文档介绍：化学反应理论
第四章沉淀反应
石钟乳的形成:
当碳酸钙遇到溶有CO2的水时就会变成可溶性的碳酸氢钙[Ca(HCO3)2]
CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2
如果受热或遇压强突然变小时,溶在水中的碳酸氢钙就会分解,重新变成不溶性的碳酸钙沉积下来,同时放出二氧化碳。
Ca(HCO3)2=CaCO3+CO2↑+H2O
在自然界中不断发生上述反应于是就形成了溶洞中的各种景观。
为什么CaCO3不溶于水,而Ca(HCO3)2溶于水?是什么决定物质在水中的溶解能力呢?如何描述物质的溶解能力呢?
第一节微溶化合物的溶解度和溶度积
溶解(dissolution):由于水分子和电解质表面的相互作用,使电解质粒子脱离表面以水合离子进入溶液的过程。
沉淀(precipitation):处在溶液中的电解质粒子转化为固体状态,并在溶液中析出的过程。
溶解和沉淀这两个过程各自不断地进行。当两个过程进行的速度相等时,便建立了沉淀-溶解平衡。
一、溶解与沉淀的概念
物质在水中的溶解能力——溶解度
物质的溶解度(solubility)是指在一定温度和压力下,固液达到平衡状态时,饱和溶液里的物质浓度。常以100克水中溶解的物质的量(克/100克水)表示。
25 ºC , 100克水中可溶解(克)
ZnCl2 432 ; PbCl2 ; HgS -25
易溶物: > 1 克
微溶物: ~ 1 克
难溶物: < 克
难溶电解质MmAn的溶解度(s)与其溶液中离子浓度的关系:
s(MmAn)= [Mn+] / m = [Am-] / n
s ms ns
溶解度(M)
K-----溶度积常数(Ksp,solubility product constant):
难溶电解质溶解-沉淀平衡的平衡常数,它反应了物质的溶解能力。溶度积常数,简称溶度积,是难溶电解质溶于水形成的水合离子以其平衡浓度的化学计量数为幂的连乘积。
在一定温度下,将难溶电解质晶体放入水中时,就发生溶解和沉淀两个过程。在一定条件下,当溶解和沉淀速率相等时,便建立了一种动态平衡。
溶解
沉淀
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)
K = [Ag+][Cl-]
二、溶度积原理
Question
溶度积和溶解度之间有什么关系?
Solution 1
●与溶解度概念应用范围不同,Ksp只用来表示难溶电解质的溶解度。
●对于某种难溶电解质,其Ksp只与温度有关,温度一定,Ksp值一定,不论含不含其它离子,而溶解度则不同。
●用Ksp比较难溶电解质的溶解性能只能在相同类型化合物之间进行,溶解度则比较直观。
对于某难溶电解质MmAn,其溶解度为s (mol/L)时,则有:
s ms ns (mol/L)
溶解度
从而有:Ksp = [Mn+]m [Am-]n = (ms)m (ns)n
= (m)m (n)n s(m+n)
Solution 2
溶度积和溶解度之间有什么关系?
MmAn (s) mMn+ + nAm-
例1 室温下,×10-3g/L, 求AgCl的溶度积。。

解:
①把AgCl溶解度单位(g/L)换算成mol·L-1
s = ×10-3g/L÷
= ×10-5mol·L-1
②求Ksp
AgCl(s)  Ag+ + Cl-
饱和平衡浓度 ×10-5 ×10-5
Ksp(AgCl) = [Ag+][Cl-]
= (×10-5)2
= ×10-10
答:×10-10
难溶电解质溶解/沉淀的判断——溶度积规则
根据溶度积常数可以判断沉淀、溶解反应进行的方向。
某难溶电解质溶液中,其离子浓度幂的乘积,称为离子积,用Qsp表示。比如:Ag2CrO4,任意情况下的离子积为:Qsp = [Ag+]2×[CrO42-]
如: mol/L mol/L NaCl等体积快速混合均匀,则随着反应的进行,其离子积会相应变化:
(1) 反应进行之前:[Ag+]= mol/L, [Cl-]= mol/L,
Qsp=[Ag+][Cl-]=
(2) 反应到某一时刻: [Ag+] = mol/L, [Cl-] = mol/L,
Qsp=
(3) 反应到平衡时: [Ag+] = ×10-5 mol/L, [Cl-] = ×10-5 mol/L, Qsp=×10-10=?
Ksp