Ορισμός Αντίδρασης Κατακρήμνισης και Παραδείγματα στη Χημεία
Στη χημεία, μια αντίδραση καθίζησης είναι μια χημική αντίδραση μεταξύ δύο διαλυμένων ουσιών που σχηματίζει ένα ή περισσότερα στερεά προϊόντα. Το στερεό είναι το ίζημα . Η λύση που απομένει είναι η υπερθετική ή υπερκείμενο .
Σημείωση
Υπάρχουν δύο συνήθεις τρόποι για να υποδείξετε την κατακρήμνιση σε μια χημική αντίδραση.
- Σύμβολο κατάστασης ύλης :Η συμπερίληψη των συμβόλων μετά από έναν χημικό τύπο σημαίνει ότι το προϊόν είναι στερεό.
- Κάτω βέλος :Διαφορετικά, ένα κάτω βέλος (↓) μετά το όνομα ή τον τύπο υποδεικνύει ένα ίζημα.
Πώς λειτουργούν οι αντιδράσεις κατακρήμνισης
Η καθίζηση προκύπτει από τη συγκέντρωση μιας χημικής ουσίας που υπερβαίνει τη διαλυτότητά της. Υπάρχουν μερικοί τρόποι που συμβαίνει αυτό:
- Διπλή αντίδραση αντικατάστασης :Συχνά, η καθίζηση προκύπτει από μια αντίδραση διπλής αντικατάστασης μεταξύ δύο υδατικών διαλυμάτων. Τα διαλυμένα άλατα αντιδρούν και ένα ή περισσότερα από τα προϊόντα είναι αδιάλυτα (ή τουλάχιστον μερικώς αδιάλυτα).
- Κρυστάλλωση :Ακόμη και σε καθαρό διάλυμα, η συγκέντρωση συχνά υπερβαίνει τη διαλυτότητα. Τα σωματίδια συσσωματώνονται κατά το στάδιο της πυρήνωσης και η ουσία πέφτει εκτός διαλύματος μέχρι να επιτευχθεί ισορροπία. Ο έλεγχος της θερμοκρασίας και της πίεσης προκαλεί την καθίζηση χημικών ουσιών εκτός διαλύματος.
- Αλλαγή της λύσης :Η εισαγωγή ενός νέου διαλύτη στον οποίο μια χημική ουσία είναι αδιάλυτη προκαλεί συχνά καθίζηση. Η προσθήκη ιόντων είναι μια άλλη επιλογή, η οποία οδηγεί μια ένωση προς τη στερεοποίηση.
Μια αντίδραση διπλής αντικατάστασης που σχηματίζει ένα ίζημα είναι μια αντίδραση καθίζησης. Οι άλλοι τρόποι σχηματισμού ιζημάτων είναι περισσότερες διαδικασίες παρά αντιδράσεις.
Σε όλες τις περιπτώσεις, η κατακρήμνιση ξεκινά με την πυρήνωση. Κατά τη διάρκεια της πυρήνωσης, μικροσκοπικά σωματίδια προσκολλώνται μεταξύ τους και στις ατέλειες της επιφάνειας του δοχείου. Άλλες θέσεις πυρήνωσης περιλαμβάνουν στερεές ακαθαρσίες στο διάλυμα και φυσαλίδες αερίου. Αρχικά, η πυρήνωση μπορεί να οδηγήσει στο σχηματισμό ενός εναιωρήματος μικροσκοπικών στερεών σωματιδίων σε υγρό. Όταν τα σωματίδια γίνουν αρκετά μεγάλα, καθιζάνουν ή πέφτουν από το διάλυμα.
Παραδείγματα αντιδράσεων κατακρήμνισης
Ακολουθούν κοινά παραδείγματα αντιδράσεων καθίζησης. Σημειώστε τον τρόπο με τον οποίο οι αντιδράσεις καθίζησης εμφανίζονται ως μοριακές εξισώσεις και καθαρές ιοντικές εξισώσεις. Συγκρίνετε τους διαφορετικούς τρόπους για να γράψετε τις αντιδράσεις.
- Αντίδραση μεταξύ ιωδιούχου καλίου και νιτρικού μολύβδου στο νερό, σχηματίζοντας ιωδιούχο μόλυβδο ως ίζημα και υδατικό νιτρικό κάλιο:
2KI(aq) + Pb(NO3 )2 (aq) ⟶ PbI2 (s) + 2KNO3 (aq) (μοριακή εξίσωση)
Pb(aq)+2I(aq)⟶PbI2 (s) (καθαρή ιοντική εξίσωση)
- Αντίδραση μεταξύ φθοριούχου νατρίου και νιτρικού αργύρου στο νερό, σχηματίζοντας στερεό φθοριούχο άργυρο και υδατικό νιτρικό νάτριο:
NaF(aq) + AgNO3 (aq) ⟶ AgF(s) + NaNO3 (aq) (μοριακό)
Ag(aq) + F(aq) ⟶ AgF(s) (καθαρό ιοντικό)
- Η αντίδραση του θειικού χαλκού και του υδροξειδίου του νατρίου σχηματίζει θειικό νάτριο και υδροξείδιο του χαλκού.
