A lerakódás az... Folyamat leírása, sebesség, jellemzők

A csapadék egy szilárd anyag létrehozása egy oldatból. Kezdetben a reakció folyékony állapotban történik, amely után egy bizonyos anyag képződik ,amelyet "csapadéknak"neveznek. A kialakulását okozó kémiai komponensnek olyan tudományos kifejezése van, mint "kicsapó". Anélkül, hogy elegendő gravitáció (ülepedés) lenne a kemény részecskék összehozásához, az üledék szuszpenzióban marad.

Kicsapódás után, különösen akkor, ha centrifugát használunk kompakt tömegbe préselésre, a csapadékot "granulátumnak"nevezhetjük. Ezt fel lehet használni, mint egy közepes. A szilárd anyag felett csapadék nélkül maradt folyadékot "felülúszónak"nevezzük. A csapadék a maradék kőzetekből nyert porok. Ők is történelmileg ismert, mint a "virágok". Amikor egy szilárd anyag kémiai kezelésen átesett cellulózszálak formájában jelenik meg, ezt a folyamatot gyakran regenerációnak nevezik.

az elem oldhatóságáról

Néha a csapadék képződése kémiai reakció előfordulását jelzi. Ha az ezüst-nitrát oldatokból származó csapadékot nátrium-klorid folyadékba öntjük, akkor kémiai visszaverődés következik be a nemesfémből származó fehér csapadék képződésével. Amikor a folyékony kálium-jodid reagál az ólom (II) - nitrát anyagával, sárga ólom (II) - jodid csapadék képződik.

Kicsapódás akkor fordulhat elő, ha a vegyület koncentrációja meghaladja oldhatóságát (például különböző komponensek keverésekor vagy hőmérsékletük megváltoztatásakor). , A teljes Csapadék csak túltelített oldatból fordulhat elő gyorsan.

Szilárd anyagokban a folyamat akkor fordul elő, ha az egyik termék koncentrációja meghaladja az oldhatósági határértéket egy másik gazdatestben. Például a gyors hűtés vagy az ionbeültetés miatt a hőmérséklet elég magas ahhoz, hogy a diffúzió az anyagok elválasztásához és az üledék képződéséhez vezethet. A szilárd anyagok teljes kicsapódását általában nanoklaszterek szintézisére használják.

A folyadék túltelítettsége

A lerakódási folyamat fontos szakasza a magképződés kezdete. Egy hipotetikus szilárd részecske létrehozása magában foglalja egy interfész kialakulását, amely természetesen bizonyos energiát igényel mind a szilárd anyag, mind az oldat relatív felületi mozgása alapján. Ha nem áll rendelkezésre megfelelő csírázási szerkezet, túltelítettség lép fel.

Példa a lerakódásra: réz egy huzalból, amelyet ezüst elmozdít egy fém-nitrát oldatába, amelybe mártják. Természetesen e kísérletek után a szilárd anyag kicsapódik. A csapadékreakciók felhasználhatók pigmentek előállítására. A sók vízből történő eltávolítása a feldolgozás során, valamint a klasszikus kvalitatív szervetlen analízis során. Így történik a réz lerakódása.

Porfirin Kristályok

A csapadék a reakciótermékek szétválasztása során is hasznos, amikor a feldolgozás megtörténik. Ideális esetben ezek az anyagok oldhatatlanok a reakciókomponensben.

Ily módon a szilárd anyag képződése közben kicsapódik, előnyösen tiszta kristályokat hozva létre. Erre példa a porfirinek szintézise forrásban lévő propionsavban. Amikor a reakcióelegyet szobahőmérsékletre hűtjük, ennek a komponensnek a kristályai az edény aljára esnek.

Kicsapódás akkor is előfordulhat, ha oldószert adunk hozzá, ami drámai módon csökkenti a kívánt termék abszolút víztartalmát. Ezt követően a szilárd anyag szűréssel, dekantálással vagy centrifugálással könnyen elválasztható. Példa erre a króm-klorid tetrafenilporfirin szintézise: a DMFA reakcióoldatához vizet adunk, a terméket kicsapjuk. A kicsapódás az összes komponens tisztításában is hasznos: a nyers bdim-cl teljesen bomlik acetonitrilben, és etil-acetátba ürül, ahol kicsapódik. Az anti-oldószer másik fontos alkalmazása az etanol lerakódása a DNS-ből.

