第第 五五 章章 酸碱平衡与沉淀酸碱平衡与沉淀- -溶解平衡溶解平衡 无机化学无机化学 Inorganic chemistry 目目 的的 要要 求求1、掌握酸碱质子实际及其运用；、掌握酸碱质子实际及其运用；2、熟习同离子效应对弱酸、熟习同离子效应对弱酸/弱碱解离弱碱解离平衡的影响；掌握溶液平衡的影响；掌握溶液pH的根本计的根本计算重点是一元弱酸、一元弱碱；算重点是一元弱酸、一元弱碱；3、掌握难溶电解质的沉淀平衡、溶、掌握难溶电解质的沉淀平衡、溶度积及其与溶解度的关系、溶度积规度积及其与溶解度的关系、溶度积规那么。了解影响沉淀平衡的要素。那么。了解影响沉淀平衡的要素。 无机化学无机化学 Inorganic chemistry 第一节第一节 酸酸Acid和碱和碱Base 一、一、 酸碱质子实际酸碱质子实际 Proton Theory of Acid and Base 无机化学无机化学 Inorganic chemistryBrnsted- Lowry Acid-base Theory一酸碱的定一酸碱的定义:酸：能酸：能给出出质子子(H+)的物的物质 1 proton donor碱：能与碱：能与质子子(H+)结合的物合的物质 1 proton acceptor两性物两性物质amphiprotic species: 既能既能给出出质子、又能接受子、又能接受质子子(H+)的物的物质 无机化学无机化学 Inorganic chemistryAc-H+H+ HAcAcid酸Base碱 HCO3-HPO42-H2PO4-H2OAcid(酸酸)Base(碱碱) Conclusion 酸和碱可以是中性分子( neutral molecules)、阴离子negative ions或阳离子 positive ions 在在仅相差一个相差一个质子的酸碱之子的酸碱之间，存在一，存在一种种经过质子相互子相互联络和和转化的关系，化的关系，这种关系称种关系称为酸碱共酸碱共轭关系。关系。具有具有这种关系的酸碱称种关系的酸碱称为共共轭酸碱酸碱对conjugate acid-base pair ，如：，如：HAc Ac-NH4+ NH3H2O OH-H3O+ H2OH2CO3 HCO3-HCO3- CO32-H2PO4- HPO42-HPO42- PO43- 无机化学无机化学 Inorganic chemistry酸碱反响的本酸碱反响的本质酸碱反响的本酸碱反响的本质是两个共是两个共轭酸碱酸碱对之之间的的质子子传送反响送反响protolysis reaction。HAc + H2O H3O+ + Ac-H+H+酸酸1 碱碱1碱碱2 酸酸2 无机化学无机化学 Inorganic chemistry 在酸碱反响中，可用酸碱相在酸碱反响中，可用酸碱相对强弱来弱来判判别反响的方向。通常，酸碱反响反响的方向。通常，酸碱反响总是是较强的酸与的酸与较强的碱作用，向着生的碱作用，向着生成成较弱的酸和弱的酸和较弱的碱的方向弱的碱的方向进展。展。例如：例如：HCl + NH3 NH4+ + Cl-H+H+ 无机化学无机化学 Inorganic chemistry 阐明：明：NH4+的水解反响极不完全。的水解反响极不完全。NH4+ + H2O H3O+ + NH3H+H+ 无机化学无机化学 Inorganic chemistry二酸碱的二酸碱的强弱弱 无机化学无机化学 Inorganic chemistry 酸碱的酸碱的强弱不弱不仅取决于酸碱本身取决于酸碱本身释放或接受放或接受质子的才干子的才干,同同时也取决也取决于溶于溶剂接受或接受或释放放质子的才干。子的才干。 通常以水作通常以水作为溶溶剂来比来比较各种酸各种酸和碱和碱释放或接受放或接受质子的才干。子的才干。HA(aq) + H2O(aq) A-(aq) +H3O+(aq)Ka =A-H3O+ HA Ka 称为酸度常数或酸解离常数，表示酸在水中给出质子才干的大小。 Ka 越大，酸性越强。 Ka 的大小与温度有关。 无机化学无机化学 Inorganic chemistry B(aq) + H2O(aq) BH+(aq) + OH-(aq)Kb =BH+OH- B Kb称为碱度常数或碱解离常数，表示碱在水中接受质子才干的大小。 Kb 越大，碱性越强。 无机化学无机化学 Inorganic chemistry 一、水的一、水的质子自子自递平衡平衡 第二第二节 酸碱平衡酸碱平衡一水的一水的质子自子自递反响反响 Autoprotolysis equilibrium： H2O + H2O OH- + H3O+H+ 无机化学无机化学 Inorganic chemistryK =OH-H3O+H2OH2OOH-H3O+ = K H2O2 = Kw Kw称称为为水的水的质质子自子自递递平衡常数平衡常数 Autoprotolysis equilibrium constant 或水的离子或水的离子积积 ionic product 。 