Что такое осадок в уравнении реакции

Качественные реакции

О чем эта статья:

Что такое качественная реакция

Предположим, у нас есть две пробирки — с водой и с гидроксидом натрия (каустической содой). Можно ли отличить один раствор от другого? Можно, если подобрать правильный реагент, с которым один раствор будет реагировать, а другой нет, или на который эти вещества будут реагировать по-разному.

Для таких целей подойдут не все реагенты. Например, если смешать гидроксид натрия с соляной кислотой, реакция произойдет: NaOH + HCl = NaCl + H₂O. Но внешне она никак не проявится — два прозрачных раствора образуют такой же прозрачный третий. Такой реагент не подходит.

Если же смешать гидроксид натрия с хлоридом магния, результат химической реакции будет заметен невооруженным глазом. Характерным признаком станет образование белого осадка: 2NaOH + MgCl₂ = Mg(OH)₂ + 2NaCl. При смешивании хлорида магния с водой белый осадок не образуется. Значит, этот реагент позволяет отличить один раствор от другого.

Качественными называются реакции, позволяющие идентифицировать в исследуемом объекте определенные атомы, молекулы, функциональные группы и т. д. Идентификация происходит по внешним проявлениям, которые сопровождают реакцию: выделение газа, изменение цвета раствора, образование осадка, появление специфического запаха и др.

Качественные реакции — это простой и быстрый способ узнать качественный состав раствора или другого сложного вещества.

Качественный анализ

Определение состава того или иного вещества с помощью качественной реакции называют качественным анализом. В химии он часто используется перед количественным анализом, а также для того, чтобы понять, как можно разделить смесь.

Исследуемые объекты могут представлять собой твердые, жидкие или газообразные вещества, и в зависимости от этого качественный анализ проводится разными методами:

сухим способом — например, если внести пробу вещества в пламя горелки и отследить, как изменился цвет пламени;

мокрым способом — путем преобразования вещества в раствор.

Русский химик Ф. М. Флавицкий также предложил сухой метод растирания твердого исследуемого объекта с реактивом. Если реакция будет качественной, появятся характерные признаки: изменение цвета смеси, выделение газа и т. д.

Правила растворимости химических соединений

Сухим способом обычно проводят анализ в полевых условиях, а в лабораториях чаще использую растворы. Поэтому для изучения качественных реакций в химии (неорганической и органической) желательно знать правила растворимости сложных веществ. Наизусть учить, конечно, их не стоит — можно воспользоваться таблицей растворимости, которая приведена ниже.

Растворимы:

абсолютно все нитраты;

большинство солей аммония, натрия, калия (но есть исключения, например — гексанитритокобальтат (III) калия K₃[Co(NO₂)₆]);

соли йодидной, хлороводородной и бромоводородной кислоты (но галогениды свинца (II), ртути (I) и серебра обладают умеренной растворимостью);

почти все сульфаты, кроме BaSO₄, SrSO₄, PbSO₄ (при этом CaSO₄ и Ag₂SO₄ умеренно растворимы).

Нерастворимы:

любые сульфиды, кроме сульфидов щелочных и щелочноземельных металлов, а также (NH₄)₂S;

любые гидроксиды, кроме гидроксидов щелочных металлов (умеренной растворимостью отличаются Sr(OH)₂, Ca(OH)₂, Ba(OH)₂);

Качественные реакции органических веществ

В органической химии качественные реакции позволяют за считанные минуты определить класс соединения — узнать, относится ли исследуемый объект к спиртам, углеводам, альдегидам и т. д. По внешним эффектам судят о присутствии функциональных групп органических соединений в смеси или в растворе.

Белковые соединения при горении издают запах жженой шерсти. При добавлении концентрированной азотной кислоты они окрашивают раствор в ярко-желтый цвет, также характерно образование желтого осадка (ксантопротеиновая реакция). А если соединить в растворе белки со свежеосажденным гидроксидом меди (II), получится сине-фиолетовая смесь.

Глюкоза благодаря содержанию альдегидной группы в реакции с аммиачным раствором оксида серебра образует на стенках пробирки «серебряное зеркало». Вместе со свежеосажденным гидроксидом меди (II) она окрашивает раствор в синий цвет, а если данный раствор нагреть — происходит образование красно-оранжевого осадка.

СН₂ОН — (СНОН)₄ — СОН + Ag₂O = СН₂ОН — (СНОН)₄ — СООН + 2Ag↓ — реакция «серебряного зеркала».

