bg‑gray3

Jak zapisywać równania reakcji strąceniowych?

Jak możesz się już domyśleć, reakcje strącaniareakcja strąceniowareakcje strącania są tymi, w których powstaje praktycznie nierozpuszczalny lub bardzo trudno rozpuszczalny osad. Do przeprowadzenia tego typu reakcji zazwyczaj wykorzystujemy rozpuszczalne w wodzie substraty. Natomiast w wyniku reakcji powstaje nierozpuszczalny produkt:

AB(aq)+CD(aq)AC(s)+BD(aq)

Jest to przykład reakcji wymianyreakcja wymianyreakcji wymiany podwójnej. Zwróć uwagę na indeks (s), który oznacza osad związku, z kolei indeks (aq) – substancje rozpuszczone w wodzie. Niektóre indywidua chemiczne występują po prawej i lewej stronie równania reakcji –nazywamy je jonami towarzyszącymi. Nie biorą udziału w reakcji chemicznej. Można wtedy to równanie skrócić, skreślając powtarzające się indywidua.

Oczywiście możliwe jest zaprojektowanie reakcji strąceniowej, w wyniku której powstają dwa nierozpuszczalne produkty. Niemniej ze względów praktycznych (konieczność rozdzielania mieszaniny osadów) reakcji takich zazwyczaj się nie przeprowadza. Podobnie jeden z substratów wykorzystywanych w reakcjach strąceniowych może być substancją nierozpuszczalną w wodzie, ale w momencie projektowania takiej reakcji chemicznej trzeba wziąć pod uwagę również inne czynniki, jak choćby wzajemną moc elektrolitów czy zależność rozpuszczalności w wodzie trudno rozpuszczalnego substratu i produktu. W tej lekcji przyjrzymy się jednak najprostszym sytuacjom – będziemy stosować tylko rozpuszczalne w wodzie substraty, a reakcje zaprojektujemy w taki sposób, aby w jej wyniku powstał tylko jeden produkt trudno rozpuszczalny w wodzie.

R18EjklN6rCk2
Mapa myśli. Lista elementów:
  • Nazwa kategorii: Reakcje strąceniowe
    • Elementy należące do kategorii Reakcje strąceniowe
    • Nazwa kategorii: sól-sól
    • Nazwa kategorii: sól-kwas
    • Nazwa kategorii: sól-zasada
    • Koniec elementów należących do kategorii Reakcje strąceniowe
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

W projektowaniu reakcji strąceniowych niezwykle ważna jest znajomość tabeli rozpuszczalności. Przedstawia ona rozpuszczalnośćrozpuszczalnośćrozpuszczalność związków.

R1KhH4iNqXbXW1
Tabela rozpuszczalności
Źródło: GroMar Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Ważne!

W celu zapisania równania reakcji strąceniowej wykonaj następujące kroki:

  • zapisz równanie reakcji w formie cząsteczkowej;

  • pamiętaj o sprawdzeniu, czy zastosowane substraty są rozpuszczalne, i czy jeden z produktów (ale nie oba) wytrącają się w postaci osadu;

  • zapisz pełne jonowe równanie reakcji;

  • usuń jony towarzyszące;

  • zapisz równanie reakcji w formie jonowej skróconej;

  • pamiętaj o ustaleniu współczynników stechiometrycznych reakcji chemicznej.

bg‑gray3

Reakcja strąceniowa sól‑sól

Czy wiesz, że reakcje strąceniowe można wykorzystać do zidentyfikowania składu próbek? Przykładem jest rozróżnienie wody destylowanej od trucizny – wodnego roztworu chlorku baru ( BaCl 2 ).

1
Polecenie 1

W pewnym laboratorium chemicznym badacz korzystał z wody destylowanej oraz wodnego roztworu chlorku cyny(II). Po skończonej pracy musiał posprzątać stanowisko pracy – wodę należało wylać do zlewu, a roztwór chlorku cyny(II) do zbiornika na trucizny. Obie ciecze znajdowały się w nieopisanych zlewkach, a ponieważ obie są bezbarwne oraz nie posiadają zapachu, to badacz postanowił wykonać doświadczenie, w którym odróżni je od siebie.

