第三章沉淀与结晶 第一节概述

1.1 沉淀与结晶的关系

本质没有区别，都是先形成晶核，晶核再长大。但按照 习惯沉淀是往溶液中加入沉淀剂，而结晶是改变溶液的物理 化学状态使其过饱和。 应用：提取冶金和材料制备 （ 1 ）分离与提纯（净化）：加入化学试剂，控制适当条件， 选择性的使杂质形成难溶化合物从溶液中析出；

• （ 2 ）析出产物：用于制备磁性材料、新型陶瓷材料、复合材 料的粉末和纳米粉末。

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1.2 沉淀与结晶过程的物理化学基础 1.2.1 物质的溶解度 （1）溶度积Ksp和溶解度 在一定 温度 下，难溶电解质饱和溶液中离子的相对浓 度的系数方次项的乘积，为一常数 。 称为溶度积常数或简 称 溶度积 Ksp 。 难溶电解质 溶解度 （对易溶物质通常用100g水中饱 和时所含溶质的克数；对难溶物则可用每升溶液中溶解的 “物质的量”（摩尔）来表示 。） 极小 。 如反应：MmNn(S)=mMⁿ⁺ +nN^m-

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溶解度的计算 :

设物质的溶解度为S0,则 饱和 溶液中的Mn⁺ 、N^m+ 的浓 度分别为mS0mol/L和nS0mol/L。 则有：

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难溶电解质的溶度积 Ksp 与其溶解度 s(mol·l^-1 ) 的关系， 是由该电解质组成决定的 。 其通式分别为：

AB 型：

AB2 或 A2B 型

AB3 或 A3B 型

Ksp 的大小不能直接反映出该难溶电解质溶解度的大 小，只有相同类型的化合物，才能用 Ksp 比较溶解度的大 小 。

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例 1

在 25℃ 时， PbCl2 的溶解度为 1.6 × 10^-2 mol·L^-1 。 求此温度下， PbCl2 的溶度积 解 溶液中：

即

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例 2 已知在 298K 时， Al(OH)3 的 在该温度下的溶解度 (mol·L^-1 )。 解 设 Al(OH)3 的溶解度为 s(mol·L^-1 )

，计算 Al(OH)3

即 mol·l^-1 Al(OH)3 的相对分子质量为 78g·mol^-1 ,3.69 × 10^-9 mol·L^- 1Al(OH)3 相当于 2.88 × 10-7g ，溶于 1000g 水中，在 100g 水中，可 溶解 Al(OH)3 2.8 × 10^-8 g。

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Ksp=[Mⁿ⁺ ]^m [N^m- ]ⁿ 反应达到平衡 Ksp>[Mⁿ⁺ ]^m [N^m- ]ⁿ 未饱和 Ksp<[Mⁿ⁺ ]^m [N^m- ]ⁿ 过饱和

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（2)影响溶解度的因素 温度： 根据等压方程，平衡常数和温度的关系如下：

为溶解的标准热效应。 溶液很稀时有： 则有：

若溶解过程为吸热反应， 低。

大于0，溶解度增加，反之降

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溶液成分:共同离子效应（溶液中除盐MmNn外还有含其他 共同离子的盐Mm’Nn，该盐的存在会使MmNn的溶解度降 低，称为共同离子效应），溶解度降低 。 盐效应：溶液中有不带共同离子的强电解质存在时，溶解 度升高 。

酸（碱）度效应：溶液中的酸碱度将影响其离子的形态和 浓度，相应影响其溶解度 。 1.2.2 过饱和溶液及结晶 （ 沉淀 ） 的生成 （1）过饱和溶液：当溶液中没有结晶核心存在时，溶质的 实际浓度往往超过其溶解度时仍不发生结晶，该溶液称为 过饱和溶液 。

微小颗粒的溶解度大于大颗粒的溶解度，溶液中没有 结晶核心存在造成的 。 （2）晶核的形成

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图 1 从液相中析出固相时液相中溶质的浓度变化

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