A kohászatban a szilárd oldat lerakódása szintén hasznos módszer az ötvözetek keményítésére. Ezt a bomlási folyamatot szilárd komponens erősítésnek nevezik.

Ábrázolás kémiai egyenletek felhasználásával

Példa kicsapási reakcióra: vizes ezüst-nitrátot (AgNO 3) adunk kálium-kloridot (KCl) tartalmazó oldathoz, megfigyelhető egy fehér szilárd anyag bomlása, de már ezüst (AgCl).

Ez viszont acél komponenst alkotott, amelyet üledék formájában figyeltek meg.

Ez a kicsapási reakció rögzíthető, különös tekintettel a disszociált molekulákra a kombinált oldatban. Ezt nevezzük Ionos egyenletnek.

Az ilyen reakció létrehozásának utóbbi módszere tiszta kötés néven ismert.

Különböző színű üledékek

A mészkő magmintáján lévő zöld és vörösesbarna foltok a FE 2+ és Fe 3 oxidok és hidroxidok szilárd anyagainak felelnek meg+.

Számos fémionokat tartalmazó vegyület jellegzetes színű csapadékot eredményez. A következők tipikus árnyalatok a különböző fém lerakódásokhoz. Ezen vegyületek közül azonban sok olyan színt képes előállítani, amely nagyon különbözik a.

Más társulások általában fehér csapadékot képeznek.

Anionos és kationos analízis

Az üledékképződés akkor hasznos, ha a sóban lévő kation típusát detektáljuk. Ehhez az alkáli először egy ismeretlen komponenssel reagál, hogy szilárd anyagot képezzen. Ez a só hidroxidjának kicsapódása. A kation azonosításához meg kell jegyezni a csapadék színét és felesleges oldhatóságát. Hasonló eljárásokat gyakran alkalmaznak egymás után — például a bárium-nitrát keveréke szulfátionokkal reagálva szilárd bárium-szulfát csapadékot képez, ami jelzi annak valószínűségét, hogy a második anyagok bőségesen vannak jelen.

Az emésztési folyamat

Az üledék öregedése akkor következik be, amikor egy újonnan képződött komponens marad az oldatban, amelyből esik, általában magasabb hőmérsékleten. Ez tisztább és nagyobb részecskék lerakódásához vezet. Az emésztés alapjául szolgáló fizikai-kémiai folyamatot Ostwald érésnek nevezzük. Itt példaként adhatjuk meg a fehérjék kicsapódását.

Ez a reakció akkor következik be, amikor a hidrofitos oldatban lévő kationok és anionok oldhatatlan heteropoláris szilárd elemet képeznek, amelyet csapadéknak neveznek. Függetlenül attól, hogy ilyen reakció fordul elő vagy hiányzik-e, meg lehet állapítani az Általános molekuláris szilárd anyagok víztartalmának elveinek alkalmazásával. Mivel nem minden vizes reakció csapadék képződik, a termékek állapotának meghatározása és a teljes ionos egyenlet megírása előtt meg kell ismerkedni az oldhatósági szabályokkal. A reakciók előrejelzésének képessége lehetővé teszi a tudósok számára, hogy meghatározzák, mely ionok vannak jelen az oldatban. És ez is segít ipari vállalkozások vegyi anyagok előállítása ezekből a reakciókból származó komponensek kivonásával.

Különböző Csapadék tulajdonságai

Oldhatatlan Ionos szilárd reakciótermékek, amelyek akkor keletkeznek, amikor bizonyos kationok és anionok vizes oldatban egyesülnek. Az üledékképződés meghatározó tényezői változhatnak. Egyes reakciók a hőmérséklettől függenek, például a pufferekhez használt oldatok, míg mások csak az oldat koncentrációjával állnak kapcsolatban. A kicsapási reakciókban képződött szilárd anyagok kristályos komponensek, amelyek a folyadékban szuszpendálhatók, vagy az oldat aljára eshetnek. A fennmaradó vizet szuperkiegészítőnek nevezik. A konzisztencia két eleme (csapadék és felülúszó) különböző módszerekkel osztható el, mint például szűrés, ultracentrifugálás vagy szivattyúzás.

