Nedfelt nedbørsreaktjon og eksempler



den utfelles eller kjemisk utfelling er en prosess som består av dannelsen av et uoppløselig fast stoff fra blandingen av to homogene løsninger. Til forskjell fra nedbør av regn og snø, i denne typen nedbør "regner det fast" fra overflaten av væsken.

I to homogene løsninger oppløses ioner i vann. Når disse interagerer med andre ioner (på tidspunktet for blanding), tillater deres elektrostatiske interaksjoner veksten av en krystall eller et gelatinøst faststoff. På grunn av tyngdekraften slutter dette faste stoffet på bunnen av glassmaterialet.

Utfelling er styrt av et ion likevekt, noe som er avhengig av mange variabler fra konsentrasjonen og arten av de anvendte komponenter i vanntemperaturen og tiden tillatt bringe det faste stoff med vann.

I tillegg er ikke alle ioner i stand til å etablere denne likevekten, eller det som er det samme, ikke alle kan mette løsningen ved svært lave konsentrasjoner. For eksempel å utfelle NaCl er det nødvendig å fordampe vannet eller tilsett mer salt.

En mettet løsning betyr at den ikke lenger kan oppløse mer solid, så det faller ut. Det er av denne grunn at nedbør er et klart signal om at løsningen er mettet.

index

  • 1 Nedbørsreaksjon
    • 1.1 Nedbørdannelse
  • 2 Løselighetsprodukt
  • 3 eksempler
  • 4 referanser

Nedbørsreaksjon

Tatt i betraktning en løsning med oppløste A-ioner og den andre med B-ioner, forutser blanding ved kjemisk ligning av reaksjonen:

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

Imidlertid er det "nesten" umulig for A og B å være alene i utgangspunktet, nødvendigvis nødt til å bli ledsaget av andre ioner med motsatte ladninger.

I dette tilfellet, A+ danner en løselig forbindelse med arten C-, og b- gjør det samme med arten D+. Dermed legger kjemisk ligning nå til den nye arten:

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

Arten A+ forskyver arter D+ for å danne det faste AB; i sin tur arter C- flytt til B- for å danne det oppløselige faste DC.

Det vil si at dobbeltforskyvninger forekommer (metatesereaksjon). Deretter er utfellingsreaksjonen en dobbelt ion-forskyvningsreaksjon.

For eksempelet i bildet ovenfor inneholder begeret gyldne krystaller av bly (II) jodid (PbI).2), produkt av den kjente reaksjonen "gylden dusj":

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

I henhold til forrige ligning, A = Pb2+, C-= NEI3-, D = K+ og B = I-.

Nedbørdannelse

Veggene på begeret viser kondensert vann som følge av intens varme. For hvilken hensikt er vannet oppvarmet? Å redusere prosessen med dannelse av PbI krystaller2 og fremheve effekten av den gyldne dusjen.

Når jeg møter to anioner jeg-, Pb-kationen2+ Det danner en liten kjerne av tre ioner, som ikke er nok til å bygge en krystall. På samme måte samles andre ioner også i andre områder av løsningen for å danne kjerner; denne prosessen er kjent som nukleasjon.

Disse kjernene tiltrekker seg andre ioner, og vokser dermed for å danne kolloidale partikler, som er ansvarlige for den gule turbiditeten til løsningen.

På samme måte samhandler disse partiklene med andre for å forårsake koaguleringer, og disse koagulasjonene med andre, for endelig å forårsake presipitatet.

Når dette skjer, oppstår imidlertid utfellingen av den gelatinøse typen, med lyse krystaller av noen krystaller "vandrer" gjennom løsningen. Dette skyldes at nukleasjonshastigheten er større enn kjernens vekst.

På den annen side reflekteres den maksimale veksten av en kjerne i en strålende krystall. For å garantere denne krystallet må løsningen være litt overmettet, noe som oppnås ved å øke temperaturen før nedbør.

