各金属离子的沉淀原理

1、般新资料推移各金属离子的沉淀原理【摘要】：除少数碱金属外，大多数金属的氢氧化物都属难溶化合物。因此，在湿法冶金实 践中，最常用的金属沉淀法是中和水解生成难溶氢氧化物沉淀除少数碱金属外，大多数金属的氢氧化物都属难溶化合物。因此，在湿法冶金实践中, 最常用的金属沉淀法是中和水解生成难溶氢氧化物沉淀，其典型的沉淀反应为：Mn+ +“0H台恤0叭 |（1）相应的金属氢氧化物的溶度积为：又从水的离解平衡知：=» a "或。0卜广 55心/啊+（3）于是可以得到金属氢氧化物的如下关系：pH = l/zilgKsp - 1页“ -l/nlgaMA* 式中Ksp金属氢氧化物的溶度积；Kw

2、水的离子积。由上式可知，在一立温度下，金属氢氧化物沉淀形成的pH值由该金属离子的价态及 其氢氧化物的溶度积决泄。若规泄亞“+ =imol4_时为开始沉淀，aw<+ =10 5moM_时为 沉淀完全，则由上式可求岀相应于金属氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH值。一些常见金属氢氧化物的溶度积及沉淀的pH值列在下表中。表 常见金属氢氧化物25°C下的溶度积及沉淀的pH值金属氢氧化物溶度积KsPigKsp完全沉淀的最低pH值Ag (OH)"0H * L 95 X 10-7.71Al (OH) 3- =3.】6 x 10一 33.504.90Be (OH) 2Al(jc2 X O

3、-yji - =541 x 10 *21.30Ca (OH) 2A0,2 + X aJjH - = 6, 46 x 10 6-5.19Cd (OH) 2Acd2* Xa話-=4. 47 x 10 14.359.40Co (OH) 2A 2 4 x tton - = 1.26 x 10 "14.908.70Co (OH) 3"曲=3. 16x10 4544.501.60Cr(OH)3Aq* x4u- =1.58x10 -m29.805.60Cu (OH) 2心 x4h- =4. 79 x1ft-2019.327.40Fe (OH) 2A心 x乔=7.HxlO-,fc15.10

4、Fe (OH) 3Ar34 «4h- =1.58 xlO'3938.803.20Mg (OH) 2人论2 + X- =7.08 x 10 *12-11.1511.00Mn (OH) 2A恥2 于ffOH * s8 X 1012.8010.101/21/21/2Ni (OH)x- =6. 31 x JO'1615.207.45Ti (OH) 4«聊a . x=K 0 x 10"-53.0-0Zn (OH) 2 X dqH * = 3- 47 X JO-16.468.10对一种具体的金属离子，都存在一种水解沉淀平衡：Mn+ +nH2O<=M(OH

5、) +nH+ 由此水解平衡可得到溶液中剩余金属离子活度与溶液pH值的下述关系：1 鉀- -npH 4-lg/l (6)上式表明金属氢氧化物的溶解特征是pH的函数。式中的K是水解反应式(5)的平衡 常数。比较式(6)与式(4)可知lgK=lgKsp-nlgKw。函数关系(6)可绘成沉淀图。莫讷缪斯以溶液pH值为横坐标，溶液中金属离子活度 的对数为纵坐标，得到如图1的曲线。图中每条线对应一种水解沉淀平衡，线的斜率的负 数为被沉淀金属离子的价数。由图可以很直观地判断金属的溶解行为，线的左面区域为金属 离子留在溶液中的条件，线的右而区域为金属离子沉淀为氢氧化物的条件。图中很明显地表 示了各种金属离子的相对水解沉淀性能，即从左到右金属水解沉淀的趋势减弱。一般而言， 三价和四价金属离子可在较强酸条件下水解沉淀，二价过渡金属离子则在弱酸至弱碱的条件 下水解。从图中还可看岀，同一金