Præcipiteret præcipitationsreaktion og eksempler



den udfælde eller kemisk udfældning er en proces, der består af dannelsen af ​​et uopløseligt faststof fra blandingen af ​​to homogene opløsninger. Til forskel fra nedbør af regn og sne, i denne form for nedbør "regner det fast" fra væskens overflade.

I to homogene opløsninger opløses ioner i vand. Når disse interagerer med andre ioner (på tidspunktet for blanding) tillader deres elektrostatiske interaktioner væksten af ​​et krystal eller et gelatint faststof. På grund af tyngdekraft slutter dette faste stof på bunden af ​​glasmaterialet.

Udfældningen styres af en ionisk ligevægt, som afhænger af mange variabler: Fra koncentrationen og arten af ​​den mellemliggende art til vandets temperatur og den tilladte kontakttid for det faste stof med vandet.

Desuden er ikke alle ioner i stand til at etablere denne ligevægt, eller hvad er det samme, ikke alle kan mætte opløsningen i meget lave koncentrationer. For eksempel at udfælde NaCl er det nødvendigt at fordampe vandet eller tilsæt mere salt.

En mættet opløsning betyder, at den ikke længere kan opløse mere solid, så den udfælder. Af denne grund er nedbør også et klart signal om, at opløsningen er mættet.

indeks

  • 1 Nedbørsreaktion
    • 1.1 Nedbrydning dannelse
  • 2 Opløselighedsprodukt
  • 3 eksempler
  • 4 referencer

Nedbørsreaktion

I betragtning af en opløsning med opløste A-ioner og den anden med B-ioner forudsiger forblanding af kemiske ligning af reaktionen:

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

Imidlertid er det "næsten" umuligt for A og B at være alene oprindeligt, nødvendigvis nødt til at blive ledsaget af andre ioner med modsatte afgifter.

I dette tilfælde er A+ danner en opløselig forbindelse med arten C-, og B- gør det samme med arten D+. Således tilføjer den kemiske ligning nu den nye art:

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

Arten A+ fortrænger arter D+ til dannelse af det faste AB; Til gengæld arter C- Flyt til B- til dannelse af det opløselige faste DC.

Det vil sige, at der forekommer dobbelt forskydninger (metatesereaktion). Derefter er udfældningsreaktionen en dobbelt ionforskydningsreaktion.

For eksemplet i billedet ovenfor indeholder bægeret gyldne krystaller af bly (II) iodid (PbI).2), produkt af den kendte reaktion "gyldent brusebad":

Pb (nr3)2(ac) + 2KI (aq) => PbI2(s) + 2KNO3(Aq)

Ifølge den foregående ligning er A = Pb2+, C-= Nej3-, D = K+ og B = I-.

Præcipitatdannelse

Væggene på bægeret viser kondensvand som følge af intens varme. Til hvilket formål opvarmes vandet? At bremse processen med dannelse af PbI krystaller2 og fremhæve effekten af ​​det gyldne brusebad.

Når man støder på to anioner jeg-, Pb-kationen2+ Det danner en lille kerne af tre ioner, som ikke er nok til at opbygge en krystal. Ligeledes samles andre ioner i andre opløsningsområder for at danne kerner; denne proces er kendt som nucleation.

Disse kerner tiltrækker andre ioner og vokser således for at danne kolloide partikler, der er ansvarlige for opløsningens gule turbiditet.

På samme måde interagerer disse partikler med andre for at forårsage koaguleringer, og disse blodpropper med andre for endelig at forårsage bundfaldet.

Når dette sker, kommer bundfaldet imidlertid ud fra den gelatinøse type, idet lyse krystaller af nogle krystaller "vandrer" gennem opløsningen. Dette skyldes, at kernehastigheden er større end kernens vækst.

På den anden side afspejles den maksimale vækst af en kerne i en strålende krystal. For at sikre denne krystal skal opløsningen være lidt overmættet, hvilket opnås ved at øge temperaturen før nedbør.

