内容正文:
药用基础化学/难溶电解质
溶度积原理及其应用
溶液为过饱和溶液,会有沉淀析出,直至形成饱和状态为止。
溶液为饱和溶液,处于沉淀溶解平衡状态。此时,既无沉淀析出又无沉淀溶解。
溶液为不饱和溶液,如有固体存在,会继续溶解,直至达到饱和状态为止。
难溶电解质的沉淀能否生成或溶解,可用溶度积原理判断
(3)Qi< Ksp
(1) Qi > Ksp
( 2) Qi= Ksp
离子积
AnBm(s) nAm+(aq) + m Bn− (aq)
一、溶度积原理
1.沉淀的生成
所以有CaSO4沉淀析出。
例:将下列溶液混合是否生成CaSO4沉淀?(1)20ml 1mol/L Na2SO4与20ml1mol/L CaCl2溶液 (2)20ml 0.002mol/L Na2SO4与20ml0.002mol/L CaCl2溶液 (CaSO4的Ksp= 9.1×10-6)
解:
(1)混合后
Qi > Ksp 过饱和溶液,有沉淀析出
二、溶度积原理的应用
(2)混合后
所以没有CaSO4沉淀析出。
解 Zn2+完全沉淀为ZnS时,溶液中Zn2+浓度小于1×10-5mol/L
在定性分析中,溶液中被沉淀的离子浓度小于1×10-5mol/L时,可以认为该离子已被沉淀完全。
2. 沉淀是否完全
例:室温下往含有Zn2+ 0.01 mol/L的酸性溶液中通入H2S达到饱和,如果Zn2+完全沉淀为ZnS,则沉淀完全时溶液中[H+]应为多少。已知:Ksp[ZnS]=1.6×10-24。
CaCO3 (s) Ca2+ + CO32-
3.沉淀的溶解
1)酸碱溶解法:
HCl Cl‾ + H+
HCO3- + H+
Qi< Ksp 不饱和溶液,有沉淀溶解
利用酸或碱与难溶强电解质的阳离子或阴离子生成可溶性弱电解质,使平衡移动 Qi<Ksp,导致沉淀溶解。
CO2 +H2O
ZnS(s) Zn2+ + S2-
3.沉淀的溶解
1)酸碱溶解法:
HCl Cl‾ + H+
HS- + H+
Qi< Ksp 不饱和溶液,有沉淀溶解
利用酸或碱与难溶强电解质的阳离子或阴离子生成可溶性弱电解质,使平衡移动 Qi<Ksp,导致沉淀溶解。
H2S
Mg(OH)2 (s) Mg2+ + 2OH‾
3.沉淀的溶解
1)酸碱溶解法:
HCl Cl‾ + H+
H2O
氢氧化物沉淀均能溶于酸,溶解度较大的还能溶于铵盐。
Qi< Ksp 不饱和溶液,有沉淀溶解
利用酸或碱与难溶强电解质的阳离子或阴离子生成可溶性弱电解质,使平衡移动 Qi<Ksp,导致沉淀溶解。
例:计算ZnS在0.50mol/L盐酸中的溶解度,已知:Ksp[ZnS]=1.6×10-24 。
0.5-2x x x
解:
ZnS(s)+2HCl ZnCl2 + H2S
该反应的平衡常数为:
2)氧化还原溶解法
3CuS(s) 3Cu2+ + 3S2-
3S(s) + 2NO(g) + 4H2O
HNO3(aq) → 8H+ + 2NO3-
+
3.沉淀的溶解
加入某种氧化剂或还原剂,与难溶电解质的阳离子或阴离子发生氧化还原反应,降低了其浓度,使Qi<Ksp,导致沉淀溶解
Qi< Ksp 不饱和溶液,有沉淀溶解
Ksp[CuS]=6.3×10-36,要使CuS溶解,溶液中盐酸浓度需
达到106mol/L,这是根本不可能的
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AgCl(s) Cl- + Ag+
3)配位溶解法
+
2NH3
[Ag(NH3)2] +
3. 沉淀的溶解
加入某种电解质,与难溶强电解质的金属离子生成配离子,使其浓度降低,致使Qi<Ksp,导致难溶电解质沉淀溶解。
Qi< Ksp 不饱和溶液,有沉淀溶解
Ksp[HgS]=6.44×10-53
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药用基础化学/难溶电解质
分步沉淀和沉淀转化
溶液中含有两种或两种以上的离子,都能与同一种试剂生成难溶电解质沉淀,由于各种难溶电解质的溶度积不同,析出沉淀是先后次序不同的现象称为分步沉淀。
一、分步沉淀
例 在含有0.010 mol/L I − 和0.010 mol/L Cl − 的溶液中,逐滴加入AgNO3,哪种离子先沉淀?能否用分步沉淀将二者分离?
AgI,AgCl开始析出沉淀时所需Ag+最低浓度:
沉淀I‾ 所需[Ag+]