Przeczytaj
Jak zapisywać równania reakcji strąceniowych?
Jak możesz się już domyśleć, reakcje strącaniareakcje 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:
Jest to przykład reakcji wymianyreakcji wymiany podwójnej. Zwróć uwagę na indeks , który oznacza osad związku, z kolei indeks – 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.
W projektowaniu reakcji strąceniowych niezwykle ważna jest znajomość tabeli rozpuszczalności. Przedstawia ona rozpuszczalnośćrozpuszczalność związków.
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.
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 ().
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.
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.
Reakcja strąceniowa sól‑wodorotlenek
Przykładem reakcji strąceniowej z użyciem wodorotlenku jest strącanie jonów ołowiu(II) przy pomocy , wykorzystywane podczas oczyszczania odpadów przemysłowych z jonów ołowiu(II), które należą do jonów metali ciężkich.
Po usunięciu jonów towarzyszących, otrzymujemy:
Zapisz równanie reakcji wodorotlenku sodu z siarczanem(VI) żelaza(II). Czy jest ona przykładem reakcji strąceniowej?
Reakcja strąceniowa sól‑kwas
Przykładem reakcji strąceniowej sól‑kwas może być wytrącenie chlorku srebra w reakcji azotanu(V) srebra(I) z kwasem chlorowodorowym.
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.
Oddzielanie od siebie jonów z wykorzystaniem reakcji strąceniowych
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?
Uzupełnij doświadczenie wydzielania z roztworu jonów: , i . Na podstawie tabeli rozpuszczalności zaproponuj, jakich użyjesz odczynników, aby je od siebie oddzielić. Zapisz przebieg eksperymentu, obserwacje, wnioski oraz równania reakcji.
Jakie jony pozostały w roztworze po przeprowadzonym doświadczeniu?
Iloczyn rozpuszczalności
Iloczyn rozpuszczalności () wskazuje, jakie stężenia jonów (, ) należy osiągnąć, aby wytrącić osad.
Jeżeli iloczyn stężeń jonowych trudno rozpuszczalnego elektrolituelektrolitu (podniesionych do odpowiednich potęg – , ) jest mniejszy od jego iloczynu rozpuszczalności, to osad nie wytrąca się, a substancja całkowicie rozpuszcza się w wodzie (roztwór nienasyconyroztwór nienasycony).
Jeżeli iloczyn stężeń jonów (podniesionych do odpowiednich potęg) trudno rozpuszczalnego elektrolitu równa się jego iloczynowi rozpuszczalności, to otrzymujemy roztwór nasyconyroztwór nasycony, a układ znajduje się w stanie równowagi dynamicznej.
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:
Słownik
autojonizacja, autodysocjacja, dysocjacja elektrolityczna rozpuszczalnika amfiprotycznego, zachodząca wskutek wymiany protonów między jego cząsteczkami
reakcja chemiczna, w której reagują dwa lub więcej substratów, dając dwa lub więcej produktów
reakcja, w wyniku której otrzymujemy jeden ze składników roztworu w postaci trudno rozpuszczalnego osadu
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
(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, w którym w danych warunkach ciśnienia i temperatury zwykle nie da się rozpuścić większej ilości danej substancji
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.