无机化学无机化学 Inorganic chemistry Inorganic chemistry 在在297K的的纯水中：水中：Kw= H3O+OH- = 1.0010-14(适用于一切稀水溶液适用于一切稀水溶液)= 1.0010-7molL-1H3O+ = OH-=Kw =1.0010-14 无机化学无机化学 Inorganic chemistry二水二水 溶溶 液液 的的 pHH+ = OH- = 1.010-7molL-1中性溶液：中性溶液：酸性溶液：酸性溶液：H+ 1.010-7molL-1 OH-碱性溶液：碱性溶液：H+ 1.010-7molL-1 OH- 无机化学无机化学 Inorganic chemistry pH = -lgH+稀溶液中稀溶液中-lgH+pOH = -lgOH-稀溶液中稀溶液中-lgOH- pH + pOH = 14 H+OH- = 1.010-14 无机化学无机化学 Inorganic chemistry HB + H2O B- + H3O+Ka =B-H3O+ HB B- + H2O HB + OH-Kb =HBOH- B- = HBOH- B-H3O+H3O+=KwKa 无机化学无机化学 Inorganic chemistry (三三)共共轭酸酸碱碱解解离离常常数数的的关关系系Ka Kb = Kw1、知某物、知某物质质酸的酸的Ka，即可求得其共，即可求得其共轭轭碱的碱的Kb；反之亦然。；反之亦然。2、Ka 与与Kb成反比，成反比，阐阐明共明共轭轭酸碱的酸碱的强强度是相互制度是相互制约约的。的。 p72 表表5-2 无机化学无机化学 Inorganic chemistry即：酸越弱，其共即：酸越弱，其共轭碱越碱越强； x 碱越弱，其共碱越弱，其共轭酸越酸越强。二、弱酸、弱碱与水之二、弱酸、弱碱与水之间的的质子子传送平衡送平衡 无机化学无机化学 Inorganic chemistry一一一一元元弱弱酸酸、弱弱碱碱溶溶液液 HA + H2O A- + H3O+设一元弱酸一元弱酸HA，其初始，其初始浓度度为cKa =A-H3O+ HA H2O + H2O OH- + H3O+Kw = OH-H3O+ 无机化学无机化学 Inorganic chemistry当当ca Ka 20Kw时，可忽略水的，可忽略水的电离，离，只思索弱酸的只思索弱酸的质子子传送平衡。送平衡。 HA + H2O A- + H3O+平衡平衡 cc初始初始 c0 0解离解离 c c c c c=cH+ Ac-=H+ H+ 无机化学无机化学 Inorganic chemistryKa = A-H+ HA当当c /Ka 500时，cH+ c 无机化学无机化学 Inorganic chemistry Ka =A-H+ HA HA + H2O A- + H3O+平衡平衡 cc c c当当5%时， 1 - 1 例：例：1计算算0.100molL-1HAc溶液的解离度溶液的解离度及及H+；2计算稀算稀释一倍后一倍后该溶液的解离度溶液的解离度及及H+。 HAc + H2O Ac- + H3O+初始初始c00电离离cc c平衡平衡 cc c c Ka =Ac-H3O+ HAc=c c c= c2= c (1 ) c 无机化学无机化学 Inorganic chemistry=1.32 10-2 = 1.32%H+ = c =0.100 1.32% = 1.32 10-3 molL-1 无机化学无机化学 Inorganic chemistry稀稀释一倍后一倍后c(HAc) =12c= 0.100/2 = 0.0500mol L-1=1.87 10-2 = 1.87%H+ = c = 0.0500 1.87% = 9.35 10-4 molL-1 无机化学无机化学 Inorganic chemistry结 论 溶液溶液浓度度c、解离度、解离度和解离和解离平衡常数平衡常数K之之间具有定量关系。具有定量关系。 对某一弱某一弱电解解质而言，在一而言，在一定温度下，解离平衡常数定温度下，解离平衡常数K一定，一定，解离度解离度 随溶液的稀随溶液的稀释而增大。而增大。 无机化学无机化学 Inorganic chemistry 比比较 K K 和和 1、二者均可用来衡量弱、二者均可用来衡量弱电电解解质质在水在水中解离程度的大小；中解离程度的大小；3、解离常数、解离常数K与溶液的与溶液的浓浓度度c无关，无关，是溶液的特征常数；解离度是溶液的特征常数；解离度与溶液与溶液的的浓浓度度c有关，溶液越稀，解离度越大有关，溶液越稀，解离度越大。