Saostunut saostumisreaktio ja esimerkit

saostua tai kemiallinen saostus on menetelmä, joka koostuu liukenemattoman kiinteän aineen muodostumisesta kahden homogeenisen liuoksen seoksesta. Toisin kuin sateen ja lumen saostuminen, tämäntyyppisissä sademäärissä "sataa kiinteää" nesteen pinnasta.

Kahdessa homogeenisessa liuoksessa ionit liuotetaan veteen. Kun nämä ovat vuorovaikutuksessa muiden ionien kanssa (sekoitushetkellä), niiden sähköstaattiset vuorovaikutukset mahdollistavat kiteen tai gelatiinisen kiinteän aineen kasvun. Painovoiman vuoksi tämä kiinteä päätyy kerrostumaan lasimateriaalin pohjalle.

Saostumista säätelee ioninen tasapaino, joka riippuu monista muuttujista: välissä olevien lajien pitoisuudesta ja luonteesta veden lämpötilaan ja kiinteän aineen sallittuun kosketusaikaan veden kanssa..

Lisäksi kaikki ionit eivät pysty muodostamaan tätä tasapainoa, tai mikä on sama, kaikki eivät voi kyllästää liuosta hyvin pieninä pitoisuuksina. Esimerkiksi NaCl: n saostamiseksi on tarpeen haihduttaa vesi tai lisätä suolaa.

Kyllästetty liuos tarkoittaa, että se ei enää voi liuottaa kiinteämpää, joten se saostuu. Tästä syystä saostus on myös selkeä signaali siitä, että liuos on kylläinen.

indeksi

• 1 Saostusreaktio
  • 1.1 Saostuman muodostuminen
• 2 Liukoisuus
• 3 Esimerkkejä
• 4 Viitteet

Saostusreaktio

Ottaen huomioon liuoksen, jossa on liuenneita A-ioneja ja toinen B-ioneja, kun reaktion kemiallinen yhtälö sekoitetaan, ennustetaan:

⁺(ac) + B^-(Aq) <=> AB (t)

A: n ja B: n on kuitenkin lähes mahdotonta olla aluksi yksin, ja niiden on välttämättä oltava mukana muiden ionien kanssa, joilla on vastakkaiset maksut.

Tässä tapauksessa A⁺ muodostaa liukoisen yhdisteen lajin C kanssa^-, ja B^- tekee saman lajin D kanssa⁺. Näin ollen kemiallinen yhtälö lisää nyt uusia lajeja:

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

Laji A⁺ syrjäyttää lajin D⁺ muodostaa kiinteä AB; puolestaan ​​laji C^- siirry kohtaan B^- liukenevan kiinteän DC: n muodostamiseksi.

Toisin sanoen tapahtuu kaksinkertaisia ​​siirtymiä (metateesireaktio). Sitten saostusreaktio on kaksoissionin siirtymisreaktio.

Yllä olevassa kuvassa esitetyssä esimerkissä dekantterilasissa on kultaisia ​​kiteitä lyijyä (II) jodidia (PbI).₂) tunnetun reaktion "kultainen suihku" tuote:

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

Edellisen yhtälön mukaan A = Pb²⁺, C^-= EI₃^-, D = K⁺ ja B = I^-.

Saostuman muodostuminen

Dekantterilasin seinät osoittavat tiivistä vettä voimakkaan lämmön seurauksena. Mihin tarkoitukseen vesi on lämmitetty? PbI-kiteiden muodostumisen hidastaminen₂ ja korostavat kultaisen suihkun vaikutusta.

Kun kohdataan kaksi anionia I^-, Pb-kationi²⁺ Se muodostaa pienen ytimen kolmesta ionista, mikä ei riitä kristallin rakentamiseen. Samoin liuoksen muilla alueilla muut ionit myös kerääntyvät ytimien muodostamiseksi; tätä prosessia kutsutaan ydintymiseksi.

Nämä ytimet houkuttelevat muita ioneja ja kasvavat siten muodostamaan kolloidisia hiukkasia, jotka aiheuttavat liuoksen keltaisen sameuden.

Samalla tavalla nämä hiukkaset vuorovaikutuksessa muiden kanssa aiheuttavat hyytymiä ja nämä hyytymiset muiden kanssa lopullisesti saostuman aikaansaamiseksi.

Kun näin tapahtuu, sakka syntyy gelatiinityypistä, ja joidenkin kiteiden kirkkaat kiteet "vaeltavat" liuoksen läpi. Tämä johtuu siitä, että ytimen nopeus on suurempi kuin ytimien kasvu.

