鹽效應

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更新時間: 2013-09-17

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鹽效應和同離子效應是影響沉澱完全度的兩個主要因素,同離子效應可以降低難溶電解質的溶解度,鹽效應可以增大難溶電解質的溶解度。若在難溶電解質溶液中,加入一種與難溶電解質無共同離子的電解質,將使難溶電解質的溶解度增大。這種由於加入了易溶的強電解質而增大難溶電解質溶解度的現象稱作鹽效應。

英文名稱 salt effect

鹽效應鹽效應結果

往弱電解質的溶液中加入與弱電解質沒有相同離子的強電解質時,由於溶液中離子總濃度增大,離子間相互牽製作用增強,使得弱電解質解離的陰、陽離子結合形成分子的機會減小,從而使弱電解質分子濃度減小,離子濃度相應增大,解離度增大,這種效應稱為鹽效應。當溶解度降低時為鹽析效應(saltingout);反之為鹽溶效應(saltingin)。

鹽效應 -產生

在弱電解質、難溶電解質和非電解質的水溶液中,加入非同離子的無機鹽,能改變溶液的活度係數,從而改變離解度或溶解度。這一效應稱為鹽效應。

鹽析效應主要是由離子的靜電作用引起的,可以簡單地認為,離子和水分子(為偶極子)因靜電作用而產生水化,減少了可以作為「自由」溶劑的水分子,從而降低了非電解質的溶解度。鹽析效應常用來促進物質的分離,如蛋白質溶液加鹽發生沉澱;脂肪水解后加食鹽促使肥皂與甘油水溶液的分離等。鹽溶效應較少見,主要是含有大離子的鹽類對較大非電解質分子的作用,此時靜電力已非主導。

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往弱電解質的溶液中加入與弱電解質沒有相同離子的強電解質時,由於溶液中離子總濃度增大,離子間相互牽製作用增強,使得弱電解質解離的陰、陽離子結合形成分子的機會減小,從而使弱電解質分子濃度減小,離子濃度相應增大,解離度增大,這種效應稱為鹽效應。在0.1mol/LHAc溶液中加入0.1mol/LNaCl溶液,氯化鈉完全電離成Na和Cl-,使溶液中的離子總數驟增,離子之間的靜電作用增強。這時Ac-和H被眾多異號離子(Na和Cl-)包圍,Ac-跟H結合成HAc的機會減少,使HAc的電離度增大(可從1.34%增大到1.68%)。在難溶電解質溶液中加入具有不同離子的可溶性強電解質后,使難溶電解質溶解度增大的效應,也叫做鹽效應。以HAc溶液中加入NaCl為例說明鹽效應產生的原因。在HAc弱電解質溶液中,加入強電解質NaCl后,使得溶液中H+,Ac-離子被帶異電荷的Na+,Cl-所牽制,則H+,Ac-結合成HAc的機會減小,溶液中自由H+,Ac-離子濃度適當增加,則HAc的解離度略有增大。這裡必須注意:在發生同離子效應時,由於也外加了強電解質,所以也伴隨有鹽效應的發生,只是這時同離子效應遠大於鹽效應,所以可以忽略鹽效應的影響。

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鹽效應 -說明

①使難溶物質溶解度增加

例如,pbso4在kno3溶液中的溶解度,比它在純水中的溶解度大。這是因為加入不含相同離子的強電解質pbso4沉澱表面碰撞的次數減小,使沉澱過程速度變慢,平衡向沉澱溶解的方向移動,故難溶物質溶解度增加。加入含相同離子的電解質時,有鹽效應也有同離子效應,而後者的影響比前者大,故只能觀察到難溶物質的溶解度降了。

②使弱電解質電離度增大

在弱電解質溶液中,加入不含相同離子的強電解質,由於鹽效應,會使弱電解質的電離度增大。例如,0.1mol·l-1醋酸溶液的電離度度是1.3%,若溶液中有0.1mol·l-1nacl存在,則醋酸的電離度增大到1.7%。若在弱電解質溶液中,加入含相同離子的強電解質,則鹽效應與同離子效應同時發生,但鹽效應對電離平衡的影響遠不如同離子效應。例如,0.1mol·l-1醋酸溶液加入0.lmol·l-1醋酸鈉,由於同離子效應,電離度從1.3%減小到0.018%,數量級發生了變化,而鹽效應不會使電離度發生數量級的變化,故兩種效應共存時,可忽略鹽效應。

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鹽效應導致難溶電解質的溶解度增大,這一現象是沉澱-溶解平衡移動的結果嗎?

不是。在討論同離子效應對沉澱-溶解平衡的影響,也提到鹽效應對難溶電解質溶解度的影響。但是,我們並沒有將鹽效應當作影響沉澱-溶解平衡移動的因素。這是因為,在高濃度外加電解質存在條件下,系統不能達到我們所討論的那種平衡狀態。

讓我們再一次討論AgCl(s)與其構晶離子之間的沉澱-溶解平衡:

AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)K○一sp=a(Ag+)·a(Cl-)=c(Ag+)·c(Cl-)=1.8×10-10

需要指出的是,化學手冊中的K○一sp值通常是基於活度的值,只是因為難溶電解質溶液中構晶離子的濃度極低,我們才能用濃度(c)代替活度(a)。如果往系統中加入高濃度的KNO3(或其他電解質),Ag+離子和Cl-離子分別被NO3-離子和K+離子包圍,形成各自的"離子氛"。離子氛的存在導致兩個構晶離子的有效濃度(即活度)明顯地小於測量濃度。

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將固體AgCl放在KNO3水溶液中攪拌,隨著AgCl不斷溶解,溶液中Ag+離子和Cl-離子的濃度同步增大.當c(Ag+)·c(Cl-)達到1.8×10-10時,a(Ag+)·a(Cl-)仍然小於這個數值,這意味著尚未到達平衡,繼續攪拌,Ag+離子和Cl-離子濃度繼續上升。當a(Ag+)·a(Cl-)達到1.8×10-10時,c(Ag+)·c(Cl-)無疑大於這個數值了,即c(Ag+)·c(Cl-)>K○一sp.顯然,如果允許用濃度的乘積表示平衡的話,這已經是另一個平衡了!

鹽效應有時又叫非共同離子效應(uncommonioneffect,或diverseioneffect),這個術語易讓學生將這種效應與同離子效應聯繫在一起。從上述討論不難發現,同離子效應涉及沉澱-溶解平衡的移動,而鹽效應則與平衡移動無關。

鹽效應 -相關詞條

同離子效應電解質溶解度緩衝溶液電離度

 

鹽效應 -參考資料

http://www.biox.cn/content/20050612/16927.htm

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