HOСН₂ — (СНOH)₄ — СН = O + 2Cu(OH)₂ ⇒ HOСН₂ — (СНOH)₄ — СOOH + Cu₂O + 2H₂O — реакция глюкозы с гидроксидом меди (II).

Фенол с бромной водой образует белый осадок. Также он вступает в качественную реакцию с раствором соли трехвалентного железа — окрашивает его в фиолетовый цвет.

Углеводы с содержанием крахмала можно узнать по синему цвету раствора при добавлении йода. После нагревания такой раствор теряет цвет, но при охлаждении снова становится синим. Фруктозу можно идентифицировать по реакции с резорцином в растворе c соляной кислотой — смесь приобретает вишневый цвет (проба Селиванова).

Все качественные реакции с органическими соединениями в рамках статьи описать невозможно, но в таблице ниже указаны самые важные из них.

1.4.6. Реакции ионного обмена.

Реакции ионного обмена — реакции в водных растворах между электролитами, протекающие без изменений степеней окисления образующих их элементов.

Необходимым условием протекания реакции между электролитами (солями, кислотами и основаниями) является образование малодиссоциирующего вещества (вода, слабая кислота, гидроксид аммония), осадка или газа.

Расcмотрим реакцию, в результате которой образуется вода. К таким реакциям относятся все реакции между любой кислотой и любым основанием. Например, взаимодействие азотной кислоты с гидроксидом калия:

Исходные вещества, т.е. азотная кислота и гидроксид калия, а также один из продуктов, а именно нитрат калия, являются сильными электролитами, т.е. в водном растворе они существуют практически только в виде ионов. Образовавшаяся вода относится к слабым электролитам, т.е. практически не распадается на ионы. Таким образом, более точно переписать уравнение выше можно, указав реальное состояние веществ в водном растворе, т.е. в виде ионов:

Как можно заметить из уравнения (2), что до реакции, что после в растворе находятся ионы NO₃ − и K + . Другими словами, по сути, нитрат-ионы и ионы калия никак не участвовали в реакции. Реакция произошла только благодаря объединению частиц H + и OH − в молекулы воды. Таким образом, произведя алгебраически сокращение одинаковых ионов в уравнении (2):

Уравнения вида (3) называют сокращенными ионными уравнениями, вида (2) — полными ионными уравнениями, а вида (1) — молекулярными уравнениями реакций.

Фактически ионное уравнение реакции максимально отражает ее суть, именно то, благодаря чему становится возможным ее протекание. Следует отметить, что одному сокращенному ионному уравнению могут соответствовать множество различных реакций. Действительно, если взять, к примеру, не азотную кислоту, а соляную, а вместо гидроксида калия использовать, скажем, гидроксид бария, мы имеем следующее молекулярное уравнение реакции:

Соляная кислота, гидроксид бария и хлорид бария являются сильными электролитами, то есть существуют в растворе преимущественно в виде ионов. Вода, как уже обсуждалось выше, – слабый электролит, то есть существует в растворе практически только в виде молекул. Таким образом, полное ионное уравнение данной реакции будет выглядеть следующим образом:

2H + + 2Cl − + Ba 2+ + 2OH − = Ba 2+ + 2Cl − + 2H₂O

Сократим одинаковые ионы слева и справа и получим:

Разделив и левую и правую часть на 2, получим:

Полученное сокращенное ионное уравнение полностью совпадает с сокращенными ионным уравнением взаимодействия азотной кислоты и гидроксида калия.

При составлении ионных уравнений в виде ионов записывают только формулы:

1) сильных кислот (HCl, HBr, HI, H₂SO₄, HNO₃, HClO₄ ) (список сильных кислот надо выучить!)
2) сильных оснований (гидроксиды щелочных (ЩМ) и щелочно-земельных металлов(ЩЗМ))
3) растворимых солей

В молекулярном виде записывают формулы:

1) Воды H₂O
2) Слабых кислот (H₂S, H₂CO₃, HF, HCN, CH₃COOH (и др. практически все органические)).
3) Слабых оcнований («NH₄OH» и практически все гидроксиды металлов кроме ЩМ и ЩЗМ.
4) Малорастворимых солей (↓) («М» или «Н» в таблице растворимости).
5) Оксидов (и др. веществ, не являющихся электролитами).

