离子沉淀

如果将两种离子化合物溶液混合在一起，例如将碘化钠溶液和 II 价硝酸铅溶液混合在一起，那么，一种溶液中的阳离子可以结合 另一种溶液中的阴离子。硝酸钠作为一种交叉反应产物，因为它溶于水，所以钠离子和硝酸根离子 继续留在溶液中，同时铅离子和碘离子会生成 碘化铅沉淀。Q 是溶解反应的反应商，等于铅离子和碘离子 浓度的乘积。与溶度积 Ksp 不同，反应商涉及到任何阶段的离子浓度，而不仅仅是平衡状态。通过比较反应商 Q 和溶度积 Ksp 的值 可以预测是否会发生沉淀反应。现在考虑向硝酸铅溶液中滴加 碘化钠溶液。开始时，反应商 Q 小于溶度积 Ksp，铅离子、碘离子、钠离子和硝酸根离子 都存在于溶液中。现在是不饱和溶液。随着加入更多碘化钠，碘离子浓度继续增加。反应商 Q 等于溶度积 Ksp 时，反应达到平衡。在这个阶段，少量固态碘化铅 与它的离子处于动态平衡，形成饱和溶液。进一步加入碘化钠，使反应商 Q 大于溶度积 Ksp，反应 向沉淀方向移动。现在是过饱和溶液，沉淀一直进行，直到离子 浓度降低到它们的平衡值。例如，假设碘化钠和 II 价硝酸铅的 混合溶液中 含有 1.6 10⁻⁴ 摩尔铅离子 和 4.0 10⁻⁴ 摩尔的碘离子。这里，碘化铅的反应商 Q 等于 2.6 10⁻¹¹，溶度积 Ksp 等于 1.4 10⁻⁸。因为反应商 Q 小于溶度积 Ksp，所以碘化铅不会沉淀。预测沉淀反应 在离子化合物分离过程中非常有用。请考虑一下含有 II 价铅和 II 价铜两种金属离子的溶液。如果在这种溶液中加入盐酸，II 价氯化铅会沉淀，因为它的溶度积 Ksp 很小，而 II 价氯化铜在水中的溶解度非常高，所以会留在溶液中。这种技术叫做选择性沉淀。