이온의 침전

강수량 예측

탄산칼슘과 그 솔바게이온 사이의 평형을 설명하는 방정식은 다음과 이다.

이 평형은 탄산칼슘으로 물을 포화시킴으로써 형성된 용액뿐만 아니라 Ca²⁺ 및 CO₃^2-이온을 포함하는 임의의 수성 용액에 확립된다는 것을 깨닫는 것이 중요합니다. 예를 들어, 탄산 나트륨과 질산칼슘의 수용성 용액을 혼합하는 것을 고려해 보십시오. 혼합물에서 칼슘과 탄산이온의 농도가 반응 지수를 산출하지 않으면, Q,용해도 생성물을 초과하는 Q, K_스프,침전이 발생하지 않습니다. 이온 농도가 용해도 제품보다 큰 반응 지수를 산출하면 강수량이 발생하여 평형이 확립될 때까지 농도가 낮아집니다(Q = K_Sp). 강수량을 예측하기 위해 Q와 K_스프를 비교하는 것은 반응의 방향을 예측하는 일반적인 접근 방식의 예입니다. 용해도 평형의 특정 경우 :

Q & K_스프: 반응이 전진 방향으로 진행됩니다 (용액이 포화되지 않으며 강수량이 관찰되지 않음)

Q > K_스프: 반응은 역방향으로 진행됩니다 (용액은 과포화되고 강수량이 발생합니다)

동일한 카운터 이온을 사용하여 불용성 화합물을 형성할 수 있는 2개 이상의 이온을 포함하는 용액에서 선택적 강수량이라는 실험 전략이 용액으로부터 개별 이온을 제거하는 데 사용될 수 있다. 대조되는 방식으로 카운터 이온 농도를 증가시킴으로써, 용액의 이온은 화합물 용해도가 적절히 다르다고 가정하여 개별적으로 침전될 수 있다. 대상 이온의 농도가 동일한 용액에서, 수용성 화합물을 형성하는 이온은 먼저 침전됩니다 (카운터 이온의 가장 낮은 농도에서). 다른 이온은 화합물의 용해도에 도달하면 이후에 침전됩니다.

실버 할라이드의 강수량

솔루션에는 KBr 0.00010 몰과 리터당 0.10 mol의 KCl이 포함되어 있습니다. AgNO_3이 이 솔루션에 점진적으로 추가됩니다. 먼저 어떤 형태, 고체 AgBr 또는 고체 AgCl?

관련된 두 평형은 다음과 같습니다.

용액이^{Cl과 Br의}동일한 농도에 대해 포함하는 경우 – 그리고 Br –, 다음 작은 K_Sp (AgBr)와 은염이 먼저 침전 될 것이다. 그러나 농도는 동일하지 않으므로 AgCl이 침전되기 시작하는 [Ag^+]와AgBr이 침전되기 시작하는 [Ag^+]를계산해야 합니다. 낮은 【Ag^+】에서형성되는 소금이 먼저 침전됩니다.

AgBr은 AgBr용 Q = K_스프 시 침전

AgBr [Ag^+]5.0 × 10^-9 M 때 침전하기 시작합니다.

AgCl의 경우:

AgCl은 Q가 AgCl(1.6×^10-10)에대해 Ksp와 같을 때 침전됩니다. [Cl^–= 0.10 M]

[Ag^+]가1.6 × 10^-9M일 때 AgCl이 침전되기 시작합니다.

AgCl은 AgBr보다 낮은 [Ag^+]에서침전되기 시작하므로 AgCl이 먼저 침전되기 시작합니다. 초기 혼합물의 염화물 이온 농도는 브로마이드 이온 농도보다 현저히 컸으며, 따라서 은염화물은 은 브로마이드보다 K_스프가 더 큰 에도 불구하고 먼저 침전되었다.

이 텍스트는 Openstax, 화학 2e, 제 15.1 장: 침전 및 해산에서 채택됩니다.