a) Dựa vào loại hợp chất người ta phân biệt:
5.1. Điều kiện tạo thành kết tủa Qui luật tích số tan
Phản ứng kết tủa là phản ứng hóa học xảy ra khi một trong các sản phẩm tạo thành là chất rắn ít tan. Chất rắn ít tan được gọi là chất kết tủa.
Tích số tan (T)
Khi thêm dung dịch NaCl vào dung dịch AgNO3, sẽ có cân bằng sau: NaCl + AgNO3 ⇔Na NO3 + AgCl↓
Cl- + Ag+ ⇔ AgCl↓
Quá trình dừng lại khi có sự cân bằng giữa quá trình hòa tan và quá trình kết tủa, tức là tốc độ kết tủa bằng tốc độ hòa tan.
Tốc độ của quá trình kết tủa vkt tỉ lệ thuận với diện tích bề mặt của kết tủa tiếp xúc với dung dịch và hoạt độ các ion tạo thành kết tủa:
Sa a a k
vkt = 1⋅ Ag+⋅ Cl−⋅
Tốc độ hòa tan kết tủa tỉ lệ với diện tích bề mặt s của kết tủa tiếp xúc với dung dịch:
Sk k vht = 2⋅ Khi đạt trạng thái cân bằng: vkt = vht
Sk k S a a k1⋅ Ag+⋅ Cl− ⋅ = 2⋅ Trong đó k1, k2 là các hằng số tốc độ. Từ đó suy ra:
AgCl Cl Ag T k k a a +⋅ − = = 2 1
Như vậy trong dung dịch bão hòa của AgCl, ở một nhiệt độ xác định, tích số hoạt độ của các ion Cl- và Ag+ là một hằng số gọi là tích số tan của AgCl và kí hiệu bằng TAgCl.
−+⋅ +⋅ = Ag Cl
AgCl a a T
Trong trường hợp tổng quát, đối với chất ít tan có công thức là AmBn thì tích số tan của nó là: AmBn ⇔ mA + nB n B m A B A a a T n m = ⋅
Nếu AmBn là chất khó tan (tức nồng độ của các ion trong dung dịch bão hòa rất nhỏ) và trong dung dịch không còn ion nào khác thì lực ion của dung dịch khá nhỏ và ta có thể coi hoạt độ của các ion bằng nồng độ của chúng, do đó tích số tan sẽ bằng:
[ ] [ ]m nB B
A A B
T m n = ⋅
Hệ thức này là nội dung của tích số tan. Theo nội dung của quy luật này thì: a) Khi [ ] [ ] AmBn
n m
TB B
A ⋅ < tức là tốc độ hòa tan lớn hơn tốc độ kết tủa, khi đó B và A không kết hợp với nhau để tạo thành kết tủa. Dung dịch ở điều kiện này gọi là dung dịch chưa bão hòa. Nếu ta cho thêm chất rắn AmBn vào dung dịch thì chất rắn sẽ tan thêm cho
đến khi n B m A B A a a T n m = ⋅ . b) Khi [ ] [ ] AmBn n m T B
A ⋅ = , lúc này tốc độ quá trình hòa tan bằng tốc độ quá trình kết tủa. Kết tủa không tạo thêm mà cũng không hòa tan thêm. Dung dịch ở trạng thái này gọi là dung dịch bão hòa vì nếu thêm AmBn vào dung dịch thì nó cũng không tan thêm nữa.
c) Khi [ ] [ ] AmBn
n m
TB B
A ⋅ > tức tốc độ kết tủa lớn hơn tốc độ hòa tan, các ion A và B sẽ hóa hợp với nhau tạo thành kết tủa AmBn làm giảm hoạt độ của chúng cho đến khi
[ ] [ ] AmBn
n
m B T
A ⋅ = . Dung dịch ở trạng thái này gọi là dung dịch quá bão hòa.