Således som opløsningen køler, har kernerne tilstrækkelig tid til at vokse. Da koncentrationen af ​​salte ikke er meget høj, regulerer temperaturen kernekraftprocessen. Følgelig gavner begge variabler udseendet af PbI krystaller2.

Opløselighedsprodukt

PbI2 opretter en balance mellem dette og ionerne i løsning:

bnp2(S) <=> Pb2+(ac) + 2I-(Aq)

Konstanten af ​​denne ligevægt kaldes opløselighedsproduktet konstant, Kps. Udtrykket "produkt" refererer til multiplikationen af ​​koncentrationerne af de ioner, der udgør det faste stof:

Kps= [Pb2+] [I-]2

Her er det faste stof sammensat af de ioner, der udtrykkes i ligningen; Det betragter dog ikke det faste stof i disse beregninger.

Koncentrationer af Pb ioner2+ og ionerne jeg- de er lig med opløseligheden af ​​PbI2. Det vil sige ved at bestemme opløseligheden af ​​en disse kan beregnes af den anden og den konstante Kps.

Hvad er værdierne for K for?ps for de få forbindelser, der er opløselige i vand? Det er et mål for uopløseligheden af ​​forbindelsen ved en bestemt temperatur (25ºC). Således er den mindre en Kps, mere uopløselig er.

Når denne værdi sammenlignes med de af andre forbindelser, kan det derfor forudsiges, hvilket par (for eksempel AB og DC) vil bundfælde først. I tilfælde af den hypotetiske forbindelse DC, er dens Kps det kan være så højt, at det er nødvendigt at have højere koncentrationer af D for at udfælde+ eller C- i opløsning.

Dette er nøglen til hvad der er kendt som fraktioneret nedbør. Også ved at kende Kps For et uopløseligt salt kan minimumsbeløbet beregnes for at udfælde det i en liter vand.

Men i tilfælde af KNO3 der er ingen sådan ligevægt, så den mangler Kps. Faktisk er det et salt, der er ekstremt opløseligt i vand.

eksempler

Nedbørsreaktioner er en af ​​de processer, der beriger verden af ​​kemiske reaktioner. Nogle ekstra eksempler (udover guldregn) er:

AgNOs3(ac) + NaCl (ac) => AgCl (s) + NaNO3(Aq)

Det øverste billede illustrerer dannelsen af ​​det hvide bundfald af sølvchlorid. Generelt har de fleste sølvforbindelser hvide farver.

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

Et hvidt bundfald af bariumsulfat dannes.

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

Det blålige bundfald af kobber (II) dibasisk sulfat dannes.

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

Det orange bundfald af sølvkromat dannes.

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

Det hvide bundfald af calciumcarbonat, også kendt som kalksten, dannes.

Tro (nr3)3(ac) + 3NaOH (ac) => Fe (OH)3(s) + 3NaNO3(Aq)

Endelig dannes det orange bundfald af jern (III) hydroxid. På denne måde producerer udfældningsreaktioner enhver forbindelse.

referencer

  1. Day, R., & Underwood, A. Kvantitativ Analytisk Kemi (femte udgave). PEARSON Prentice Hall, s. 97-103.
  2. Der Kreole. (6. marts 2011). Regn af guld. [Figur]. Hentet den 18. april 2018, fra: commons.wikimedia.org
  3. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (9. april 2017). Nedbørsreaktionsdefinition. Hentet den 18. april 2018, fra: thoughtco.com
  4. le Châteliers princip: Nedbørsreaktioner. Hentet den 18. april 2018, fra: digipac.ca
  5. Prof. Botch. Kemiske reaktioner I: Net ioniske ligninger. Hentet den 18. april 2018, fra: lecturedemos.chem.umass.edu
  6. Luisbrudna. (8. oktober 2012). Sølvchlorid (AgCl). [Figur]. Hentet den 18. april 2018, fra: commons.wikimedia.org
  7. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kemi. (8. udgave). CENGAGE Learning, s. 150, 153, 776-786.