化學原理啟迪206
1. 先前我們研究固體溶解於水溶液的反應,接下來我們要研究相反的過程-形成沈澱物。許多種溶液混合在一起,有可能發生各種反應,其中包括酸鹼反應,或沈澱反應。
2. 我們將利用離子積常數ion product來判斷溶液是否沈澱。離子積常數定義很像跟特定固體的溶解度積常數Ksp,差別在於離子積常數是初始濃度,而不是平衡濃度。
3. 固體CaF2的離子積常數ion product (Q)是
Q=[Ca2+]0[F-]02
4. 如果我們把一份含有Ca2+離子的溶液加入含有F-離子的溶液,結果可能產生或沒有產生沈澱物,這要看這些離子在混合溶液的濃度。為了預測是否會出現沈澱物,我們必須瞭解Q和Ksp之間的關係:
l 如果Q比Ksp大,溶液將會持續出現沈澱物,直到溶液的離子濃度能符合Ksp。
l 如果Q比Ksp小,不會有任何沈澱物產生。
5. 有時候我們不只是預測是否有沈澱物,還想要計算沈澱反應完成後,溶液的平衡濃度。舉例來說,我們把100.0mL的0.0500M Pb(NO3)2和200.0mL的0.100M NaI混合,計算溶液平衡後會形成的Pb2+和I-濃度。
6. 首先我們必須判斷當溶液混合的時候,是否會形成固體的PbI2(Ksp=1.4×10-8)。為了做到這一點,我們首先計算反應開始前[Pb2+]0和[I-] 0:
[Pb2+]0=mmol of Pb2+/mL of solution
=(100.0mL)(0.0500 mmol/mL)/300.0mL
=1.67×10-2 M
[I-]0=mmol of I-/mL of solution
=(200.0mL)(0.100 mmol/mL)/300.0mL
=6.67×10-2 M
7. 離子積常數ion product (Q)
Q=[Pb2+]0 [I-]0=(1.67×10-2)( 6.67×10-2)=7.43×10-5
因為Q比Ksp大,這個溶液會形成PbI2的沈澱物。
8. 特別留意,PbI2的Ksp很小(1.4×10-8),代表溶液裡面只能存在非常微量的Pb2+和I-。換句話說,當二種溶液混合的時候,大部分的離子會沈澱成為PbI2,反應是:
Pb2+(aq) +2I-(aq) → PbI2(s)
這是溶解反應的逆反應,基本上會消耗掉反應物,可看成完全反應。
9. 當二種溶液混合後,會觸發完全反應,基本上這樣的反應可以在進行平衡計算之前,先進行化學計量。在這裡我們讓系統朝向它的方向完全反應。然後讓它倒退回平衡狀態。如果我們讓Pb2+和I-反應完全,我們可得到以下的計算
10. 接下來我們必須讓系統達到平衡。在平衡狀態[Pb2+]不是0,因為反應並不是真的完全消耗掉Pb2+,不是完全反應。
11. 比較棒的思考方式是去想,一旦形成PbI2,會有非常少量的PbI2再次溶解達到平衡。I-是過量的,固體PbI2溶解的溶液是每300.0mL含有10.0mmol I-的溶液,或3.33×10-2M I-的溶液。
12. 所以這個問題可以這樣想:在3.33×10-2 M NaI溶液中,固體PbI2的溶解度是多少?碘的解離方程式:
PbI2(s)←→ Pb2+(aq) + 2I-(aq)
13. 濃度如下:
14. 把平衡濃度代入溶解度積常數Ksp:
Ksp=1.4×10-8=[Pb2+][I-]2
=(x)(3.33×10-2+2x)2
≒(x)( 3.33×10-2) 2
因此
[Pb2+]=x=1.3×10-5 M
[I-] =3.33×10-2 M
特別留意3.33×10-2>>2x,所以近似值是可信的。100.0mL的0.0500M Pb(NO3)2和200.0mL的0.100M NaI的混合溶液中,Pb2+濃度是1.3×10-5 M,I-濃度是3.33×10-2 M。
n 翻譯編寫Steven S. Zumdahl《Chemical Principles》
徐弘毅:
1. 東西丟到溶液裡面溶解掉了,這是溶解反應;丟到溶液裡面的東西太多,溶解不掉,變成顆粒、懸浮物、沈澱下來,這是沈澱反應。
2. 東西丟到溶液裡頭,如果不能溶解,那就會沈澱,但是在丟進去之前能不能先預測東西會不會沈澱?
