Depozice je... Popis procesu, rychlost, funkce

Srážení je vytvoření pevné látky z roztoku. Zpočátku reakce probíhá v kapalném stavu, po kterém se vytvoří určitá látka, která se nazývá "sraženina". Chemická složka, která způsobuje její tvorbu, má vědecký termín jako "srážka". Bez dostatečné gravitace (usazování), aby se tuhé částice spojily, zůstává sediment v suspenzi.

Po depozici, zejména při použití odstředivky k lisování do kompaktní hmoty, lze sediment nazvat "peletou". Může být použit jako médium. Kapalina, která zůstává nad pevnou látkou bez srážek, se nazývá "supernatant". Depozice jsou prášky získané ze zbytkových hornin. Oni byli také historicky známí jako "květiny". Když se pevná látka objeví ve formě chemicky ošetřených celulózových vláken, je tento proces často označován jako regenerace.

Rozpustnost prvku

Někdy tvorba sedimentu naznačuje výskyt jakékoli chemické reakce. Pokud se srážení z roztoků dusičnanu stříbrného nalije do kapaliny chloridu sodného, dojde k chemické reflexi za vzniku bílé sraženiny z drahého kovu. Když kapalný jodid draselný reaguje s látkou dusičnanu olovnatého (II), vytvoří se žlutá sraženina jodidu olovnatého (II).

K srážení může dojít, pokud koncentrace sloučeniny překročí její rozpustnost (například smícháním různých složek nebo změnou jejich teploty). Úplné vysrážení může nastat rychle pouze z přesyceného roztoku.

V pevných látkách dochází k procesu, pokud je koncentrace jednoho produktu nad limitem rozpustnosti v jiném hostitelském těle. Například kvůli rychlému ochlazení nebo implantaci iontů je teplota dostatečně vysoká, aby difúze mohla vést k separaci látek a tvorbě sraženin. Úplná depozice v pevných látkách se běžně používá pro syntézu nanoklastrů.

Přesycení kapaliny

Důležitým krokem procesu depozice je začátek nukleace. Vytvoření hypotetické pevné částice zahrnuje vytvoření rozhraní, které samozřejmě vyžaduje určitou energii založenou na relativním povrchovém pohybu pevné látky i roztoku. Pokud není k dispozici vhodná nukleační struktura, dojde k přesycení.

Příklad depozice: měď z drátu, který je vytlačován stříbrem do roztoku dusičnanu kovového, do kterého je ponořen. Po těchto experimentech se pevný materiál samozřejmě vysráží. K výrobě pigmentů lze použít depoziční reakce. A také k odstranění solí z vody během jejího zpracování a v klasické kvalitativní anorganické analýze. Takto dochází k depozici mědi.

Krystaly porfyrinu

Sraženiny jsou také užitečné během uvolňování reakčních produktů, když dochází ke zpracování. V ideálním případě jsou tyto látky nerozpustné v reakční složce.

Tímto způsobem se pevná látka při tvorbě vysráží, nejlépe vytváří čisté krystaly. Příkladem toho je syntéza porfyrinů ve vroucí kyselině propionové. Když se reakční směs ochladí na pokojovou teplotu, krystaly této složky spadnou na dno nádoby.

Srážení může také nastat, když je přidáno Anti-rozprašovač, což drasticky snižuje absolutní vodnost požadovaného produktu. Poté lze pevnou látku snadno oddělit filtrací, dekantací nebo odstředěním. Příkladem je syntéza chloridu chromitého tetrafenylporfyrinu: voda se přidává do reakčního roztoku DMF a produkt se vysráží. Depozice je také užitečná při čištění všech složek: nerafinovaný bdim-cl se zcela rozpadá v acetonitrilu a vypouští se do ethylacetátu, kde se vysráží. Další důležitou aplikací Anti-rozpouštědla je srážení ethanolomýza DNA.

V metalurgii je depozice z pevného roztoku také užitečným způsobem kalení slitin. Tento proces rozpadu je známý jako posílení pevné složky.

Reprezentace pomocí chemických rovnic

Příklad srážecí reakce: vodný dusičnan stříbrný (AgNO 3) se přidává do roztoku obsahujícího chlorid draselný (KCl), dochází k rozpadu bílé pevné látky, ale již stříbra (AgCl).

To zase tvořilo ocelovou složku, která je pozorována ve formě sedimentu.

Tato srážecí reakce může být zaznamenána se zaměřením na disociované molekuly ve sloučeném roztoku. Tomu se říká iontová rovnice.

