内容正文:
第十九章 沉淀滴定法
《基础化学(第2版)》
单位:山东省临沂卫生学校
作者:马强
目 录
第二节 沉淀滴定法
第一节 沉淀溶解平衡简介
掌握
铬酸钾指示剂法和吸附指示剂法的滴定原理、AgNO3滴定液的配制与标定
熟悉
铬酸钾指示剂法和吸附指示剂法的应用范围和含量的测定方法
学习目标
了解
溶度积规则和沉淀滴定反应必须具备的条件
情境描述:
药学专业学生小王看到了一档关于工业废水的电视节目,节目中介绍了工业废水直接排放对环境造成的严重污染;同时,在介绍了工业废水的相关处理方法中,提到了加入沉淀剂进行处理。小王此时产生了疑问,沉淀剂能够沉淀哪些有害物质?沉淀剂有哪些成分?带着这些问题,他开始查找资料进行学习。
学前导语:
化学沉淀法是处理工业废水中重金属离子的常用方式,其方法是向含有重金属离子的废水中加入相应沉淀剂,通过化学反应使游离态的重金属离子以沉淀方式析出,从而达到净化的目的。
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情境导入
第一节 沉淀溶解平衡简介
一、溶度积
在水中溶解度很小的电解质,称为难溶电解质。在水溶液中,难溶电解质固体表面上的离子受到水分子的吸引进入溶液,称为溶解;同时进入水溶液的离子也不断相互结合重新回到固体表面,称为沉淀;在一定温度下,当沉淀与溶解的速率相等时,难溶电解质溶液中离子浓度不再变化,形成了的饱和溶液,达到了平衡状态,称为沉淀溶解平衡。
在饱和氯化银溶液中,存在以下平衡。
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一、溶度积
到达平衡状态时,其平衡常数表达式如下
由于AgCl是固体,其浓度可以看作常数。一定温度下,固体AgCl浓度与平衡常数K合并,得到一个新的常数,用Ksp表示。
Ksp表示在一定温度下,难溶电解质饱和溶液中有关离子的浓度幂的乘积是个常数。它的大小与物质溶解度有关,因而称为难溶电解质的溶度积常数,简称溶度积。
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一、溶度积
25℃时,AgCl的溶度积是1.8×10-10,写成Ksp,AgCl = 1.8×10-10。
知识拓展
不同类型难溶电解质的溶度积
对于任一难溶强电解质AmBn,其沉淀溶解平衡式可表示为
其溶度积常数可表示为
如Fe(OH)3的沉淀溶解平衡式和Ksp可分别表示为
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一、溶度积
溶度积数值反映了难溶电解质在水中的溶解能力,相同类型的难溶电解质,溶度积越大,溶解度也越大。
化学式 Ksp 化学式 Ksp
AgCl 1.8×10-10 Ag2CrO4 1.1×10-12
AgBr 5.4×10-13 Ag2SO4 1.5×10-14
AgI 8.5×10-17 AgOH 2.0×10-8
AgSCN 1.0×10-12 Ag3PO4 1.4×10-16
常见难溶性银盐的溶度积常数(25℃)
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二、溶度积规则
在难溶电解质溶液中,任一状态下离子浓度幂的乘积称为离子积,用符号Q表示。难溶电解质AgCl的离子积表示为:
需要强调的是,Q的表达式和Ksp表达式基本相同,但两者的概念是有区别的。离子积是指任一状态下,难溶电解质离子浓度幂的乘积,而溶度积表示的是达到平衡状态时,难溶电解质离子浓度幂的乘积,两者存在明显的不同。
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二、溶度积规则
对于某一给定的难溶电解质溶液, Q与Ksp之间有下面三种情况
(1)Q = Ksp,溶液为饱和状态,沉淀溶解处于动态平衡。
(2)Q < Ksp,溶液为不饱和状态,沉淀会发生溶解,直至溶液达到饱和状态。
(3)Q > Ksp,溶液为过饱和状态,溶液中的离子会结合形成沉淀析出,直至达到饱和状态。
上述三条可以作为化学反应中沉淀生成或溶解的判据,称为溶度积规则。
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第二节 沉淀滴定法
沉淀滴定法是以沉淀反应为基础的一种滴定分析方法。能用于滴定的沉淀反应必须满足以下条件
1.沉淀的溶解度必须足够小,反应要完全。
2.必须有适当的方法指示化学计量点。
3.沉淀反应必须迅速、定量地进行。
沉淀反应很多,但符合滴定要求的不多。
一、银量法概述
在实际工作中,能用于沉淀滴定的主要是一类生成难溶性银盐的反应。利用生成难溶性银盐的反应来进行滴定分析的方法称为银量法。
一、银量法概述
(X = Cl、Br、I、SCN、CN)
银量法
铬酸钾指示剂法(莫尔法)
铁铵矾指示剂法(佛尔哈德法)
吸附指示剂法(法扬司法)
(一)测定原理
铬酸钾指示剂法(也称莫尔法)是以铬酸钾为指示剂,硝酸银为滴定液,在中性或弱碱性溶液中直接滴定氯化物或溴化物的方法。
以银离子滴定氯离子为例
二、铬酸钾指示剂法
终点前
终点时
铬酸钾指示剂法以砖红色沉淀出现指示化学计量点的到达
二、铬酸钾指示剂法
知识拓展
分步沉淀
如果溶液中存在两种或两种以上的离子,都能与同一试剂生成