Попробуем записать уравнение между гидроксидом железа (III) и серной кислотой. В молекулярном виде уравнение их взаимодействия записывается следующим образом:

Гидроксиду железа (III) соответствует в таблице растворимости обозначение «Н», что говорит нам о его нерастворимости, т.е. в ионном уравнении его надо записывать целиком, т.е. как Fe(OH)₃ . Серная кислота растворима и относится к сильным электролитам, то есть существует в растворе преимущественно в продиссоциированном состоянии. Сульфат железа (III), как и практически все другие соли, относится к сильным электролитам, и, поскольку он растворим в воде, в ионном уравнении его нужно писать в виде ионов. Учитывая все вышесказанное, получаем полное ионное уравнение следующего вида:

Сократив сульфат-ионы слева и справа, получаем:

разделив обе части уравнения на 2 получаем сокращенное ионное уравнение:

Теперь давайте рассмотрим реакцию ионного обмена, в результате которой образуется осадок. Например, взаимодействие двух растворимых солей :

Все три соли – карбонат натрия, хлорид кальция, хлорид натрия и карбонат кальция (да-да, и он тоже) – относятся к сильным электролитам и все, кроме карбоната кальция, растворимы в воде, т.е. есть участвуют в данной реакции в виде ионов:

2Na + + CO₃ 2- + Ca 2+ + 2Cl − = CaCO₃↓+ 2Na + + 2Cl −

Сократив одинаковые ионы слева и справа в данном уравнении, получим сокращенное ионное:

Последнее уравнение отображает причину взаимодействия растворов карбоната натрия и хлорида кальция. Ионы кальция и карбонат-ионы объединяются в нейтральные молекулы карбоната кальция, которые, соединяясь друг с другом, порождают мелкие кристаллы осадка CaCO₃ ионного строения.

Примечание важное для сдачи ЕГЭ по химии

Чтобы реакция соли1 с солью2 протекала, помимо базовых требований к протеканиям ионных реакций (газ, осадок или вода в продуктах реакции), на такие реакции накладывается еще одно требование – исходные соли должны быть растворимы. То есть, например,

реакция не идет, хотя FeS – потенциально мог бы дать осадок, т.к. нерастворим. Причина того что реакция не идет – нерастворимость одной из исходных солей (CuS).

протекает, так как карбонат кальция нерастворим и исходные соли растворимы.

То же самое касается взаимодействия солей с основаниями. Помимо базовых требований к протеканию реакций ионного обмена, для того чтобы соль с основанием реагировали необходима растворимость их обоих. Таким образом:

т.к. Cu(OH)₂ нерастворим, хотя потенциальный продукт CuS был бы осадком.

А вот реакция между NaOH и Cu(NO₃)₂ протекает, так оба исходных вещества растворимы и дают осадок Cu(OH)₂:

Внимание! Ни в коем случае не распространяйте требование растворимости исходных веществ дальше реакций соль1+ соль2 и соль + основание.

Например, с кислотами выполнение этого требования не обязательно. В частности, все растворимые кислоты прекрасно реагируют со всеми карбонатами, в том числе нерастворимыми.

1) Соль1+ соль2 — реакция идет если исходные соли растворимы, а в продуктах есть осадок
2) Соль + гидроксид металла – реакция идет, если в исходные вещества растворимы и в продуктах есть осадок или гидроксид аммония.

Рассмотрим третье условие протекания реакций ионного обмена – образование газа. Строго говоря, только в результате ионного обмена образование газа возможно лишь в редких случаях, например, при образовании газообразного сероводорода:

В большинстве же остальных случаев газ образуется в результате разложения одного из продуктов реакции ионного обмена. Например, нужно точно знать в рамках ЕГЭ, что с образованием газа в виду неустойчивости разлагаются такие продукты, как H₂CO₃, «NH₄OH» и H₂SO₃:

(«NH₄OH» — такая запись формулы в кавычках подразумевает, что в реальности вещества с такой формулой не существует. Формула используется для большей простоты промежуточных записей. В реальности вместо «гидроксида аммония» правильнее писать формулу гидрата аммиака NH₃·H₂O).