Poslední způsob vytvoření takové reakce je známý jako čistá vazba.

Srážky různých barev

Zelené a červenohnědé skvrny na vzorku vápencového jádra odpovídají pevným látkám oxidů a hydroxidů Fe 2+ a Fe 3+.

Mnoho sloučenin obsahujících kovové ionty produkuje srážky s výraznými barvami. Níže jsou uvedeny typické odstíny pro různé depozice kovů. Mnoho z těchto sloučenin však může produkovat barvy velmi odlišné od těch uvedených.

Ostatní sdružení obvykle tvoří bílé srážky.

Aniontová a kationtová analýza

Tvorba sedimentu je užitečná při detekci typu kationtu v soli. Za tímto účelem alkálie nejprve reaguje s neznámou složkou za vzniku pevné látky. Jedná se o srážení hydroxidu dané soli. Pro identifikaci kationtu je zaznamenána barva sraženiny a její rozpustnost v přebytku. Podobné procesy se často používají v sekvenci-například směs dusičnanu barnatého bude reagovat se síranovými ionty za vzniku pevné sraženiny síranu barnatého, což naznačuje pravděpodobnost, že druhé látky jsou přítomny v hojnosti.

Proces trávení

Stárnutí sraženiny nastává, když v roztoku, ze kterého vypadne, zůstane nově vytvořená složka, obvykle při vyšší teplotě. To vede k čistším a větším depozicím částic. Fyzikálně-chemický proces, který je základem trávení, se nazývá Ostwaldovo zrání. Zde lze uvést příklad srážení proteinů.

Tato reakce se provádí, když se kationty a anionty v hydrofytickém roztoku spojí za vzniku nerozpustného heteropolárního pevného prvku zvaného sraženina. Zda je podobná reakce provedena nebo chybí, je možné stanovit použitím principů vodnosti pro běžné molekulární pevné látky. Protože ne všechny vodné reakce tvoří sraženiny, je nutné se seznámit s pravidly rozpustnosti před určením stavu produktů a napsáním celkové iontové rovnice. Schopnost předpovědět tyto reakce umožňuje vědcům určit, které ionty jsou v roztoku přítomny. A také to pomáhá průmyslové podniky vytvářejte chemikálie extrakcí složek z těchto reakcí.

Vlastnosti různých srážek

Jsou to nerozpustné iontové pevné reakční produkty vytvořené kombinací určitých kationtů a aniontů ve vodném roztoku. Určující faktory tvorby sedimentu se mohou lišit. Některé reakce závisí na teplotě, například roztoky používané pro pufry, zatímco jiné mají vazbu pouze na koncentraci roztoku. Pevné látky produkované v depozičních reakcích jsou krystalické složky a mohou být suspendovány v celé kapalině nebo spadnout na dno roztoku. Zbývající voda se nazývá supratemporální. Dva prvky konzistence (sediment a supernatant) mohou být distribuovány různými metodami, jako je filtrace, ultracentrifugace nebo odsávání.

Interakce depozice a dvojité substituce

Aplikace zákonů rozpustnosti vyžaduje představu, jak ionty reagují. Většina interakcí depozice je proces jedné substituce nebo dvojité substituce. K první variantě dochází, když se dvě iontová činidla disociují a váží se na odpovídající anion nebo kation jiné látky. Molekuly se navzájem nahrazují na základě svých nábojů jako kation nebo anion. To lze považovat za "přepínání partnerů". To znamená, že každé ze dvou činidel "ztratí" svého společníka a vytvoří vazbu s druhým, takže například dochází k chemické depozici sirovodíkem.

Dvojitá substituční reakce je konkrétně klasifikována jako proces vytvrzování, když se dotyčná chemická rovnice objeví ve vodném roztoku a jeden z vytvořených produktů je nerozpustný. Příklad takového procesu je uveden níže.

Obě činidla jsou vodná a jeden produkt je pevný. Protože všechny složky jsou iontové a kapalné, disociují se, a proto se mohou navzájem úplně rozpustit. Existuje však šest principů vodnosti, které se používají k předpovědi, které molekuly jsou nerozpustné při srážení ve vodě. Tyto ionty tvoří pevný sediment v celkové směsi.

