沉淀反應(yīng)之二（同離子效應(yīng)及沉淀反應(yīng)的應(yīng)用舉例）

沉淀反應(yīng)1、同離子效應(yīng)2、沉淀反應(yīng)應(yīng)用舉例1、同離子效應(yīng)在酸堿反應(yīng)中，我們學(xué)習(xí)了影響鹽類水解的因素，特別是酸度對水解的影響，也就是通過調(diào)節(jié)溶液的酸堿性來控制鹽類的水解。沉淀反應(yīng)中的同離子效應(yīng)與酸度對水解的影響有相似之處。什么叫同離子效應(yīng)？

這種因加入適量含有共同離子的強電解質(zhì)而使難溶電解質(zhì)溶解度降低的作用，稱為同離子效應(yīng)。如果往

的飽和溶液中加入適量的Na2SO4，則[SO42－]濃度增大，即

的離子積大于它的溶度積，Q>平衡向生成

沉淀的方向進行。達到新的平衡后，[Ba2+]與[SO42－]的乘積仍然是1.08×10-10，即

的離子積等于溶度積。但是[Ba2+]的濃度比原來小多了，而[SO42－]濃度因為加入了Na2SO4而增大了。也就是

的溶解度比在純水中要小了。1、同離子效應(yīng)[例1]

計算

在0.1mol/L的硫酸鈉溶液中的溶解度，并與它在水中溶解度比較，在水中的溶解度為1.04×10-5mol/L。解：的解離平衡：設(shè)

溶解度為xmol/L，則[Ba2+]濃度為xmol/L，[SO42－]濃度為x

+0.1mol/L，由于[SO42－]遠大于x

，所以[SO42－]可近似地認為是0.1mol/L，所以：＝x×0.1＝1.08×10-10

，

x=1.08×10-9mol/L1.04×10-51.08×10-9＝10000硫酸鋇在水中的溶解度是它在0.1mol/L硫酸鈉溶液中溶解度的10000倍。1、同離子效應(yīng)一般情況下：在定性分析中，當(dāng)溶液中被沉淀的離子濃度小于10-5mol/L時，即可認為沉淀完全；在定量分析中，當(dāng)溶液中被沉淀的離子濃度小于10-6mol/L時，即可認為沉淀完全。分析溶液中含有哪些物質(zhì)，叫定性分析。分析溶液中物質(zhì)的量是多少，叫定量分析。2、沉淀反應(yīng)應(yīng)用舉例沉淀反應(yīng)的應(yīng)用：①生產(chǎn)；②除雜。生產(chǎn)硫酸鋅和硫酸錳的過程中，除Fe3+就是典型的應(yīng)用，在酸堿反應(yīng)中，我們學(xué)習(xí)了溫度對鹽類水解的影響，它就是利用Fe3+鐵離子的水解反應(yīng)，使Fe3+鐵離子生成Fe(OH)3氫氧化鐵沉淀，然后加熱、升高溫度促使Fe(OH)3氫氧化鐵沉淀快速生成。實際生產(chǎn)中，除了加熱、升高溫度除Fe3+鐵離子的方法外，還有一個最重要的方法，就是調(diào)節(jié)溶液的pH值，使Fe3+鐵離子生成氫氧化鐵沉淀而被除去。那么，鐵離子的含量控制多少才被確定為除去完畢呢？是1個PPM，還是10個PPM？2、沉淀反應(yīng)應(yīng)用舉例Fe3+鐵離子沉淀與溶液的pH值的關(guān)系。[例2]假設(shè)溶液中的Fe3+鐵離子濃度為[Fe3+]＝0.01mol/L，試計算Fe3+鐵離子開始沉淀時的pH值。解：查表得氫氧化鐵的離子積為：＝2.79×10-39＝[Fe3+][OH－]32.79×10-39＝0.01×[OH－]3；

則[OH－]＝0.65×10-12根據(jù)[H+][OH－]＝1×10-14，則[H+]＝1×10-14/(0.65×10-12)＝0.01538pH=-lg[H+]=-lg0.01538=1.8，當(dāng)pH為1.8時，F(xiàn)e(OH)3沉淀就開始生成。2、沉淀反應(yīng)應(yīng)用舉例廢液中Fe3+控制多少才算沉淀完全呢？假設(shè)溶液中Fe3+鐵離子的濃度為1個PPM時，即可認定鐵離子被除去完畢，我們來計算溶液的pH值。1個PPM，就是百萬分之一，也就是1×10-6，即[Fe3+]＝1×10-6mol/L，把鐵離子的濃度代入＝[Fe3+][OH－]32.79×10-39＝1×10-6×[OH－]3，則[OH－]＝1.41×10-11[H+]＝1×10-14/(1.41×10-11)＝7.09×10-4，pH=-lg[H+]=-lg7.09×10-4＝3.15在0.01mol/L的Fe3+鐵離子溶液中，當(dāng)pH值為1.8時，開始生成Fe(OH)3氫氧化鐵沉淀；當(dāng)pH值達到3.15時，溶液中Fe3+鐵離子的濃度達到1×10-6mol/L，即被沉淀完全。2、沉淀反應(yīng)應(yīng)用舉例經(jīng)過計算部分金屬氫氧化物沉淀的pH值金屬離子pH值氫氧化物的

開始沉淀0.01mol/L沉淀完全1×10-5mol/LFe3+1.82.82.79×10-39Al3+3.74.71.30×10-33Cr3+4.95.96.30×10-31Cu2+5.26.72.20×10-20Zn2+6.78.23.00×10-17Co2+7.99.35.42×10-15Ni2+7.48.95.48×10-16Fe2+6.88.34.87×10-17Mn2+8.610.31.90×10-13Mg2+9.410.95.61×10-12左表的結(jié)果只是理論計算值，在實際生產(chǎn)中，由于溶液中離子的濃度不同，以及所含有的其它離子非常復(fù)雜，所以pH值的調(diào)節(jié)，理論計算與實際生產(chǎn)有非常大的出入。因此，生產(chǎn)中的pH值調(diào)節(jié)需要通過實踐摸索來確定。上表中的計算值只有參考價值。2、沉淀反應(yīng)應(yīng)用舉例生產(chǎn)硫酸錳時除去Cu2+、Pb2+、Cd2+等雜質(zhì)生產(chǎn)硫酸錳，常用新制備的MnS來除去Cu2+、Pb2+、Cd2+等雜質(zhì)，為什么？其實就是利用Cu2+、Pb2+、Cd2+等雜質(zhì)硫化物的溶度積原理來除去的。硫化物MnSPbS