Således, som løsningen avkjøler, har kjernene nok tid til å vokse. I tillegg, da konsentrasjonen av saltene ikke er veldig høy, styrer temperaturen kjerningsprosessen. Følgelig har begge variablene fordel for utseende av PbI krystaller2.

Løselighetsprodukt

PbI2 etablerer en balanse mellom dette og ioner i løsning:

BNP2(S) <=> pb2+(ac) + 2I-(Aq)

Konstanten av denne likevekten kalles løselighetsproduktet konstant, Kps. Begrepet "produkt" refererer til multiplikasjon av konsentrasjonene av ioner som utgjør det faste stoffet:

Kps= [Pb2+] [I-]2

Her er det faste stoffet sammensatt av ioner uttrykt i ligningen; Imidlertid vurderer det ikke det faste i disse beregningene.

Konsentrasjoner av Pb-ioner2+ og ioner jeg- de er lik oppløseligheten av PbI2. Det vil si ved å bestemme løseligheten av en disse kan beregnes av den andre og den konstante Kps.

Hva er verdiene for K for?ps for de få forbindelser som er oppløselige i vann? Det er et mål for uoppløseligheten av forbindelsen ved en bestemt temperatur (25ºC). Dermed er jo mindre en Kps, mer uoppløselig er.

Derfor, når denne verdien er sammenlignet med de for andre forbindelser, kan det forutsettes hvilket par (for eksempel AB og DC) vil utfelle først. I tilfelle av den hypotetiske forbindelsen DC, er dens Kps Det kan være så høyt at det å utfelle den trenger høyere konsentrasjoner av D+ eller C- i oppløsning.

Dette er nøkkelen til det som kalles fraksjonert nedbør. Også å vite Kps For et uoppløselig salt kan minimumsbeløpet beregnes for å utfelle det i en liter vann.

Men i tilfelle av KNO3 Det er ingen slik balanse, så det mangler Kps. Faktisk er det et salt som er ekstremt løselig i vann.

eksempler

Nedbørsreaksjoner er en av prosessene som beriker verden av kjemiske reaksjoner. Noen ekstra eksempler (i tillegg til gullregn) er:

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

Det øvre bildet illustrerer dannelsen av det hvite bunnfallet av sølvklorid. Generelt har de fleste sølvforbindelser hvite farger.

bacl2(ac) + K2SW4(ac) => BaSO4(er) + 2KCl (ac)

Et hvitt presipitat av bariumsulfat dannes.

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

Det blåagtige presipitatet av kobber (II) dibasisk sulfat dannes.

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

Det oransje fellingen av sølvkromat er dannet.

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

Det hvite bunnfallet av kalsiumkarbonat, også kjent som kalkstein, dannes.

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

Til slutt dannes det oransje utfellingen av jern (III) hydroksyd. På denne måten produserer precipitasjonsreaksjoner noen forbindelse.

referanser

  1. Day, R., & Underwood, A. Kvantitativ analytisk kjemi (femte utgave). PEARSON Prentice Hall, s. 97-103.
  2. Der Kreole. (6. mars 2011). Regn av gull. [Figur]. Hentet 18. april 2018, fra: commons.wikimedia.org
  3. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (9. april 2017). Nedbørsreaktjon Definisjon. Hentet 18. april 2018, fra: thoughtco.com
  4. Le Châteliers prinsipp: Nedbørsmessige reaksjoner. Hentet 18. april 2018, fra: digipac.ca
  5. Prof. Botch. Kjemiske reaksjoner I: Netto ioniske ligninger. Hentet 18. april 2018, fra: lecturedemos.chem.umass.edu
  6. Luisbrudna. (8. oktober 2012). Sølvklorid (AgCl). [Figur]. Hentet 18. april 2018, fra: commons.wikimedia.org
  7. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kjemi. (8. utgave). CENGAGE Learning, s. 150, 153, 776-786.