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沉淀溶解平衡是指难溶电解质在水溶液中建立的溶解与沉淀之间的动态平衡。当固体物质溶解速率等于溶液中离子结合成沉淀的速率时,系统达到平衡状态。这个过程可以用化学方程式表示为固体AB与其离子之间的可逆反应。
溶度积常数Ksp是定量描述沉淀溶解平衡的重要参数。对于通式为AmBn的难溶电解质,其溶度积常数等于平衡时各离子浓度幂的乘积。不同物质的Ksp值差异很大,比如氯化银、硫酸钡、碳酸钙和氢氧化镁的Ksp值都在10的负9次方到负12次方之间。需要注意的是,Ksp只与温度有关,与浓度无关。
同离子效应是沉淀溶解平衡的重要应用。当我们向氯化银的饱和溶液中加入含有银离子或氯离子的物质时,会增加溶液中相应离子的浓度。根据勒夏特列原理,平衡会向减少这种离子浓度的方向移动,即向生成沉淀的方向移动,从而使更多的氯化银析出,降低其在溶液中的溶解度。
分步沉淀是沉淀溶解平衡的重要应用。当溶液中同时存在氯离子、溴离子和碘离子时,逐滴加入硝酸银溶液会发生分步沉淀。由于氯化银、溴化银和碘化银的溶度积常数不同,碘化银的Ksp最小会优先沉淀,然后是溴化银,最后是氯化银。这种现象在定性分析中有重要应用。