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工科化学(四二)水溶液化学

 

前面三节课,我们重点讲了解离平衡的相关知识,解离平衡本身是一个单相体系的平衡,下面我们讲一个多相平衡。

5.2沉淀溶解平衡

在一定温度下,当难溶电解质溶解于水而形成饱和溶液时,剩余的固态物质和已经进入溶液中的离子之间形成动态平衡,这叫做多相离子平衡,又叫沉淀-溶解平衡

对象:难溶电解质

着手点:化学平衡

特点:多相体系

5.2.1沉淀溶解平衡的基本性质

5.2.1.1溶度积

溶度积,简写成Ksp,现在也有部分教材上简写成Ks,使用条件:饱和溶液

其定义如下图所示

溶度积的定义

溶度积是一个化学平衡在多相间的特例,这一点和弱酸弱碱的解离平衡是一样的。溶度积作为化学平衡常数存在时,其分母是前面的固体,而纯固体的活度是1,所以在定义公式中没有显示出来。

溶度积是一个没有量纲的纯数字,其数值等于溶解度的乘积,因此得名溶度积。

5.2.1.2溶度积与溶解度

溶度积和溶解度都表示难溶物质的溶解情况

中学时:

溶解度:20℃100g水中溶解的溶质质量。(溶解度是单位)

易溶(>10g) 可溶(1-10g)微溶(0.01-1g) 难溶(<0.01g)

工科化学中:

在表示难溶物质的溶解度时,采用物质的量浓度为单位(mol•L-1)

所以我们这里讲的溶解度和中学时所学的溶解度不是同一个概念。

溶解度(Ksp)和溶度积(S)可以互换

溶度积求解溶解度,这个溶解度的单位不是g哦

BaSO4是纯固体,它的活度是1

根据溶度积求解溶解度和离子浓度

5.2.1.3溶度积规则

溶度积规则:判定沉淀生成或者溶解的规则

判断依据:离子浓度幂的乘积(简称离子积)

判定是否有沉淀产生的标准

溶度积与离子积的关系,就是标准平衡常数与反应商的关系在多相平衡系统上的体现

分布沉淀和共同沉淀

在难溶电解质中, Q>Ksp,沉淀就能生成。

分步沉淀:

溶液中含多种离子,当加入某种试剂时,离子积最先超过溶度积的难溶电解质将先析出沉淀,离子积后超过溶度积的难溶电解质后析出沉淀。这种先后沉淀的现象,叫做分步沉淀

举例说明:

5.2.2同离子效应

同离子效应:在难溶电解质的饱和溶液中,加入含有难溶电解质相同的离子的易溶电解质,会使难溶电解质的溶解度降低,这种现象叫做同离子现象。

(效果类似于弱电解质的同离子效应)

沉淀的同离子效应使得溶解度降低

弱电解质的同离子效应使得解离度降低

同离子效应使得溶解度降低

5.2.3沉淀溶解平衡的应用

在工业上使用较多

沉淀的转化

沉淀的转化自发进行的方向:溶解度大的转化为溶解度小的

下一节讲相平衡和非水溶液的化学反应

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