A lerakódás és a kettős szubsztitúció kölcsönhatása

Az oldhatósági törvények alkalmazása megköveteli az ionok reakciójának megértését. A lerakódási kölcsönhatások többsége egyetlen szubsztitúciós vagy kettős szubsztitúciós folyamat. Az első változat akkor fordul elő, amikor két Ionos reagens disszociál és kötődik egy másik anyag megfelelő anionjához vagy kationjához. A molekulák kation vagy anion formájában töltött töltésük alapján helyettesítik egymást. Ezt "partnerváltásnak" lehet tekinteni. Vagyis a két reagens mindegyike "elveszíti" társát, kötést képez a másikkal, így például hidrogén-szulfiddal kémiai kicsapódás következik be.

A kettős szubsztitúciós reakció specifikusan akkor minősül megszilárdulási folyamatnak, ha a kérdéses kémiai egyenlet vizes oldatban keletkezik, és a kapott termékek egyike oldhatatlan. Egy ilyen folyamat példája az alábbiakban található.

Mindkét reagens vizes, az egyik termék szilárd. Mivel minden komponens ionos és folyékony, disszociálnak, ezért teljesen feloldódhatnak egymásban. A víztartalomnak azonban hat alapelve van, amelyeket arra használnak, hogy megjósolják, mely molekulák oldhatatlanok vízben lerakódva. Ezek az ionok szilárd csapadékot képeznek a teljes keverékben.

Oldhatósági szabályok, csapadékmennyiség

Az anyagok víztartalmának szabálya által diktált csapadékképző reakció? Valójában ezek a törvények és találgatások iránymutatást adnak arról, hogy mely ionok alkotják a szilárd anyagokat, és amelyek vizes oldatban maradnak eredeti molekuláris formájukban. A szabályokat fentről lefelé kell követni. Ez azt jelenti, hogy ha valami már az első posztulátum miatt eldönthetetlen (vagy megoldható), akkor elsőbbséget élvez a következő utasításokkal szemben, magasabb sorszámmal.

A bromidok, kloridok és jodidok oldhatók.

Az ezüst, ólom és higany kicsapódását tartalmazó sók nem keverhetők össze teljesen.

Ha a szabályok kimondják, hogy a molekula oldható, akkor vizes formában marad. De ha a komponens nem keveredik a fent leírt törvényeknek és posztulátumoknak megfelelően, akkor szilárd anyagot képez egy másik reagens tárgyával vagy folyadékával. Ha bebizonyosodik, hogy bármely reakcióban az összes Ion oldódik, akkor a kicsapódási folyamat nem fordul elő.

Tiszta Ionos egyenletek

E fogalom meghatározásának megértéséhez emlékeztetni kell a kettős szubsztitúciós reakcióra vonatkozó törvényre, amelyet a fentiekben adtunk meg. Mivel ez a keverék lerakódási módszer, az anyag állapotai hozzárendelhetők minden változó párhoz.

A tiszta ionos egyenlet megírásának első lépése az oldható (vizes) reagensek és termékek szétválasztása a megfelelő kationokra és anionokra. A csapadék nem oldódik vízben, ezért a szilárd anyagnak nem szabad elválasztania. A kapott szabály így néz ki.

A fenti egyenletben az A+ és a D - ionok a képlet mindkét oldalán jelen vannak. Nézőmolekuláknak is nevezik őket, mert változatlanok maradnak a reakció során. Mivel ők azok, akik változatlanul mennek keresztül az egyenleten. Vagyis kizárhatók, hogy megmutassák a hibátlan képletet.

A tiszta ionos egyenlet csak a lerakódási reakciót mutatja. Ezenkívül a hálózati molekuláris képletnek mindkét oldalon kiegyensúlyozottnak kell lennie, nemcsak az elemek atomjai szempontjából, hanem akkor is, ha az elektromos töltés oldaláról tekintjük őket. A csapadékreakciókat általában kizárólag Ionos egyenletek képviselik. Ha az összes termék vizes, a tiszta molekuláris képletet nem lehet leírni. Ez azért történik, mert minden iont kizárnak a néző termékeként. Ezért természetesen nem fordul elő csapadékreakció.