(但但电电离离产产生的离子的生的离子的浓浓度减小度减小)2、二者的大小均与温度有关；、二者的大小均与温度有关； 无机化学无机化学 Inorganic chemistry对于一元弱碱于一元弱碱B，设其初始其初始浓度度为cb当当cb Kb 20Kw ，cb /Kb 500时， 无机化学无机化学 Inorganic chemistry例：例：计算算0.100 molL-1 NaAc溶液的溶液的pH。知：知：HAc的的Ka =1.74 10-5解：解：NaAc是一元弱碱是一元弱碱NaAc的的Kb = Kw/Ka HAc cb Kb 20Kw ，cb /Kb 500 无机化学无机化学 Inorganic chemistrypH= -lgH+ = 8.88 无机化学无机化学 Inorganic chemistry 例例 题 在在20.00mL浓度为浓度为0.010 mol L-1的的HAc溶液中溶液中,逐滴参与逐滴参与0.010mol L-1 NaOH溶液，试计算以下情况时溶溶液，试计算以下情况时溶液的液的pH 1 1参与参与10.00mLNaOH后后 1 2参与参与20.00mLNaOH后后 1 3参与参与30.00mLNaOH后后 无机化学无机化学 Inorganic chemistry二多元酸、碱溶液二多元酸、碱溶液2、当多元弱酸的、当多元弱酸的Ka1 Ka2 Ka3，Ka1Ka2102时时，可当作一元弱酸来，可当作一元弱酸来计计算算H+ 即：只思索第一步解离即：只思索第一步解离 。3、假、假设设需需计计算第二、第三步解离的其他算第二、第三步解离的其他物种的物种的浓浓度，那么需思索第二、第三步度，那么需思索第二、第三步解离平衡。解离平衡。 无机化学无机化学 Inorganic chemistry1、多元酸碱的解离是分步、多元酸碱的解离是分步进进展的。展的。 三三 两性物两性物质溶液溶液可分可分为三三类两性阴离子溶液两性阴离子溶液 由弱酸和弱碱由弱酸和弱碱组成的成的两性物两性物质溶液溶液 氨基酸型两性物氨基酸型两性物质溶液溶液 无机化学无机化学 Inorganic chemistry对于两性阴离子溶液于两性阴离子溶液 ：对于其他两性物于其他两性物质溶液溶液 ：阐明：在一定条件下，两性物明：在一定条件下，两性物质水溶水溶液的液的H3O+，由两，由两级酸解离常数所决酸解离常数所决议，而与两性物，而与两性物质本身的本身的浓度无关。度无关。 无机化学无机化学 Inorganic chemistry 无机化学无机化学 Inorganic chemistry四、四、 同离子效同离子效应和和盐效效应例如：在例如：在HAc溶液中参与少量溶液中参与少量NaAc HAc + H2O H3O+ + Ac- NaAc Na+ + Ac-平衡向左挪平衡向左挪动，HAc的解离度降低，的解离度降低，解离解离产生的生的H3O+降低，溶液酸性降低，溶液酸性减弱，减弱，pH值升高。升高。在弱在弱电解解质溶液中，参与与溶液中，参与与该弱弱电解解质具有一具有一样离子的易溶性离子的易溶性强电解解质时，弱弱电解解质的的电离平衡会向左挪离平衡会向左挪动，使，使弱弱电解解质的解离度降低。的解离度降低。这种景象称种景象称为同离子效同离子效应common-ion effect。如：在氨水中参与如：在氨水中参与强电解解质NH4Cl 无机化学无机化学 Inorganic chemistry 例例题：在：在1L0.10molL-1的的HAc溶溶液中，参与液中，参与0.10molNaAc设溶液溶液体体积不不变。计算参与算参与NaAc后溶后溶液的液的H+和和。 无机化学无机化学 Inorganic chemistry HAc + H2O Ac- + H3O+初始初始 0.1000.10电离离0.100.10 0.10 平衡平衡 0.10 - 0.10 =0.10(1 - ) 0.10 0.10 + 0.10 =0.10(1 + ) 0.100.10 无机化学无机化学 Inorganic chemistryKa =Ac-H3O+ HAc=0.10 0.10 0.10= 1.7610-5 = 1.7610-4 = 0.0176%H+ = c=0.10 0.0176% = 1.76 10-5 molL-1 无机化学无机化学 Inorganic chemistry二二盐效效应salt effect 在弱在弱电解解质溶液中参与与其不含溶液中参与与其不含一一样离子的离子的强电解解质，会使弱，会使弱电解解质的解离度略有增大，的解离度略有增大，这种作用称种作用称为盐效效应。如：在如：在HAc溶液中参与溶液中参与NaCl 无机化学无机化学 Inorganic chemistry 无机化学无机化学 Inorganic chemistry 第三节第三节 缓冲溶液缓冲溶液一、一、 缓冲溶液的冲溶液的组成和作用机理成和作用机理缓冲溶液冲溶液对强酸、酸、强碱或稀碱或稀释的抵抗的抵抗作用称作用称为缓冲作用。冲作用。