选择性沉淀判定台
缓慢加入 Cl− 时,AgCl 和 PbCl2 谁先越过临界线?
别背“谁更难溶”
先算各自需要多少 Cl−
先算各自需要多少 Cl−
两种阳离子都在同一杯溶液里。起始时 [Ag+] = [Pb2+] = 0.010 mol·L−1。现在缓慢加氯离子:你可能会想“两个氯化物都会沉淀吧?”——会,但不是同时。把滑块从左推到右,看看哪一个先达到自己的临界条件。
操 作 台
把外加 Cl− 浓度推过临界点
AgCl 开始沉淀
1.80 × 10−8
1.80 × 10−8
PbCl2 开始沉淀
4.12 × 10−2
4.12 × 10−2
Cl− 少Cl− 多
第一段:两个试探离子积都小于 Ksp,还没有晶体生成。
这里把外加 [Cl−] 当作可控量;拖动时关注“达到临界值的先后”,而非沉淀质量。
AgCl:Ksp = [Ag+][Cl−]
[Cl−]临界 = 1.8×10−10 ÷ 0.010 = 1.8×10−8一旦达到这一点,AgCl 开始析出。
[Cl−]临界 = 1.8×10−10 ÷ 0.010 = 1.8×10−8一旦达到这一点,AgCl 开始析出。
PbCl2:Ksp = [Pb2+][Cl−]2
[Cl−]临界 = √(1.7×10−5 ÷ 0.010) = 4.12×10−2Cl− 的化学计量数为 2,所以要开平方。
[Cl−]临界 = √(1.7×10−5 ÷ 0.010) = 4.12×10−2Cl− 的化学计量数为 2,所以要开平方。
现在该怎么判断?
对同一时刻的 Cl− 浓度,先为每种盐写出 Ksp 表达式,再由起始阳离子浓度反推临界 [Cl−]。数值更小者先到达饱和条件。本例中 AgCl 的临界浓度比 PbCl2 小约 2.3 × 106 倍,所以先析出。
注意:这是理想化入门模型
真正做分离时,还要控制加料终点、考虑共沉淀、络合、活度、过滤损失等因素;当沉淀出现后,溶液中自由阳离子浓度也会改变。这里的“试探 Q”只用来判断哪一种盐先触及沉淀门槛。
条件:25 ℃;忽略体积变化与活度系数,且以 [Ag+]、[Pb2+] 的初始值 0.010 mol·L−1 进行临界点比较。