Другими словами, если в результате ионного обмена образуются угольная кислота, гидроксид аммония или сернистая кислота, реакция ионного обмена протекает благодаря образованию газообразного продукта:

Запишем ионные уравнения для всех указанных выше реакций, приводящих к образованию газов. 1) Для реакции:

В ионном виде будут записываться сульфид калия и бромид калия, т.к. являются растворимыми солями, а также бромоводородная кислота, т.к. относится к сильным кислотам. Сероводород же, являясь малорастворимым и плохо диссоциирцющим на ионы газом, запишется в молекулярном виде:

2K + + S 2- + 2H + + 2Br — = 2K + + 2Br — + H₂S↑

Сократив одинаковые ионы получаем:

2) Для уравнения:

В ионном виде запишутся Na₂CO₃, Na₂SO₄ как хорошо растворимые соли и H₂SO₄ как сильная кислота. Вода является малодиссоциирующим веществом, а CO₂ и вовсе неэлектролит, поэтому их формулы будут записываться в молекулярном виде:

3) для уравнения:

Молекулы воды и аммиака запишутся целиком, а NH₄NO₃, KNO₃ и KOH запишутся в ионном виде , т.к. все нитраты являются хорошо растворимыми солями, а KOH является гидроксидом щелочного металла, т.е. сильным основанием:

Полное и сокращенное уравнение будут иметь вид:

Осаждение — это. Описание процесса, скорость, особенности

Осаждение — это создание твердого вещества из раствора. Первоначально реакция происходит в жидком состоянии, после чего образовывается некая субстанция, которая и называется «осадком». Химический компонент, вызывающий его образование, имеет такой научный термин, как «осадитель». Без достаточной силы тяжести (отстаивания), чтобы свести жесткие частицы вместе, осадок остается в суспензии.

После осаждения, особенно при использовании центрифуги для прессования в компактную массу, осадок можно назвать «гранулой». Он может быть использован в качестве среды. Оставшаяся над твердым веществом жидкость без осадков называется «супернатант». Осаждение — это порошки, полученные из остаточных пород. Они также исторически были известны как «цветы». Когда твердое вещество появляется в форме целлюлозных волокон, прошедших химическую обработку, этот процесс часто называют регенерацией.

Растворимость элемента

Иногда образование осадка указывает на возникновение какой-либо химической реакции. Если осаждение из растворов нитрата серебра выливают в жидкость хлорида натрия, то происходит химическая рефлексия с образованием белого осадка из драгоценного металла. Когда же жидкий йодид калия реагирует с веществом нитрата свинца (II), образуется желтый осадок иодида свинца (II).

Осаждение может произойти, если концентрация соединения превышает его растворимость (например, при смешивании различных компонентов или изменении их температуры). Полное осаждение может происходить быстро только из пересыщенного раствора.

В твердых веществах процесс происходит, если концентрация одного продукта выше предела растворимости в другом теле-хозяине. Например, из-за быстрого охлаждения или ионной имплантации температура достаточно высока, чтобы диффузия могла привести к разделению веществ и образованию осадка. Полное осаждение в твердых телах обычно используется для синтеза нанокластеров.

Перенасыщение жидкости

Важный этап процесса осаждение — это начало зарождения. Создание гипотетической твердой частицы включает в себя формирование границы раздела, которые, конечно же, требуют некоторой энергии, основанной на относительном поверхностном движении как твердого тела, так и раствора. Если подходящая структура зародышеобразования недоступна, происходит перенасыщение.

Пример осаждения: медь из проволоки, которая вытесняется серебром в раствор нитрата метала, в который она и окунается. Конечно же, после данных экспериментов твердый материал выпадает в осадок. Реакции осаждения могут быть использованы для получения пигментов. А также для удаления солей из воды при ее обработке и в классическом качественном неорганическом анализе. Именно так происходит осаждение меди.

Кристаллы порфирина

Осадки также полезны во время выделения продуктов реакции, когда происходит обработка. В идеале данные вещества нерастворимы в реакционном компоненте.

Таким образом твердое вещество выпадает в осадок по мере его образования, предпочтительно создавая чистые кристаллы. Примером этого может служить синтез порфиринов в кипящей пропионовой кислоте. При охлаждении реакционной смеси до комнатной температуры кристаллы этого компонента выпадают на дно сосуда.

Осаждение осадков также может происходить при добавлении антирастворителя, что резко снижает абсолютную водность желаемого продукта. После этого твердое вещество можно легко отделить фильтрацией, декантированием или центрифугированием. Примером может служить синтез хлорида хрома тетрафенилпорфирина: вода добавляется к реакционному раствору ДМФА, и продукт осаждается. Осаждение также полезно при очистке всех компонентов: неочищенный бдим-cl полностью распадается в ацетонитриле и сбрасывается в этилацетат, где он осаждается. Еще одним важным применением антирастворителя является осаждение этаноломиз ДНК.

