4.9: 沈殿反応

沈殿反応では、水溶性塩の水溶液が反応して不溶性イオン化合物（沈殿物）を生成します。 この反応は、溶液中の反対の電荷を持つイオンが水に対する引力に打ち勝って互いに結合し、溶液から分離して沈殿物を形成するときに発生します。 このような反応は水性溶液中のイオン化合物間のイオン交換を伴うため、二重置換、二重交換、交換反応、またはメタセシス反応とも呼ばれます（ギリシャ語で「置換」）。 沈殿反応は、化合物中の金属イオンを同定するための分析手法として使用され、物質の組成を決定するための重量測定法が用いられます。  
 
物質が水または溶剤に溶解できる範囲は、指定された条件下で達成できる物質の最大濃度として定義されます。これは溶解度として定量的に表されます。 溶解性が比較的大きい物質は可溶性と言われています。 溶液の濃度が溶解度を超えると、物質が沈殿します。 溶解性が比較的低い物質は不溶性と言われ、溶液からすぐに沈殿する物質です。

例えば、ヨウ化カリウムと硝酸鉛の溶液を混合すると沈殿が生じ、固体のヨウ化鉛が形成されます。

この観察は溶解性のガイドラインと一致しています。ヨウ化物塩の一般的な溶解度の例外の一つであるヨウ化鉛は、関係するすべての化合物の中で唯一の不溶性化合物です。

この反応を表す正味のイオン方程式は次のとおりです。

溶解性ガイドラインは、可溶性イオン化合物の溶液が混合されたときに沈殿反応が発生するかどうかを予測するために用いられます。 1 つ必要なのは、溶液に存在するすべてのイオンを同定し、陽イオンと陰イオンの組み合わせが不溶性化合物になるかどうかを検討するだけです。  

たとえば、硝酸銀とフッ化ナトリウムの溶液を混合すると、 Ag⁺, NO₃⁻, Na⁺, そして F⁻イオンを含む溶液が得られます。 最初に溶液中に存在していた 2 つのイオン化合物である AgNO₃ と NaF 以外に、これらのイオンの中から 2 つのイオン化合物（ NaNO₃ と AgF ）を追加することができます。 溶解性のガイドラインは、すべての硝酸塩が溶解しやすいことを示しているが、 AgF はフッ化物塩の一般的な溶解性の例外の 1 つです。 したがって、次の式で説明するように、沈殿反応が発生することが予測されます。

このテキストは 、 OpenStax Chemistry 2e 、 Section 4.2 ：化学反応の分類に基づいています。