Zapoznaj się z poniższym doświadczeniem, a następnie, na podstawie obserwacji oraz wniosków, zapisz równania reakcji w formie cząsteczkowej, jonowej oraz jonowej skróconej.

R16k5bNIALvm6
Analiza doświadczenia: Identyfikacja składu próbek z wykorzystaniem reakcji strąceniowych. Problem badawczy: Jak odróżnić wodę destylowaną od wodnego roztworu chlorku baru?. Hipoteza: Podczas reakcji chlorku baru z azotanem(V) srebra wytrąca się nierozpuszczalny osad. Sprzęt laboratoryjny: probówki statyw pipeta. Odczynniki chemiczne: wodny roztwór azotanu(V) srebra. Przebieg eksperymentu: Naczynia zawierające ciecze o nieznanym składzie opisano kolejno cyframi I i II.Na statywie umieszczono dwie probówki opisane cyframi I i II. Do próbówki I odmierzono niewielką ilość cieczy o nieznanym składzie z naczynia I, a do probówki II 5 odmierzono niewielką ilość cieczy o nieznanym składzie z naczynia II. Do probówki I i probówki II dodano niewielką ilość roztworu azotanu(V) srebra i delikatnie wymieszano. Obserwacje: Bezbarwna ciecz w probówce I po dodaniu roztworu azotanu(V) srebra nie zmienia zabarwienia, stanu skupienia ani konsystencji. Po dodaniu azotanu(V) srebra do bezbarwnej cieczy w probówce II wytrąca się na jej dnie biały, serowaty osad. Wnioski: W naczyniu I znajduje się woda destylowana. Po dodaniu do niej roztwory azotanu(V) srebra nie zachodzi reakcja strąceniowa. Roztwór azotanu(V) srebra zostaje rozcieńczony. W naczyniu II znajduje się roztwór chlorku baru. Po dodaniu azotanu(V)srebra zachodzi reakcja strąceniowa w wyniku której powstaje nierozpuszczalny osad chlorku srebra. Równania reakcji chemicznej: Równania reakcji zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu.

Analiza doświadczenia: Identyfikacja składu próbek z wykorzystaniem reakcji strąceniowych.

Problem badawczy: Jak odróżnić wodę destylowaną od wodnego roztworu chlorku cyny(II)?

Hipoteza: Podczas reakcji chlorku cyny(II) z azotanem(V) srebra(I) wytrąca się nierozpuszczalny osad.

Sprzęt laboratoryjny: probówki, statyw, pipeta.

Odczynniki chemiczne: wodny roztwór azotanu(V) srebra.

Przebieg eksperymentu:

1. Naczynia zawierające ciecze o nieznanym składzie opisano kolejno cyframi 1 i 2.

2. Na statywie umieszczono dwie probówki opisane cyframi 1 i 2.

3. W probówce nr 1 odmierzono niewielką ilość cieczy o nieznanym składzie z naczynia 1, a w probówce nr 2 odmierzono niewielką ilość cieczy o nieznanym składzie z naczynia 2.

4. Do probówki nr 1 i 2 dodano niewielką ilość roztworu azotanu(V) srebra i delikatnie wymieszano.

Obserwacje:

Bezbarwna ciecz w probówce nr 1 ,po dodaniu roztworu azotanu(V) srebra, nie zmienia zabarwienia, stanu skupienia ani konsystencji.

Po dodaniu azotanu(V) srebra do bezbarwnej cieczy w probówce nr 2 wytrąca się na jej dnie biały, serowaty osad.

Wnioski: W naczyniu 1 znajduje się woda destylowana. Po dodaniu do niej roztworu azotanu(V) srebra nie zachodzi reakcja strąceniowa. Roztwór azotanu(V) srebra zostaje rozcieńczony. W naczyniu 2 znajduje się roztwór chlorku cyny(II). Po dodaniu azotanu(V)srebra zachodzi reakcja strąceniowa, w wyniku której powstaje nierozpuszczalny osad chlorku srebra.

