复分解反应是重要的四种基本化学反应类型之一,同时它也是酸、碱、盐相互反应的核心内容。
即:AB+CD=AD+CB
生成物中有沉淀或有气体或有弱电解质。这是能够观察到的宏观现象,生成沉淀、气体或弱电解质都会使溶液中离子浓度减小,反应沿着正向进行。复分解反应的特点:化合物反应物与生成物均为化合物;相交换,反应物相互交换成分;价不变,反应物,生成物的化合价都不变。
从宏观角度来说,反应能否发生是有特定条件的。对生成物而言,两种化合物之间进行成分交换后生成的另外两种化合物中必有弱电解质、气体或沉淀;对反应物而言,当反应物中没有酸时,反应物要均可溶于水时反应才能发生。
①反应物中酸必须是可溶的,生成物中至少有一种物质是气体或沉淀或水。
②反应物中至少有一种是可溶的。
③初中阶段反应物中的两种盐都是可溶性的,且反应所得的两种盐中至少有一种是难溶的。
④反应物一般都要可溶,生成物中至少有一种是沉淀或气体(只有铵盐跟碱反应才能生成气体。
利用复分解反应制取所需产品,一般要求作为反应物的两种盐在水中溶解度比较大,作为生成物的盐溶解度比较小,且在一定温度范围内能成为固体析出。根据生成物状态也可有三种情况:
①析出的固体结晶就是所需产品。如氯化钾和硝酸钠复分解时,在低温下即可析出硝酸钾固体结晶。
②复分解所得溶液需进一步加工才能得到产品。如碳酸铵和硫酸钙复分解时,需将碳酸钙沉淀分离后的溶液进行蒸发,才能得到硫酸铵固体产品。
③生成物的两种盐都是沉淀,它们的混合物就是产品。如硫酸锌和硫化钡复分解时,生成硫化锌和硫酸钡两种盐的沉淀混合物,经过滤、洗涤和高温灼烧,而成为白色颜料锌钡白(立德粉)。盐在水溶液中的饱和浓度与温度有关。
除了生成物是溶解度很小的盐外,复分解反应过程中,原料盐的一次利用率(或称转化率)通常不会很高,需要将分离固体结晶后的母液循环使用,以提高总利用率。采用复分解反应生成无机盐,一般是在带有机械搅拌的槽式反应器中进行,操作可以是间歇的,也可以是连续的。
复分解反应生产无机盐的过程中,常用到过滤、结晶等化工单元操作。