概念と仕組み
溶液中のイオンが接触し、低溶解度の固体を形成する場合、沈殿が起こります。溶液中の全てのイオンが固体を形成するわけではありません。
Ag⁺とCl⁻はAgClの固体を形成する。Na⁺とNO₃⁻のように、これらは混合した際に溶液中に留存するが、全体のイオン反応の式から除外される。
関係式と成立条件
Ag⁺とCl⁻の反応は、ほぼ1:1の比で、AgClの沈殿除去の効果は、2つのイオンのモル質量の中の小さい方よりも小さい。質量は、沈殿の量をモル質量で乗算することで計算される。
実際の沈殿は、イオン積と溶解度積の比が決定される場合に起こり、わずかな量の物質が溶液中に残る可能性がある。この実験では、特定の沈殿反応が定量的に進行するという近似を用いる。
仮想実験で読み取る変化
決まった反応表で出会うイオンだけ固体を作ります。試薬モル数に式中のイオン数を掛けた後、限界イオンを求めます。 BaCl₂1molにはCl⁻2molがあります。
4試薬の固定反応表のみを使用してください。 Ag⁺+Cl⁻とBa²⁺+SO₄²⁻は完全に沈殿し、その他の組み合わせは沈殿なしで処理します。特にAg⁺+SO₄²⁻の実際の溶解平衡もこの入門モデルでは除外します。 Ksp・活動度・粒子成長・温度効果は計算しません。モル質量はAgCl 143.32, BaSO₄ 233.39 g/molの丸め値です。点と固体の部分は説明用です。
重要な関係式と記号
n沈殿＝min（nカチオン、nアニオン）・m＝n沈殿M
| 記号 | 意味 | 単位 |
|---|---|---|
| n_沈殿 | 生じた固体の量 | mol |
| M | 沈殿物のモル質量 | g/mol |
例で確かめる
Na⁺とNO₃⁻を傍観イオンという理由は？
Ag⁺とCl⁻のみ1:1でAgCl(s)を作ります。 Na⁺とNO₃⁻は水溶液にそのままあり、アルチャイオン反応式から省略します。
よくある誤解
- 観察イオンは、沈殿が起こる際に、完全に溶液から消失するわけではありません。