Sadestunud sademe reaktsioon ja näited



The kiirustades o keemiline sadestamine on protsess, mis seisneb lahustumatu tahke aine moodustamises kahe homogeense lahuse segust. Erinevalt vihma ja lume sadestumisest on sellist tüüpi sademete puhul "vedeliku pinnalt vihma".

Kahes homogeenses lahuses lahustatakse ioonid vees. Kui need koostoimivad teiste ioonidega (segamise ajal), võimaldavad nende elektrostaatilised koostoimed kristallide või želatiinse tahke aine kasvu. Raskuse tõttu lõpeb see tahkis klaasimaterjali põhjas.

Sadestumist reguleerib ioonne tasakaal, mis sõltub paljudest muutujatest: alates vahepealsete liikide kontsentratsioonist ja iseloomust vee temperatuurini ja tahke aine lubatud kokkupuuteaeg veega..

Lisaks sellele ei suuda kõik ioonid seda tasakaalu luua või see, mis on sama, ei saa kõik lahused küllalt madalates kontsentratsioonides küllastada. Näiteks NaCl sadestamiseks on vajalik vee aurustamine või soola lisamine.

Küllastunud lahus tähendab, et ta ei saa enam tahket ainet lahustada, seega sadestub. Sel põhjusel on ka sadestumine selge signaal, et lahus on küllastunud.

Indeks

  • 1 Sademete reaktsioon
    • 1.1 Sademete moodustumine
  • 2 Lahustuvus
  • 3 Näited
  • 4 Viited

Sadestamisreaktsioon

Arvestades lahust lahustunud A ioonidega ja teist B-ioonidega, eeldab reaktsiooni keemilise võrrandi segamisel:

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

Siiski on "peaaegu" võimatu, et A ja B oleksid alguses üksi, tingimata vajavad nad koos teiste vastasmõjuga ioonidega.

Sel juhul A+ moodustab lahustuva ühendi liikidega C-, ja B- sama liikide D puhul+. Seega lisab keemiline võrrand nüüd uued liigid:

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

Liik A+ liigutab liik D+ tahke AB moodustamiseks; omakorda liik C- liikuge B-le- lahustuva tahke DC moodustamiseks.

See tähendab, et tekib topeltsihe (metateesi reaktsioon). Seejärel on sadestamisreaktsioon kahekordne ioonide asendusreaktsioon.

Eespool toodud pildi näites sisaldab keeduklaas plii (II) jodiidi (PbI) kuldseid kristalle.2) tuntud reaktsiooni "kuldne dušš" saadus:

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

Eelmise võrrandi kohaselt on A = Pb2+, C-= EI3-, D = K+ ja B = I-.

Sade moodustub

Keeduklaasi seinad näitavad intensiivse kuumuse tõttu kondenseerunud vett. Mis eesmärgil vesi on kuumutatud? Aeglustada PbI kristallide moodustumist2 ja rõhutada kuldse duši mõju.

Kahe aniooniga I-, Pb katioon2+ See moodustab kolme iooni väikese tuuma, mis ei ole piisav kristallide ehitamiseks. Samamoodi koguvad lahuse teistes piirkondades ka teised ioonid, et moodustada tuumad; seda protsessi nimetatakse tuumaks.

Need tuumad meelitavad teisi ioone ja seega kasvavad kolloidosakesteks, mis vastutavad lahuse kollase hägususe eest.

Samamoodi toimivad need osakesed koos teistega, et tekitada trombide teket ja need trombid teistega, tekitades lõpuks sademe.

Kui see aga juhtub, tekib sade želatiinist, mõnede kristallide heledad kristallid "lahkuvad" lahuse kaudu. Seda seetõttu, et tuumarõhk on suurem kui tuumade kasv.

Teisest küljest peegeldub tuuma maksimaalne kasv briljantses kristallis. Selle kristallide tagamiseks peab lahus olema veidi üleküllastunud, mis saavutatakse temperatuuri tõstmisega enne sadestamist.

