תגובת משקעים מהירה ודוגמאות

ה חפוזה o משקעים כימיים הוא תהליך מורכב של היווצרות של מוצק מוצק מן תערובת של שני פתרונות הומוגניים. שלא כמו משקעים של גשם ושלג, בסוג זה של משקעים "זה גשם מוצק" מפני השטח של הנוזל.

בשני פתרונות הומוגניים מתמוססים יונים במים. כאשר אלה אינטראקציה עם יונים אחרים (בעת ערבוב), אינטראקציות אלקטרוסטטיות שלה לאפשר צמיחה של גביש או מוצק דביק. בשל כוח הכבידה, זה מוצק בסופו של דבר הפקדת על החלק התחתון של חומר הזכוכית.

המשקעים נשלטים על ידי איזון יון, אשר תלוי במשתנים רבים מן הריכוז ואופי המינים המעורבים על טמפרטורת מים ואת הזמן מוותר פנייה המוצקה עם מים.

בנוסף, לא כל היונים מסוגלים להקים האיזון הזה, או מה הוא אותו, לא כולם יכולים להרוות את הפתרון בריכוזים נמוכים מאוד. לדוגמה, כדי להאיץ את NaCl יש צורך להתאדות את המים או להוסיף עוד מלח.

פתרון רווי אומר שהוא כבר לא יכול להמיס יותר מוצק, אז זה משקע. מסיבה זו משקעים הוא גם איתות ברור כי הפתרון הוא רווי.

אינדקס

• 1 תגובת משקעים
  • 1.1 היווצרות המשקע
• 2 מוצר מסיסות
• 3 דוגמאות
• 4 הפניות

תגובת משקעים

בהתחשב בפתרון עם יונים מומסים והשני עם יונים B, כאשר ערבוב משוואה כימית של התגובה מנבא:

א⁺(AC) + B^-(ac) <=> א.ב.

עם זאת, זה כמעט "בלתי אפשרי" עבור A ו- B להיות לבד בתחילה, בהכרח צריך להיות מלווה יונים אחרים עם חיובים מנוגדים.

במקרה זה, א⁺ יוצר תרכובת מסיסה עם מינים C^-, ו- B^- עושה את אותו הדבר עם מינים D⁺. לפיכך, המשוואה הכימית מוסיפה כעת את המינים החדשים:

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

המין א⁺ D עובר המינים⁺ כדי ליצור את AB מוצק; בתורו, מינים C^- עבור אל B^- כדי ליצור את DC מוצק מסיס.

כלומר, התקות כפולות מתרחשות (תגובה מטאטית). לאחר מכן, התגובה משקעים היא תגובה יון כפול תזוזה.

לדוגמה בתמונה לעיל, כוס מכיל גבישים מוזהבים של עופרת (II) יודיד (PbI).₂), תוצר של התגובה הידועה "מקלחת הזהב":

Pb (NO₃)₂(AC) + 2KI (aq) => PbI₂(ים) + 2KNO₃(aq)

על פי המשוואה הקודמת, A = Pb²⁺, ג^-= NO₃^-, D = K⁺ ו- B = I^-.

היווצרות מהירה

קירות הקערה מראים מים מעובים כתוצאה מחום עז. לשם מה המים מחוממים? להאט את תהליך היווצרות גבישי PbI₂ ו להדגיש את ההשפעה של מקלחת הזהב.

כאשר אני נתקל בשני אנינים אני^-, את קטיון Pb²⁺ זה יוצר גרעין זעיר של שלושה יונים, וזה לא מספיק כדי לבנות גביש. כמו כן, באזורים אחרים של הפתרון יונים אחרים גם לאסוף כדי ליצור גרעינים; תהליך זה ידוע בשם נוקלאציה.

גרעינים אלה מושכים יונים אחרים, וכך גדל ליצירת חלקיקים קולואידים, האחראים לעכירות הצהובה של הפתרון.

בדומה לכך, חלקיקים אלה לתקשר אחד עם השני כדי לגרום קרישת הקריש עם אחרים, ולבסוף לגרום המשקע.

עם זאת, כאשר זו מתרחשת המשקע הוא סוג דביקות, עם נימות בהירות של כמה גבישים "נדודים" מהפתרון. הסיבה לכך היא מהירות נוקלאציה גבוהה יותר מאשר הצמיחה של הגרעינים.

מצד שני, הצמיחה המקסימלית של גרעין משתקפת בגביש מבריק. כדי להבטיח את הגביש הזה, הפתרון חייב להיות oversaturated מעט, אשר מושגת על ידי הגדלת הטמפרטורה לפני משקעים.

