趣味科學(xué)小實(shí)驗(yàn)：如何使用溶解度規(guī)則預(yù)測(cè)化學(xué)反應(yīng)中是否會(huì)產(chǎn)生沉淀物

當(dāng)兩種離子化合物的水溶液混合在一起時(shí)，所產(chǎn)生的反應(yīng)可能會(huì)產(chǎn)生固體沉淀物。本文將展示如何使用無機(jī)化合物的溶解度規(guī)則來預(yù)測(cè)化學(xué)反應(yīng)中是否會(huì)形成沉淀物。

化學(xué)反應(yīng)中的沉淀物

離子化合物的水溶液由構(gòu)成在水中解離的化合物的離子組成。這些溶液在化學(xué)方程式中以下列形式表示：AB(aq)其中A是陽(yáng)離子，B是陰離子。

當(dāng)兩種水溶液混合時(shí)，離子相互作用形成產(chǎn)物。

AB(aq)+CD(aq)→產(chǎn)物

這個(gè)反應(yīng)一般是形式的雙重置換反應(yīng)：

AB(aq)+CD(aq)→AD+CB

問題仍然存在，AD或CB會(huì)溶解在溶液中還是形成固體沉淀？

如果所得化合物不溶于水，則會(huì)形成沉淀。例如，硝酸銀溶液（AgNO?3）與溴化鎂（MgBr?2）溶液混合。平衡反應(yīng)為：

2 AgNO?3?(aq) + MgBr?2?→ 2 AgBr(?) + Mg(NO?3?)?2?(?)

需要確定產(chǎn)物的狀態(tài)。產(chǎn)物是否溶于水？

根據(jù)溶解度規(guī)則，除硝酸銀、醋酸銀和硫酸銀外，所有銀鹽都不溶于水。因此，AgBr會(huì)沉淀出來。

其他化合物Mg(NO?3?)?2將溶解在溶液中，因?yàn)樗邢跛猁}?(NO?3?)?–都可溶于水。得到的平衡反應(yīng)為：

2 AgNO?3?(aq) + MgBr?2?→ 2 AgBr(s) + Mg(NO?3?)?2?(aq)

考慮反應(yīng)：

KCl(aq) + Pb(NO?3?)?2?(aq)?→產(chǎn)物

預(yù)期的產(chǎn)物是什么？會(huì)形成沉淀物嗎？

產(chǎn)物應(yīng)將離子重新排列為：

KCl(aq) + Pb(NO?3?)?2?(aq) → KNO?3?(?) + PbCl?2?(?)

平衡方程后

2 KCl(aq) + Pb(NO?3?)?2?(aq) → 2 KNO?3?(?) + PbCl?2?(?)

KNO3將溶解在溶液中，因?yàn)樗邢跛猁}都溶于水。除銀、鉛和汞外，氯化物可溶于水。這意味著PbCl2不溶并形成沉淀。最終反應(yīng)為：

2 KCl(aq) + Pb(NO3?)?2?(aq) → 2 KNO?3?(aq) + PbCl?2?(s)

溶解度規(guī)則是預(yù)測(cè)化合物是否溶解或形成沉淀的有用指南。還有許多其他因素會(huì)影響溶解度，但這些規(guī)則是確定水溶液反應(yīng)結(jié)果的良好第一步。

成功預(yù)測(cè)沉淀的技巧

預(yù)測(cè)沉淀的關(guān)鍵是學(xué)習(xí)溶解度規(guī)則。特別注意列為“微溶”的化合物，并記住溫度會(huì)影響溶解度。例如，氯化鈣溶液通常被認(rèn)為可溶于水，但如果水足夠冷，氯化鈣就不容易溶解。過渡金屬化合物在寒冷條件下可能會(huì)形成沉淀，但在溫度升高時(shí)會(huì)溶解。此外，請(qǐng)考慮溶液中是否存在其他離子。這會(huì)以意想不到的方式影響溶解度，有時(shí)會(huì)在你未預(yù)料到的情況下形成沉淀物。