缓冲作用冲作用buffer action可以抵抗少量外加可以抵抗少量外加强酸、酸、强碱而碱而坚持溶液持溶液pH根本不根本不变的溶液，称的溶液，称为缓冲溶液。冲溶液。 缓冲溶液冲溶液buffer solution 无机化学无机化学 Inorganic chemistry 无机化学无机化学 Inorganic chemistry NaAc Na+ + Ac-同同离离子子效效应大量大量大量大量共共轭碱碱(conjugate base)抗酸成分抗酸成分 (anti-acid component)HAc + H2OH3O+ + Ac-HAc + H2OH3O+ + Ac-一一缓冲作用的机理冲作用的机理 无机化学无机化学 Inorganic chemistry大量大量大量大量共共轭酸酸 conjugate acid抗碱成分抗碱成分 (anti-base component) HAc + H2OH3O+ + Ac-H3O+ 无机化学无机化学 Inorganic chemistryHB + H2O B- + H3O+缓冲作用是在有足量的抗酸成分和冲作用是在有足量的抗酸成分和抗碱成分存在的抗碱成分存在的缓冲体系中，冲体系中，经过共共轭酸碱酸碱对之之间的的质子子转移平衡挪移平衡挪动来来实现的。的。抗碱成分抗碱成分 (anti-base component) 抗酸成分抗酸成分 (anti-acid component) 无机化学无机化学 Inorganic chemistry二二缓冲溶液的冲溶液的组成成缓冲溶液是由具有足冲溶液是由具有足够浓度、适度、适当比例的共当比例的共轭酸碱酸碱对组成的：成的：共共轭酸酸抗碱成分抗碱成分共共轭碱碱抗酸成分抗酸成分缓冲系冲系 无机化学无机化学 Inorganic chemistry常用常用缓冲系冲系 HB + H2O B- + H3O+ conjugate acid (conjugate base) NH4Cl NH3 H3PO4 NaH2PO4 NaH2PO4 Na2HPO4 Na2HPO4 Na3PO4 H2CO3 NaHCO3 NaHCO3 Na2CO3 H3BO3 NaH2BO3 HAc NaAc 无机化学无机化学 Inorganic chemistryHB + H2O B- + H3O+平衡平衡时( (一一) )缓缓冲溶液冲溶液pHpH的的计计算算 二二、 缓冲冲溶溶液液的的计算算其中其中HBcHB，B-cB- 无机化学无机化学 Inorganic chemistry 无机化学无机化学 Inorganic chemistry pKa是共是共轭酸的解离平衡常数酸的解离平衡常数的的负对数；数； cB-是是缓冲溶液中共冲溶液中共轭碱的碱的浓度；度； cHB是是缓冲溶液中共冲溶液中共轭酸的酸的浓度。度。 缓冲溶液的冲溶液的pH值主要决主要决议于共于共轭酸的酸的pKa；其次决；其次决议于于cB-/ cHB (缓冲比冲比) 缓冲溶液在一定范冲溶液在一定范围内具有内具有抗稀抗稀释的性能。的性能。 温度温度对缓冲溶液的冲溶液的pH有影响。有影响。讨 论 无机化学无机化学 Inorganic chemistry( (二二) ) 缓缓冲容量和冲容量和缓缓冲范冲范围围1、缓缓冲容量冲容量(buffer capacity)及影响要及影响要素素缓冲容量取决于冲容量取决于总浓度和度和缓冲比。冲比。缓冲容量用来冲容量用来阐明明缓冲才干的大小。冲才干的大小。 无机化学无机化学 Inorganic chemistry 总浓度的影响：度的影响：对同一同一缓冲系，冲系，缓冲比一定冲比一定时，总浓度越大，度越大，缓冲冲容量越大，容量越大，缓冲才干越冲才干越强。 缓冲比的影响：冲比的影响：对同一同一缓冲系，冲系，总浓度一定度一定时，缓冲比越冲比越趋近于近于1，缓冲容量越大，冲容量越大，缓冲才干越冲才干越强；缓冲比等于冲比等于1时，缓冲才干最冲才干最强。 无机化学无机化学 Inorganic chemistry2 2、有效、有效缓缓冲范冲范围围 buffer effective rangebuffer effective range pH=pKa-1 pKa+1普通以普通以为,缓冲比在冲比在1/1010/1范范围内内,缓冲溶液才干有效冲溶液才干有效发扬缓冲作用冲作用. 无机化学无机化学 Inorganic chemistry三、三、 缓冲溶液的冲溶液的选择和配制和配制1、选选择择适适宜宜的的缓缓冲冲系系：使使所所选选缓缓冲冲系系中中共共轭轭酸酸的的pKa与与所所配配缓缓冲冲溶溶液的液的pH值值尽量接近。尽量接近。2、保、保证证有足有足够够的的总浓总浓度：度： 0.05 0.20 mol L-1。3、计计算所需算所需缓缓冲系的量。冲系的量。4、用、用pH计进计进展展测测定和校正。定和校正。