难溶强电解质的多相离子平衡 －基础化学课件

第四章 难溶强电解质的多相离子平衡根据在水中溶解度(大小强电解质可分为易溶强电解质和难溶强电解质。一般将 在水中溶解度小于 强电解质称为难溶强电解质。在难溶强电解质的饱和溶液中，存在着难溶电解质（固相）与其解离的离子（液相）之间的平衡，这种平衡称为多相离子平衡，又称为沉淀溶解平衡。第一节 多相离子平衡与溶度积一定温度下，把难溶强电解质 入水中，一方面 ，由于水分子的作用，固体表面层的 子和 为水合离子进入溶液，这一过程称为溶解（；另一方面，溶液中的水合离子在运动中碰到固体表面，又重新回到固体表面上，这个过程称为沉淀(当溶液达饱和时， 的沉淀与溶解速率相等，就达到沉淀溶解平衡。 淀与溶液中的 这里，固体浓度在 达式中不出现。为溶度积常数 (简称溶度积(对于 n 型的难溶强电解质，其平衡关系为s) + n A n+mn (4式表明：在一定温度下，难溶强电解质的饱和溶液中离子浓度幂之乘积为一常数。严格地说，溶度积应以离子活度幂之乘积来表示，但在稀溶液中，离子强度很小，活度系数趋近于 1，故 c a，通常用浓度代替活度。在溶度积表达式中，离子的浓度单位是 例 4 达式的书写写出 的 达式。【分析】 ( (s) 3 (+ 2 据溶度积的定义，各种离子浓度的方次等于沉淀平衡方程式中的化学计量数，据此就可写出难溶强电解质的 达式。【解】K +3【归纳】书写难溶强电解质的 达式，首先要写出沉淀平衡方程式，根据化学计量数来写各离子平衡浓度的方次幂。大小反映了难溶强电解质溶解能力的大小，和其它平衡常数一样，K 变化不大，在实际工作中，常采用室温 的溶度积。一些难溶强电解质的 列于附录中。第二节 溶度积常数与溶解度的关系溶度积 指在一定温度下，难溶强电解质饱和溶液中离子浓度幂的乘积；而溶解度 S 是指在一定温度下，难溶强电解质饱和溶液的浓度，两者之间有着必然的联系，在一定条件下可以直接进行换算。对于 难溶强电解质 ，设溶解度为 S / 每溶解 1mS nS s) nB 衡时溶解度/ S A n+mn(m·(nS)n 于 的难溶强电解质，如 ，每溶解 1产生1 1 S 有如下关系：s) (+ 解度/ S S = S·S = S 2对于 和 的难溶强电解质，如 H)2、 S 有如下关系：H)2 (s) + (+ 2 (解度/ S S 2 + 2 = S·(2S )2 = 4S 3【例 4知溶解度求溶度积已知 的溶解度为 0该温度下 溶度积分析】溶解度应以物质的量浓度( 示，所以我们先将单位转化，然后根据难溶强电解质溶度积和溶解度转换关系计算出 解】已知 摩尔质量 M(=143.4 g·于水时，1解产生 1g+和 1以在 饱和溶液中，=S =0-5 = = S 2 = (0 = 0 4知溶解度求溶度积已知 H)2 在 的溶解度为 0-5 该温度下 H)2 的分析】H) 2 是 难溶强电解质，根据 4 S 3 就可求出它的 解】 H)2（s） + 2 n( = = 4 S 3 = 4×(0 = 0 4知溶度积求算溶解度已知 的溶度积为 0算其溶解度。【分析】 难溶强电解质，根据3可求出它的 S。【解】在 和溶液中，每生成 1 2时生成 2 g+，有s ） 2+ = 2= 4S . g 2溶度积 溶解度 S，见表 4 4 溶解度和溶度积的比较电解质类型 难溶强电解质 溶解度/（ 溶度积 0 0 0 0 0 0于相同类型的难溶强电解质，可以直接用溶度积来比较它们溶解度的大小，其溶度积 大，溶解度 S 越大；K 小，该难溶强电解质越难溶解。例如 K 则一定有 S(S(但对于不同类型的难溶强电解质，它们的溶度积的表示式不同，因此不能直接用溶度积来比较它们溶解度的大小，而是要通过计算来比较。例如 的 溶度积比 的 ，但 溶解度却比 小。第三节 多相离子平衡的移动同离子效应与盐效应与其它任何平衡一样，难溶强电解质在水溶液中的多相平衡也是相对的，有条件的。如果条件改变，平衡将发生移动。在难溶强电解质的饱和溶液中，加入含有与难溶强电解质相同组成离子的强电解质，其溶解沉淀平衡将发生移动，致使难溶强电解质的溶解度大大地下降。这种因加入含有共同离子的其它强电解质，而使难溶强电解质的溶解度降低的效应称为溶解沉淀平衡中的同离子效应(【例 4同离子效应时难溶强电解质溶解度的计算已知 0 别计算 1) 在纯水中的溶解度；（2）在 液中的溶解度；(3) 在 液中的溶解度。【分析】 是 难溶强电解质，在纯水中根据 )(可求其溶解度；但有同离子(+、2-)存在时 ，则不能用上述公式计算。【解】 （1）在纯水中 S 2，则)0.(S(2) 在 液中的溶解度：在有 子存在的溶液中， 的溶解度为 有s) + c(= c (+) =0=0 此情况下 溶解度比在纯水中小得多。(3) 在 液中的溶解度：在有 的溶解度为 有s) + SK c (0 0 算表明， 在有 归纳】 （1）在 沉淀平衡系统中，若加入含有共同离子 会有更多的 淀生成，致使 解度降低。(2) 有同离子效应时，不可套用在纯水中 S 的关系进行计算。利用同离子效应，可使沉淀更加完全。如要使溶液中 成 淀，通常加入稍稍过量的 淀剂。但是，沉淀剂的用量不是愈多愈好，一般过量 20%50%为宜。因为加入过多，反而使溶解度增大。例如 淀可因与过量的 s) 或 同时，过量沉淀剂还因增大溶液的离子强度而使沉淀的溶解度增大。在难溶强电解质的饱和溶液中，离子浓度小，一般用离子浓度积表示 果考虑离子间的相互作用，就应该用离子活度积表示 如在 饱和溶液中s) + ) 222若在此溶液中加入一定量的强电解质 在水溶液中完全解离成 K+和 果使溶液中的离子数目增多, 离子强度增大 , 活度因子 (和(减小。而 一定温度下是一常数，因此+、2-增大，即难溶电解质的溶解度增大。这种在难溶电解质溶液中加入不含相同离子的易溶强电解质，使难溶电解质的溶解度略有增大，这一现象称为溶解沉淀平衡的盐效应(s