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卤化银通常特指AgCl(白)、AgBr(浅黄)及AgI(黄)三种颜色沉淀;卤化银在H2O(l)、NH3·H2O
(aq)、Na2S2O3(aq)及KCN(aq)中溶解度的相对大小,常常是化学初学者感兴趣的问题;本文拟结合
卤化银的溶解常数(Kθ),解析该类问题,供参考.
卤化银在水中的溶解度
水中卤化银的溶解常数,即为卤化银的溶度积常数(Kθsp).
25℃卤化银的溶度积常数(Kθsp),参见如下表1[1]所示:
表1. 25℃卤化银的溶度积常数(Kθsp)
卤化银水中的溶解反应通式,参见如下式(1)所示:
AgX(s)→Ag+(aq)+X-(aq) (1)
s s
“s”代表25℃时卤化银的饱和溶解度,单位为: mol·dm-3.
依难溶盐溶度积定义可得:
(2)
式(2)中,cθ=1.0mol·dm-3.
由式(2)解得:
(3)
由式(3)可得:卤化银的溶度积常数(Kθsp)越大,则水中溶解度越大.
结合表1数据可得卤化银水中溶解度(s)由大到小排列顺序为:
s(AgCl)>s(AgBr)>s(AgI)
2. 卤化银在氨水中的溶解度
氨水溶液中,卤化银的溶解反应通式,参见如下式(4)所示:
AgX+2NH3·H2O(aq)→[Ag(NH3)2]+(aq)+X-(aq)+2H2O(l) (4)
依多重平衡规则可得氨水中卤化银的溶解常数(Kθ)为:
(5)
式(5)中“Kθf[Ag(NH3)2+]” 代表银氨配离子的稳定常数.
设:溶解平衡时,卤化银的溶解度为s,氨水的浓度为c(NH3·H2O),
则: (6)
由式(6)可得:
(7)
由式(5)、(7)可知:由于Kθf[Ag(NH3)2+]值相同,卤化银溶度积常数(Kθsp)越大,则卤化银溶解度
(s)亦越大.
结合表1数据可得卤化银在氨水中溶解度(s)由大到小排列顺序为:
s(AgCl)>s(AgBr)>s(AgI)
3. 氨水、硫代硫酸钠及氰化钾溶液中氯化银的溶解度
氨水、硫代硫酸钠或氰化钾溶液中氯化银的溶解反应通式,参见如下式(8)所示:
AgCl(s)+2X(aq)→[AgX2]+Cl-(aq) (8)
式(8)中“X”代表“NH3、S2O32-或CN-”;“[AgX2]”代表银离子与配体X形成的配离子通式.
依多重平衡规则可得氨水、硫代硫酸钠或氰化钾溶液中氯化银的溶解常数(Kθ)为:
(9)
设:式(8)溶解平衡时,氯化银的溶解度为s,配位剂的浓度为c,
(10)
由式(10)可得:
(11)
由式(9)、(11)可知:由于氯化银溶度积常数[Kθsp(AgCl)]相同,越大,则氯化银溶解度
(s)亦越大.
25℃时[AgX2]的稳定常数(Kθf),参见如下表2所示:
表2. 25℃时[AgX2]的稳定常数(Kθf)
结合表2数据可得氯化银氨水、硫代硫酸钠或氰化钾溶液中溶解度(s)由大到小排列顺序为:
s[Ag(CN)2-]>s[Ag(S2O3)23-]>s[Ag(NH3)2+]
4. 结论
⑴卤化银的溶度积常数(Kθsp)越大,则水中溶解度越大;
⑵卤化银溶度积常数(Kθsp)越大,则氨水中溶解度越大;
⑶配离子[Ag(CN)2-]、[Ag(S2O3)23-]及[Ag(NH3)2+]的稳定常数越大,相应氯化银的溶解度越大.
参考文献
[1]浙江大学普通化学教研组编.普通化学(第七版).北京:高等教育出版社,2020,2:365-367.
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