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金属离子的水解反应
- 金属阳离子的水解趋势
水合金属离子吸引水中的 OH-,形成羟基离子释放出 H+,使溶液呈酸性程称为水解。
M(H2O)63++H2O→M(H2O)5OH2++H3O+
各种金属离子水解能力是不同的,影响离子水解因素是多方面的:其一,
是离子的电荷和半径,阳离子具有高电荷和较小的离子半径时,它们对配位水分子有较强的极化作用,因此易发生水解。例如 Al3+极易水解。其二,是离子的电子构型。例如 Ca2+、Sr2+、Ba2+等盐一般不水解,但电荷相同的 Zn2+、Cd2+、Hg2+等离子在水中却会水解,这种差异主要是由于电子构型不同所引起 的。后者为 18e 电子构型。它们有较高的有效核电荷和较小的离子半径,因而极化作用较强,易使配位水分解。其三,是与阳离子的配位数有关。例如Zn2+、Cd2+、Hg2+,它们的电子构型电荷相同,Hg2+半径较大,然而 Hg2+离子水溶液的酸性却很强,大于 Zn2+、Cd2+(pKa3.7)。这是因为 Hg2+有形成配位数为 2 的化合物的强烈倾向,一般配位数小的中心离子的电子吸引性强, 因此 Hg2+水合离子易解离出 H+,金属离子的水解常数见表 11— 4。
由上表可知,各种金属离子发生水解的 pH 值是不同的,有些高氧化态的
水合离子在 pH 很小的酸性溶液里就水解。如 Fe3+、Al3+、Bi3+、Sn2+等。在 试剂生产中广泛利用这种性质去除试剂中的杂质铁等。
11.4.2.2. 金属阳离子水解产物
金属阳离子水解的产物是很复杂的,一般有以下几类: 1.水解产物为碱式盐或羟基阳离子SnCl2+H2O→Sn(OH)Cl↓+hCl Sn(H2O)62++H2O→Sn(OH)(H2O)5++H3O+ Zn(H2O)42++H2O→Zn(OH)(H2O)3++H3O+
2.水解产物为金属氧基盐
Sb(Ⅲ)、 Bi( Ⅲ)盐极易水解,在酸性溶液中强烈水解Bi(NO3)3+H2O→BiONO3↓+2HNO3 SbCl3+H2O→SbOCl↓+2HCl