Реакція осаджених опадів і приклади



The поспішний o хімічних опадів являє собою процес, що складається з утворення нерозчинного твердого речовини з суміші двох гомогенних розчинів. На відміну від опадів дощу і снігу, при цьому типі опадів "йде твердий дощ" з поверхні рідини.

У двох гомогенних розчинах іони розчиняються у воді. Коли вони взаємодіють з іншими іонами (під час змішування), їх електростатичні взаємодії дозволяють рости кристал або желатинову тверду речовину. Завдяки гравітації, це тверде тіло закінчується нанесенням на дно скляного матеріалу.

Опади регулюються іонним рівновагою, яка залежить від багатьох змінних: від концентрації та природи видів, що впливають, до температури води та дозволеного часу контакту твердого тіла з водою..

Крім того, не всі іони здатні встановити це рівновагу, або те, що є однаковим, не всі можуть насичувати розчин при дуже низьких концентраціях. Наприклад, для осадження NaCl необхідно випарувати воду або додати більше солі.

Насичений розчин означає, що він більше не може розчинятися більш твердим, тому він осаджується. Саме з цієї причини осадження також є ясним сигналом про те, що розчин є насиченим.

Індекс

  • 1 Реакція опадів
    • 1.1 Утворення осаду
  • 2 Продукт розчинності
  • 3 Приклади
  • 4 Посилання

Реакція опадів

Розглядаючи розчин з розчиненими іонами А, а інший з іонами B, при змішуванні хімічного рівняння реакція прогнозує:

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

Тим не менш, "майже" неможливо для А і В бути самотніми спочатку, обов'язково повинні супроводжуватися іншими іонами з протилежними зарядами.

У цьому випадку A+ утворює розчинну сполуку з видами С-, і B- робить те ж саме з видом D+. Таким чином, хімічне рівняння тепер додає нові види:

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

Вид A+ витісняє вид D+ для утворення твердої AB; у свою чергу, види С- перейти до B- для утворення розчинного твердого DC.

Тобто відбуваються подвійні переміщення (реакція метатезиса). Потім реакція осадження є реакцією зміщення подвійного іона.

Для прикладу на зображенні вище, склянка містить золоті кристали йодиду свинцю (II) (PbI).2), продукт відомої реакції "золотий душ":

Pb (NO3)2(ac) + 2KI (aq) => PbI2(s) + 2KNO3(aq)

Відповідно до попереднього рівняння, A = Pb2+, C-= NO3-, D = K+ і B = I-.

Утворення осаду

Стіни склянки показують конденсовану воду в результаті інтенсивного нагрівання. З якою метою вода підігрівається? Для уповільнення процесу утворення кристалів PbI2 і підкреслити ефект золотого душу.

При зустрічі з двома аніонами I-, катіон Pb2+ Він утворює крихітне ядро ​​з трьох іонів, якого недостатньо для побудови кристала. Аналогічно, в інших областях розчину інші іони також збираються для утворення ядер; цей процес відомий як зародження.

Ці ядра притягують інші іони і, таким чином, ростуть з утворенням колоїдних частинок, відповідальних за жовту каламутність розчину.

Таким же чином, ці частинки взаємодіють з іншими, щоб викликати згустки, і ці згустки з іншими, щоб остаточно викликати осад.

Однак при цьому виникає осад з желатинового типу, причому яскраві кристали деяких кристалів "блукають" через розчин. Це пояснюється тим, що швидкість нуклеації більше, ніж зростання ядер.

З іншого боку, максимальний ріст ядра відображається в блискучому кристалі. Щоб гарантувати цей кристал, розчин повинен бути злегка перенасичений, що досягається за рахунок підвищення температури до осадження.

Таким чином, оскільки розчин охолоджується, ядра мають достатньо часу для росту. Крім того, оскільки концентрація солей не дуже висока, температура регулює процес зародження. Отже, обидві змінні сприяють появі кристалів PbI2.

Продукт розчинності

PbI2 встановлює баланс між цим і іонами в розчині:

PbI2s <=> Pb2+(ac) + 2I-(ac)

Константа цього рівноваги називається константою продукту розчинності, Kps. Термін "продукт" відноситься до множення концентрацій іонів, що входять до складу твердого речовини:

Kps= [Pb2+] [Я-]2

Тут тверде тіло складається з іонів, виражених у рівнянні; однак, він не вважає твердих в цих розрахунках.

Концентрації іонів Pb2+ і іони I- вони рівні розчинності PbI2. Тобто, визначаючи розчинність однієї з них, можна обчислити значення іншої та постійної Kps.

Які значення K для?ps для декількох сполук, розчинних у воді? Це показник ступеня нерозчинності сполуки при певній температурі (25ºC). Таким чином, чим менший a Kps, більш нерозчинний.

Отже, коли це значення порівнюється з такими значеннями інших сполук, можна передбачити, яка пара (наприклад, AB і DC) спочатку випаде в осад. У випадку гіпотетичного з'єднання DC, його Kps вона може бути настільки високою, що для осадження її потрібні більш високі концентрації D+ або C- в розчині.

Це є ключем до того, що відомо як фракціоновані опади. Також, знаючи Kps для нерозчинної солі мінімальна кількість може бути розрахована для осадження її в літрі води.

Однак у випадку з KNO3 такого балансу немає, тому Kps. Фактично це сіль, надзвичайно розчинна у воді.

Приклади

Реакції опадів є одним з процесів, які збагачують світ хімічних реакцій. Додатковими прикладами (крім золотих дощів) є:

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

Верхнє зображення ілюструє утворення білого осаду хлориду срібла. Загалом, більшість сполук срібла мають білі кольори.

BaCl2(ac) + K2SO4(ac) => BaSO4(s) + 2KCl (ac)

Утворюється білий осад сульфату барію.

2CUS4(ac) + 2NaOH (ac) => Cu2(OH)2SO4(s) + Na2SO4(ac)

Утворюється сизуватий осад міді (II) двохосновного сульфату.

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

Утворюється оранжевий осад хромата срібла.

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

Утворюється білий осад карбонату кальцію, також відомий як вапняк.

Віра (NO3)3(ac) + 3NaOH (ac) => Fe (OH)3(s) + 3NaNO3(ac)

Нарешті, утворюється оранжевий осад гідроксиду заліза (III). Таким чином, реакції осадження продукують будь-яке з'єднання.

Список літератури

  1. Day, R., & Underwood, A. Кількісна аналітична хімія (п'ята редакція). PEARSON Prentice Hall, стор 97-103.
  2. Der Kreole. (6 березня 2011 року). Дощ золота. [Малюнок] Отримано 18 квітня 2018 року з: commons.wikimedia.org
  3. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (9 квітня 2017 року). Визначення реакції опадів. Отримано 18 квітня 2018 року з: thoughtco.com
  4. Принцип Ле Шательє: Реакції опадів. Отримано 18 квітня 2018 р. З: digipac.ca
  5. Проф. Хімічні реакції I: Чисті іонні рівняння. Отримано 18 квітня 2018 року з: lecturedemos.chem.umass.edu
  6. Luisbrudna. (8 жовтня 2012 року). Хлорид срібла (AgCl). [Малюнок] Отримано 18 квітня 2018 року з: commons.wikimedia.org
  7. Уіттен, Девіс, Пек і Стенлі. Хімія (8-е изд.). CENGAGE Learning, стор 150, 153, 776-786.