６　金属イオンの沈殿反応　

金属のイオンは，さまざまな陰イオンによって沈殿させることができる。各金属イオンがどの陰イオンで沈殿するのかを，次の表や図によって覚えよう。

表で覚える
 

陰イオンごとに覚える

①　硝酸イオンNO3－で沈殿するものはない。

②　Cl－を加えると沈殿する金属イオン　･･･　Ag＋，Pb2＋　　

PbCl2は熱湯に溶ける。AgClは日光を当てると黒っぽい色に変色。また，AgClはアンモニア水に溶解し，錯イオンとなって，無色の水溶液になる。

③　OH－によって沈殿しない金属イオン　･･･K＋，Na＋， Ba2＋， Ca2＋， NH4＋

④　過剰のNaOH水溶液に溶ける水酸化物　･･･Al(OH)3　，Zn(OH)2

⑤　過剰のアンモニア水溶液に溶ける水酸化物　･･･Cu(OH)2　，Zn(OH)2　， Ag2O

⑥　SO42-を加えると沈殿する金属イオン　･･･　Ba2＋， Ca2＋，Pb2＋

⑦　CO32－によって沈殿しない金属イオン　･･･　Na＋，K＋，NH4＋（金属ではないが同じように考える）

⑧　H2Sとの反応

　　　沈殿しないイオン　･･･　K＋，Na＋，Mg2＋，Al3＋， Ba2＋， Ca2＋， NH4＋

水溶液が中性・塩基性のとき沈殿するイオン　･･･　Fe2＋，Zn2＋（この他はあまり出ない）

水溶液が酸性でも（どんなときでも）沈殿するイオン　･･･　Pb2＋， Cu2＋， Ag＋（この他はあまり出ない）

⑨　CrO42－によって沈殿するイオン　･･･　Ba2＋，Pb2＋，Ag＋

⑩その他の金属イオンの検出　･･･　ネスラー試薬で黄～褐色の沈殿　⇒　NH4+

図で覚える 
 

【金属イオンの分離】　

金属イオンの沈殿反応を参考に考える。
 

硫化水素H2Sによる沈殿の生成と液性について

　金属イオンの硫化水素による沈殿の生成では，Pb2＋，Cu2＋，Ag＋などは液性がどのような場合でも（酸性の場合でも）硫化物の沈殿が生じる。一方，Zn2+やFe2＋などは液性が中性～塩基性の場合で（酸性の場合はだめ）硫化物の沈殿が生じる。

　これは，それぞれの金属イオンからなる硫化物の溶解度積と関係がある。

 

25℃，水における溶解度積Ksp（イオン積の値がKspを超えると沈殿が生じる）

 

硫化水素は，水に対する溶解度（5g/L，20℃）から，水に吹き込むとおよそ0.1〔mol/L〕となる。また，水溶液中では一部が電離し，硫化物イオンS2－を生成する。

　　H2S　⇄　2H＋　＋　S2－　　　K＝[H＋]2[S２－]/[H2S］＝ 1.2×10－21(mol/L)2

　これより，[S2－] ＝ 1.2×10－21[H2S]／[H＋]2 ≒ 1.2×10－22／[H＋]2

pH＝1.0の場合は，[H＋]＝1.0×10－１より，[S2－]＝1.2×10－20。pH＝5.0以上では，計算上[S2－]は0.1〔mol/L〕を超え，完全に電離していると考えられるので[S2－]＝0.1。

 

　各金属イオンが1.0×10－3〔mol/L〕であるならば，pH＝1.0（[S2－]＝1.2×10－20）のときに硫化物の沈殿が生じる（金属イオンとS２－のイオン積がそのKspを超える）のは，PbS，SnS，CdS，CuS，Ag2Sである。また中性～塩基性（[S2－]＝0.1）では，上記の硫化物はすべて沈殿する。