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难溶电解质的溶解平衡

发布人:admin | 来自:思而学教育网 |  发布时间:2013-01-24 00:54:44  |  点击次数:1859
一、难溶电解质的溶解平衡
1.定义:
  在一定条件下,当难溶电解质溶解与和生成速率相等时,得到难溶电解质的饱和溶液,即达到溶解平衡。

2.难溶电解质的特征
  一些电解质如BaSO4在水中只能溶解很少、可以说是难以溶解,所以称为难溶电解质。尽管这些电解质难以溶解于水中,但在水中也会建立一种动态平衡。
  难溶电解质在水中的沉淀溶解平衡和化学平衡、电离平衡一样,合乎平衡的基本特征、满足平衡的变化基本规律,其基本特征为:
  (1)可逆过程,动态平衡,溶解的速率和沉淀的速率并不为零;
  (2)沉积和溶解速率相等:v(溶解) = v(沉淀);
  (3)各离子浓度不变,达到平衡时,溶液中离子的浓度保持不变;
  (4)平衡移动:当外界条件发生改变,溶解平衡将发生移动,达到新的平衡。

3. 生成难溶电解质的离子反应的限度
  不同电解质在水中的溶解度差别较大,难溶电解质和易溶电解质之间并无严格的界限,习惯上把溶解度小于0.01g的电解质称为难溶电解质。对于常量的化学反应来说,0.01g是很小的,因此一般情况下,相当量的离子相互反应生成难溶电解质,可以认为完全反应了。
  ①化学上认为残留在溶液中的离子浓度<1×10-5mol/L时,沉淀就达到完全。
  ②难溶电解质的溶解度尽管很小,但不会为零。

4.难溶电解质的溶度积常数
  难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡,其平衡常数称为溶度积常数,简称溶度积。溶度积KSP反映了难溶电解质在水中的溶解能力,KSP的大小和溶质的溶解度不同,它只与温度有关,与浓度无关。利用溶度积KSP可以判断沉淀的生成、溶解情况以及沉淀溶解平衡移动方向。

二、沉淀反应的应用
  沉淀反应的应用包括:沉淀的生成、沉淀的溶解和沉淀的转化。其中沉淀的转化是一种难溶电解质转化为另一种难溶电解质的过程,其实质是沉淀溶解平衡的移动。如:将AgNO3溶液依次加入氯化钠溶液、溴化钠溶液、碘化钾溶液中都会出现不同颜色的沉淀,沉淀的颜色变化是白→淡黄→黄色。出现这种颜色变化的原因是:AgCl AgBr AgI的Ksp逐渐减小,白色AgCl沉淀转化成难溶的淡黄色的AgBr,然后淡黄色的AgBr再转变成更难溶的黄色AgI沉淀。
  小结:
  当Qc>Ksp时,情况为:此时有沉淀析出 直至沉淀与溶解达到平衡;
  当Qc=Ksp时,情况为:沉积与溶解处于平衡状态;
  当Qc<Ksp时,情况为:若溶液中存在难溶电解质,则难溶电解质会溶解,直至沉淀与溶解达到平衡状态。

【经典例题】
  例题1、已知Ksp(PbCl2)=1.6×10-5,Ksp(PbI2)=7.1×10-9,Ksp(PbS)=8.0×10-28。若沉淀过程中依次看到白色PbCl2、黄色PbI2和黑色PbS三种沉淀,则往Pb2+溶液中滴加沉淀剂的次序是(   )
  A、Na2S、NaI、NaCl          B、NaCl、NaI、Na2S
  C、NaCl、Na2S、NaI          D、NaI、NaCl、Na2S

  解析:本题考查沉淀的转化,通过题目所给Ksp的大小,可判断三种难溶物质溶解度的大小关系和转化关系。
  答案:B 


  例题2、在NaCl溶液中含有少量的Na2S,欲将S2-除去,可加入 (  )
  A、稀盐酸      B、AgCl      C、NaOH      D、Ag2S

  解析:除去杂质的同时要不引入新的杂质,A项将Na2S转化为H2S除去,但引入新的杂质H+;B项是沉淀的转化,加入的AgCl与Na2S转化为更难溶的Ag2S过滤除去;CD项都不能除去杂质。
  答案:AB 

  例题3、牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着,它在唾液中存在下列平衡:
            
  进食后,细菌和酶作用于食物,产生有机酸,这时牙齿就会受到腐蚀,其原因是_______________。已知Ca5(PO4)3F(固)的溶解度比上面的矿化产物更小,质地更坚固。当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因_________,根据以上原理,请你提出一种其它促进矿化的方法_________。

  解析:有机酸电离的H+会消耗OH-,导致平衡向脱矿方向进行,牙齿受到腐蚀。使用含氟牙膏,F-与Ca2+和PO43-生成更难溶更坚固的Ca5(PO4)3F,所以防止龋齿可增大Ca2+、PO43-或OH-的浓度,所以可选择补钙方法如服用钙片,多喝牛奶等。

  例题4、已知0.1mol/L的二元酸H2A溶液的pH= 4,则下列说法中正确的是 (   )
  A、在Na2A、NaHA两溶液中,离子种类不相同
  B、在溶质物质的量相等的Na2A、NaHA两溶液中,阴离子总数相等
  C、在NaHA溶液中一定有:c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+c (OH-)+2c (A2-)
  D、在Na2A溶液中一定有:c (Na+) > c (A2-) > c (H+) > c (OH-)

  解析:已知条件:0.1mol/L的二元酸H2A溶液的pH= 4,可得H2A为二元弱酸。Na2A、NaHA溶液都能发生水解,使溶液显碱性,D选项应为c (H+)< c (OH-);C选项为电荷守恒,正确;A选项在Na2A、NaHA两溶液中,离子种类是相同的,阳离子有Na+、H+,阴离子有HA-、OH-、 A2-,B选项可通过A2-、HA-的水解程度,得出阴离子的关系,Na2A溶液中的阴离子总数要多于NaHA溶液中阴离子。
  答案:C
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