配配制制缓冲冲溶溶液液的的步步骤缓冲溶液的配制方法冲溶液的配制方法1 1、选选用一用一样浓样浓度的共度的共轭轭酸和共酸和共轭轭碱直接混合而得：碱直接混合而得：pH=pKa+lgV 共共轭轭碱碱 /V 共共轭轭酸酸)2 2、在一定量的弱酸溶液中参与适、在一定量的弱酸溶液中参与适量的量的强强碱，利用剩余的弱酸和反响碱，利用剩余的弱酸和反响生成的弱酸生成的弱酸强强碱碱盐盐构成构成缓缓冲冲对对。 无机化学无机化学 Inorganic chemistry 无机化学无机化学 Inorganic chemistry例例1：一：一样浓度的度的H3PO4和和NaOH溶溶液按液按2 ：1的体的体积比混合后，构成的比混合后，构成的缓冲冲对为 ，该缓冲冲对可配制可配制pH从从 到到 的的缓冲溶冲溶液，其中的抗酸成分是液，其中的抗酸成分是 ，抗碱成分是抗碱成分是 ，计算算该缓冲溶冲溶液液pH的公式的公式为 。 1.12 3.12H3PO4H2PO4-H2PO4-H3PO4 无机化学无机化学 Inorganic chemistry体积体积比比缓冲对缓冲对抗酸抗酸成分成分抗碱抗碱成分成分2 ：12 ：32 ：5用一用一样浓度的度的H3PO4H3PO4和和NaOHNaOH溶液按不同溶液按不同体体积比混合比混合时的情况如下：的情况如下：H2PO4-HPO42-H3PO4H2PO4-HPO42-PO43-H2PO4-H3PO4H2PO4-HPO42-HPO42-PO43- 无机化学无机化学 Inorganic chemistry例例2 用用某某二二元元弱弱酸酸H2B配配制制pH=6.00的的缓冲冲溶溶液液，问应在在450ml c(H2B)= 0.100molL-1的的溶溶液液中中,参参与与c(NaOH) =0.100molL-1的溶液多少毫升？的溶液多少毫升？知知H2B的的pKa1=1.52，pKa2=6.30，设溶液的体溶液的体积是可以加和的是可以加和的 第四第四节 难溶溶强电解解质的构成和溶解的构成和溶解 无机化学无机化学 Inorganic chemistry一、溶度一、溶度积常数常数对于于AaBb型型难溶溶电解解质AaBb (s) aAn+(aq) + bBm-(aq)Ksp = An+aBm-b一溶度一溶度积在一定温度下，在一定温度下，难溶溶电解解质的的饱和溶和溶液中离子液中离子浓度度幂之乘之乘积为一常数。一常数。 无机化学无机化学 Inorganic chemistryKsp 称称为为溶度溶度积积常数常数 solubility product constant ，简简称溶度称溶度积积。它反映了它反映了难难溶溶电电解解质质在水中的溶解在水中的溶解才干。才干。 无机化学无机化学 Inorganic chemistry二溶度二溶度积与溶解度与溶解度AaBb (s) aAn+(aq) + bBm-(aq) 1 ： a ： bas bss即：在溶解度即：在溶解度为s的的难溶溶电解解质AaBb的的饱和溶液中和溶液中An+ = asBm- = bs 无机化学无机化学 Inorganic chemistry Ksp = An+aBm-b= (as)a (bs)b =aabb sa+b 无机化学无机化学 Inorganic chemistry1、正、正负负离子平衡离子平衡浓浓度的比例关系；度的比例关系；2、离子平衡、离子平衡浓浓度与溶解度的关系；度与溶解度的关系；3、溶度、溶度积积Ksp与离子平衡与离子平衡浓浓度的关系。度的关系。 注注 意意 无机化学无机化学 Inorganic chemistry例：例：经过计算比算比较298K时AgCl和和Ag2CrO4溶解度的大小。溶解度的大小。知：知： AgCl的的Ksp= 1.77 10-10 Ag2CrO4的的Ksp= 1.12 10-12 无机化学无机化学 Inorganic chemistry 无机化学无机化学 Inorganic chemistryAgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) 1 ： 1 ： 1 s ss Ksp = Ag+Cl- = s s =s2 无机化学无机化学 Inorganic chemistryAg2CrO4(s) 2Ag+(aq) + CrO42-(aq) 1 ： 2 ： 1 2s ss Ksp = Ag+2CrO42-=(2s)2 s = 4s3 结 论 对于不同于不同类型的型的难溶溶电解解质，不能直接根据溶度不能直接根据溶度积的大小来比的大小来比较溶解度的大小；溶解度的大小； 对于同一于同一类型的型的难溶溶电解解质，可直接根据溶度可直接根据溶度积的大小来比的大小来比较溶解度：溶度溶解度：溶度积越大，溶解度也越大，溶解度也越大。越大。 无机化学无机化学 Inorganic chemistry适用范适用范围3、离子、离子强强度很小，度很小，浓浓度可以替代活度可以替代活度的度的难难溶溶电电解解质质溶液。溶液。