Pravidla rozpustnosti, rychlost srážení

Je reakce tvorby sedimentu diktovatelným pravidlem vodnosti látek? Ve skutečnosti všechny tyto zákony a odhady poskytují pokyny, které uvádějí, které ionty tvoří pevné látky a které zůstávají ve své původní molekulární formě ve vodném roztoku. Pravidla musí být dodržována shora dolů. To znamená, že pokud je něco neřešitelné (nebo řešitelné) kvůli již prvnímu postulátu, má přednost před následujícími pokyny s vyšším pořadovým číslem.

Bromidy, chloridy a jodidy jsou rozpustné.

Soli obsahující srážení stříbra, olova a rtuti nelze úplně smíchat.

Pokud pravidla uvádějí, že molekula je rozpustná, zůstává ve vodné formě. Pokud je však složka nemísitelná podle výše popsaných zákonů a postulátů, pak tvoří pevnou látku s předmětem nebo kapalinou z jiného činidla. Pokud je prokázáno, že všechny ionty v jakékoli reakci jsou rozpustné, nedochází k procesu srážení.

Čisté iontové rovnice

Abychom porozuměli definici tohoto pojmu, je třeba připomenout zákon pro reakci dvojité substituce, která byla uvedena výše. Protože tato konkrétní směs je metoda depozice, mohou být stavy hmoty přiřazeny každé proměnné páru.

Prvním krokem k napsání čisté iontové rovnice je rozdělení rozpustných (vodných) činidel a produktů na jejich příslušné kationty a anionty. Sraženiny se nerozpouštějí ve vodě, takže se pevná látka nesmí oddělit. Výsledné pravidlo je následující.

Ve výše uvedené rovnici jsou ionty a + A D-přítomny na obou stranách vzorce. Nazývají se také divácké molekuly, protože během reakce zůstávají nezměněny. Protože právě oni procházejí rovnicí beze změny. To znamená, že je lze vyloučit, aby se ukázal vzorec bezchybné molekuly.

Čistá iontová rovnice ukazuje pouze depoziční reakci. A síťový molekulární vzorec musí být nutně vyvážen na obou stranách nejen z hlediska atomů prvků, ale také při pohledu na stranu elektrického náboje. Srážkové reakce jsou obvykle reprezentovány výhradně iontovými rovnicemi. Pokud jsou všechny produkty vodné, nelze napsat čistý molekulární vzorec. A to se děje, protože všechny ionty jsou vyloučeny jako produkty diváka. Proto přirozeně nedochází k žádné srážecí reakci.

Aplikace a příklady

Depoziční reakce jsou užitečné při určování, zda je v roztoku přítomen velmi potřebný prvek. Pokud se vytvoří sediment, například když chemická látka reaguje s olovem, může být přítomnost této složky ve vodních zdrojích testována přidáním chemické látky a kontrolou tvorby sedimentu. Kromě toho lze depoziční reflexi použít k extrakci prvků, jako je hořčík, z mořská voda. Srážkové reakce se dokonce vyskytují v lidském těle mezi protilátkami a antigeny. Prostředí, ve kterém se to stane, však vědci z celého světa stále studují.

První příklad

Je nutné dokončit dvojitou substituční reakci a poté ji redukovat na čistou iontovou rovnici.

Nejprve je nutné předpovědět konečné produkty této reakce pomocí znalostí o procesu dvojité substituce. K tomu si musíte pamatovat, že kationty a anionty "přepínají partnery".

Za druhé, stojí za to rozdělit reaktanty na jejich plné iontové formy, protože existují ve vodném roztoku. A také nezapomeňte vyvážit jak elektrický náboj, tak celkový počet atomů.

Nakonec je třeba zahrnout všechny ionty diváka (stejné molekuly, které se vyskytují na obou stranách vzorce, které se nezměnily). V tomto případě jde o látky jako sodík a chlor. Konečná iontová rovnice vypadá takto.

Je také nutné dokončit dvojitou substituční reakci a poté ji opět zredukovat na čistou iontovou rovnici.

Obecné řešení problémů

Předpokládanými produkty této reakce jsou CoSO4 a NCL z pravidel rozpustnosti, COSO4 se zcela rozpadá, protože bod 4 uvádí, že sírany (SO2–4) se neusazují ve vodě. Podobně je třeba zjistit, že komponenta NCL je řešitelná na základě postulátu 1 a 3 (jako důkaz lze uvést pouze první pasáž). Po vyvážení má výsledná rovnice následující podobu.

Pro další krok stojí za to rozdělit všechny složky na jejich iontové formy, protože budou existovat ve vodném roztoku. Stejně jako vyvážení náboje a atomů. Poté zrušte všechny ionty diváka (ty, které se objevují jako komponenty na obou stranách rovnice).