R1CaCZv7bDm2B
(Uzupełnij).
bg‑gray3

Reakcja strąceniowa sól‑wodorotlenek

Przykładem reakcji strąceniowej z użyciem wodorotlenku jest strącanie jonów ołowiu(II) przy pomocy NaOH, wykorzystywane podczas oczyszczania odpadów przemysłowych z jonów ołowiu(II), które należą do jonów metali ciężkich.

Pb2+(aq)+2 NaOH(aq)Pb(OH)2(s)+ 2 Na+(aq)
Pb2+(aq)+2 Na+(aq)+ 2 OH-(aq)Pb(OH)2(s)+2 Na+(aq)

Po usunięciu jonów towarzyszących, otrzymujemy:

Pb2+(aq)+2 OH-(aq)Pb(OH)2(s)
1
Ćwiczenie 1

Zapisz równanie reakcji wodorotlenku sodu z siarczanem(VI) żelaza(II). Czy jest ona przykładem reakcji strąceniowej?

RFxHzxPBnWF7F
Równanie reakcji zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu.
RXrexheIEYp9O
(Uzupełnij).
bg‑gray3

Reakcja strąceniowa sól‑kwas

Przykładem reakcji strąceniowej sól‑kwas może być wytrącenie chlorku srebra w reakcji azotanu(V) srebra(I) z kwasem chlorowodorowym.

HCl(aq)+AgNO3(aq)AgCl(s)+HNO3(aq)

Zarówno kwas chlorowodorowy, azotan(V) srebra, jak i kwas azotowy(V) są rozpuszczalne w wodzie. Po zapisaniu równania reakcji w formie jonowej można usunąć jony towarzyszące, a następnie napisać równanie w formie jonowej skróconej, z którego wynika, że aniony chlorkowe reagują z kationami srebra, w wyniku czego powstaje nierozpuszczalny osad chlorku srebra.

H3O+(aq)+Cl-(aq)+Ag+(aq)+NO3-(aq)AgCl(s)+H3O+(aq)+NO3-(aq)
Cl-(aq)+Ag+(aq)AgCl(s)
bg‑gray2

Oddzielanie od siebie jonów z wykorzystaniem reakcji strąceniowych

1
Polecenie 2

W probówce znajdują się roztwory soli azotanowych(V) następujących kationów: ołowiu(II) oraz niklu(II). W jaki sposób, mając do dyspozycji roztwory bromku sodu, wodorotlenku sodu oraz węglanu sodu, można oddzielić od siebie poszczególne jony metali w postaci nierozpuszczalnych osadów ich związków?

RDDX9l8J6cOn4
Analiza doświadczenia: Wydzielanie z roztworu jonów Pb2+ i Ni2+ w postaci nierozpuszczalnych osadów. Problem badawczy: W jaki sposób oddzielić od siebie jony Pb2+ i Ni2+, wykorzystując reakcje strąceniowe? Hipoteza: Jony Pb2+ i Ni2+ można od siebie oddzielić poprzez wytrącenie ich w postaci nierozpuszczalnych związków, stosując reakcje strąceniowe, gdzie w każdej z reakcji wytrąca się w formie osadu tylko jeden związek chemiczny. Sprzęt laboratoryjny: zlewki, cylinder miarowy, lejek, sączki karbowane, pipeta.
RtS3K3SdNI1er
(Uzupełnij).
Polecenie 3

Uzupełnij doświadczenie wydzielania z roztworu jonów: Mg2+, Ba2+Zn2+. Na podstawie tabeli rozpuszczalności zaproponuj, jakich użyjesz odczynników, aby je od siebie oddzielić. Zapisz przebieg eksperymentu, obserwacje, wnioski oraz równania reakcji.

