Back to chapter

4.9:

Реакции осаждения

JoVE Core
Chemistry
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Chemistry
Precipitation Reactions

Languages

Share

Твердые ионные вещества могут быть водорастворимыми или водонерастворимыми. Водорастворимые ионные твердые частицы растворяются путем разложения или диссоциации на ионы. Затем молекулы воды окружают диссоциированные ионы с образованием водного раствора.Водонерастворимые ионные твердые частицы остаются нерастворенными или недиссоциированными в водных растворах. Если смешивание водных растворов двух различных ионных соединений приводит к химической реакции, в результате которой образуется нерастворимое ионное твердое вещество, называемое осадком, это является реакцией осаждения. Осадок остается нерастворенным, и его можно отделить от раствора путем фильтрации.Хлорид натрия и нитрат серебра водорастворимые ионные соединения. Водный раствор хлорида натрия содержит ионы натрия и ионы хлорида в их диссоциированных формах. Точно так же водный раствор нитрата серебра содержит диссоциированные ионы серебра и ионы нитрата.Когда два раствора смешиваются, полученный раствор содержит все четыре иона:катионы натрия и серебра, а также анионы хлорида и нитрата. Поскольку противоположно заряженные ионы притягиваются друг к другу, катион каждого реагента может формировать пары с анионом другого реагента, с образованием новых ионных продуктов. Таким образом, катионы натрия соединяются с нитрат-анионами с образованием нитрата натрия, а катионы серебра соединяются с хлорид-анионами с образованием хлорида серебра.Обращение к правилам растворимости позволяет нам определить, являются ли ионные продукты водорастворимыми или водонерастворимыми. Согласно этому руководству, все соли нитратов без исключения растворимы в воде. Большинство хлоридных солей растворимы в воде, но соль серебра является исключением.Таким образом, нитрат натрия представляет собой растворимую соль, которая остается в растворе в виде растворенных ионов натрия и нитрат-ионов, а хлорид серебра представляет собой нерастворимую соль, которая выпадает в осадок из раствора. Молекулярное уравнение этой реакции осаждения предполагает, что водный раствор хлорида натрия реагирует с водным раствором нитрата серебра с образованием водного нитрата натрия и твердого хлорида серебра. Это пример реакции обмена солей, которую также называют реакцией двойного вытеснения.Реакция обмена солей это химический процесс, в котором положительные и отрицательные ионы двух ионных реагентов обмениваются своими составными частями, с образованием двух новых ионных продуктов. В этой реакции катионы натрия и серебра обмениваются составными частями, связываясь с нитратными и хлоридными анионами, с образованием нитрата натрия и хлорида серебра, соответственно.

4.9:

Реакции осаждения

В реакции осаждения водные растворы растворимых солей реагируют с образованием нерастворимого ионного соединения – осадка. Реакция возникает, когда ионы с противоположным зарядом в растворе преодолевают притяжение к воде и связываются друг с другом, образуя осадок, отделяющийся от раствора. Поскольку такие реакции включают обмен ионами между ионическими соединениями в водном растворе, они также называются реакциями двойного смещения, двойного замещения, обмена или метатезисной реакции (греч. Для “транспонировать”). Реакция на осадки используется в качестве метода анализа для определения ионов металлов в составном и гравиметрическом методах определения состава вещества.  
 
Степень растворения вещества в воде или растворителе количественно выражается как его растворимость, определяемая как максимальная концентрация вещества, которая может быть достигнута при определенных условиях. Говорят, что вещества с относительно большой растворимостью растворимы. Вещество осаждается, когда условия раствора таковы, что его концентрация превышает его растворимость. Говорят, что вещества с относительно низкой растворимостью нерастворимы, и это вещества, которые легко осаждаются из раствора.

Например, осадки наблюдаются при смешивании растворов йодида калия и нитрата свинца, что приводит к образованию твердого йодида свинца:

Это наблюдение соответствует рекомендациям по растворимости: Единственным нерастворимым соединением среди всех вовлеченных является йодид свинца, одно из исключений общей растворимости иодидных солей.

Чистое ионное уравнение, представляющее эту реакцию:

Рекомендации по растворимости можно использовать для прогнозирования того, будет ли реакция осаждения происходить при смешивании растворов растворимых ионных соединений. Достаточно лишь определить все ионы, присутствующие в растворе, а затем рассмотреть возможность катионно-анионного соединения, которое может привести к нерастворимым веществам.  

Например, смешивание растворов нитрата серебра и фторида натрия приведет к тому, что раствор будет содержать ионы AG+, NО3-, Na+ и F. Помимо двух ионных соединений, первоначально присутствующих в растворах, AgNО3 и NaF, из этой коллекции ионов могут быть получены два дополнительных ионных соединения: NaNО3 и AGF. Рекомендации по растворимости указывают на растворимость всех нитратных солей, но AGF является одним из исключений общей растворимости солей фторида. Таким образом, прогнозируется реакция осадков, как описано в следующих уравнениях:

Этот текст был адаптирован из OpenStax Химия 2е изд., раздел 4.2: Классификация химических реакций.