Reakcija obarjanih padavin in primeri



The prenagljeno o kemične padavine je postopek, ki sestoji iz tvorbe netopne trdne snovi iz zmesi dveh homogenih raztopin. Za razliko od padavin dežja in snega, pri tej vrsti padavin "iz dežja tekočine pada dež".

V dveh homogenih raztopinah se ioni raztopijo v vodi. Ko ti medsebojno delujejo z drugimi ioni (v času mešanja), njihove elektrostatične interakcije omogočajo rast kristala ali želatinaste trdne snovi. Zaradi težnosti se ta trdna snov položi na dno steklenega materiala.

Padavine ureja ionsko ravnotežje, ki je odvisno od številnih spremenljivk: od koncentracije in narave vmesnih vrst do temperature vode in dovoljenega časa stika trdne snovi z vodo..

Poleg tega vsi ioni ne morejo vzpostaviti tega ravnovesja, ali kar je isto, ne morejo vsi nasičiti raztopine pri zelo nizkih koncentracijah. Na primer, za obarjanje NaCl je potrebno izhlapevati vodo ali dodati več soli.

Nasičena raztopina pomeni, da se ne more več raztopiti bolj trdno, zato se obori. Prav zaradi tega je padavina tudi jasen signal, da je rešitev nasičena.

Indeks

  • 1 Reakcija padavin
    • 1.1 Nastanek oborine
  • 2 Produkt topnosti
  • 3 Primeri
  • 4 Reference

Reakcija padavin

Glede na raztopino z raztopljenimi A ioni in drugo z ioni B, pri mešanju kemijske enačbe reakcije napovedujemo:

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

Vendar pa je "skoraj" nemogoče, da bi bili A in B na začetku sami, nujno pa da ju morajo spremljati drugi ioni z nasprotnimi stroški..

V tem primeru A+ oblikuje topno spojino z vrstami C-, in B- enako velja za vrsto D+. Tako kemijska enačba zdaj dodaja nove vrste:

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

Vrsta A+ izpodriva vrste D+ da tvorimo trdno AB; po vrsti pa vrste C- premaknite se na B- za tvorbo topne trdne snovi DC.

To pomeni, da pride do dvojnih premikov (reakcija metateze). Potem je reakcija obarjanja dvojna reakcija izpodrivanja ionov.

Za primer na zgornji sliki čaša vsebuje zlate kristale svinčevega (II) jodida (PbI).2), proizvod znane reakcije "zlata prha":

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

V skladu s prejšnjo enačbo je A = Pb2+, C-= NO3-, D = K+ in B = I-.

Nastanek oborine

Stene čaše kažejo kondenzirano vodo zaradi močne toplote. Za kakšen namen se voda segreje? Za upočasnitev procesa tvorbe kristalov PbI2 in poudarite učinek zlata tuširanja.

Ko naletimo na dva aniona-, Pb kation2+ Oblikuje majhno jedro treh ionov, ki ni dovolj za izgradnjo kristala. Prav tako se v drugih regijah raztopine zberejo tudi drugi ioni, da se tvorijo jedra; ta proces je znan kot nukleacija.

Ta jedra privabljajo druge ione in tako rastejo, da tvorijo koloidne delce, ki so odgovorni za rumeno motnost raztopine.

Na enak način ti delci medsebojno delujejo z drugimi, da povzročijo strdke, in ti strdki z drugimi, da končno povzročijo oborino.

Toda, kadar se to zgodi, nastane precipitat iz želatinastega tipa, pri čemer se svetleči kristali nekaterih kristalov "raztapljajo" skozi raztopino. To je zato, ker je hitrost nukleacije večja od rasti jedra.

Po drugi strani se maksimalna rast jedra odraža v briljantnem kristalu. Da bi zagotovili ta kristal, mora biti raztopina nekoliko preveč nasičena, kar se doseže s povečanjem temperature pred obarjanjem.

Ko se raztopina ohladi, imajo jedra dovolj časa za rast. Poleg tega, ker koncentracija soli ni zelo visoka, temperatura uravnava proces nukleacije. Posledično obe spremenljivki koristita pojavu kristalov PbI2.

Produkt topnosti

PbI2 vzpostavlja ravnotežje med tem in raztopljenimi ioni: \ t

PbI2(s) <=> Pb2+(ac) + 2I-(ac)

Konstanta tega ravnotežja se imenuje konstanta produkta topnosti, Kps. Izraz "proizvod" se nanaša na množenje koncentracij ionov, ki sestavljajo trdno snov:

Kps= [Pb2+] [I-]2

Tu je trdna snov sestavljena iz ionov, izraženih v enačbi; vendar v teh izračunih ne upošteva trdnosti.

Koncentracije ionov Pb2+ in ioni I- so enake topnosti PbI2. To pomeni, da se z določitvijo topnosti lahko izračuna vrednost druge in konstante Kps.

Kakšne so vrednosti K za?ps za nekaj spojin, topnih v vodi? Je merilo stopnje netopnosti spojine pri določeni temperaturi (25 ° C). Tako je manjši Kps, bolj netopen.

Torej, ko se ta vrednost primerja z vrednostjo drugih spojin, je mogoče predvideti, kateri par (na primer AB in DC) se bo najprej oboril. V primeru hipotetične spojine DC je njen Kps lahko je tako visoka, da se oborina zahteva višje koncentracije D+ ali C- v raztopini.

To je ključ do tega, kar je znano kot frakcionirane padavine. Tudi, vedeti Kps za netopno sol se lahko izračuna najmanjša količina, da se obori v litru vode.

Vendar pa je v primeru KNO3 takšnega ravnovesja ni, zato nima Kps. Pravzaprav je sol zelo topna v vodi.

Primeri

Reakcije padavin so eden od procesov, ki bogatijo svet kemijskih reakcij. Nekaj ​​dodatnih primerov (poleg zlata dežja) so:

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

Zgornja slika prikazuje nastanek bele oborine srebrovega klorida. Na splošno ima večina srebrnih spojin bele barve.

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

Nastane bela oborina barijevega sulfata.

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

Nastane modrikasta oborina bakrovega (II) dibaznega sulfata.

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

Nastane oranžna oborina srebrovega kromata.

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

Nastane bela oborina kalcijevega karbonata, znana tudi kot apnenec.

Vera (št3)3(ac) + 3NaOH (ac) => Fe (OH)3(s) + 3NaNO3(ac)

Končno nastane oranžna oborina železovega (III) hidroksida. Na ta način reakcije obarjanja proizvajajo vsako spojino.

Reference

  1. Day, R., & Underwood, A. Kvantitativna analitična kemija (peta izdaja). PEARSON Prentice Hall, str. 97-103.
  2. Der Kreole. (6. marec 2011). Zlati dež. [Slika] Pridobljeno 18. aprila 2018, iz: commons.wikimedia.org
  3. Anne Marie Helmenstine, dr. (9. april 2017). Opredelitev reakcije padavin. Vzpostavljeno 18. aprila 2018, iz: thoughtco.com
  4. Načelo le Châtelierja: reakcije padavin. Pridobljeno 18. aprila 2018, iz: digipac.ca
  5. Botch. Kemijske reakcije I: Netične ionske enačbe. Pridobljeno 18. aprila 2018 od: lecturedemos.chem.umass.edu
  6. Luisbrudna. (8. oktober 2012). Srebrni klorid (AgCl). [Slika] Pridobljeno 18. aprila 2018, iz: commons.wikimedia.org
  7. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kemija (8. izd.). CENGAGE Learning, str. 150, 153, 776-786.