1、溶解后解离出的正、溶解后解离出的正、负负离子在水离子在水溶液中不溶液中不发发生水解等副反响或副反生水解等副反响或副反响程度很小；响程度很小；2、溶解于水的部分必需完全解离。、溶解于水的部分必需完全解离。 无机化学无机化学 Inorganic chemistry三溶三溶 度度 积 规 那么那么 (solubility product principle)1、当、当Qc= Ksp时时，溶液达，溶液达饱饱和；和；2、当、当Qc Ksp时时，为为不不饱饱和溶液，和溶液，无沉淀析出；无沉淀析出；3、当、当Qc Ksp时时，为过饱为过饱和溶液，和溶液，溶液中将析出沉淀直至溶液达溶液中将析出沉淀直至溶液达饱饱和。和。 无机化学无机化学 Inorganic chemistry四沉淀的生成四沉淀的生成沉淀的生成的必要条件：沉淀的生成的必要条件： Qc Ksp例：将例：将0.020mol L-1CaCl2溶液与等溶液与等体体积同同浓度的度的Na2C2O4溶液相混合，溶液相混合，能否有沉淀生成忽略体能否有沉淀生成忽略体积的的变化。化。 无机化学无机化学 Inorganic chemistry知：知：Ksp (CaC2O4)=2.3210-9 解：溶液等体解：溶液等体积混合后混合后 c(Ca2+)=0.010 molL-1 c(C2O42-)=0.010 molL-1 Qc (CaC2O4)=c(Ca2+)c(C2O42-) =(1.010-2)(1.010-2)=1.010-4 Ksp (CaC2O4)=2.3210-9 有有CaC2O4沉淀析出。沉淀析出。 无机化学无机化学 Inorganic chemistry 无机化学无机化学 Inorganic chemistry 影响沉淀溶解影响沉淀溶解度的要素度的要素难溶电解质难溶电解质的溶度积的溶度积Ksp温度温度同离子效应同离子效应盐效应盐效应 无机化学无机化学 Inorganic chemistry例：知例：知Ksp，BaSO4=1.0810-10，计算算1在在纯水中的溶解度水中的溶解度 1 2在在0.010mol L-1BaCl2溶液中溶液中的溶解度的溶解度 无机化学无机化学 Inorganic chemistryBaSO4(s) Ba2+(aq) + SO42-(aq) 1 ： 1 ： 1s Ksp = Ba2+SO42- s s 无机化学无机化学 Inorganic chemistryBaSO4(s) Ba2+(aq) + SO42-(aq) 1 ： 1 ： 1s2 Ksp = Ba2+SO42-在在0.010mol L-1BaCl2溶液中溶液中0.010 +s2s2 = (0.010+s2) s2 0.010 s2 s2= Ksp /0.010 =1.0810-8 mol L-1 无机化学无机化学 Inorganic chemistry因参与与因参与与难溶溶电解解质不含有一不含有一样离子的易离子的易溶溶强电解解质，而使，而使难溶溶电解解质的溶解度略的溶解度略微增大的景象。微增大的景象。因参与含有共同离子的因参与含有共同离子的强电解解质，而使，而使难溶溶电解解质的溶解度降低的景象。的溶解度降低的景象。 同离子效同离子效应common ion effect盐效效应salt effect例：将例：将4.010-3 mol L-1Na2SO4溶液溶液与与6.010-3 mol L-1BaCl2溶液等体溶液等体积混合，混合，SO42-能否被沉淀完全能否被沉淀完全? 剩余离子剩余离子浓度度1.010-5 mol L-1应计算出沉淀平衡后溶液中应计算出沉淀平衡后溶液中SO42- 无机化学无机化学 Inorganic chemistry 无机化学无机化学 Inorganic chemistry 第一步：第一步： Na2SO4溶液与溶液与BaCl2溶液溶液反响生成反响生成BaSO4沉淀沉淀等体等体积混合后混合后c(SO42-) = 0.002mol L-1c(Ba2+) = 0.003 mol L-1反响反响反响生成反响生成n(BaSO4) = 0.002 Vmol 无机化学无机化学 Inorganic chemistryBaSO4(s) Ba2+(aq) + SO42-(aq)第二步：第二步： BaSO4沉淀在此条件下溶沉淀在此条件下溶解的部分完全解的部分完全电离，离，设此此时SO42-为x初始初始0.002 0.001 0溶解溶解xxx平衡平衡0.001 + xx0.001 Ksp = Ba2+SO42-= 0.001x =1.0810-10 x = 1.0810-7 mol L-1沉淀完全沉淀完全二、分步沉淀二、分步沉淀fractional precipitate 在溶液中有两种以上的离子能在溶液中有两种以上的离子能与同一与同一试剂反响反响产生沉淀生沉淀时，首，首先析出的先析出的应是离子是离子积最先到达溶最先到达溶度度积的物的物质。 