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4.9:

Niederschlagsreaktionen

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Chemistry
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Precipitation Reactions

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Ionische Feststoffe können wasserlöslich oder wasserunlöslich sein. Wasserlösliche ionische Feststoffe lösen sich durch Trennung oder Dissoziation in Ionen auf. Wassermoleküle umgeben dann die dissoziierten Ionen und bilden eine wässrige Lösung.Wasserunlösliche ionische Feststoffe bleiben in wässrigen Lösungen ungelöst oder undissoziiert. Wenn wässrige Lösungen von zwei verschiedenen ionischen Verbindungen gemischt werden, führt das zu einer chemischen Reaktion, die einen unlöslichen ionischen Feststoff die Präzipitation generiert. Es handelt sich um eine Fällungsreaktion.Das Präzipitat bleibt ungelöst und kann durch Filtration von der Lösung getrennt werden. Natriumchlorid und Silbernitrat sind wasserlösliche ionische Verbindungen. Eine wässrige Lösung von Natriumchlorid enthält Natrium-Ionen und Chlorid-Ionen in ihren dissoziierten Formen.Ähnlich, enthält eine wässrige Lösung von Silbernitrat dissoziierte Silber-und Nitrat-Ionen. Wenn die beiden Lösungen vermischt werden, enthält die resultierende Lösung alle vier Ionen:die Natrium-und Silber-Kationen sowie die Chlorid-und Nitrat-Anionen. Da entgegengesetzt geladene Ionen von einander angezogen werden, kann das Kation aus jedem Reaktanten sich mit dem Anion des anderen Reaktanten paaren, um neue ionische Produkte zu bilden.So paaren sich Natrium-Kationen mit Nitrat-Anionen, zur Bildung von Natriumnitrat, und die Silber-Kationen paaren sich mit den Chlorid-Anionen, um Silberchlorid zu bilden. In Bezug auf die Löslichkeitsregeln ist es uns erlaubt zu bestimmen, ob die Ionenprodukte wasserlöslich oder wasserunlöslich sind. Nach diesem Leitfaden sind alle Nitratsalze ausnahmslos wasserlöslich.Die meisten Chloridsalze sind wasserlöslich, aber das Silberchlorid ist eine Ausnahme. Daher ist Natriumnitrat ein lösliches Salz, das als gelöste Natrium-Ionen und Nitrat-Ionen in der Lösung verbleibt, während Silberchlorid, ein unlösliches Salz, aus der Lösung ausfällt. Die Reaktionsgleichung für diese Fällungsreaktion legt nahe, dass wässriges Natriumchlorid mit wässrigem Silbernitrat reagiert, um wässriges Natriumnitrat und festes Silberchlorid zu bilden.Dies ist ein Beispiel für eine Salzmetathese, die auch als Doppele Umsetzung bezeichnet wird. Salzmetathese ist eine chemische Reaktion in dem die positiven und negativen Ionen zweier Salze wechselseitig ausgetauscht werden, um zwei neue ionische Produkte zu bilden. Bei dieser Reaktion tauschen Natrium-und Silberkationen Partner durch Paarung mit Nitrat-und Chlorid-Anionen aus, um Natriumnitrat bzw.Silberchlorid zu bilden.

4.9:

Niederschlagsreaktionen

In a precipitation reaction, aqueous solutions of soluble salts react to give an insoluble ionic compound – the precipitate. The reaction occurs when oppositely charged ions in solution overcome their attraction for water and bind to each other, forming a precipitate that separates out from the solution. Since such reactions involve the exchange of ions between ionic compounds in aqueous solution, they are also referred to as double displacement, double replacement, exchange reactions, or metathesis reactions (Greek for “to transpose”). A precipitation reaction is used as an analysis technique to identify metal ions in a compound and gravimetric methods for determining the composition of matter.  
 
The extent to which a substance may be dissolved in water, or any solvent, is quantitatively expressed as its solubility, defined as the maximum concentration of a substance that can be achieved under specified conditions. Substances with relatively large solubilities are said to be soluble. A substance will precipitate when solution conditions are such that its concentration exceeds its solubility. Substances with relatively low solubilities are said to be insoluble, and these are the substances that readily precipitate from solution.

For example, precipitation is observed when solutions of potassium iodide and lead nitrate are mixed, resulting in the formation of solid lead iodide:

Eq1

This observation is consistent with the solubility guidelines: The only insoluble compound among all those involved is lead iodide, one of the exceptions to the general solubility of iodide salts.

The net ionic equation representing this reaction is:

Eq2

The solubility guidelines may be used to predict whether a precipitation reaction will occur when solutions of soluble ionic compounds are mixed together. One merely needs to identify all the ions present in the solution and then consider if possible cation-anion pairing could result in an insoluble compound. 

For example, mixing solutions of silver nitrate and sodium fluoride will yield a solution containing Ag+, NO3, Na+, and F ions. Aside from the two ionic compounds originally present in the solutions, AgNO3 and NaF, two additional ionic compounds may be derived from this collection of ions: NaNO3 and AgF. The solubility guidelines indicate all nitrate salts are soluble but that AgF is one of the exceptions to the general solubility of fluoride salts. A precipitation reaction, therefore, is predicted to occur, as described by the following equations:

Eq3

Eq4

This text is adapted from OpenStax Chemistry 2e, Section 4.2: Classifying Chemical Reactions.