化学沉淀的基本原理

水溶液中难溶化合物M_mA_n微量溶解在水中，并发生离解。固体化合物M_mA_n（s）、溶解的M_mA_n（1）分子与溶液中的相应离子间建立起如下下衡：

   （1）

达到饱和（平衡）时，盐M_mA_n在不同状态下有相等的化学位。而由于固相化学位在温度不变时为常数，可以导出：

   （2）

式中， 和 分别为离子M^n＋和A^m＋的活度，平衡常数K_sp称为溶度积，它反映了沉淀发生的热力学趋势。

由于难溶化合物的溶度积很小，活度系数接近1，因而可用浓度代替活度，溶度积可以表示为：

   （3）

式中，[M^n＋]与[A^m－]分别为溶解平衡时M^n＋与A^m－离子的浓度。如果引入一个浓度积（严格地讲是活度积）函数Q_c，其与离子浓度的关系类似于溶度积K_sp的表达式，即在任意情况下Q_c＝[M^n＋]^m[A^m－]ⁿ，不过与溶度积的表达式不同的是此处的浓度为任意浓度。根据溶度积规则，对于饱和溶液，即达到溶解平衡时，Q_c＝K_sp；而Q_c＞K_sp时即为过饱和溶液，则存在发生沉淀的热力学趋势，溶解平衡会向生成沉淀的方向移动，新的M_mA_n（s）不断沉淀出来，直至建立新的溶解平衡。沉淀后溶液中残留的金属离子渡度可由下式计算：

   （4）

显然，增加溶被中的阴离子A^m－浓度，例如添加含A^m－的另一种盐，由上式可知溶液中残留的金属离子浓度会降得更低，这就是同离子效应。

通常习惯用溶解度来衡量一种物质溶解的难易程度。溶解度c被定义为100克水中能溶解该物质的最多克数。而为简化计算，可用摩尔浓度来表示溶解度。将溶解度c引入溶度积表达式得到：

   （5）

由此得到溶解度与溶度积间的如下关系：

   （6）