לכן, כמו הפתרון מתקרר, ליבות יש מספיק זמן לגדול. בנוסף, כמו ריכוז של מלחים אינו גבוה מאוד, הטמפרטורה שולטת בתהליך נוקלאציה. כתוצאה מכך, שני משתנים לטובת המראה של גבישים PbI₂.

מוצר מסיסות

PbI₂ קובע איזון בין זה לבין יונים בפתרון:

PbI₂(ים) <=> Pb²⁺(AC) + 2I^-(ac)

הקבוע של שיווי משקל זה נקרא תמיסות המוצר קבוע, K_ps. המונח "מוצר" מתייחס לכפל ריכוזי היונים המרכיבים את המוצק:

K_ps= [Pb²⁺] [I^-]²

כאן מוצק מורכב היונים לידי ביטוי במשוואה; עם זאת, הוא אינו מחשיב את מוצק בחישובים אלה.

ריכוז של יונים Pb²⁺ ואת היונים אני^- הם שווים למסיסות של PBI₂. כלומר, על ידי קביעת מסיסות של אחד מהם ניתן לחשב את זה של אחרים K קבוע_ps.

מהם ערכי K?_ps עבור כמה תרכובות מסיסות במים? זהו מדד של מידת חוסר מסיסות של המתחם בטמפרטורה מסוימת (25ºC). לפיכך, קטן K_ps, יותר מסיס.

לכן, כאשר משווים את הערך הזה נגד תרכובות אחרות, אפשר לחזות אילו זוג (למשל, AB ו- DC) יהיה להאיץ ראשון. במקרה של המתחם היפותטי DC, K שלה_ps זה עשוי להיות כל כך גבוה כי כדי לזרז זה צריך ריכוז גבוה יותר של D⁺ או C^- בפתרון.

זהו המפתח למה שמכונה משקעים מפוצלים. כמו כן, לדעת את K_ps עבור מלח מסיס, הסכום המינימלי ניתן לחשב כדי להאיץ אותו בליטר של מים.

עם זאת, במקרה של KNO₃ אין איזון כזה, ולכן הוא חסר K_ps. למעשה, זה מלח מסיס מאוד במים.

דוגמאות

תגובות משקעים הן אחד התהליכים שמעשירים את עולם התגובות הכימיות. דוגמאות נוספות (מלבד גשם הזהב) הן:

אגנו₃(AC) + NaCl (ac) => AgCl (ים) + NaNO₃(ac)

התמונה העליונה ממחישה את היווצרותו של המשקע הלבן של כלוריד הכסף. באופן כללי, רוב המרכיבים כסף יש צבעים לבנים.

BaCl₂(AC) + K₂לכן₄(ac) => BaSO₄(ים) + 2KCl (AC)

משקע לבן של בריום גופרתי נוצר.

2CUS₄(AC) + 2NaOH (ac) => Cu₂(OH)₂לכן₄(ים) + Na₂לכן₄(ac)

משקעים כחלחלים של נחושת (II) dibasic sulfate נוצר.

2 אגנו₃(AC) + K₂Cro₄(ac) => Ag₂Cro₄(ים) + 2KNO₃(ac)

משקע כתום של כרומט כסף נוצר.

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

המשטח הלבן של סידן פחמתי, הידוע גם בשם אבן גיר, נוצר.

אמונה (לא₃)₃(AC) + 3NaOH (ac) => Fe (OH)₃(ים) + 3NaNO₃(ac)

לבסוף, המשקע הכתום של ברזל (III) הידרוקסיד נוצר. בדרך זו, תגובות משקעים לייצר כל תרכובת.

הפניות

1. יום, ר ', אנדרווד, א. כימיה אנליטית כמותית (מהדורה חמישית). פרסון פרנטיס הול, עמ '97-103.
2. Der Kreole. (6 במרץ 2011). גשם של זהב. [איור] אוחזר ב 18 באפריל 2018, מתוך: commons.wikimedia.org
3. אן מארי הלמנסטין, Ph.D. (9 באפריל 2017). הגדרה תגובה משקעים. ב 18 באפריל 2018, מתוך: thinkco.com
4. העיקרון של Le Châtelier: תגובות משקעים. אוחזר ב 18 באפריל 2018, מ: digipac.ca
5. פרופ 'בוץ'. תגובות כימיות I: משוואות יוניות נטו. אוחזר ב 18 באפריל 2018, מ: lecturedemos.chem.umass.edu
6. לואיסברודנה. (8 באוקטובר 2012). כסף כלורי (AgCl). [איור] אוחזר ב 18 באפריל 2018, מתוך: commons.wikimedia.org
7. ויטן, דייוויס, פק & סטנלי. כימיה (8th ed.). CENGAGE Learning, p 150, 153, 776-786.