化學原理啟迪49

1. 我們可以利用各種鹽類的溶解度不同這一點，來分離混合在一起的離子。

2. 舉例來說，假設現在有個溶液，裡面有Ag⁺、Ba²⁺ 、Fe³⁺陽離子和 NO3^-陰離子。我們要用沉澱法，一次分離一種陽離子，這個步驟就稱為選擇性沉澱selective precipatation。

3. 這些陽離子是怎麼一一分離出來的？我們可以預先做些測試，觀察每種陽離子與Cl^-、SO4 ^2-、OH^-陰離子的反應。

4. 例如，為了測試Ag⁺ 和Cl^-的反應，我們可以把AgNO3^-溶液，與KCl溶液或NaCl溶液混合。當我們把各種可能的組合都拿來測試，會得到以下結果：

5. 研究過這些測試結果後，我們就可以依照以下步驟開始分離陽離子：

6. 【步驟一】把「NaCl」氯化鈉溶液，加進含有Ag⁺ 、Ba²⁺、 Fe³⁺離子的溶液，就會形成「AgCl」固體，移除「AgCl」固體，溶液還剩下Ba²⁺和Fe³⁺離子。

7. 【步驟二】把「Na2SO4」無水硫酸鈉，加進含有Ba²⁺、Fe³⁺離子的溶液，就會形成「BaSO4」固體，移除「BaSO4」固體，溶液還剩下Fe³⁺離子。

8. 【步驟二】把「NaOH」氫氧化鈉，加進含有Fe³⁺離子的溶液，就會形成「Fe(OH)3」固體，移除「Fe(OH)3」固體就完成了。

9. 特別注意一次添加一種陰離子到陽離子群中，這樣才能一一分離它們。讓離子混合物的離子逐一分離，並且確認這些離子的步驟，稱為「定性分析Qualitative analysis」。

10. 這裡的例子，「定性分析」是靠「選擇性沈澱」來完成的，但是，也可以靠其他分離技術來完成。

翻譯編寫Steven S. Zumdahl 《化學原理Chemical Principles》

徐弘毅：

1. 有個溶液，裡面有Ag⁺、Ba²⁺ 、Fe³⁺陽離子和 NO3^-陰離子。要怎麼進行選擇性沈澱呢？

2. 先判斷Ag⁺、Ba²⁺ 、Fe³⁺這些離子，與不同溶液反應之後會產生哪種沈澱？

3. 結果發現，加入NaCl氯化鈉溶液，含有Ag⁺、Ba²⁺、Fe³⁺的溶液會出現一種白色，這是什麼沈澱物呢？

4. 依據鹽類溶解度的基本規則，大部分的含氯鹽類是可溶解的。只有少數例外，氯化銀AgCl、氯化氫PbCl2、氯化汞Hg2Cl2是固體沈澱物，不會在水中解離。

5. 所以，含有Ag⁺、Ba²⁺、Fe³⁺的溶液，加入NaCl氯化鈉溶液後，出現白色沈澱物，應該是氯化銀AgCl鹽類。

6. 再用第二種方法測試，同樣是含有Ag⁺、Ba²⁺、Fe³⁺的溶液，加入無水硫酸鈉Na2SO4，也出現白色沈澱物，這又是什麼呢？

7. 依據鹽類溶解度的基本規則，大部分硫酸鹽類是可溶解的。但是，BaSO4硫酸鋇、PbSO4硫酸鉛、CaSO4硫酸鈣不會在水中解離，是固體沈澱物。

8. 所以，含有Ag⁺、Ba²⁺、Fe³⁺的溶液，加入Na2SO4無水硫酸鈉溶液後，出現的白色沈澱物，應該是BaSO4硫酸鋇鹽類。

9. 再用第三種方法測試，同樣是含有Ag⁺、Ba²⁺、Fe³⁺的溶液，加入NaOH氫氧化鈉溶液，出現白色轉棕色與紅色沈澱物，這是什麼？

10. 依據鹽類溶解度的基本規則，大部分的氫氧化物鹽類是難溶於水的。除了Ba²⁺離子沒有跟NaOH氫氧化鈉產生沈澱反應外，Ag⁺和Fe³⁺都產生沈澱物。

11. 從顏色來看，白色沈澱物應該是氫氧化銀AgOH，白色沈澱物轉為棕色，是因為氫氧化銀AgOH又轉變成氧化銀Ag2O。紅色沈澱物是氫氧化鐵Fe(OH)3。

12. 要進行選擇性沈澱的時候，不能從NaOH氫氧化鈉溶液開始進行，因為一加入NaOH氫氧化鈉溶液會出現2種沈澱物混在一起，這樣沒有辦法離析單一的化合物。

13. 可以先加入無水硫酸鈉Na2SO4或NaCl氯化鈉溶液，這二種溶液只會造成一種沈澱物，教科書是先加入氯化鈉溶液。

14. 先後加入無水硫酸鈉Na2SO4、氯化鈉NaCl溶液，離析出不同的沈澱物之後，最後再加入氫氧化鈉。

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