R1NAz4Y0tr9J5
Analiza doświadczenia: Wydzielanie z roztworu jonów Mg2+, Ba2+ i Zn2+ w postaci nierozpuszczalnych osadów. Problem badawczy: W jaki sposób oddzielić od siebie jony Mg2+, Ba2+ i Zn2+, wykorzystując reakcje strąceniowe? Hipoteza: Jony Mg2+, Ba2+ i Zn2+ można od siebie oddzielić poprzez wytrącenie ich w postaci nierozpuszczalnych związków, stosując reakcje strąceniowe, gdzie w każdej z nich wytrąca się w formie osadu tylko jeden związek chemiczny. Sprzęt laboratoryjny: zlewki; cylinder miarowy; lejek; sączki karbowane; pipeta.
RCyHmkIkJ4Ou3
(Uzupełnij).
Dla zainteresowanych

Jakie jony pozostały w roztworze po przeprowadzonym doświadczeniu?

bg‑gray2

Iloczyn rozpuszczalności

Iloczyn rozpuszczalności (Kso) wskazuje, jakie stężenia jonów ([Mx+], [Xm]) należy osiągnąć, aby wytrącić osad.

Jeżeli iloczyn stężeń jonowych trudno rozpuszczalnego elektrolituelektrolitelektrolitu (podniesionych do odpowiednich potęg – m, x) jest mniejszy od jego iloczynu rozpuszczalności, to osad nie wytrąca się, a substancja całkowicie rozpuszcza się w wodzie (roztwór nienasyconyroztwór nienasyconyroztwór nienasycony).

Kso>[Mx+]m·[Xm]x

Jeżeli iloczyn stężeń jonów (podniesionych do odpowiednich potęg) trudno rozpuszczalnego elektrolitu równa się jego iloczynowi rozpuszczalności, to otrzymujemy roztwór nasyconyroztwór nasyconyroztwór nasycony, a układ znajduje się w stanie równowagi dynamicznej.

Kso=[Mx+]m·[Xm]x

Warto zauważyć, że stężenie jednego z jonów może przyjmować dowolną wartość, pod warunkiem, że stężenie drugiego jonu będzie takie, aby spełniona była powyższa zależność.

Jeżeli iloczyn stężeń jonowych trudno rozpuszczalnego elektrolitu (podniesionych do odpowiednich potęg) w roztworze jest większy od iloczynu rozpuszczalności, to należy spodziewać się wytrącenia nadmiaru substancji:

Kso<[Mx+]m·[Xm]x

Słownik

autoprotoliza
autoprotoliza

autojonizacja, autodysocjacja, dysocjacja elektrolityczna rozpuszczalnika amfiprotycznego, zachodząca wskutek wymiany protonów między jego cząsteczkami

reakcja wymiany
reakcja wymiany

reakcja chemiczna, w której reagują dwa lub więcej substratów, dając dwa lub więcej produktów

reakcja strąceniowa
reakcja strąceniowa

reakcja, w wyniku której otrzymujemy jeden ze składników roztworu w postaci trudno rozpuszczalnego osadu

rozpuszczalność
rozpuszczalność

wartość liczbowa, określająca, jaką maks. porcję danej substancji można rozpuścić w danym rozpuszczalniku; wyrażana zwykle w g substancji/100 g rozpuszczalnika, ale czasami również w formie stężenia molowego nasyconego roztworu

elektrolit
elektrolit

(gr. ḗlektron „bursztyn”, lytós „rozpuszczalny”) związek chemiczny, który ulega procesowi rozpadu na jony pod wpływem wody i jest zdolny do przewodzenia prądu elektrycznego; gdy jest całkowicie zdysocjowany, mówimy o elektrolicie mocnym

roztwór nasycony
roztwór nasycony

roztwór, w którym w danych warunkach ciśnienia i temperatury zwykle nie da się rozpuścić większej ilości danej substancji

roztwór nienasycony
roztwór nienasycony

roztwór, którego stężenie substancji rozpuszczonej jest mniejsze niż rozpuszczalność tej substancji w danych warunkach ciśnienia i temperatury

Bibliografia

Atkins P., Jones L., Chemia ogólna. Cząstki, materia, reakcje, Warszawa 2018.

Encyklopedia PWN

Rosołowski S., Pracowania chemiczna – analiza jakościowa, Warszawa 1993.

Sobczak J., Pazdro K., Dobkowska Z., Chemia. Słownik szkolny, Warszawa 1993.