趣味科學小實驗:如何使用溶解度規(guī)則預測化學反應中是否會產(chǎn)生沉淀物
當兩種離子化合物的水溶液混合在一起時,所產(chǎn)生的反應可能會產(chǎn)生固體沉淀物。本文將展示如何使用無機化合物的溶解度規(guī)則來預測化學反應中是否會形成沉淀物。
化學反應中的沉淀物
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。這些溶液在化學方程式中以下列形式表示:AB(aq)其中A是陽離子,B是陰離子。
當兩種水溶液混合時,離子相互作用形成產(chǎn)物。
AB(aq)+CD(aq)→產(chǎn)物
這個反應一般是形式的雙重置換反應:
AB(aq)+CD(aq)→AD+CB
問題仍然存在,AD或CB會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會沉淀出來。
其他化合物Mg(NO?3?)?2將溶解在溶液中,因為所有硝酸鹽?(NO?3?)?–都可溶于水。得到的平衡反應為:
2 AgNO?3?(aq) + MgBr?2?→ 2 AgBr(s) + Mg(NO?3?)?2?(aq)
考慮反應:
KCl(aq) + Pb(NO?3?)?2?(aq)?→產(chǎn)物
預期的產(chǎn)物是什么?會形成沉淀物嗎?
產(chǎn)物應將離子重新排列為:
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,因為所有硝酸鹽都溶于水。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。最終反應為:
2 KCl(aq) + Pb(NO3?)?2?(aq) → 2 KNO?3?(aq) + PbCl?2?(s)
溶解度規(guī)則是預測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影響溶解度,但這些規(guī)則是確定水溶液反應結(jié)果的良好第一步。
預測沉淀的關鍵是學習溶解度規(guī)則。特別注意列為“微溶”的化合物,并記住溫度會影響溶解度。例如,氯化鈣溶液通常被認為可溶于水,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形成沉淀,但在溫度升高時會溶解。此外,請考慮溶液中是否存在其他離子。這會以意想不到的方式影響溶解度,有時會在你未預料到的情況下形成沉淀物。