沉淀溶解平衡與沉淀滴定法

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1、第五章沉淀溶解平衡 與沉淀滴定法Precipitation-DissolutionEquilibriumandPrecipitationTitration5.1溶度積原理5.2沉淀溶解平衡的移動5.3多種沉淀之間的平衡5.4沉淀滴定法學習要求1.掌握溶度積的概念、溶度積與溶解度的換算。2.了解影響沉淀溶解平衡的因素,利用溶度積的生成及溶解。3.掌握沉淀溶解平衡的有關計算。4.掌握沉淀滴定法的原理及主要應用。5.1溶度積原理5.1.1溶度積常數將難溶電解質AgCl固體放入水中,當溶解和沉淀的速度相等時,就建立了AgCl固體和溶液中的Ag+和Cl

2、?之間的溶解—沉淀平衡。該反應的標準平衡常數為:該常數稱為溶度積常數,簡稱溶度積(solubilityproduct)一般的難溶電解質的溶解沉淀平衡可表示為:值的大小反映了難溶電解質的溶解程度。其值與溫度有關,與濃度無關。例5-2由附錄Ⅲ的熱力學函數計算298K時AgCl的溶度積常數。解:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl?(aq)?fG?m(298.15)/kJ?mol?1?109.877.11?131.2?rG?m=??B?fG?m(B)=(77.11?131.2)?(?109.8)kJ?mol?1=55.71kJ?mol?1由?rG?m

3、=?RTlnK?sp得lnK?sp=??rG?m/RT=?55.71?103/(8.314?298.15)=?22.24K?sp=2.19?10?105.1.2溶度積和溶解度的相互換算溶解平衡Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO42?(aq)平衡時濃度/mol?L?12ss溶解度換算為溶度積常數例5-3在25℃時,Ag2CrO4的溶解度是0.0217g?L?1,試計算Ag2CrO4的。解:可得溶度積換算為溶解度解:溴化銀的溶解平衡為:例5-4在25℃時AgBr的,試計算AgBr的溶解度(以物質的量濃度表示)設AgBr的溶解度為s,則c

4、(Ag+)=c(Br-)=s得所以即AgBr的溶解度為7.31×10?7mol?L?1相同類型的難溶電解質,其K?sp大的s也大。不同類型的難溶電解質不能直接用溶度積比較其溶解度的相對大小。6.54×10-51.120×10-12Ag2CrO49.1×10-98.3×10-17AgI7.1×10-75.0×10-13AgBr1.3×10-51.8×10?10AgCl溶解度/mol?L?1溶度積常數分子式5.1.3溶度積原理AnBm(s)=nAm+(aq)+mBn?(aq)Qi=c(Am+)n·c(Bn-)mQi(離子積):任一狀態(tài)離子濃度的乘

5、積,其值不定。Qi>K?SP,,沉淀析出Qi=K?SP,飽和溶液Qi<K?SP,沉淀溶解例5-5將等體積的4×10-3mo1·L-1的AgNO3和4×10-3mo1·L–1K2CrO4混合,有無Ag2CrO4沉淀產生?已知K?sp(Ag2CrO4)=1.12×10-12。解:等體積混合后,濃度為原來的一半。c(Ag+)=2×10-3mol·L-1;c(CrO42-)=2×10-3mol·L-1Qi=c2(Ag+)·c(CrO42-)=(2×l0-3)2×2×l0-3=8×l0-9>K?sp(Ag2CrO4)所以有沉淀析出5.2沉淀-溶解平衡的

6、移動影響溶解度的因素:同離子效應因加入含有相同離子的易溶強電解質,而使難溶電解質溶解度降低的效應稱之為同離子效應。例5-6已知室溫下BaSO4在純水中的溶解度為1.05×10-5mol·L-1,BaSO4在0.010mol·L-1Na2SO4溶液中的溶解度比在純水中小多少?已知K?sp(BaSO4)=1.07×10-10因為溶解度x很小,所以0.010+x≈0.010,0.010x=1.07×10-10x=1.07×10-8(mol·L-1)計算結果與BaSO4在純水中的溶解度相比較,溶解度為原來的1.07×10-8/1.05×10-5,即約

7、為0.0010倍。解:設BaSO4在0.010mol·L-1Na2SO4溶液中的溶解度為xmol·L-1則BaSO4(s)Ba2++SO42-平衡時濃度/mol?L-1x0.010+x影響溶解度的因素:鹽效應在難溶電解質溶液中,加入易溶強電解質而使難溶電解質的溶解度增大的作用稱為鹽效應。AgCl在KNO3溶液中的溶解度(25℃)1.4271.3851.3251.278s(AgCl))/(mol.L-1)0.01000.005000.00100.00c(KNO3)/(mol.L-1)產生鹽效應的原因飽和BaSO4溶液中加入KNO3后溶液中的離子

8、總數驟增,由于SO42-和Ba2+離子被眾多的異號離子(K+,NO3-)所包圍,活動性降低,因而Ba2+和SO42-的有效濃度降低。K?sp(BaSO4)=α(Ba

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