Toisaalta ytimen maksimaalinen kasvu heijastuu loistavaan kristalliin. Tämän kristallin takaamiseksi liuoksen täytyy olla hieman ylikyllästetty, mikä saavutetaan lisäämällä lämpötilaa ennen saostusta.

Siten, kun liuos jäähtyy, ytimillä on riittävästi aikaa kasvaa. Lisäksi, koska suolojen konsentraatio ei ole kovin korkea, lämpötila ohjaa nukleaatioprosessia. Näin ollen molemmat muuttujat hyödyttävät PbI-kiteiden ulkonäköä₂.

Liukoisuustuote

PbI₂ tasapaino tämän ja liuoksen ionien välillä:

gdp₂(S) <=> pb²⁺(ac) + 2I^-(Aq)

Tämän tasapainon vakiota kutsutaan liukoisuustuotteen vakiona K_ps. Termi "tuote" tarkoittaa kiinteiden aineiden muodostavien ionien pitoisuuksien kertomista:

K_ps= [Pb²⁺] [I^-]²

Tässä kiinteä aine koostuu yhtälössä ilmaistuista ioneista; se ei kuitenkaan ota huomioon näitä laskelmia.

Pb-ionien pitoisuudet²⁺ ja ionit I^- ne vastaavat PbI: n liukoisuutta₂. Toisin sanoen määrittämällä yhden liukoisuus voidaan laskea toisen ja vakion K_ps.

Mitkä ovat K: n arvot?_ps muutamiin veteen liukeneviin yhdisteisiin? Se mittaa yhdisteen liukenemattomuuden astetta tietyssä lämpötilassa (25 ° C). Niinpä pienempi K_ps, enemmän liukenematonta.

Siksi, kun tätä arvoa verrataan muiden yhdisteiden arvoon, voidaan ennustaa, mikä pari (esimerkiksi AB ja DC) saostuvat ensin. Kun kyseessä on hypoteettinen yhdiste DC, sen K_ps se voi olla niin korkea, että se saostuu, se tarvitsee suurempia D-pitoisuuksia⁺ tai C^- liuoksessa.

Tämä on avain siihen, mitä tunnetaan fraktioituna saostuksena. Tietäen myös K: tä_ps liukenemattoman suolan osalta vähimmäismäärä voidaan laskea saostamaan se litraan vettä.

KNO: n tapauksessa₃ tällaista tasapainoa ei ole, joten siitä puuttuu K_ps. Itse asiassa se on suola, joka liukenee hyvin veteen.

esimerkit

Saostumisreaktiot ovat yksi prosesseista, jotka rikastuttavat kemiallisten reaktioiden maailmaa. Muutamia esimerkkejä (kultaisen sateen lisäksi) ovat:

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

Ylempi kuva kuvaa hopean kloridin valkoisen sakan muodostumista. Yleensä useimmilla hopeayhdisteillä on valkoiset värit.

BaCI₂(ac) + K₂SW₄(ac) => BaSO₄(s) + 2KCl (ac)

Muodostuu valkoinen bariumsulfaatin sakka.

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

Kupari (II) -monisulfaatin sinertävä sakka muodostuu.

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

Hopean kromaatin oranssi sakka muodostuu.

CaCI₂(ac) + Na₂CO₃(ac) => CaCO₃(s) + 2NaCl (ac)

Muodostuu valkoinen kalsiumkarbonaatin saostuma, joka tunnetaan myös kalkkikivenä.

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

Lopuksi muodostuu rauta- (III) -hydroksidin oranssi sakka. Tällä tavoin saostusreaktiot tuottavat mitä tahansa yhdistettä.

viittaukset

1. Päivä, R., ja Underwood, A. Kvantitatiivinen analyyttinen kemia (viides ed.). PEARSON Prentice Hall, s. 97-103.
2. Der Kreole. (6. maaliskuuta 2011). Kullan sadetta. [Kuva]. Haettu 18. huhtikuuta 2018 osoitteesta: commons.wikimedia.org
3. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (9. huhtikuuta 2017). Saostusreaktion määritelmä. Haettu 18. huhtikuuta 2018 osoitteesta thinkco.com
4. le Châtelierin periaate: Saostusreaktiot. Haettu 18. huhtikuuta 2018 osoitteesta: digipac.ca
5. Prof. Botch. Kemialliset reaktiot I: Netioniset yhtälöt. Haettu 18. huhtikuuta 2018 osoitteesta: lecturedemos.chem.umass.edu
6. Luisbrudna. (8. lokakuuta 2012). Hopeakloridi (AgCl). [Kuva]. Haettu 18. huhtikuuta 2018 osoitteesta: commons.wikimedia.org
7. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kemia. (8. painos). CENGAGE Learning, s. 150, 153, 776-786.