Alkalmazások és példák

A csapadékreakciók hasznosak annak meghatározásában, hogy a nagyon szükséges elem jelen van-e az oldatban. Ha üledék képződik, például amikor egy vegyi anyag ólommal reagál, akkor ennek a komponensnek a jelenléte a vízforrásokban kémiai anyag hozzáadásával és az üledék képződésének szabályozásával ellenőrizhető. Ezenkívül a csapadék visszaverődés felhasználható olyan elemek kivonására, mint a magnézium tengervíz. Kicsapódási reakciók még az emberi szervezetben is előfordulnak antitestek és antigének között. Azonban a környezetet, amelyben ez történik, még mindig a világ minden tájáról származó tudósok tanulmányozzák.

Az első példa

Be kell fejezni a kettős helyettesítő reakciót, majd csökkenteni kell a tiszta ion egyenletére.

Először is meg kell jósolni ennek a reakciónak a végtermékeit a kettős helyettesítési folyamat ismerete alapján. Ehhez meg kell emlékezni, hogy a kationok és anionok "switch partnerek".

Másodszor, érdemes a reagenseket teljes értékű Ionos formájukra osztani, mivel vizes oldatban léteznek. Ne felejtsük el egyensúlyba hozni mind az elektromos töltést, mind az atomok teljes számát.

Végül be kell vonnia az összes nézői iont (ugyanazokat a molekulákat, amelyek a képlet mindkét oldalán előfordulnak, amelyek nem változtak). Ebben az esetben ezek olyan anyagok, mint a nátrium és a klór. A végső ionos egyenlet így néz ki.

Szükség van a kettős szubsztitúciós reakció befejezésére is, majd ismét a tiszta ionegyenletre kell csökkenteni.

Általános problémamegoldás

Ennek a reakciónak a várható termékei a CoSO4 és az NCL az oldhatósági szabályokból, a COSO4 teljesen lebomlik, mert a 4. bekezdés kimondja, hogy a szulfátok (SO2–4) nem telepednek le vízben. Hasonlóképpen meg kell állapítani, hogy az NCL komponens az 1. és 3. posztulátum alapján megoldható (csak az első szakasz idézhető bizonyítékként). A kiegyenlítés után a kapott egyenlet a következő formában van.

Egy további lépéshez érdemes az összes komponenst Ionos formájukra osztani, mivel vizes oldatban léteznek. És kiegyensúlyozza a töltést és az atomokat. Ezután törölje az összes nézői iont (azokat, amelyek komponensként jelennek meg az egyenlet mindkét oldalán).

Nincs csapadék reakció

Ez a konkrét példa azért fontos, mert minden reagens és termék vizes, ami azt jelenti, hogy kizárják őket a tiszta Ionos egyenletből. Ott nincs szilárd üledék. Következésképpen nem következik be csapadékreakció.

A potenciálisan kettős elmozdulási reakciókhoz teljes Ionos egyenletet kell írni. Feltétlenül vegye fel az anyag állapotát a megoldásba, ez segít az egyensúly elérésében az Általános képletben.

Megoldások

1. Függetlenül a fizikai állapottól, ennek a reakciónak a termékei Fe (OH)3 és NO3. Az oldhatósági szabályok azt jósolják, hogy az NO3 teljesen bomlik folyadékban ,mert minden nitrát ilyen (ez bizonyítja a második pontot). Ennek ellenére a Fe (Oh)3 oldhatatlan, mivel a hidroxidionok kicsapódása mindig ilyen formában van (a hatodik posztulátum bizonyítható), a Fe pedig nem tartozik a kationok közé, ami a komponens kizárásához vezet. A disszociáció után az egyenlet a következő formában van:

2. A kettős szubsztitúciós reakció eredményeként a termékek Al, CL3 és Ba, SO4, az AlCl3 oldódik, mert kloridot tartalmaz (3. szabály). A B a S O4 azonban nem bomlik folyadékban, mivel a komponens összetételében szulfát van. De a 2 + ion oldhatatlanná teszi, mert ez az egyik kation, amely kivételt okoz a negyedik szabály alól.

Így néz ki a végső egyenlet a kiegyensúlyozás után. A nézőionok eltávolításakor a következő hálózati képletet kapjuk.