Seega, kui lahus jahtub, on südamikel piisavalt aega kasvamiseks. Lisaks, kuna soolade kontsentratsioon ei ole väga kõrge, reguleerib temperatuur nukleatsiooni protsessi. Järelikult on mõlemad muutujad kasulikud PbI kristallide välimusele2.

Lahustuvus

PbI2 tasakaalu selle ja lahuses olevate ioonide vahel:

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

Selle tasakaalu konstandit nimetatakse lahustuvuse toote konstantiks Kps. Termin "toode" viitab tahke aine moodustavate ioonide kontsentratsioonide korrutamisele:

Kps= [Pb2+] [I-]2

Siin koosneb tahke aine võrrandis väljendatud ioonidest; sellegipoolest ei arvesta see nende arvutuste puhul kindlat.

Pb ioonide kontsentratsioonid2+ ja ioonid I- need on võrdsed PbI lahustuvusega2. See tähendab, et ühe nende lahustuvuse määramisel võib neid arvutada teise ja konstantse K väärtusegaps.

Millised on K väärtused?ps mõned vees lahustuvad ühendid? See on ühendi lahustumatusastme mõõt teatud temperatuuril (25 ° C). Seega, seda väiksem on Kps, rohkem lahustumatu on.

Seega, kui seda väärtust võrreldakse teiste ühendite väärtustega, võib ennustada, milline paar (näiteks AB ja DC) esmalt sadestub. Hüpoteetilise ühendi DC, selle K puhulps see võib olla nii kõrge, et sadestamiseks on vaja suuremaid D kontsentratsioone+ või C- lahuses.

See on võti, mida tuntakse fraktsioneeritud sademena. Samuti teades Kps lahustumatu soola puhul võib minimaalse koguse arvutada selle sadestamiseks vees.

Kuid KNO puhul3 sellist tasakaalu pole, seega puudub Kps. Tegelikult on see vees väga hästi lahustuv sool.

Näited

Sademete reaktsioonid on üks protsessidest, mis rikastavad keemiliste reaktsioonide maailma. Mõned täiendavad näited (lisaks kulla vihmale) on:

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

Ülemine pilt illustreerib hõbekloriidi valge sademe moodustumist. Üldiselt on enamikul hõbedaühenditel valged värvid.

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

Moodustub valge baariumsulfaadi sade.

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

Moodustub vask (II) kahealuselise sulfaat sinakas sade.

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

Moodustub hõbedase kromaadi oranž sade.

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

Moodustub valge kaltsiumkarbonaadi sade, mida tuntakse ka lubjakivina.

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

Lõpuks moodustub raud (III) hüdroksiidi oranž sade. Sel viisil tekitavad sadestamisreaktsioonid mis tahes ühendit.

Viited

  1. Päev, R., ja Underwood, A. Kvantitatiivne analüütiline keemia (viies väljaanne). PEARSON Prentice Hall, lk 97-103.
  2. Der Kreole. (6. märts 2011). Kuldne vihm. [Joonis] Välja otsitud 18. aprillil 2018, alates: commons.wikimedia.org
  3. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (9. aprill 2017). Sademete reaktsioon. Välja otsitud 18. aprillil 2018, alates: thinkco.com
  4. le Châtelieri põhimõte: sademete reaktsioonid. Välja otsitud 18. aprillil 2018 kellelt: digipac.ca
  5. Prof. Botch. Keemilised reaktsioonid I: Netioonsed võrrandid. Välja otsitud 18. aprillil 2018 kellelt: lecturedemos.chem.umass.edu
  6. Luisbrudna. (8. oktoober 2012). Hõbekloriid (AgCl). [Joonis] Välja otsitud 18. aprillil 2018, alates: commons.wikimedia.org
  7. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Keemia (8. väljaanne). CENGAGE Learning, p 150, 153, 776-786.