В металлургии осаждение из твердого раствора также является полезным способом упрочнения сплавов. Этот процесс распада известен как укрепление твердого компонента.

Представление с использованием химических уравнений

Пример реакции осаждения: водный нитрат серебра (AgNO 3) добавляют к раствору, содержащему хлорид калия (KCl), наблюдается распад белого твердого вещества, но уже серебра (AgCl).

Он, в свою очередь, образовал стальной компонент, который наблюдается в виде осадка.

Эта реакция осаждения может быть записана с акцентом на диссоциированные молекулы в объединенном растворе. Это называется ионный уравнением.

Последний способ создания такой реакции известен как чистая связь.

Осадки различных цветов

Зеленые и красновато-коричневые пятна на образце керна известняка соответствуют твердым веществам оксидов и гидроксидов Fe 2+ и Fe 3+.

Многие соединения, содержащие металлические ионы, производят осадки с отличительными цветами. Ниже приведены типичные оттенки для различных осаждений металлов. Однако многие из этих соединений могут давать цвета, сильно отличающиеся от перечисленных.

Другие объединения обычно образуют белые осадки.

Анионный и катионный анализ

Образование осадка полезно при обнаружении типа катиона в соли. Для этого щелочь сначала реагирует с неизвестным компонентом с образованием твердого вещества. Это осаждение гидроксида данной соли. Для идентификации катиона отмечают цвет осадка и его растворимость в избытке. Подобные процессы часто используются в последовательности — например, смесь нитрата бария будет реагировать с сульфат-ионами с образованием твердого осадка сульфата бария, что указывает на вероятность того, что вторые вещества присутствуют в достатке.

Процесс пищеварения

Старение осадка происходит, когда в растворе, из которого он выпадает, остается только что образовавшийся компонент, обычно при более высокой температуре. Это приводит к более чистым и крупным осаждениям частиц. Физико-химический процесс, лежащий в основе пищеварения, называется созреванием по Оствальду. Здесь можно привести в качестве примера осаждение белков.

Данная реакции совершаются, когда катионы и анионы в гидрофитном растворе соединяются с образованием нерастворимого гетерополярного твердого элемента, именуемого осадком. Совершается ли подобная реакция или отсутствует, возможно установить, применяя принципы водности для общих молекулярных твердых веществ. Поскольку не все водные реакции образуют осадки, необходимо ознакомиться с правилами растворимости, прежде чем определять состояние продуктов и писать суммарное ионное уравнение. Возможность прогнозировать эти реакции позволяет ученым определять, какие ионы присутствуют в растворе. А также это помогает промышленным предприятиям образовывать химические вещества путем извлечения компонентов из этих реакций.

Свойства различных осадков

Они представляют собой нерастворимые ионные твердые продукты реакции, образующиеся при объединении определенных катионов и анионов в водном растворе. Определяющие факторы образования осадка могут варьироваться. Некоторые реакции зависят от температуры, например, растворы, используемые для буферов, тогда как другие имеют связь только с концентрацией раствора. Твердые вещества, образующиеся в реакциях осаждения, являются кристаллическими компонентами и могут быть суспензированы во всей жидкости или упасть на дно раствора. Оставшаяся вода называется надосадочной. Два элемента консистенции (осадок и супернатант) могут быть распределены разными методами, такими как фильтрование, ультрацентрифугирование либо сцеживание.

Взаимодействие осаждения и двойной замены

Применение законов растворимости требует представления того, как реагируют ионы. Большая часть взаимодействий осаждения представляют собой процесс однократного замещения или двойного. Первый вариант происходит тогда, когда два ионных реагента диссоциируют и связываются с соответствующим анионом или катионом другого вещества. Молекулы заменяют друг друга на основе своих зарядов в виде катиона или аниона. Это можно рассматривать как «переключение партнеров». То есть каждый из двух реагентов «теряет» своего компаньона и образует связь с другим, так, например, происходит химическое осаждение сероводородом.

Реакция двойной замены конкретно классифицируется как процесс отвердения, когда рассматриваемое химическое уравнение возникает в водном растворе, и один из образовавшихся продуктов является нерастворимым. Пример такого процесса приведен ниже.