3. A kettős szubsztitúciós reakcióból HNO3, valamint ZnI2 termékek képződnek. A szabályok szerint a HNO3 bomlik, mert nitrátot tartalmaz (második posztulátum). A Zn I2 szintén oldódik, mert a jodidok azonosak (3. pont). Ez azt jelenti, hogy mindkét termék vizes (azaz bármilyen folyadékban disszociál), így csapadékreakció nem következik be.

4. Ennek a kettős szubsztitúciós reflexiónak a termékei C A3 (PO4) 2 és N CL. Az 1. szabály kimondja, hogy N CL oldható, a hatodik posztulátum szerint C A3 (PO4)2 nem szétesik.

Pontosan így fog kinézni az ionos egyenlet, amikor a reakció befejeződik. A csapadék eltávolítása után ezt a képletet kapjuk.

5. Ennek a reakciónak az első terméke, a PbSO4, a negyedik szabály szerint oldódik, mert szulfát. A második KNO3 termék folyadékban is bomlik, mert nitrátot tartalmaz (második posztulátum). Ezért nem következik be csapadékreakció.

Kémiai folyamat

A szilárd anyagnak az oldatokból történő kicsapódás során történő elválasztása vagy az összetevő nem széteső formává történő átalakításával, vagy a folyadék összetételének megváltoztatásával történik annak érdekében, hogy csökkentse a benne lévő tárgy minőségét. A kicsapódás és a kristályosodás közötti különbség nagyrészt abban rejlik, hogy a hangsúlyt az oldhatóság csökkenésének folyamatára helyezik-e, vagy arra, hogy a szilárd anyag szerkezete hogyan szerveződik.

Bizonyos esetekben szelektív Csapadék használható eltávolítása a keverék interferenciája. Az oldathoz kémiai reagenst adunk, amely szelektíven reagál az interferenciával, csapadékot képezve. Ezután fizikailag elválasztható a keveréktől.

A csapadékot gyakran használják a fémionok vizes oldatokból történő eltávolítására: folyékony sókomponensben, például ezüst-nitrátban jelen lévő ezüstionok, amelyeket klórmolekulák hozzáadásával kicsapnak, feltéve, hogy például nátriumot használnak. Az első komponens ionjai, a második pedig ezüst-kloridot képeznek, amely vegyület nem oldódik vízben. Hasonlóképpen, a báriummolekulákat kalcium-oxalát kicsapásával alakítják át. Rendszereket fejlesztettek ki a fémionok keverékeinek elemzésére olyan reagensek egymást követő alkalmazásával, amelyek specifikus anyagokat vagy kapcsolódó csoportjaikat kicsapják.

Sok esetben lehetőség van olyan körülmények kiválasztására, amelyek mellett az anyagot nagyon tiszta és könnyen elválasztható formában helyezik el. Az ilyen üledékek izolálása és tömegük meghatározása pontos lerakódási módszerek, a különböző vegyületek számának megtalálása.

Amikor egy szilárd anyagot több komponenst tartalmazó oldatból próbálnak elválasztani, a nemkívánatos komponenseket gyakran beépítik a kristályokba, ami csökkenti azok tisztaságát és rontja az elemzés pontosságát. Az ilyen szennyeződés csökkenthető híg oldatokkal végzett műveletek végrehajtásával és kicsapószer lassú hozzáadásával. A hatékony technikát homogén lerakódásnak nevezik, amelyben az oldatban szintetizálódik, nem pedig mechanikusan. Nehéz esetekben szükség lehet A szennyezett üledék elkülönítésére, újra feloldására, valamint csapadékra. A legtöbb zavaró anyagot az eredeti komponensben távolítják el, a második kísérletet teljes hiányukban hajtják végre.

Ezenkívül a reakció nevét a kicsapási reakció eredményeként képződő szilárd komponens adja.

Az anyagok bomlásának befolyásolásához egy vegyületben csapadékra van szükség egy oldhatatlan vegyület kialakításához, amelyet két só kölcsönhatása vagy a hőmérséklet változása hoz létre.

Az ionok ilyen lerakódása azt jelezheti, hogy kémiai reakció történt, de akkor is megtörténhet, ha az oldott anyag koncentrációja meghaladja a teljes bomlás frakcióját. Az akció megelőzi a csírázásnak nevezett eseményt. Amikor kis oldhatatlan részecskék aggregálódnak egymással, vagy egy felület felső részét képezik egy felülettel, például egy tartály falával vagy magkristályával.

