Γιατί κάποια ζεύγη ιόντων σε λύση σχηματίζουν κατακρημνίσεις;

Ο σχηματισμός ιζημάτων από ζεύγη ιόντων σε διάλυμα οδηγείται από συνδυασμό παραγόντων, κυρίως:

1. Ευνοϊκή ενέργεια πλέγματος:

* Όταν τα ιόντα αντίθετων φορτίων συναντώνται, υπάρχουν ηλεκτροστατικά αξιοθέατα μεταξύ τους. Αυτό το αξιοθέατο ποσοτικοποιείται από το Energy Lattice , η οποία είναι η ενέργεια που απελευθερώνεται όταν σχηματίζεται ένα ιοντικό στερεό από τα αέρια του ιόντα.

* Υψηλότερη ενέργεια πλέγματος Υποδεικνύει μια ισχυρότερη έλξη μεταξύ των ιόντων, καθιστώντας το σχηματισμό ενός συμπαγούς πλέγμα πιο ευνοϊκή.

2. Προϊόν χαμηλής διαλυτότητας (KSP):

* Προϊόν διαλυτότητας (KSP) είναι ένα μέτρο του βαθμού στον οποίο μια φειδώ διαλυτό ιοντική ένωση διαλύεται στο νερό. Αντιπροσωπεύει τη σταθερά ισορροπίας για τη διάλυση της ένωσης.

* χαμηλό ksp Οι τιμές υποδεικνύουν ότι η στερεή ένωση είναι σχετικά αδιάλυτη και θα κατακρημνίζει από το διάλυμα όταν το προϊόν των συγκεντρώσεων ιόντων υπερβαίνει την τιμή KSP.

3. Σκέψεις εντροπίας:

* Αν και ο σχηματισμός ενός στερεού ίζημα μειώνει την εντροπία του συστήματος (λιγότερη διαταραχή), η συνολική αλλαγή εντροπίας είναι συχνά ευνοϊκή λόγω της αυξημένης εντροπίας των γύρω μορίων νερού.

* Όταν τα ιόντα συνδυάζονται για να σχηματίσουν ένα στερεό, απελευθερώνουν μόρια νερού που προηγουμένως ενυδατώθηκαν. Αυτά τα ελευθερωμένα μόρια νερού είναι τώρα σε θέση να κινούνται πιο ελεύθερα, αυξάνοντας την εντροπία του διαλύματος.

Συνοπτικά:

* Όταν ο συνδυασμός ιόντων οδηγεί σε μια στερεή ένωση με υψηλή ενέργεια πλέγματος και προϊόν χαμηλής διαλυτότητας, ο σχηματισμός ενός ίζημα γίνεται ευνοϊκός.

* Η συνολική αλλαγή εντροπίας, η οποία συχνά ευνοεί την βροχόπτωση λόγω της αυξημένης εντροπίας του διαλύτη, ενισχύει περαιτέρω τη διαδικασία.

Παραδείγματα:

* Χλωριούχο ασήμι (AGCL): Το AGCL έχει πολύ χαμηλό KSP, που σημαίνει ότι είναι πολύ αδιάλυτο. Όταν τα ιόντα αργύρου (Ag+) και τα ιόντα χλωριούχου (Cl-) συναντώνται σε διάλυμα, σχηματίζουν εύκολα ένα ίζημα λόγω της ισχυρής ηλεκτροστατικής έλξης μεταξύ των ιόντων και της χαμηλής διαλυτότητας του AgCl.

* θειικό βάριο (BASO4): Το BASO4 έχει επίσης χαμηλό KSP, καθιστώντας το αδιάλυτο. Η ανάμειξη ιόντων βαρίου (BA2+) και θειικών ιόντων (SO42-) σε διάλυμα θα οδηγήσει στο σχηματισμό ενός λευκού ίζημα του BaSO4.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι παράγοντες όπως η θερμοκρασία, το ρΗ και η παρουσία άλλων ιόντων μπορούν να επηρεάσουν τη διαλυτότητα των ιοντικών ενώσεων και επομένως τον σχηματισμό ιζημάτων.