无机化学无机化学 Inorganic chemistry 在溶液中有两种以上的离子能在溶液中有两种以上的离子能与同一与同一试剂反响反响产生沉淀生沉淀时，缓慢参与沉淀慢参与沉淀剂，沉淀会按先后，沉淀会按先后顺序出序出现。 例例 题在浓度均为在浓度均为0.010 mol L-1的的KCl和和K2CrO4的混合溶液中的混合溶液中,逐滴参与逐滴参与AgNO3溶液时，溶液时，AgCl和和Ag2CrO4哪个先沉淀析出哪个先沉淀析出? 知：知：AgCl的的Ksp= 1.77 10-10 Ag2CrO4的的Ksp= 1.12 10-12 无机化学无机化学 Inorganic chemistry 无机化学无机化学 Inorganic chemistry要构成要构成AgCl沉淀沉淀Qc Ksp即：即：c(Ag+)c(Cl-) Ksp(AgCl)c(Ag+) 无机化学无机化学 Inorganic chemistry要构成要构成Ag2CrO4沉沉淀淀Qc Ksp即：即：c2(Ag+)c(CrO42-) Ksp(Ag2CrO4)c(Ag+) 无机化学无机化学 Inorganic chemistry要构成要构成AgCl沉淀沉淀c(Ag+) 要构成要构成Ag2CrO4沉沉淀淀c(Ag+) 即即: 开开场构成构成AgCl沉淀所需沉淀所需Ag+较少少先构成先构成AgCl沉淀沉淀 无机化学无机化学 Inorganic chemistry Ag+生成生成AgClAg+生成生成Ag2CrO4 无机化学无机化学 Inorganic chemistryAg+生成生成Ag2CrO4 Cl- Ksp(AgCl)/Ag+=1.77 10-10/1.0610-5 =1.610-5molL-1 Ag+Cl-=Ksp(AgCl)刚开开场生成生成Ag2CrO4时三、沉淀的溶解和三、沉淀的溶解和转化化一沉淀的溶解一沉淀的溶解常用方法：常用方法：1、生成弱、生成弱电电解解质质使沉淀溶解。使沉淀溶解。2、利用氧化复原反响使沉淀溶解。、利用氧化复原反响使沉淀溶解。 无机化学无机化学 Inorganic chemistryQcKsp水、弱酸、弱碱和难电离的盐水、弱酸、弱碱和难电离的盐3、生成配合物使沉淀溶解。、生成配合物使沉淀溶解。 无机化学无机化学 Inorganic chemistry二沉淀的二沉淀的转化化普通来普通来说，难溶溶电解解质容易容易转化化为更更难溶的溶的电解解质。溶解度相差不大的两沉淀之溶解度相差不大的两沉淀之间，在一定条件下，依然可以在一定条件下，依然可以转化。化。 目目 的的 要要 求求1、掌握酸碱质子实际及其运用。、掌握酸碱质子实际及其运用。2、掌握溶液、掌握溶液pH的根本计算重点的根本计算重点是一元弱酸、一元弱碱；熟习同是一元弱酸、一元弱碱；熟习同离子效应对弱酸离子效应对弱酸/弱碱解离平衡的影弱碱解离平衡的影响。响。 无机化学无机化学 Inorganic chemistry3、掌掌握握缓缓冲冲溶溶液液的的根根本本概概念念、组组成成、作作用用原原理理和和pH值值的的计计算算；熟熟习习缓缓冲冲范范围围和和缓缓冲冲溶溶液液的的配配制制方方法法；了了解解缓缓冲冲溶液在医学上的意义。溶液在医学上的意义。 根底化学根底化学 Basic chemistry 4、掌握难溶电解质的沉淀平衡、掌握难溶电解质的沉淀平衡、溶度积与溶解度的关系、溶度积溶度积与溶解度的关系、溶度积规那么及其运用。了解影响沉淀规那么及其运用。了解影响沉淀平衡的要素。平衡的要素。 Summary In this chapter，We have introduced the acid-base theory，the characteristics of electrolyte solution. As we all know，substances that dissociate in water or melt to produce cations and anions are called electrolytes；those that do not are called non-electrolytes. Usually electrolytes are divided into two types: strong electrolyte and weak electrolyte. Strong electrolyte solution The strong electrolytes could dissociate completely in aqueous solution . Because the ion interaction and the forming of ion atmosphere prevent the ions from behaving as totally independent particles , the apparent dissociation degree is not 100% . In fact, We should use activity to replace concentration. Proton theory of acid and base1) Definition of acid and base:An acid is a proton donor, and a base is a proton acceptor.Conjugated pair of acid-base:Conjugate acid H+ Conjugate base2) A acid base reaction is a proton transfer reaction between two conjugated pairs of acid-base actually.3) Equilibrium constant : Equilibrium constant for the proton-transfer reaction between two H2O molecules is called the ion product of water (Kw).Kw= H3O+OH-That between a weak acid and water is called acidity constant, denoted by Ka.That between a weak base and water is called basidity constant, denoted by Kb. 4)The factors of influencing proton equilibriumConcentration of weak acid or weak baseorWe should grasp how to calculate the concentration of proton and dissociation degree when the weak acid is diluted. Salt effectCommon-ion effect How to calculate H+ or pH The formula of the calculation of H+ in a monoprotic weak acid solution is as following: when ca Ka 20Kw, and ca /Ka 500 or 5%.But if not , Saturated solution of a sparingly soluble salt In the saturated solution of a sparingly soluble salt ,an equilibrium exists between the ions in solution and the solid molecule.AaBb (s) aAn+(aq) + bBm-(aq)Ksp = An+aBm-b Ksp is the solubility product constant. S is the solubility of a sparingly soluble salt, which is the concentration of solid that dissolve per liter of solution(molL-1) Ksp and S are always related to one another, but the relationship varies with the type of electrolyte . S can be used to calculate Ksp, and Ksp can be used to calculate S. Ion product ( Ip ) is the product of the concentrations of ions in any solution of a sparingly soluble salt, which is not a constant. If Ip=Ksp, the solution is saturated , any precipitation will not occur; If IpKsp, the solution is supersaturated , any precipitation will occur until the solution is saturated. If IpKsp, the solution is unsaturated , any precipitation will not occur;