Reakcja strąconego opadu i przykłady



The pospiesznie o wytrącanie chemiczne jest procesem, który polega na tworzeniu nierozpuszczalnego ciała stałego z mieszaniny dwóch jednorodnych roztworów. W przeciwieństwie do opadów deszczu i śniegu, w tego rodzaju opadach „pada deszcz” z powierzchni cieczy.

W dwóch jednorodnych roztworach jony rozpuszczają się w wodzie. Gdy oddziałują one z innymi jonami (w czasie mieszania), ich oddziaływania elektrostatyczne umożliwiają wzrost kryształu lub galaretowatego ciała stałego. Ze względu na grawitację ciało stałe osadza się na dnie materiału szklanego.

Wytrącanie jest regulowane przez równowagę jonową, która zależy od wielu zmiennych: od stężenia i charakteru występujących czynników do temperatury wody i dozwolonego czasu kontaktu ciała stałego z wodą.

Dodatkowo, nie wszystkie jony są w stanie ustalić tę równowagę lub co jest tym samym, nie wszystkie mogą nasycić roztwór w bardzo niskich stężeniach. Na przykład, aby wytrącić NaCl, konieczne jest odparowanie wody lub dodanie większej ilości soli.

Nasycony roztwór oznacza, że ​​nie może już dłużej rozpuszczać się w stanie stałym, więc wytrąca się. Z tego powodu opady są również wyraźnym sygnałem, że roztwór jest nasycony.

Indeks

  • 1 Reakcja strącania
    • 1.1 Tworzenie się osadu
  • 2 Produkt rozpuszczalności
  • 3 Przykłady
  • 4 odniesienia

Reakcja strącania

Biorąc pod uwagę roztwór z rozpuszczonymi jonami A i drugim z jonami B, podczas mieszania chemicznego równania reakcji przewiduje:

A+(ac) + B-(ac) <=> AB (s)

Jednak „prawie” niemożliwe jest, aby A i B były początkowo samotne, koniecznie musiały im towarzyszyć inne jony o przeciwnych ładunkach.

W tym przypadku A+ tworzy rozpuszczalny związek z gatunkiem C-, i B- robi to samo z gatunkiem D+. Zatem równanie chemiczne dodaje teraz nowe gatunki:

AC (ac) + DB (ac) <=> AB (s) + DC (ac)

Gatunek A+ wypiera gatunki D+ w celu utworzenia stałego AB; z kolei gatunek C- przejdź do B- z wytworzeniem rozpuszczalnego stałego DC.

Oznacza to, że występują podwójne przemieszczenia (reakcja metatezy). Następnie reakcja strącania jest reakcją wypierania podwójnego jonu.

Dla przykładu na powyższym obrazku zlewka zawiera złote kryształy jodku ołowiu (II) (PbI).2), produkt znanej reakcji „złoty deszcz”:

Pb (NIE3)2(ac) + 2KI (aq) => PbI2(s) + 2KNO3(aq)

Zgodnie z poprzednim równaniem, A = Pb2+, C-= NIE3-, D = K+ i B = I-.

Tworzenie się osadu

Ściany zlewki pokazują skondensowaną wodę w wyniku intensywnego ciepła. W jakim celu podgrzewa się woda? Aby spowolnić proces tworzenia kryształów PbI2 i zaakcentować efekt złotego prysznica.

Kiedy napotykam dwa aniony I-, kation Pb2+ Tworzy maleńkie jądro trzech jonów, co nie wystarcza do zbudowania kryształu. Podobnie w innych regionach roztworu inne jony gromadzą się również tworząc jądra; proces ten jest znany jako nukleacja.

Jądra te przyciągają inne jony, a zatem rosną tworząc cząstki koloidalne, odpowiedzialne za żółte zmętnienie roztworu.

W ten sam sposób cząstki te oddziałują z innymi, powodując powstawanie skrzepów, a te z innymi skrzepami, powodując ostatecznie wytrącenie.

Jednakże, gdy to nastąpi, osad powstaje z galaretowatego typu, z jasnymi kryształami niektórych kryształów „wędrujących” przez roztwór. Dzieje się tak, ponieważ szybkość zarodkowania jest większa niż wzrost jąder.

Z drugiej strony, maksymalny wzrost jądra odbija się w błyszczącym krysztale. Aby zagwarantować ten kryształ, roztwór musi być lekko przesycony, co osiąga się przez zwiększenie temperatury przed opadem.

