Precipitați reacția precipitațiilor și exemple

precipitat sau precipitații chimice Este un proces care constă în formarea unui solid insolubil din amestecul a două soluții omogene. Spre deosebire de precipitațiile de ploi și zăpezi, în acest tip de precipitații „plouă solid” de pe suprafața lichidului.

În două soluții omogene ionii sunt dizolvați în apă. Când aceștia interacționează cu alți ioni (în momentul amestecării), interacțiunile lor electrostatice permit creșterea unui cristal sau a unui solid gelatinos. Datorită efectului gravitațional, acest solid ajunge să se depună pe fundul materialului din sticlă..

Precipitațiile sunt guvernate de un echilibru ionic, care depinde de numeroase variabile: de la concentrația și natura speciei care intervin la temperatura apei și timpul de contact permis al solidului cu apa..

În plus, nu toți ionii sunt capabili să stabilească acest echilibru sau, ceea ce este același, nu toți pot satura soluția la concentrații foarte mici. De exemplu, pentru a precipita NaCI este necesar să se evapore apa sau să se adauge mai multă sare..

O soluție saturată înseamnă că nu mai poate dizolva mai mult solid, deci precipită. Din acest motiv, precipitațiile sunt, de asemenea, un semn clar că soluția este saturată..

Indice articol

• 1 Reacția de precipitare
  • 1.1 Formarea precipitatului
• 2 Produs de solubilitate
• 3 Exemple
• 4 Referințe

Reacția precipitațiilor

Având în vedere o soluție cu ioni A dizolvați și cealaltă cu ioni B, atunci când este amestecată, ecuația chimică a reacției prezice:

LA⁺(ac) + B^-(ac) <=> AB (s)

Cu toate acestea, este „aproape” imposibil ca A și B să fie singuri inițial, trebuind în mod necesar să fie însoțiți de alți ioni cu sarcini opuse..

În acest caz, A⁺ formează un compus solubil cu specia C^-, și B^- face același lucru cu specia D⁺. Astfel, ecuația chimică adaugă acum noile specii:

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

Specia A⁺ deplasează specia D⁺ pentru a forma AB solid; la rândul său, specia C^- trece la B^- pentru a forma DC solid solubil.

Adică apar duble deplasări (reacție de metateză). Deci reacția de precipitare este o reacție de deplasare a ionilor dubli.

Pentru exemplul din imaginea de mai sus, paharul conține cristale de aur de iodură de plumb (II) (PbI_Două), produs al reacției cunoscute „duș de aur”:

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

Conform ecuației anterioare, A = Pb^Două+, C^-= NU₃^-, D = K⁺ și B = I^-.

Formarea precipitatului

Pereții paharului arată apă condensată de căldura intensă. În ce scop este încălzită apa? Pentru a încetini procesul de formare a cristalelor de PbI_Două și accentuează efectul dușului auriu.

Când întâlnesc doi anioni I^-, cationul Pb^Două+ formează un mic nucleu de trei ioni, care nu este suficient pentru a construi un cristal. La fel, în alte regiuni ale soluției, și alți ioni se adună pentru a forma nuclee; acest proces este cunoscut sub numele de nucleație.

Acești nuclei atrag alți ioni și astfel crește pentru a forma particule coloidale, responsabile de tulburarea galbenă a soluției..

În același mod, aceste particule interacționează cu altele pentru a provoca cheaguri, iar aceste cheaguri cu altele, pentru a provoca în cele din urmă precipitatul..

Cu toate acestea, atunci când se întâmplă acest lucru, precipitatul este gelatinos, cu indicii strălucitoare ale unor cristale „rătăcind” prin soluție. Acest lucru se datorează faptului că rata de nucleație este mai mare decât creșterea nucleelor..

Pe de altă parte, creșterea maximă a unui nucleu se reflectă într-un cristal strălucitor. Pentru a garanta acest cristal, soluția trebuie să fie ușor suprasaturată, ceea ce se realizează prin creșterea temperaturii înainte de precipitații..

Astfel, pe măsură ce soluția se răcește, nucleele au suficient timp pentru a crește. Mai mult, deoarece concentrația sărurilor nu este foarte mare, temperatura controlează procesul de nucleație. În consecință, ambele variabile beneficiază de apariția cristalelor de PbI._Două.

