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化学 · 反应 · 数量关系

沉淀反应与净离子方程式

当两种溶液混合,形成不易溶解的物质,这种反应被称为沉淀。 产生的量取决于反应离子之间的摩尔比。

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沉淀生成实验场景 →

意义与机制

溶液中的阳离子和阴离子结合形成溶解度较小的固体时,就会生成沉淀。并非溶液中的所有离子都会进入固体。

Ag⁺ 和 Cl⁻ 可以形成 AgCl 固体。 类似于 Na⁺ 和 NO₃⁻,它们在混合时仍然保持在溶液中,这些离子被排除在总离子反应方程中。

关系与条件

在接近 1:1 的 Ag⁺+Cl⁻ 反应(即 AgCl 形成),沉淀去除的程度小于两个离子摩尔量的较小值。 质量计算是通过将沉淀的量乘以摩尔质量来计算。

实际沉淀发生时,需要确定离子积与溶解度积的比值。 此时,溶液中可能仍存在少量物质。 实验采用了一种近似方法,假设特定的沉淀反应可以定量进行。

观察实验中需要注意的事物

仅当离子在给定的反应表中相遇时,才会形成固态。将试剂的摩尔数乘以化学式中离子的数量,从而确定限制性离子。 1 摩尔 BaCl₂ 中含有 2 摩尔的 Cl⁻。

我们仅使用四种试剂的固定反应表。Ag⁺与Cl⁻完全沉淀,其他组合则被视为无沉淀。 尤其,Ag⁺与SO₄²⁻的实际溶解平衡,在此介绍的模型中也被排除。 Ksp、活性、粒子生长以及温度效应均未计算。 摩尔质量被四舍五入为 143.32 (AgCl),233.39 g/mol (BaSO₄)。 这里的点和固体块仅用于说明目的。

关键关系与符号

n_沉淀 = min(n_阳离子, n_阴离子) · m = n_沉淀M

符号及公式中使用的单位
符号含义单位
n_沉淀形成的固态物质量mol
M沉淀物的摩尔质量g/mol

工作实例

为什么将 Na⁺ 和 NO₃⁻ 称为旁观离子?

AgCl(s) 由 Ag⁺ 和 Cl⁻ 仅以 1:1 的比例混合而得。Na⁺ 和 NO₃⁻ 在净电离方程式中被省略,因为它们仍然溶于水。

常见误解

  • 即使生成沉淀,旁观离子也不会全部从溶液中消失。

通过实验探索这个概念

参考文献

OpenStax · 化学 2e (英文)