Tak więc, gdy roztwór ochładza się, rdzenie mają wystarczająco dużo czasu na wzrost. Ponadto, ponieważ stężenie soli nie jest bardzo wysokie, temperatura kontroluje proces zarodkowania. W konsekwencji obie zmienne wpływają korzystnie na wygląd kryształów PbI2.

Produkt rozpuszczalności

PbI2 ustanawia równowagę między tym a jonami w roztworze:

PbI2(s) <=> Pb2+(ac) + 2I-(ac)

Stała tej równowagi jest nazywana stałą produktu rozpuszczalności, Kps. Termin „produkt” odnosi się do mnożenia stężeń jonów, które tworzą ciało stałe:

Kps= [Pb2+] [Ja-]2

Tutaj ciało stałe składa się z jonów wyrażonych w równaniu; nie bierze jednak pod uwagę brył w tych obliczeniach.

Stężenia jonów Pb2+ i jony I- są równe rozpuszczalności PbI2. Oznacza to, że przez określenie rozpuszczalności jednego można obliczyć, że drugiego i stałą Kps.

Jakie są wartości K dla?ps dla kilku związków rozpuszczalnych w wodzie? Jest miarą stopnia nierozpuszczalności związku w określonej temperaturze (25 ° C). Zatem im mniejszy Kps, bardziej nierozpuszczalny jest.

Dlatego, gdy ta wartość jest porównywana z wartościami innych związków, można przewidzieć, która para (na przykład AB i DC) wytrąci się jako pierwsza. W przypadku hipotetycznego związku DC jego Kps może być tak wysoka, że ​​do wytrącenia potrzebuje wyższych stężeń D+ lub C- w roztworze.

Jest to klucz do tzw. Opadów frakcjonowanych. Również znając Kps dla soli nierozpuszczalnej można obliczyć minimalną ilość, aby wytrącić ją w litrze wody.

Jednak w przypadku KNO3 nie ma takiej równowagi, więc brakuje Kps. W rzeczywistości jest to sól wyjątkowo rozpuszczalna w wodzie.

Przykłady

Reakcje wytrącania są jednym z procesów wzbogacających świat reakcji chemicznych. Niektóre dodatkowe przykłady (oprócz złotego deszczu) to:

AgNO3(ac) + NaCl (ac) => AgCl (s) + NaNO3(ac)

Górny obraz ilustruje tworzenie się białego osadu chlorku srebra. Ogólnie większość związków srebra ma białe kolory.

BaCl2(ac) + K2TAK4(ac) => BaSO4(s) + 2KCl (ac)

Powstaje biały osad siarczanu baru.

2CUS4(ac) + 2NaOH (ac) => Cu2(OH)2TAK4(s) + Na2TAK4(ac)

Tworzy się niebieskawy osad dwuzasadowego siarczanu miedzi (II).

2AgNO3(ac) + K2CrO4(ac) => Ag2CrO4(s) + 2KNO3(ac)

Powstaje pomarańczowy osad chromianu srebra.

CaCl2(ac) + Na2CO3(ac) => CaCO3(s) + 2NaCl (ac)

Powstaje biały osad węglanu wapnia, znany również jako wapień.

Wiara (NIE3)3(ac) + 3NaOH (ac) => Fe (OH)3(s) + 3NieNO3(ac)

Na koniec tworzy się pomarańczowy osad wodorotlenku żelaza (III). W ten sposób reakcje strącania wytwarzają dowolny związek.

Referencje

  1. Dzień, R. i Underwood, A. Ilościowa chemia analityczna (piąte wydanie). PEARSON Prentice Hall, str. 97-103.
  2. Der Kreole. (6 marca 2011 r.). Deszcz złota. [Rysunek] Pobrane 18 kwietnia 2018 r. Z: commons.wikimedia.org
  3. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (9 kwietnia 2017). Definicja reakcji opadów. Pobrane 18 kwietnia 2018 r. Z: thoughtco.com
  4. le Châtelier's Principle: Precipitation Reactions. Pobrane 18 kwietnia 2018 r. Z: digipac.ca
  5. Prof. Botch. Reakcje chemiczne I: równania jonowe netto. Pobrane 18 kwietnia 2018 r. Z: lecturedemos.chem.umass.edu
  6. Luisbrudna. (8 października 2012). Chlorek srebra (AgCl). [Rysunek] Pobrane 18 kwietnia 2018 r. Z: commons.wikimedia.org
  7. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chemia (8 wyd.). CENGAGE Learning, str. 150, 153, 776-786.