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沉淀溶解平衡

2023-05-15

英文

equilibrium of precipitation and dissolution

简介

在饱和溶液中,固体的溶解速度与离子形成该固体的沉淀速度相等,达到该物质的沉淀与溶解反应的平衡状态。未饱和溶液和过饱和溶液中都未达到沉淀与溶解的平衡。在未饱和溶液中,溶解速度超过沉淀析出速度,固体将全部溶解。在过饱和溶液中,沉淀析出速度超过溶解速度,使沉淀物不断析出,溶液中离子浓度逐渐降低,直至沉淀与溶解达到平衡,成为饱和溶液。

溶度积常数:难溶电解质的饱和溶液中,组成沉淀的各离子浓度的乘积在一定温度下是常数,以符号Ksp表示。Ksp数值的大小与物质的溶解度有关,它反映了难溶化合物的溶解能力。难溶盐在溶液中是否产生沉淀,可以根据溶液中离子积的大小,与溶度积常数比较来判别。例如,对于沉淀与溶解反应为

 

式中MmNn固体 表示难溶电解质,Mn+是带n个正电荷的阳离子,Nm是带m个负电荷的阴离子。再以〖〓〗表示摩尔浓度,则:①当[Mn+]m[Nm]n<Ksp时,为未饱和溶液(无沉淀析出);②当[Mn+]m[Nm]n=Ksp时,为饱和溶液(处于沉淀与溶解平衡状态);③当[Mn+]m[Nm]n>Ksp时,为过饱和溶液(有沉淀析出)。

同离子效应: 根据溶度积原理,将某种含有N离子的药剂投入水中,增大溶液中Nm的浓度,使上式的沉淀溶解平衡向左方移动,一部分Mn+和Nm将转为MmNn固体沉淀析出,以保持离子积等于溶度积常数。以此方法可达到降低水中有害离子Mn+的目的。

分步沉淀:若溶液中有数种离子都能与加入的同一种离子生成沉淀,可以通过溶度积原理来判别生成沉淀的顺序。随着这种离子的投加,一般情况下,溶度积常数较小的难溶盐先发生沉淀,溶度积常数较大的难溶盐后发生沉淀。但是当溶度积差别不大,或离子浓度相差较大时,也可能同时发生沉淀,或者改变沉淀次序。