ترسيب الأيونات

إذا مُزج محلولان من مركبان أيونيان،مثل يوديد الصوديوم ونترات الرصاص الثنائي،تستطيع الأيونات الموجبة من أحد المحلولين أن تتحد مع الأيونات السالبة من المحلول الآخر. كواحد من النواتج العابرة نترات الصوديوم-قابل للذوبان في الماء،تبقى أيونات الصوديوم والنترات على شكل محلول،بينما يُشكل الرصاص وأيونات اليوديد راسب يوديد الرصاص. حاصل التفاعل،Q،للتفاعل الانحلالي،يساوي منتج تركيزات أيونات الرصاص وأيونات اليوديد.

وخلافًا لمنتج الذوبان Ksp،فإن حاصل التفاعل يشمل تركيز الأيونات في أي مرحلة،ولا يقتصر على مرحلة التوازن. يمكن مقارنة قيم Q و Ksp للتنبؤ فيما إذا كان سيحدث تفاعل ترسيب. لنتأمل إضافة قطرات من محلول يوديد الصوديوم إلى محلول نترات الرصاص.

في البداية،تكون Q أقل من Ksp،وتكون أيونات الرصاص واليوديد عل شكل محلول مع أيونات الصوديوم وأيونات النترات. هذا محلول غير مشبع. بإضافة مزيد من يوديد الصوديوم،يستمر ارتفاع تركيز أيونات اليوديد.

يكون التفاعل قد وصل التوازن عندما تتساوى Q مع Ksp. في هذه المرحلة،تكون كمية قليلة من يوديد الرصاص في حالة توازن ديناميكي مع الأيونات،مما يشكل محلولًا مشبعًا. إضافة المزيد من يوديد الصوديوم تجعل Q أكبر من Ksp،ويتحرك التفاعل باتجاه الراسب.

هذا محلول فائق التشبع،يستمر فيه الترسيب إلى أن يُخفّض تركيز الأيونات إلى قيمتها عند حالة التوازن. على سبيل المثال،لنفترض أن خلط محلولي يوديد الصوديوم و نترات الرصاص الثنائي ينتج عنه محلول يحتوي على أيونات رصاص بتركيز 1.6 10⁻⁴ مولار،وأيونات يوديد بتركيز 4.0 10⁻⁴ مولار. هنا Q تساوي 2.6 10⁻¹¹،بينما تكون قيمة Ksp ليوديد الرصاص 1.4 10⁻⁸.

لأن قيمة Q من قيمة Ksp،فإن يوديد الرصاص لن يترسب. التنبؤ بتفاعلات الترسيب،قد يكون مفيدًا للغاية أثناء فصل المركبات الأيونية. لنتأمل محلولًا يتكون من أيونين فلزيين الرصاص الثنائي،والنحاس الثنائي.

إذا أضيف حمض الهيدروكلوريد إلى هذا المحلول،سيترسب كلوريد الرصاص الثنائي لأن قيمة Ksp فيه صغيرة،بينما يبقى النحاس على شكل محلول لأن كلوريد النحاس الثنائي يمتاز بدرجة ذائبية عالية في الماء. تسمى هذه التقنية الترسيب الانتقائي.