注:这是本人参加工作后发表的第一篇论文,重温这篇文章,感觉很亲切!发表论文并不难,关键是发现适合自已写作的题材。
BaSO4能转化成BaCO3吗?
BaSO4和BaCO3都是难溶于水的盐,且BaSO4比BaCO3的溶解度更小。因此,我们可以将BaCO3和一种可溶性硫酸盐作用,而使BaCO3转化成BaSO4。一般地,BaSO4不能转化成BaCO3,即如下反应不能进行:
BaSO4+Na2CO3≠BaCO3+ Na2SO4
这是因为BaCO3的溶解度比BaSO4的溶解度大,不能由溶解度小的沉淀转化成溶解度较大的沉淀。
BaSO4不能转化成BaCO3,是不是绝对的呢?
我们且看一个实验:
在BaCl2溶液中滴加适量的Na2SO4,使溶液中的Ba2+全部沉淀为BaSO4;过滤,取少量的沉淀物,用饱和Na2CO3热溶液处理2-3次,过滤,离心分离;再把沉淀物与稀盐酸作用,发现沉淀物溶解,且有气体放出。
说明BaSO4转化成了BaCO3。
这不与教材中强调的“不能由溶解度小的沉淀转化成溶解度大的沉淀”矛盾吗?
我们知道,物质是否溶于水都是相对的,BaSO4是难溶于水的强电解质,虽然它难溶于水,但还是会有微弱的溶解而电离产生微量的Ba2+和SO42-。
少量的BaSO4沉淀用饱和的热Na2SO3溶液处理2-3次,由于Na2CO3的浓度远大于Ba2+的浓度,根据化学平衡移动的原理,Ba2+将和CO32-结合生成BaCO3沉淀,使得Ba2+的浓度减少。从而BaSO4将继续溶解,并电离,电离生成的Ba2+将继续和CO32-结合生成BaCO3沉淀,这样,BaSO4沉淀也就逐渐转化成BaCO3沉淀了。
为了验证上述定性分析是正确的,我们还可以通过计算来说明:
在BaSO4的溶解与沉淀过程中,当溶解与沉淀达到平衡时:
[Ba2+][SO42-]=KspBaSO4
从以上的计算结果可以看出,在BaSO4沉淀的溶液中加入饱和Na2CO3溶液后,若体系中[CO32-]<,则BaSO4不能转化成BaCO3。若体系中[CO32-]>,则BaSO4可以转化成BaCO3。
由以上计算还可以看出:由一个难溶的沉淀转化成更难溶的沉淀是比较容易的,但反过来,由一种溶解度更小的沉淀转化成溶解度较大的沉淀是比较困难,且两种沉淀物的溶解度相差越大,后一种沉淀转化反应越难进行。
因此,在中学阶段,一般认为不能由溶解度更小的沉淀转化成溶解度较大的沉淀。
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