在水中只能稍微溶解的離子固體，必須放在特殊的溶液裡才溶解得比較好。所以，當我們用量化分析的方法分離混合著各種物質的溶液時，除了用沈澱的方法把溶液中的物質分離出來，也常常必須要讓每一批沈澱物再次溶解為離子。

化學原理啟迪209

1.     在水中只能稍微溶解的離子固體，必須放在特殊的溶液裡才溶解得比較好。所以，當我們用量化分析的方法分離混合著各種物質的溶液時，除了用沈澱的方法把溶液中的物質分離出來，也常常必須要讓每一批沈澱物再次溶解為離子。

2.     假設有一份溶液含有陽離子Ag⁺、Pb²⁺、和Hg2²⁺等等。當我們對這份溶液添加HCl溶液，將會形成不溶解的沈澱物AgCl、PbCl2和Hg2Cl2。一旦沈澱混合物從溶液分離出來，這些沈澱物還要再溶解才能個別分辨出每個陽離子。這是怎麼做到的？

3.     我們知道有些固體比較能夠在酸性溶液中溶解，有些固體比較能夠在鹼性溶液中溶解。那麼氯化物鹽類呢？舉例來說，AgCl能不能用強酸溶解？答案是不可以，因為Cl^－完全不會吸引溶液中的質子H⁺。溶解平衡的位置

AgCl(s) ←→ Ag⁺(aq) + Cl^－(aq)

不會受到H⁺的影響。

4.     雖然Cl^－是弱鹼（反應物比較多、平衡位置在左邊），我們怎麼樣才能把溶解平衡位置拉到右邊（消耗掉更多的Cl^－和Ag⁺、製造出更多的產物）？關鍵是利用製造錯合離子來消耗降低Ag⁺的濃度。

5.     舉例來說，Ag⁺與過量的NH3反應會形成穩定的錯合離子銀氨Ag(NH3)²⁺。這使得AgCl在濃氨水溶液中十分容易溶解。相關的反應

       AgCl(s) ←→Ag⁺(aq) + Cl^－(aq)      Ksp＝1.6×10^－10

Ag⁺(aq)+NH3(aq)←→Ag(NH3)⁺ (aq)        K1＝2.1×10³

Ag(NH3)⁺ (aq)+ NH3(aq)←→Ag(NH3)2⁺(aq)  K2＝8.2×10³

6.     AgCl在溶液中溶解的Ag⁺，會與NH3結合形成Ag(NH3)2⁺。溶液中既有的Ag⁺會被NH3不斷拿去結合成錯離子，AgCl固體為了補充溶液裡損失的Ag⁺，必須不斷增加溶解，以達到溶解度積常數的標準：

[Ag⁺][Cl^－]＝Ksp＝1.6×10^－10

7.     在這裡[Ag⁺]專指溶液裡的Ag⁺離子，不是指溶液裡所有含銀Ag的物質，實際上溶液裡除了Ag⁺離子還有各種銀氨AgNH3⁺、Ag(NH3)2⁺：

[Ag]總溶解量＝[Ag⁺]+[AgNH3⁺]+[Ag(NH3)2⁺]

8.     最後所有從AgCl溶解的Ag⁺都變成Ag(NH3)2⁺，所以溶解的AgCl在過量的NH3中的平衡方程式

AgCl(s) + 2NH3(aq) ←→ Ag(NH3)2⁺(aq) + Cl^－(aq)

這個方程式整合了三個步驟的反應，所以這個反應的平衡常數是三個反應常數的乘積。

9.     反應的平衡方程式

K＝[Ag(NH3)2⁺][Cl^－]／[NH3]²

＝Ksp×K1×K2

＝(1.6×10^－10)( 2.1×10³)( 8.2×10³)

=2.8×10^－3

10.  利用這個方程式，我們能夠計算固體AgCl在10.0M NH3溶液中的溶解度。如果我們設定溶液中AgCl的溶解度是x mol/L，各物質的平衡濃度：

[Cl^－]＝x

[Ag(NH3)2⁺]＝x

[NH3]＝10.0－2x

注1：xmol／L的AgCl溶解產生xmol／L的Cl^－和xmol／L的Ag⁺，由於這些Ag⁺最後都會變成錯合離子，所以Ag(NH3)2⁺的份量是xmol／L。

注2：要形成xmol／L的Ag(NH3)2⁺需要2xmol／L的NH3，因為每個錯合離子含有2個NH3配位子。

11.  把這些濃度代入平衡方程式，得到

K＝2.8×10^－3＝[Ag(NH3)2⁺][ Cl^－]／[NH3]＝(x)(x)／(10.0－2x)²

12.  這裡不需要求取近似值。把等式兩邊的數值開根號

√2.8×10^－3＝x／(10.0－2x)

x=0.48mol／L=AgCl(s)在10.0M NH3的溶解度

13.  由此可見，AgCl在10.0M的NH3溶解度比在純水中大，AgCl在純水中的溶解度是

√Ksp＝1.3×10^－5 mol／L

14.  如果固體的陰離子是有相當強度的鹼，那就可以透過增加溶液的酸性提高溶解度。我們這裡所舉的例子，陰離子的鹼性不夠強，所以我們用配位子增加溶解度，讓固體的陽離子與配位子形成錯合離子。

15.  有的時候，無法溶解的固體需要整合好幾個反應來溶解。舉例來說，為了讓極難溶解的HgS溶解(Ksp＝1.6×10^－54)，我們必須用高濃度的HCl和高濃度的HNO3混合液，稱為王水aqua regia。

16.  王水裡面的H⁺會S^2－離子反應形成H2S，Cl^－與Hg²⁺反應形成各種錯合離子，例如HgCl4^2－。此外，NO3^－氧化S^2－成元素硫。這些反應都會降低Hg²⁺和S^2－的濃度，也就是說，原本溶解在溶液裡的Hg²⁺和S^2－消耗掉，HgS為了達到自己的溶解平衡，必須從讓更多的HgS溶解來彌補損失，結果促進HgS的溶解度。

17.  因為許多鹽類會隨著溫度增加而溶解度增加，有時候加熱這種簡單的方法就能使得鹽類有效溶解。

18.  舉例來說，硫化物的混合物包含PbCl2、AgCl和Hg2Cl2。溫度對PbCl2的作用是，在低溫下冷的HCl溶液能使PbCl2沈澱，混合HCl的溶液加熱到接近沸點又能使PbCl2溶解。用這個方法，就能從銀氯化物AgCl和氯化汞（Ⅰ價）Hg2Cl2中，分離出PbCl2，因為它們在熱水中不容易溶解。

19.  接著，我們可使用氨水溶液溶解固體的AgCl，把它與Hg2Cl2分離開來。固體的Hg2Cl2與NH3反應能形成元素汞與HgNH2Cl的混合物

Hg2Cl2(s)+2NH3(aq)→HgNH2Cl(s)+Hg(l)+NH4⁺(aq)+Cl^－(aq)