Žádná srážková reakce

Tento konkrétní příklad je důležitý, protože všechna činidla a produkty jsou vodné, což znamená, že jsou vyloučeny z čisté iontové rovnice. Nevytváří se žádný pevný sediment. Proto nedochází k žádné srážecí reakci.

Je třeba napsat celkovou iontovou rovnici pro potenciálně dvojité offsetové reakce. Nezapomeňte zahrnout stav hmoty do řešení, pomůže to dosáhnout rovnováhy v obecném vzorci.

Rozhodnutí

1. Bez ohledu na fyzický stav jsou produkty této reakce Fe (OH) 3 a NO3. Pravidla rozpustnosti předpovídají, že NO3 se v kapalině úplně rozpadá ,protože všechny dusičnany jsou (to dokazuje druhý bod). Fe (O H) 3 je však nerozpustný, protože srážení hydroxidových iontů má vždy tuto formu (jako důkaz lze uvést šestý postulát) a Fe není jedním z kationtů, což vede k vyloučení složky. Po disociaci má rovnice následující podobu:

2. V důsledku dvojité substituční reakce jsou produkty Al, CL3 a Ba, SO4, AlCL3 rozpustné, protože obsahují chlorid (pravidlo 3). B A S O4 se však nerozpadá v kapalině, protože složka má ve svém složení síran. Ale ve 2 + je iont také nerozpustný, protože je to jeden z kationtů, který vyvolává výjimku ze čtvrtého pravidla.

Takto vypadá konečná rovnice po vyvážení. A při odstraňování diváckých iontů se získá následující síťový vzorec.

3. Z dvojité substituční reakce se tvoří produkty HNO3 a ZnI2. Podle pravidel se HNO3 rozpadá, protože obsahuje dusičnan (druhý postulát). A Zn I2 je také rozpustný, protože jodidy jsou stejné (bod 3). Disociují v jakékoli kapalině), a tak nedochází k žádné srážecí reakci.

4. Produkty této dvojité substituční reflexe jsou C A3 (PO4)2 A N CL. Pravidlo 1 uvádí, že N CL je rozpustný a podle šestého postulátu se C A3(PO4)2 nerozpadá.

Je to druh, který bude mít iontovou rovnici, když je reakce dokončena. A po vyloučení depozice se získá takový vzorec.

5. První produkt této reakce, PbSO4, je rozpustný podle čtvrtého pravidla, protože se jedná o síran. Druhý produkt KNO3 se také rozpadá v kapalině, protože obsahuje dusičnan (druhý postulát). Proto nedochází k žádné srážecí reakci.

Chemický proces

K danému působení separace pevné látky při srážení z roztoků dochází buď přeměnou složky na nerozpadající se formu, nebo změnou složení kapaliny, aby se snížila kvalita předmětu v ní. Rozdíl mezi srážením a krystalizací je do značné míry kladen důraz na proces, kterým je rozpustnost snížena, nebo na to, aby se struktura pevné látky stala organizovanou.

V některých případech mohou být použity selektivní srážky pro odstranění interference ze směsi. K roztoku se přidá chemické činidlo a selektivně reaguje s interferencí za vzniku sraženiny. Poté může být fyzicky oddělen od směsi.

Sraženiny se často používají k odstranění kovových iontů z vodných roztoků: ionty stříbra přítomné v kapalné solné složce, jako je dusičnan stříbrný, který se vysráží přidáním molekul chloru, za předpokladu, že se použije například sodík. Ionty první složky a druhé složky se spojí a vytvoří chlorid stříbrný, sloučeninu, která se nerozpustí ve vodě. Podobně jsou molekuly barya přeměněny srážením vápníku oxalátem. Byly vyvinuty schémata pro analýzu směsí kovových iontů postupnou aplikací činidel, která ukládají specifické látky nebo jejich související skupiny.

V mnoha případech lze zvolit jakékoli podmínky, za kterých se látka vysráží ve velmi čisté a snadno oddělitelné formě. Izolace takových srážek a stanovení jejich hmotnosti jsou přesné metody srážení, nalezení množství různých sloučenin.

Při pokusech o oddělení pevné látky z roztoku obsahujícího více složek jsou nežádoucí složky často začleněny do krystalů, což snižuje jejich čistotu a zhoršuje přesnost analýzy. Takové znečištění lze snížit prováděním operací se zředěnými roztoky a pomalým přidáváním srážecího činidla. Účinná technika se nazývá homogenní depozice, při kterém syntetizuje se v roztoku, místo aby se přidával mechanicky. V obtížných případech může být nutné izolovat kontaminovanou sraženinu, znovu ji rozpustit a také ji srážet. Většina interferujících látek je odstraněna v původní složce a druhý pokus je proveden v jejich úplné nepřítomnosti.

