-1的CaCl2溶液与3×10-4mol·L-1的Na2CO3溶液等体积混合,问能否产生沉淀? [已知CaCO3的Ksp=5.0×10-9] Qc=1.5×10-8﹥Ksp 结论是能产生沉淀