Оба реагента являются водными и один продукт — твердым. Поскольку все компоненты ионные и жидкие, они диссоциируют и поэтому могут полностью растворяться друг в друге. Однако существует шесть принципов водности, которые используются для прогнозирования того, какие молекулы нерастворимы при осаждении в воде. Эти ионы образуют твердый осадок в общей смеси.

Правила растворимости, скорость осаждения

Является ли реакция образования осадка диктуемым правилом водности веществ? На самом деле все эти законы и догадки предоставляют руководящие указания, которые сообщают, какие ионы образуют твердые вещества, а какие остаются в их первоначальной молекулярной форме в водном растворе. Правила должны соблюдаться сверху вниз. Это означает, что, если что-то неразрешимо (или разрешимо) из-за уже первого постулата, оно имеет приоритет над следующими указаниями с более высоким порядковым номером.

Бромиды, хлориды и йодиды растворимы.

Соли, содержащие осаждение серебра, свинца и ртути, невозможно смешать полностью.

Если в правилах указано, что молекула растворима, то она остается в водной форме. Но если компонент является несмешиваемым в соответствии с законами и постулатами, описанными выше, то он образует твердое вещество с предметом или жидкостью из другого реагента. Если показано, что все ионы в какой-либо реакции растворимы, то процесс осаждения не происходит.

Чистые ионные уравнения

Чтобы понять определение данного понятия, необходимо вспомнить закон для реакции двойной замены, который был приведен выше. Поскольку эта конкретная смесь является методом осаждения, состояния материи могут быть назначены для каждой переменной пары.

Первым шагом к написанию чистого ионного уравнения является разделение растворимых (водных) реагентов и продуктов на их соответствующие катионы и анионы. Осадки не растворяются в воде, поэтому твердое вещество не должно отделяться. Полученное правило выглядит следующим образом.

В приведенном выше уравнении ионы A+ и D — присутствуют с обеих сторон формулы. Их еще называют молекулами-зрителями, потому что они остаются неизменными на протяжении всей реакции. Поскольку именно они проходят через уравнение без изменений. То есть их можно исключить, чтобы показать формулу безупречной молекулы.

Чистое ионное уравнение показывает только реакцию осаждения. А сетевая молекулярная формула должна быть обязательно сбалансирована с обеих сторон не только с точки зрения атомов элементов, но и если рассматривать их со стороны электрического заряда. Реакции осадков обычно представлены исключительно ионными уравнениями. Если все продукты являются водными, чистая молекулярная формула не может быть записана. А происходит это потому, что все ионы исключены как продукты зрителя. Поэтому никакой реакции осаждения, естественно, не происходит.

Приложения и примеры

Реакции осаждения полезны при определении того, присутствует ли тот самый необходимый элемент в растворе. Если осадок образуется, например, когда химическое вещество вступает в реакцию со свинцом, присутствие этого компонента в водных источниках может быть проверено путем добавления химического вещества и контроля образования осадка. Кроме того, рефлексия осаждения может быть использована для извлечения элементов, таких как магний, из морской воды. Реакции осадков даже происходят в организме человека между антителами и антигенами. Однако среда, в которой это случается, все еще изучается учеными со всего света.

Первый пример

Необходимо завершить реакцию двойной замены, а затем свести ее к уравнению чистого иона.

Во-первых, необходимо предсказать конечные продукты этой реакции, используя знания о процессе двойной замены. Для этого нужно помнить, что катионы и анионы «переключают партнеров».

Во-вторых, стоит разделить реагенты на их полноценные ионные формы, поскольку они существуют в водном растворе. И также не стоит забывать сбалансировать как электрический заряд, так и общее количество атомов.

Наконец, нужно включить все ионы зрителя (те самые молекулы, которые встречаются по обеим сторонам формулы, которые не изменились). В данном случае это такие вещества, как натрий и хлор. Конечное ионное уравнение выглядит так.

Необходимо также завершить реакцию двойной замены, а затем опять же обязательно свести ее к уравнению чистого иона.

Общее решение задач

Предсказанными продуктами этой реакции являются CoSO4 и NCL из правил растворимости, COSO4 полностью распадается, потому что пункт 4 гласит, что сульфаты (SO2–4) не оседают в воде. Точно так же нужно обнаружить, что компонент NCL разрешим на основе постулата 1 и 3 (в качестве доказательства можно привести только первый отрывок). После балансировки полученное уравнение имеет следующий вид.

