침전

침전은 궁궐의 침실을 말하기도 한다

침전(沈澱, precipitation)은 용액에서 고체가 분리되는 일이다. 즉 용액이 온도 및 물리적 영향을 받아 녹았던 용질이 고체의 결정으로 만들어지는 일이다.

• 침전 반응의 평형

침전은 화학적인 반응으로 어느 순간 평형상태에 도달하는데 이를 침전 반응의 평형이라고 말한다. 침전 반응의 평형을 설명하기 위���서는 용액에서 분리된 고체를 다시 용매에 녹인다는 가정이 필요하다. 예를 들어 AgCl의 고체를 물에 녹이는 상황을 생각해보자.

${\displaystyle {\ce {AgCl(s)<=>Ag+(ag) + Cl- (ag)}}}$

위 반응에 대한 평형 상수 식은 다음과 같은데,

${\displaystyle {\ce {K=[Ag+][Cl-]/[AgCl]}}}$

고체의 농도는 평형상수를 나타내는 관례대로 생략하고, 난용성 염의 평형 상수는 ${\displaystyle {\ce {K_{sp}}}}$라 하는데 이는 몰용해도 곱으로 나타내고 다음과 같이 나타낸다.

${\displaystyle {\ce {K_{sp}=[Ag+][Cl-]}}}$

25 °C에서 난용성 이온 화합물의 용해도곱은 다음과 같다.

• 침전반응의 조건

반응지수 Q를 ${\displaystyle {\ce {K_{sp}}}}$와 비교해 용액에서 고체가 분리되는지 알 수 있다.

Q>${\displaystyle {\ce {K_{sp}}}}$인 경우 이온을 제거하고 고체가 침전된다.

Q=${\displaystyle {\ce {K_{sp}}}}$인 경우 평형상태이다.

Q<${\displaystyle {\ce {K_{sp}}}}$인 경우 고체가 이온의 형태로 녹는다.

• 분별 침전

이온혼합물을 분리하는 한 방법으로 일부 이온을 침전시킬 수 있는 용액을 가하는 침전을 사용하는데, 이를 분별 침전이라 말한다.

예를 들어 바륨이온과 칼륨이온을 포함하는 용액에 황산을 가하면 황산바륨이 침전되어 대부분의 바륨이온을 제거할 수 있다.

또한 염소이온, 브로민이온, 아이오딘이온과 같은 할로겐 음이온도 용해도곱의 차이를 이용해 분리할 수 있는데 이때 용해도곱이 작은 순으로 침전 반응이 일어난다.

• 염석

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