CuSO4 + 2NaOH ⟶ Na2 SO4 + Cu(OH)2 ↓
- Η αντίδραση μεταξύ θειικού νατρίου και χλωριούχου στροντίου σχηματίζει χλωριούχο νάτριο και θειικό στρόντιο, το οποίο είναι ένα ίζημα.
Na2 SO4 + SrCl2 ⟶ 2NaCl + SrSO4 ↓
- Η αντίδραση μεταξύ θειικού καδμίου και θειούχου καλίου στο νερό σχηματίζει θειικό κάλιο και θειούχο κάδμιο.
CdSO4 (aq) + K2 S(aq) ⟶ K2 SO4 (aq) + CdS(s)
Κοινά χρώματα ιζήματος
Το χρώμα ενός ιζήματος είναι μια ένδειξη για την ταυτότητά του. Εδώ είναι μερικά κοινά χρώματα ιζήματος μετάλλων μετάβασης. Σημειώστε ότι αυτά τα χρώματα προέρχονται επίσης από άλλες ενώσεις, καθώς και αυτές οι ενώσεις μπορεί να εμφανίζονται πολύ διαφορετικές εάν αλλάξει η κατάσταση οξείδωσης των ιόντων.
| Μέταλλο | Χρώμα |
|---|---|
| Chromium | μπλε, πράσινο, πορτοκαλί, κίτρινο ή καφέ |
| Κοβάλτιο | ροζ (όταν είναι ενυδατωμένο) |
| Χαλκός | μπλε |
| Σίδηρος(II) | πράσινο |
| Σίδηρος(III) | σκουριασμένο κοκκινοκαφέ |
| μαγγάνιο(II) | απαλό ροζ |
| νικέλιο | πράσινο |
Πώς να προβλέψετε μια αντίδραση βροχόπτωσης
Σε μια χημική αντίδραση, προβλέψτε εάν σχηματίζεται ίζημα χρησιμοποιώντας κανόνες διαλυτότητας. Προσδιορίστε τα προϊόντα και προσδιορίστε εάν παραμένουν ή όχι ως ιόντα σε υδατικό διάλυμα ή σχηματίζουν ενώσεις.
Για μια καθαρή ουσία, συμβουλευτείτε ένα διάγραμμα διαλυτότητας. Συνήθως, η θερμοκρασία είναι ένας σημαντικός ελεγχόμενος παράγοντας που καθορίζει πού ένα διάλυμα γίνεται κορεσμένο και υπερκορεσμένο. Σε σταθερή θερμοκρασία, ο σχηματισμός ιζήματος εξαρτάται από τη συγκέντρωση.
Κατακρήμνιση vs Precipitant
Ενώ οι λέξεις υπερκείμενο και υπερκείμενο σημαίνουν το ίδιο πράγμα, οι λέξεις κατακρήμνιση και κατακρήμνιση δεν σημαίνουν. Μια χημική ουσία που προστίθεται σε μια αντίδραση για να προκαλέσει καθίζηση ονομάζεται καθίζηση . Το στερεό που σχηματίζεται είναι το ίζημα . Το υγρό τμήμα του διαλύματος είναι το υπερκείμενο . Το ανακτηθέν στερεό από μια αντίδραση καθίζησης είναι το λουλούδι .
Αναφορές
- Dupont, J., Consorti, C., Suarez, P., de Souza, R. (2004). «Παρασκευή ιοντικών υγρών θερμοκρασίας δωματίου με βάση το 1-βουτυλ-3-μεθυλ ιμιδαζόλιο». Οργανικές συνθέσεις . 79:236. doi:10.15227/orgsyn.079.0236
- Voorhees, P.W. (1985). «Η θεωρία της ωρίμανσης του Ostwald». Journal of Statistical Physics . 38 (1–2):231–252. doi:10.1007/BF01017860
- Zumdahl, Steven S.; DeCoste, Donald J. (2012). Χημικές Αρχές . Cengage Learning. ISBN 978-1-133-71013-4.
- Zumdahl, Steven S.; DeCoste, Donald J. (2018). Εισαγωγική Χημεία:Ένα Θεμέλιο. Cengage Learning . ISBN 978-1-337-67132-3.