Для дальнейшего шага стоит разделить все компоненты на их ионные формы, так как они будут существовать в водном растворе. А также сбалансировать заряд и атомы. После чего отменить все ионы зрителя (те, которые появляются как компоненты с обеих сторон уравнения).

Нет реакции осадков

Этот конкретный пример важен, потому что все реагенты и продукты являются водными, что означает, что они исключаются из чистого ионного уравнения. Там не образуется твердого осадка. Следовательно, никакой реакции осаждения не происходит.

Необходимо написать суммарное ионное уравнение для потенциально двойных реакций смещения. Обязательно стоит включить в решение состояние материи, это поможет достичь баланса в общей формуле.

Решения

1. Независимо от физического состояния, продукты этой реакции являются Fe(ОН)3 и NO3. Правила растворимости предсказывают, что NO3 полностью распадается в жидкости, потому что все нитраты являются таковыми (это доказывает второй пункт). Тем не менее Fe (О Н)3 нерастворим, потому что осаждение ионов гидроксидов всегда имеют такую форму (в качестве доказательства можно привести шестой постулат) и Fe не является одним из катионов, что приводит к исключению компонента. После диссоциации уравнение имеет следующий вид:

2. В результате реакции двойной замены продукты представляют собой Al, CL3 и Ba, SO4, AlCL3 растворим, потому что содержит хлорид (правило 3). Однако B a S О4 не распадается в жидкости, так как компонент имеет в своем составе сульфат. Но В 2 + ион делает его также нерастворимым, потому что это один из катионов, который вызывает исключение из четвертого правила.

Именно так выглядит конечное уравнение после балансировки. А при удалении зрительских ионов получается уже следующая сетевая формула.

3. Из реакции двойной замены, продукты HNO3, а также ZnI2 образуются. Согласно правилам, HNO3 распадается, потому что содержит нитрат (второй постулат). И Zn I2 также растворим, потому что йодиды являются такими же (пункт 3). Это означает, что оба продукта являются водными (то есть диссоциируют в любой жидкости) и таким образом никакой реакции осаждения не происходит.

4. Продуктами этой двойной рефлексии замещения являются C a3(РО4)2 и N CL. Правило 1 гласит, что N CL растворим, и в соответствии с шестым постулатом, C a3(РО4)2 не распадается.

Именно такой вид будет иметь ионное уравнение, когда реакция завершится. А после исключения осаждений получается вот такая формула.

5. Первый продукт этой реакции, PbSO4, растворим в соответствии с четвертым правилом, потому что это сульфат. Второй продукт KNO3 также распадается в жидкости, потому что содержит нитрат (второй постулат). Поэтому никакой реакции осаждения не происходит.

Химический процесс

Данное действие отделения твердого вещества при осаждении из растворов, происходит либо путем преобразования компонента в нераспадающуюся форму, либо путем изменения состава жидкости, чтобы уменьшить качество предмета в нем. Различие между осаждением и кристаллизацией в значительной степени заключается в том, делается ли акцент на процессе, посредством которого растворимость уменьшается, или на том, благодаря чему структура твердого вещества становится организованной.

В некоторых случаях селективные осадки могут быть использованы для удаления помех из смеси. К раствору добавляют химический реагент, и он избирательно реагирует с интерференцией, образуя осадок. Затем его можно физически отделить от смеси.

Осадки часто используются для удаления металлических ионов из водных растворов: ионы серебра, присутствующие в жидком солевом компоненте, таком как нитрат серебра, который осаждают добавлением молекул хлора, при условии, например, что будет использован натрий. Ионы первого компонента и второго объединяются, образуя хлорид серебра, соединение, которое не растворяется в воде. Точно так же молекулы бария преобразовываются при осаждении кальция оксалатом. Были разработаны схемы для анализа смесей ионов металлов путем последовательного применения реагентов, которые осаждают конкретные вещества или их связанные группы.

Во многих случаях можно выбрать любое условия, при которых вещество осаждается в очень чистой и легко отделяемой форме. Выделение таких осадков и определение их массы представляют собой точные методы осаждения, нахождения количества различных соединений.

