Niederschlagsreaktion und Beispiele



Die hastig ochemische Fällung es ist ein Prozess, der aus der Bildung eines unlöslichen Feststoffes aus der Mischung von zwei homogenen Lösungen besteht. Im Gegensatz zu Niederschlägen von Regen und Schnee "regnet es bei dieser Art von Niederschlag" fest von der Oberfläche der Flüssigkeit.

In zwei homogenen Lösungen werden Ionen in Wasser gelöst. Wenn diese mit anderen Ionen wechselwirken (zum Zeitpunkt des Mischens), erlauben ihre elektrostatischen Wechselwirkungen das Wachstum eines Kristalls oder eines gelatinösen Feststoffs. Aufgrund der Wirkung der Schwerkraft landet dieser Feststoff am Boden des Glasmaterials.

Die Ausscheidung wird von einem Ionengleichgewicht bestimmt, das von vielen Variablen abhängt: von der Konzentration und Art der dazwischenliegenden Spezies bis zur Wassertemperatur und der erlaubten Kontaktzeit des Festkörpers mit dem Wasser.

Darüber hinaus sind nicht alle Ionen in der Lage, dieses Gleichgewicht zu erreichen, oder, was das gleiche ist, können nicht alle Ionen die Lösung in sehr niedrigen Konzentrationen sättigen. Um beispielsweise NaCl auszufällen, ist es notwendig, Wasser zu verdampfen oder mehr Salz hinzuzufügen.

Eine gesättigte Lösung bedeutet, dass es sich nicht mehr feststofflich lösen kann, so dass es ausfällt. Aus diesem Grund ist der Niederschlag auch ein klares Signal dafür, dass die Lösung gesättigt ist.

Index

  • 1 Fällungsreaktion
    • 1.1 Präzipitatbildung
  • 2 Produkt der Löslichkeit
  • 3 Beispiele
  • 4 Referenzen

Fällungsreaktion

Wenn man eine Lösung mit gelösten A-Ionen und die andere mit B-Ionen betrachtet, sagt man beim Mischen der chemischen Gleichung der Reaktion voraus:

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

Es ist jedoch "fast" unmöglich, dass A und B anfänglich alleine sind und notwendigerweise von anderen Ionen mit entgegengesetzten Ladungen begleitet werden müssen.

In diesem Fall+ bildet eine lösliche Verbindung mit Spezies C-und B- macht dasselbe mit Art D+. Die chemische Gleichung fügt nun die neue Spezies hinzu:

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

Die Art A+ verdrängt Arten D+ um den festen AB zu bilden; wiederum Arten C- gehe zu B- um den löslichen festen DC zu bilden.

Das heißt, doppelte Verschiebungen treten auf (Metathesereaktion). Dann ist die Fällungsreaktion eine doppelte Ionenverdrängungsreaktion.

Für das Beispiel in obigem Bild enthält der Becher goldene Kristalle von Blei (II) -Iodid (PbI).2), Produkt der bekannten Reaktion "Golden Shower":

Pb (NR3)2(ac) + 2KI (aq) => PbI2(s) + 2KNO3(aq)

Gemäß der vorherigen Gleichung ist A = Pb2+, C-= NEIN3-, D = K+ und B = I-.

Präzipitatbildung

Die Wände des Bechers zeigen kondensiertes Wasser aufgrund der intensiven Hitze. Zu welchem ​​Zweck wird das Wasser erhitzt? Um den Prozess der Bildung von PbI-Kristallen zu verlangsamen2 und akzentuieren die Wirkung der goldenen Dusche.

Wenn zwei Anionen I-, das Pb-Kation2+ Es bildet einen winzigen Kern aus drei Ionen, was nicht ausreicht, um einen Kristall zu bilden. In ähnlicher Weise sammeln sich in anderen Regionen der Lösung auch andere Ionen, um Kerne zu bilden; Dieser Prozess wird als Nukleation bezeichnet.

Diese Kerne ziehen andere Ionen an und wachsen so zu kolloidalen Teilchen, die für die gelbe Trübung der Lösung verantwortlich sind.