Produs de solubilitate

PbI_Două stabilește un echilibru între acesta și ionii în soluție:

PbI_Două(s) <=> Pb^Două+(ac) + 2I^-(ac)

Constanta acestui echilibru se numește constanta produsului de solubilitate, K_ps. Termenul „produs” se referă la înmulțirea concentrațiilor ionilor care alcătuiesc solidul:

K_ps= [Pb^Două+] [Eu^-]^Două

Aici solidul este compus din ioni exprimați în ecuație; totuși, acest lucru nu consideră solidul din aceste calcule.

Concentrațiile ionilor Pb^Două+ iar eu ionii^- sunt egale cu solubilitatea PbI_Două. Adică, determinând solubilitatea uneia dintre acestea, se poate calcula cea a celeilalte și constanta K_ps.

Care sunt valorile lui K_ps pentru compușii slab solubili în apă? Este o măsură a gradului de insolubilitate a compusului la o anumită temperatură (25 ° C). Astfel, cu cât este mai mic K_ps, cu atât este mai insolubil.

Prin urmare, comparând această valoare cu cele ale altor compuși, se poate prezice ce pereche (de exemplu, AB și DC) va precipita mai întâi. În cazul ipoteticului compus DC, K-ul său_ps poate fi atât de mare încât să necesite concentrații mai mari de D pentru a precipita⁺ sau din C^- în soluție.

Aceasta este cheia a ceea ce este cunoscut sub numele de precipitații fracționate. De asemenea, cunoscând K_ps pentru o sare insolubilă, cantitatea minimă poate fi calculată pentru a o precipita într-un litru de apă.

Cu toate acestea, în cazul KNO₃ nu există un astfel de echilibru, deci îi lipsește K_ps. De fapt, este o sare foarte solubilă în apă..

Exemple

Reacțiile de precipitații sunt unul dintre procesele care îmbogățesc lumea reacțiilor chimice. Câteva exemple suplimentare (pe lângă dușul de aur) sunt:

AgNO₃(aq) + NaCI (aq) => AgCl (s) + NaNO₃(ac)

Imaginea superioară ilustrează formarea precipitatului de clorură de argint alb. În general, majoritatea compușilor argintii au culori albe.

BaCl_Două(ac) + K_DouăSW₄(ac) => BaSO₄(s) + 2KCl (aq)

Se formează un precipitat alb de sulfat de bariu.

2 CURS₄(aq) + 2NaOH (aq) => Cu_Două(OH)_DouăSW₄(s) + Na_DouăSW₄(ac)

Se formează precipitatul albăstrui al sulfatului de cupru dibasic (II).

2AgNO₃(ac) + K_DouăCrO₄(ac) => Ag_DouăCrO₄(s) + 2KNO₃(ac)

Se formează precipitatul portocaliu al cromatului de argint.

CaCl_Două(ac) + Na_DouăCO₃(ac) => CaCO₃(s) + 2NaCl (aq)

Se formează precipitatul alb de carbonat de calciu, cunoscut și sub numele de calcar.

Credință (NR₃)₃(aq) + 3NaOH (aq) => Fe (OH)₃(s) + 3NaNO₃(ac)

În cele din urmă, se formează precipitatul portocaliu al hidroxidului de fier (III). Astfel, reacțiile de precipitare produc orice compus.

Referințe

1. Day, R. și Underwood, A. Chimie analitică cantitativă (ediția a cincea). PEARSON Prentice Hall, p 97-103.
2. Der Kreole. (6 martie 2011). Ploaia aurie. [Figura]. Adus la 18 aprilie 2018 de pe: commons.wikimedia.org
3. Dr. Anne Marie Helmenstine (9 aprilie 2017). Definiția reacției precipitațiilor. Adus pe 18 aprilie 2018, de pe: thoughtco.com
4. Principiul lui Châtelier: reacții asupra precipitațiilor. Adus pe 18 aprilie 2018, de pe: digipac.ca
5. Prof. Botch. Reacții chimice I: ecuații ionice nete. Adus la 18 aprilie 2018 de la: lecturedemos.chem.umass.edu
6. Luisbrudna. (8 octombrie 2012). Clorură de argint (AgCl). [Figura]. Adus la 18 aprilie 2018, de pe: commons.wikimedia.org
7. Whitten, Davis, Peck și Stanley. Chimie. (Ed. A VIII-a). CENGAGE Learning, p 150, 153, 776-786.