沉淀：沉淀反应及实例 - 化学 - 2025

的沉淀或化学沉淀是包括从两个均相溶液的混合物形成不溶性固体的处理。与降雨和降雪不同，在这种类型的降水中，其“从固体表面下雨”。

在两种均匀溶液中，离子溶解在水中。当它们与其他离子相互作用时（混合时），它们的静电相互作用使晶体或凝胶状固体生长。由于重力的作用，该固体最终沉积在玻璃材料的底部。

沉淀受离子平衡的控制，离子平衡取决于许多变量：从中间物质的浓度和性质到水温以及固体与水的允许接触时间。

另外，并非所有离子都能够建立这种平衡，或者相同，不是所有离子都能以非常低的浓度饱和溶液。例如，为了沉淀NaCl，必须蒸发水或添加更多的盐。

饱和溶液意味着它无法溶解更多的固体，因此会沉淀。因此，沉淀也是溶液饱和的明显标志。

沉淀反应

考虑到溶解了A离子的溶液和另一溶解有B离子的溶液，混合后，反应的化学方程式预测：

甲⁺（AC）+ B ^-（AC）<=> AB（S）

但是，最初几乎不可能使A和B单独存在，而必须将其与具有相反电荷的其他离子相伴。

在这种情况下，A ⁺形成与C的可溶性化合物^-物种，和B ^-不相同与d ⁺物种。因此，化学方程式现在添加了新物种：

交流（ac）+ DB（ac）<=> AB（s）+ DC（ac）

物种A ⁺取代物种D ⁺形成固体AB; 反过来，所述物种C ^-位移乙^-形成可溶性固体DC。

即，发生双重位移（复分解反应）。因此，沉淀反应是双离子置换反应。

在上图中的示例中，烧杯包含碘化铅（II）（PbI ₂）的金晶体，这是所谓的“金色喷淋”反应的产物：

Pb（NO ₃）₂（ac）+ 2KI（aq）=> PbI ₂（s）+ 2KNO ₃（aq）

根据前面的等式中，A =铅²⁺，C ^- = NO ₃ ^-，d = K ⁺和B = I ^- 。

沉淀物的形成

烧杯的壁显示出来自强热的冷凝水。水被加热的目的是什么？减慢PbI ₂晶体的形成过程，并增强金色淋浴的效果。

当满足两个I ^-阴离子，铅²⁺阳离子形成三个离子，这是不够的，建立一个水晶的一个微小的核心。同样，在溶液的其他区域，其他离子也聚集形成核。此过程称为成核。

这些原子核吸引其他离子，因此其生长形成胶体颗粒，导致溶液呈黄色浑浊。

同样，这些粒子与其他粒子相互作用导致凝块，而这些粒子与其他粒子凝结，最终形成沉淀。

但是，发生这种情况时，沉淀物呈凝胶状，有些晶体在溶液中“游荡”。这是因为成核速率大于核的生长。

另一方面，核的最大生长反映在明亮的晶体中。为了保证这种晶体，溶液必须稍微过饱和，这可以通过在沉淀之前提高温度来实现。

因此，随着溶液的冷却，核有足够的时间生长。此外，由于盐的浓度不是很高，因此温度控制成核过程。因此，两个变量都有利于PbI ₂晶体的出现。

溶解度积

PbI ₂在溶液和离子之间建立平衡：

碘化铅₂（S）<=>铅²⁺（AC）+ 2I ^-（AC）

该平衡的常数称为溶解度积常数K _ps。术语“乘积”是指构成固体的离子浓度的乘积：

K _ps = ²

在这里，固体由等式中表示的离子组成；但是，在这些计算中并未考虑实体。

铅的浓度²⁺离子和我^-离子等于碘化铅的溶解度₂。即，通过确定其中一个的溶解度，可以计算另一个的溶解度和常数K _ps。

低水溶性化合物的K _ps值是多少？它是化合物在特定温度（25ºC）下的不溶程度的度量。因此，K _ps越小，它越难溶。

因此，通过将该值与其他化合物的值进行比较，可以预测哪对（例如AB和DC）首先沉淀。在假想化合物DC的情况下，它的ķ _PS可以是如此之高，它需要d的较高浓度的⁺或C ^-在溶液中，以沉淀物。

这是所谓的部分降水的关键。同样，知道了不溶性盐的K _ps时，可以计算出在一升水中沉淀出来的最小量。

但是，在KNO ₃的情况下，没有这样的平衡，因此缺乏K _ps。实际上，它是在水中高度溶解的盐。

例子

沉淀反应是丰富化学反应世界的过程之一。一些其他示例（除了金色的淋浴）是：

AgNO ₃（水溶液）+ NaCl（水溶液）=> AgCl（s）+ NaNO ₃（水溶液）

上图显示了白色氯化银沉淀的形成。通常，大多数银化合物具有白色。

BaCl ₂（水溶液）+ K ₂ SO ₄（水溶液）=> BaSO ₄（s）+ 2KCl（水溶液）

形成硫酸钡的白色沉淀。

2CuSO ₄（水溶液）+ 2NaOH（水溶液）=> Cu ₂（OH）₂ SO ₄（s）+ Na ₂ SO ₄（水溶液）

形成硫酸二氢铜（II）的蓝色沉淀。

2AgNO ₃（水溶液）+ K ₂ CrO ₄（水溶液）=> Ag ₂ CrO ₄（s）+ 2KNO ₃（水溶液）

形成铬酸银的橙色沉淀。

CaCl ₂（aq）+ Na ₂ CO ₃（aq）=> CaCO ₃（s）+ 2NaCl（aq）

形成碳酸钙的白色沉淀物，也称为石灰石。

Fe（NO ₃）₃（水溶液）+ 3NaOH（水溶液）=> Fe（OH）₃（s）+ 3NaNO ₃（水溶液）

最后，形成氢氧化铁（III）的橙色沉淀。这样，沉淀反应会产生任何化合物。

参考文献

1. Day，R。，和Underwood，A。定量分析化学（第5版）。PEARSON Prentice Hall，第97-103页。
2. 德·克雷奥尔 （2011年3月6日）。金雨。。于2018年4月18日检索，来自：commons.wikimedia.org
3. Anne Marie Helmenstine博士 2017年4月9日）。沉淀反应的定义。取自2018年4月18日，来自：Thoughtco.com
4. 勒沙泰勒原理：沉淀反应。检索于2018年4月18日，从：digipac.ca
5. 博特教授 化学反应I：净离子方程。取自2018年4月18日，来自：演讲者demos.chem.umass.edu
6. 路易斯布鲁德纳。（2012年10月8日）。氯化银（AgCl）。。检索于2018年4月18日，来自：commons.wikimedia.org
7. 惠特顿，戴维斯，佩克和斯坦利。化学。（第8版）。CENGAGE Learning，第150、153、776-786页。