Název reakce je navíc dán pevnou složkou, která je vytvořena srážkovou reakcí.

K ovlivnění rozpadu látek ve sloučenině je nutná sraženina za vzniku nerozpustné sloučeniny, buď vytvořená interakcí dvou solí nebo změnou teploty.

Toto srážení iontů může naznačovat, že došlo k chemické reakci, ale může se také stát, pokud koncentrace rozpuštěné látky překročí její podíl na úplném rozpadu. Akce předchází události zvané nukleace. Když se malé nerozpustné částice navzájem agregují nebo tvoří horní část rozhraní s povrchem, jako je stěna nádoby nebo semenný krystal.

Klíčová zjištění: stanovení srážek v chemii

V této vědě je daná složka sloveso i podstatné jméno. Depozice je tvorba určité nerozpustné sloučeniny buď snížením úplného rozpadu kombinace, nebo prostřednictvím interakcí dvou složek soli.

Pevná látka má důležitou funkci. Protože se tvoří srážkovou reakcí a nazývá se sraženina. Pevná látka se používá k čištění, odstraňování nebo extrakci solí. A také pro výrobu pigmentů a identifikace látek v kvalitativní analýze.

Sediment vs depozice, pojmový aparát

Terminologie se může zdát trochu matoucí. Takto to funguje: tvorba pevné látky z roztoku se nazývá sraženina. A chemická složka, která probouzí tuhý rozpad v kapalném stavu, se nazývá srážeč. Pokud je velikost částic nerozpustné sloučeniny velmi malá nebo gravitace nestačí k tažení krystalické složky na dno nádoby, může být sediment rovnoměrně rozložen na kapalinu a vytvořit suspenzi. Sedimentace označuje jakýkoli postup, který odděluje sediment od vodné části roztoku, která se nazývá supernatant. Běžnou metodou sedimentace je odstředění. Jakmile je sraženina extrahována, výsledný prášek lze nazvat "květ".

Další příklad vzdělávání komunikace

Míchání dusičnanu stříbrného a chloridu sodného ve vodě způsobí, že chlorid stříbrný vypadne z roztoku jako pevná látka. To znamená, že v tomto příkladu je sediment XC.

Při psaní chemické reakce může být přítomnost spadu označena následujícím vědeckým vzorcem se šipkou dolů.

Využití srážek

Tyto složky mohou být použity k identifikaci kationtu nebo aniontu v soli jako součást kvalitativní analýzy. Je známo, že přechodné kovy tvoří různé barvy srážek na základě jejich elementární identity a oxidačního stavu. Depoziční reakce se používají hlavně k odstranění solí z vody. A také pro zvýraznění produktů a pro přípravu pigmentů. Za kontrolovaných podmínek vytváří srážecí reakce čisté krystaly sedimentu. V metalurgii se používají k kalení slitin.

Jak obnovit sediment

Je více metoda depozice používané k extrakci pevné látky:

1. Filtrování. Při této akci se roztok obsahující sraženinu nalije na filtr. V ideálním případě zůstane pevná látka na papíře a kapalina jím prochází. Nádoba může být opláchnuta a nalita na filtr, aby pomohla obnovit. Vždy dochází ke ztrátě buď rozpuštěním v kapalině, průchodem papírem, nebo adhezí k vodivému materiálu.
2. Odstředění: při tomto působení se roztok rychle otáčí. Aby technika fungovala, musí být pevný sediment hustší než kapalina. Zhutněná složka může být vyrobena nalitím veškeré vody. Obvykle jsou ztráty menší než při filtrování. Odstředění funguje dobře s malými velikostmi vzorků.
3. Dekantace: při této akci se kapalná vrstva nalije nebo odsaje ze sedimentu. V některých případech se přidá další rozpouštědlo k oddělení vody od pevné látky. Dekantaci lze použít s celou komponentou po odstředění.

Stárnutí srážek

Proces zvaný vaření nastává, když se čerstvá pevná látka nechá zůstat ve svém roztoku. Obecně se teplota celé kapaliny zvyšuje. Improvizované trávení může produkovat větší částice s vysokou čistotou. Proces, který vede k tomuto výsledku, se nazývá "Ostwaldovo zrání".