Főbb megállapítások: a csapadék meghatározása a kémiában

Ebben a tudományban ez az összetevő mind ige, mind főnév. A csapadék valamilyen oldhatatlan vegyület képződése, akár a kombináció teljes bomlásának csökkentésével, akár két sókomponens kölcsönhatásával.

A szilárd anyag fontos funkciót tölt be. Mivel a kicsapódási reakció eredményeként keletkezik, csapadéknak nevezik. A szilárd anyagot sók tisztítására, eltávolítására vagy kivonására használják. Szintén ami a gyártást illeti a pigmentek azonosítása és az anyagok azonosítása A kvalitatív elemzésben.

Üledék kontra Csapadék, fogalmi berendezés

A terminológia kissé zavarónak tűnhet. Így működik: az oldatból származó szilárd anyag képződését csapadéknak nevezzük. A kémiai komponenst, amely felébreszti a kemény bomlást folyékony állapotban, kicsapónak nevezzük. Ha az oldhatatlan vegyület részecskemérete nagyon kicsi, vagy a gravitáció nem elegendő ahhoz, hogy a kristályos komponenst a tartály aljára húzza, akkor a csapadék egyenletesen elosztható a folyadék felett, szuszpenziót képezve. Az ülepedés minden olyan eljárásra utal, amely elválasztja a csapadékot az oldat vizes részétől, amelyet felülúszónak neveznek. . Az ülepítés általános módszere a centrifugálás. Miután a csapadékot extraháltuk, a kapott port "virágnak"nevezhetjük.

Egy másik példa a kommunikáció kialakítására

Az ezüst-nitrát és a nátrium-klorid vízben való keverése miatt az ezüst-klorid szilárd anyagként kiesik az oldatból. Vagyis ebben a példában a csapadék XC.

Kémiai reakció írásakor a csapadék jelenlétét a következő tudományos képlet jelzi lefelé mutató nyíllal.

Csapadék felhasználása

Ezek az összetevők felhasználhatók egy kation vagy anion azonosítására egy sóban egy kvalitatív elemzés részeként. Ismeretes, hogy az átmenetifémek különböző színű csapadékokat képeznek az elemi azonosságuktól és az oxidáció mértékétől függően. A csapadékreakciókat elsősorban a sók vízből történő eltávolítására használják. Valamint a termékek elkülönítésére és a pigmentek előállítására. Ellenőrzött körülmények között a kicsapási reakció tiszta csapadékkristályokat eredményez. A kohászatban ötvözetek keményítésére használják őket.

Hogyan lehet visszaállítani az üledéket

Vannak több a szilárd anyag kivonására használt lerakódási módszerek:

1. Szűrés. Ezzel a művelettel a csapadékot tartalmazó oldatot a szűrőre öntjük. Ideális esetben a szilárd anyag a papíron marad, és a folyadék áthalad rajta. A tartály lehet öblíteni, majd öntjük rá a szűrőt, hogy segítsen helyreállítási. Mindig van némi veszteség a folyadékban való feloldódás, a papíron való áthaladás vagy a vezetőképes anyaghoz való tapadás miatt.
2. Centrifugálás: e művelet során az oldat gyorsan forog. A technika működéséhez a szilárd csapadéknak sűrűbbnek kell lennie, mint a folyadéknak. A tömörített komponenst az összes víz kiöntésével lehet előállítani. Általában a veszteségek kisebbek, mint a szűrés során. A centrifugálás jól működik kis mintaméretekkel.
3. Dekantálás: ezzel a művelettel a folyadékréteget kiöntik vagy kiszívják az üledékből. Bizonyos esetekben további oldószert adunk a víz szilárd anyagtól való elválasztásához. A dekantálás centrifugálás után a teljes komponenssel használható.

Csapadék öregedése

Az emésztésnek nevezett folyamat akkor következik be, amikor egy friss szilárd anyagot hagyunk az oldatában maradni. Általában a teljes folyadék hőmérséklete emelkedik. A rögtönzött emésztés nagyobb tisztaságú részecskéket eredményezhet. Az eredményhez vezető folyamat a következő néven ismert "Ostwald érés".