Реакция осаждения осадков и примеры



осаждаться или химические осадки представляет собой процесс, который состоит из образования нерастворимого твердого вещества из смеси двух гомогенных растворов. В отличие от осадков в виде дождя и снега, в этом типе осадков "с поверхности жидкости идет дождь".

В двух гомогенных растворах ионы растворяются в воде. Когда они взаимодействуют с другими ионами (во время смешивания), их электростатические взаимодействия позволяют выращивать кристалл или желатиновое твердое вещество. Из-за силы тяжести это твердое вещество оседает на дне стеклянного материала..

Осадки регулируются ионным равновесием, которое зависит от многих переменных: от концентрации и природы промежуточных частиц до температуры воды и допустимого времени контакта твердого тела с водой..

Кроме того, не все ионы способны установить это равновесие или, что то же самое, не все могут насыщать раствор при очень низких концентрациях. Например, для осаждения NaCl необходимо выпарить воду или добавить больше соли.

Насыщенный раствор означает, что он больше не может растворять больше твердого вещества, поэтому он осаждается. Именно по этой причине осадки также являются четким сигналом того, что раствор насыщен.

индекс

  • 1 Реакция осадков
    • 1.1 Образование осадка
  • 2 Растворимость продукта
  • 3 примера
  • 4 Ссылки

Реакция осадков

Рассматривая раствор с растворенными ионами А, а другой - с ионами В, при смешивании химического уравнения реакции прогнозируют:

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

Тем не менее, «А» и «В» вначале «почти» не могут быть в одиночку, и обязательно должны сопровождаться другими ионами с противоположными зарядами..

В этом случае А+ образует растворимое соединение с видом C-, и Б- делает то же самое с видом D+. Таким образом, химическое уравнение теперь добавляет новые виды:

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

Вид А+ вытесняет вид D+ сформировать твердый AB; в свою очередь, вид С- перейти к B- сформировать растворимый твердый DC.

То есть происходят двойные смещения (реакция метатезиса). Тогда реакция осаждения является реакцией двойного смещения ионов.

Для примера на изображении выше, стакан содержит золотые кристаллы йодида свинца (II) (PbI).2), продукт известной реакции "золотой дождь":

Pb (НЕТ3)2(ac) + 2KI (aq) => PbI2(s) + 2KNO3(Aq)

Согласно предыдущему уравнению, A = Pb2+, С-= НЕТ3-, D = K+ и B = я-.

Образование осадка

На стенках стакана видна конденсированная вода в результате сильной жары. Для чего нагревается вода? Замедлить процесс образования кристаллов PbI2 и подчеркнуть эффект золотого ливня.

При встрече с двумя анионами я-, катион свинца2+ Он образует крошечное ядро ​​из трех ионов, которого недостаточно для построения кристалла. Аналогично, в других областях раствора другие ионы также собираются с образованием ядер; этот процесс известен как зарождение.

Эти ядра притягивают другие ионы и, таким образом, растут с образованием коллоидных частиц, ответственных за желтую мутность раствора.

Таким же образом эти частицы взаимодействуют с другими, вызывая сгустки, а эти сгустки с другими, в конечном итоге, вызывают выпадение осадка..

Однако, когда это происходит, образуется осадок желатинового типа с яркими кристаллами некоторых кристаллов, «блуждающими» через раствор. Это потому, что скорость нуклеации больше, чем рост ядер.

С другой стороны, максимальный рост ядра отражается в блестящем кристалле. Чтобы гарантировать этот кристалл, раствор должен быть слегка перенасыщен, что достигается повышением температуры до осаждения..

Таким образом, по мере остывания раствора ядра успевают расти. Кроме того, поскольку концентрация солей не очень высока, температура контролирует процесс нуклеации. Следовательно, обе переменные способствуют появлению кристаллов PbI2.

Растворимость продукта

PbI2 устанавливает баланс между этим и ионами в растворе:

ВВП2(S), <=> Pb2+(ac) + 2I-(Aq)

Константа этого равновесия называется константой продукта растворимости, Kп.с.. Термин «продукт» относится к умножению концентраций ионов, составляющих твердое вещество:

Кп.с.= [Pb2+] [Я-]2

Здесь твердое тело состоит из ионов, выраженных в уравнении; однако он не учитывает твердость в этих расчетах.

Концентрации ионов Pb2+ и ионы я- они равны растворимости PbI2. То есть, определяя растворимость одного из них, можно рассчитать растворимость другого и постоянную Kп.с..

Каковы значения К для?п.с. для немногих соединений, растворимых в воде? Это мера степени нерастворимости соединения при определенной температуре (25ºC). Таким образом, чем меньше Кп.с., более нерастворимым является.

Поэтому, когда это значение сравнивается со значениями других соединений, можно предсказать, какая пара (например, AB и DC) будет осаждаться первой. В случае гипотетического соединения DC, его Kп.с. оно может быть настолько высоким, что для его осаждения необходимы более высокие концентрации D+ или C- в растворе.

Это ключ к тому, что известно как фракционные осадки. Кроме того, зная Кп.с. для нерастворимой соли минимальное количество может быть рассчитано для осаждения ее в литре воды.

Однако в случае КНО3 такого баланса нет, поэтому не хватает Кп.с.. На самом деле, это соль, чрезвычайно растворимая в воде.

примеров

Реакции осаждения являются одним из процессов, которые обогащают мир химических реакций. Некоторые дополнительные примеры (помимо золотого дождя):

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

Верхнее изображение иллюстрирует образование белого осадка хлорида серебра. Как правило, большинство соединений серебра имеют белый цвет.

BaCl2(ac) + K2SW4(ac) => BaSO4(s) + 2KCl (ac)

Образуется белый осадок сульфата бария..

2CuSO4(ac) + 2NaOH (ac) => Cu2(ОН)2SW4(s) + Na2SW4(Aq)

Образуется синеватый осадок двухосновного сульфата меди (II).

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

Оранжевый осадок хромата серебра образуется.

CaCl2(ac) + Na2Колорадо3(ac) => CaCO3(s) + 2NaCl (ac)

Образуется белый осадок карбоната кальция, также известный как известняк.

Вера (НЕТ3)3(ac) + 3NaOH (ac) => Fe (OH)3(s) + 3НаНО3(Aq)

Наконец, образуется оранжевый осадок гидроксида железа (III). Таким образом, реакции осаждения производят любое соединение.

ссылки

  1. Дей Р. и Андервуд А. Количественная аналитическая химия (пятое изд.). Пирсон Прентис Холл, стр. 97-103.
  2. Der Kreole. (6 марта 2011 г.) Золотой дождь [Рисунок]. Получено 18 апреля 2018 г. с сайта commons.wikimedia.org.
  3. Энн Мари Хельменстин, доктор философии (9 апреля 2017 г.) Определение реакции осаждения. Получено 18 апреля 2018 г.
  4. Принцип Ле Шателье: Реакции осадков. Получено 18 апреля 2018 г. из: digipac.ca
  5. Проф. Ботч. Химические реакции I: Чистые ионные уравнения. Получено 18 апреля 2018 г. из лекции demos.chem.umass.edu
  6. Luisbrudna. (8 октября 2012 г.) Хлорид серебра (AgCl). [Рисунок]. Получено 18 апреля 2018 г. с сайта commons.wikimedia.org.
  7. Уиттен, Дэвис, Пек и Стэнли. Химия. (8-е изд.). CENGAGE Learning, стр. 150, 153, 776-786.