3. 我們可以先預想準備放進溶液的東西會完全溶解,依據每一種離子完全溶解的濃度,計算出離子積常數;然後再以「溶液可以溶解這些東西的最高飽和度」為標準,去衡量溶液會不會沈澱,這個標準稱為溶解度積常數。
4. 如果反應前的離子積常數,大於溶解度積常數,東西就會沈澱;如果反應前的離子積常數,小於溶解度積常數,東西就會溶解。
5. 為什麼需要沈澱物?一、溶液裡面有些東西是很有經濟價值的,把它們沈澱收集起來,可以做其他的用途;二、溶液裡面有些東西,是我們不想要的或是有毒的,把它們沈澱下來去除,可以淨化溶液,例如去除污染水內的金屬物質。
6. 我們每天在生活當中經歷許多事情,也吸收許多的資訊,這些人生經驗或資訊會沈澱在我們的腦海當中,有些沈澱物對我們將來的前途是有幫助的,讓我們更加地瞭解社會的客觀真實;但也有可能是「污染物」,讓我們成為社會敗類。
7. 所有的人類都一樣,如果沒有每天盡力保持德智體群美五育均衡並重,那麼我們所學習的或所吸收的資訊,大部分都會成為有毒的「沈澱物」,累積在我們腦海當中;因此世界上絕大部分的人都不是偉人,都是庸才。
8. 一般人因為沒有太大的權力,所以當庸才無所謂。如果有政治權力的人是庸才,那麼他就會危害社會非常地大。
9. 在獨裁者蔣經國統治時期,崇拜或效忠獨裁者的人幾乎都是社會敗類,他們與獨裁者共同踐踏人權,違背憲法與世界人權宣言。 所以就會發生陳肇敏刑求逼供小兵,造成冤死的悲劇;獨裁者統治時期,有非常多的軍官、法官、檢察官、警察……都是獨裁者踐踏人權的共犯。
10. 在蔣經國統治時期,沒有營救柏楊、柯旗化、楊逵、黃信介……等政治犯的大學教授,沒有社會正義感,是知識份子當中的敗類,他們也都是獨裁者的共犯。在德國,這些當納粹獨裁者共犯的人,都必須接受司法制裁。
11. 陳肇敏等不肖軍官對「人權」的迫害比較嚴重,還是陳水扁?當然是陳肇敏等軍官。陳肇敏對「人權」的踐踏比較嚴重,還是馬英九?馬英九在蔣經國統治時期擔任總統府第一局副局長的工作,主要的工作內容就是踐踏憲法、迫害人權,所以馬英九的罪惡遠勝於陳肇敏,無庸置疑。
12. 但是馬英九踐踏人權的罪惡比起蔣經國,是小巫見大巫,蘇永欽、陳文成、林義雄、石之瑜一定不敢否認!踐踏人權的權貴敗類,就是民主社會的污染物,他們應該被「沈澱」去除掉,這就叫「轉型正義」。
13. 在台灣對「民主法治」的貢獻,陳水扁、謝長廷、蘇永欽這三個人加起來,都不如王澤鑑教授一個人;除了鄭南榕以外,對台灣「新聞自由」的貢獻金溥聰、蘇蘅、彭文正三個人加起來還不如陳水扁的三分之一。
14. 對台灣「食品安全」的貢獻,楊志良、葉金川、林芳郁、涂醒哲這四個人加起來,還不如楊技正一個人,誰敢否認!政治大學傳播學院所有的教授加起來對於新聞專業的知識,遠不如李鈞震的一半。
15. 台灣政府的GMP、SGS、CAS……國家認證形同虛設,根本沒有辦法保障社會大眾對於食品安全的要求,為什麼?1.行政院各部會的文官知識素質太差,只想升官發財,這就是一種貪腐。
16. 2.歷屆的衛生署署長、總統、行政院長對於食品安全檢驗科技毫無知覺,沒有常識,所以都不知道那是他們的基本責任,也不知道他們的「無知」就是違憲,會直接侵害人民的權利。
17. 3.新聞媒體沒有告訴那些權貴大官應該有的責任,所以馬英九不知道他應該要為食品安全負責任,一直處於自我感覺良好的狀態;新聞媒體沒有辦法過濾出有價值的資訊讓總統瞭解,造成總統的弱智,養成他不負責任的習慣。
18. 社會上每天發生許許多多、大大小小的事情,新聞媒體沒有辦法什麼都播報,因此資訊需要篩選、過濾,要把有價值的新聞資訊「沈澱」出來;馬總統一直都不知道自己該負什麼責任,一直處於無知的狀態,最主要的原因就是新聞媒體主管失去「沈澱」出社會真實的能力。
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