Neerslag van ionen

Als de oplossingen van twee ionische verbindingen worden gemengd, zoals natriumjodide en lood(II)nitraat, kunnen de kationen van de ene oplossing worden gecombineerd met de anionen van de andere. Omdat een van de kruisproducten natriumnitraat in water oplosbaar is, blijven natrium-en nitraationen in oplossing, terwijl lood-en jodide-ionen een loodjodideneerslag vormen. Het reactiequotiënt, Q, van de oplossingsreactie is gelijk aan het product van de concentraties lood-en jodide-ionen.

In tegenstelling tot het oplosbaarheidsproduct Ksp, omvat het reactiequotiënt ionconcentraties in elk stadium, niet alleen bij evenwicht. De waarden van Q en Ksp kunnen worden vergeleken om te voorspellen of er een neerslagreactie zal optreden. Overweeg een druppelsgewijze toevoeging van natriumjodide-oplossing aan de loodnitraatoplossing.

In het begin is Q kleiner dan Ksp, en zowel lood-als jodide-ionen zijn in oplossing met de natrium-en nitraationen. Dit is een onverzadigde oplossing. Naarmate er meer natriumjodide wordt toegevoegd, blijft de concentratie van jodide-ionen toenemen.

De reactie heeft een evenwicht bereikt wanneer Q gelijk is aan Ksp. In dit stadium is een kleine hoeveelheid vast loodjodide in dynamisch evenwicht met de ionen, waardoor een verzadigde oplossing wordt gevormd. Verdere toevoeging van natriumjodide maakt Q groter dan Ksp, en de reactie verschuift naar de neerslag.

Dit is een oververzadigde oplossing, waarbij het neerslaan doorgaat totdat de ionenconcentraties zijn verlaagd tot hun evenwichtswaarden. Stel dat het mengen van natriumjodide en lood(II)nitraatoplossingen resulteert in een oplossing die 1, 6 10⁻⁴ molaire loodionen en 4, 0 10⁻⁴ molaire jodide-ionen bevat. Hier is Q gelijk aan 2, 6 10⁻¹¹, terwijl Ksp voor loodjodide 1, 4 10⁻⁸ is.

Omdat Q kleiner is dan Ksp, zal loodjodide niet neerslaan. Het voorspellen van neerslagreacties kan erg nuttig zijn tijdens de scheiding van ionaire verbindingen. Overweeg een oplossing met twee metaalionen:lood(II)en koper(II)Als aan deze oplossing zoutzuur wordt toegevoegd, slaat lood(II)chloride neer omdat het een kleine Ksp heeft, terwijl koper in oplossing blijft omdat koper(II)chloride zeer goed oplosbaar is in water.

Deze techniek wordt selectieve neerslag genoemd.