При попытках отделения твердого вещества из раствора, содержащего несколько компонентов, нежелательные составляющие часто включаются в кристаллы, что снижает их чистоту и ухудшает точность анализа. Такое загрязнение можно уменьшить, выполняя операции с разбавленными растворами и медленно добавляя осаждающий агент. Эффективная техника называется гомогенным осаждением, при котором он синтезируется в растворе, а не добавляется механически. В трудных случаях может возникнуть необходимость изолировать загрязненный осадок, повторно растворить его, и также осадить. Большая часть мешающих веществ удаляется в исходном компоненте, а вторая попытка проводится при их полном отсутствии.

Кроме того, название реакции дается по твердому компоненту, которое образуется в результате реакции осаждения.

Чтобы повлиять на распад веществ в соединении, необходим осадок с образованием нерастворимого соединения, либо созданный путем взаимодействия двух солей или изменения температуры.

Данное осаждение ионов может указывать на то, что произошла химическая реакция, но это также может случиться, если концентрация растворенного вещества превышает его долю полного распада. Действие предшествует событию, называемому зародышеобразованием. Когда небольшие нерастворимые частицы агрегируют друг с другом или образуют верхнюю часть раздела с поверхностью, такой как стенка контейнера или затравочный кристалл.

Ключевые выводы: определение осадков в химии

В этой науке, данный компонент является и глаголом, и существительным. Осаждение — это образование некоторого нерастворимого соединения либо путем снижения полного распада совмещения, либо через взаимодействия двух солевых компонентов.

Твердое вещество выполняет важную функцию. Так как оно образуется в результате реакции осаждения и называется осадком. Твердое вещество используется для очистки, удаления или извлечения солей. А также для изготовления пигментов и идентификации веществ в качественном анализе.

Осадок против осаждения, понятийный аппарат

Терминология может показаться немного запутанной. Вот как это работает: образование твердого вещества из раствора называется осадком. А химический компонент, который пробуждает жесткий распад в жидком состоянии, именуется осадителем. Если размер частиц нерастворимого соединения очень мал или силы тяжести недостаточны для вытягивания кристаллического компонента на дно контейнера, осадок может быть равномерно распределен по жидкости, образуя суспензию. Седиментация относится к любой процедуре, которая отделяет осадок от водной части раствора, которая называется супернатантом. Распространенным методом седиментации является центрифугирование. Как только осадок извлечен, полученный порошок можно назвать «цветком».

Еще один пример образования связи

Смешивание нитрата серебра и хлорида натрия в воде вызовет выпадение хлорида серебра из раствора в виде твердого вещества. То есть в этом примере осадок представляет собой ХС.

При написании химической реакции присутствие выпадения может быть обозначено следующей научной формулой со стрелкой вниз.

Использование осадков

Данные компоненты могут быть использованы для идентификации катиона или аниона в соли как часть качественного анализа. Известно, что переходные металлы образуют различные цвета осадков в зависимости от их элементарной идентичности и степени окисления. Реакции осаждения в основном используются для удаления солей из воды. А также для выделения продуктов и для приготовления пигментов. В контролируемых условиях реакция осаждения дает чистые кристаллы осадка. В металлургии они используются для упрочнения сплавов.

Как восстановить осадок

Есть несколько метод осаждения, используемых для извлечения твердого вещества:

1. Фильтрация. При данном действии раствор, содержащий осадок, выливают на фильтр. В идеале твердое вещество остается на бумаге, а жидкость проходит через нее. Контейнер можно промыть и вылить на фильтр, чтобы помочь восстановлению. Всегда есть некоторая потеря либо из-за растворения в жидкости, прохождения через бумагу, либо из-за адгезии к проводящему материалу.
2. Центрифугирование: при этом действии раствор быстро вращается. Чтобы техника работала, твердый осадок должен быть более плотным, чем жидкость. Уплотненный компонент, может быть получен путем выливания всей воды. Обычно потери меньше, чем при фильтрации. Центрифугирование хорошо работает с небольшими размерами образцов.
3. Декантация: при данном действии жидкий слой выливается или отсасывается от осадка. В некоторых случаях добавляется дополнительный растворитель для отделения воды от твердого вещества. Декантация может использоваться со всем компонентом после центрифугирования.

Старение осадков

Процесс, называемый вывариванием, происходит, когда свежему твердому веществу дают оставаться в своем растворе. Обычно температура всей жидкости повышается. Импровизированное пищеварение может производить более крупные частицы с высокой чистотой. Процесс, который приводит к этому результату, известен как «созревание Оствальда».