Auf die gleiche Weise interagieren diese Partikel mit anderen, um Gerinnsel zu verursachen, und diese Gerinsel mit anderen, um schließlich den Niederschlag zu erzeugen.

Wenn dies jedoch eintritt, entsteht der Niederschlag vom Gelatine-Typ, wobei helle Kristalle durch die Lösung "wandern". Dies liegt daran, dass die Keimbildungsgeschwindigkeit größer als das Wachstum der Kerne ist.

Auf der anderen Seite spiegelt sich das maximale Wachstum eines Kerns in einem brillanten Kristall wider. Um diesen Kristall zu garantieren, muss die Lösung leicht übersättigt sein, was durch Erhöhung der Temperatur vor der Fällung erreicht wird.

Wenn die Lösung abkühlt, haben die Kerne genug Zeit zu wachsen. Da die Konzentration der Salze nicht sehr hoch ist, steuert die Temperatur außerdem den Keimbildungsprozeß. Folglich profitieren beide Variablen von dem Auftreten von PbI-Kristallen2.

Löslichkeitsprodukt

Der PbI2 stellt ein Gleichgewicht zwischen diesem und den Ionen in Lösung her:

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

Die Konstante dieses Gleichgewichts wird die Produktkonstante der Löslichkeit K genanntps. Der Begriff "Produkt" bezieht sich auf die Multiplikation der Konzentrationen der Ionen, aus denen der Feststoff besteht:

Kps= [Pb2+] [Ich-]2

Hier besteht der Festkörper aus den Ionen, die in der Gleichung ausgedrückt sind; In diesen Berechnungen berücksichtigt es jedoch nicht den Volumenkörper.

Konzentrationen von Pb-Ionen2+ und die Ionen I- sind gleich der Löslichkeit von PbI2. Das heißt, durch Bestimmung der Löslichkeit von eins können diese berechnet werden, die der anderen und die Konstante Kps.

Für was sind die Werte von K?ps für die wenigen in Wasser löslichen Verbindungen? Es ist ein Maß für den Grad der Unlöslichkeit der Verbindung bei einer bestimmten Temperatur (25ºC). Also, je kleiner ein Kps, unlöslicher ist.

Daher kann beim Vergleich dieses Wertes mit denen anderer Verbindungen vorhergesagt werden, welches Paar (z. B. AB und DC) zuerst ausfallen wird. Im Fall der hypothetischen Verbindung DC ist ihre Kps es kann so hoch sein, dass zur Ausfällung höhere Konzentrationen von D erforderlich sind+ oder C- in Lösung.

Dies ist der Schlüssel zu dem, was als fraktionierter Niederschlag bekannt ist. Auch die K zu kennenps Für ein unlösliches Salz kann die minimale Menge berechnet werden, um es in einem Liter Wasser auszufällen.

Im Falle von KNO3 es gibt kein solches Gleichgewicht, deshalb fehlt Kps. In der Tat ist es ein Salz, das in Wasser gut löslich ist.

Beispiele

Fällungsreaktionen sind einer der Prozesse, die die Welt der chemischen Reaktionen bereichern. Einige zusätzliche Beispiele (neben dem Goldregen) sind:

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

Das obere Bild zeigt die Bildung des weißen Niederschlags von Silberchlorid. Im Allgemeinen haben die meisten Silberverbindungen weiße Farben.

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

Ein weißer Niederschlag von Bariumsulfat wird gebildet.

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

Der bläuliche Niederschlag von Kupfer (II) -basischem Sulfat wird gebildet.

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

Der orange Niederschlag von Silberchromat wird gebildet.

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

Der weiße Niederschlag von Calciumcarbonat, auch bekannt als Kalkstein, wird gebildet.

Glaube (Nr3)3(ac) + 3NaOH (ac) => Fe (OH)3(s) + 3NaNO3(ac)

Schließlich wird der orange Niederschlag von Eisen (III) hydroxid gebildet. Auf diese Weise erzeugen Fällungsreaktionen eine beliebige Verbindung.

Referenzen

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