Przeczytaj
Reakcje strąceniowe wykorzystywane są na codzień w wielu dziedzinach życia. Poznajmy przykłady ich zastosowania.
Otrzymywanie wodorotlenku magnezu z wody morskiej
Woda morska jest m.in. źródłem jonów magnezu, które stanowią surowiec wyjściowy do otrzymywania metalicznego magnezu, a pośrednio — wodorotlenku magnezu.
Proces otrzymywania magnezu można przedstawić następującą sekwencją równań reakcji chemicznych:
W pierwszym etapie wodorotlenki alkaliczne reagują z jonami magnezu, obecnymi w wodzie. Powoduje to wytrącenie osadu wodorotlenku magnezu, który po odsączeniu ma postać białego proszku.
Następnie wodorotlenek magnezu poddawany jest działaniu kwasu chlorowodorowego HCl.
W kolejnym etapie otrzymany chlorek magnezu poddaje się procesowi stapiania, a otrzymaną stopioną sól procesowi elektrolizy, który prowadzi z kolei do otrzymania magnezu.
Oczyszczanie ścieków
Wiele oczyszczalni ścieków wykorzystuje technologie oparte o reakcje strąceniowereakcje strąceniowe. Zanim trafią one z powrotem do naturalnych zbiorników wodnych, wcześniej są poddawane wielu zabiegom, takim jak filtracjafiltracja czy sedymentacjasedymentacja.
Największym źródłem zanieczyszczeń w ściekach są jony ortofosforanowe(V) (), które są przyczyną eutrofizacji wód. Jednym z powszechnych sposobów usuwania tych jonów ze ścieków jest dodanie wodorotlenku wapnia , który w wodzie zamienia się w fosforan(V) wapnia. Gdy woda staje się bardziej zasadowa, jony wapnia reagują z jonami ortofosforanowymi(V) z wytworzeniem hydroksyapatytu, o nazwie systematycznej heksafosforan diwodorotlenek dekawapnia, , który wytrąca się z roztworu:
Osad usuwany jest przez odsączenie, a woda włącza się z powrotem do obiegu. Do usuwania ortofosforanów(V) przez wytrącanie można również stosować inne chemikalia, w tym chlorek żelaza(III) czy siarczan(VI) glinu . Oprócz ortofosforanów(V), na etapie oczyszczania ścieków strącane są w postaci siarczków również jony metali ciężkich, takie jak kadm, rtęć czy ołów.
Usuwanie metali ciężkich
Zakłady przemysłowe borykają się z problemem odpadów przemysłowych, w tym utylizacji związków metali ciężkich. Zazwyczaj jony metali ciężkich strącane są przy pomocy ługu sodowego (wodorotlenek sodu). Przykładem może być strącanie jonów ołowiu przy pomocy NaOH:
Coraz częściej, gdy niemożliwe jest wytrącenie osadu w postaci wodorotlenków, stosowane są nowoczesne odczynniki strącające, które selektywnie reagują z jonami metali ciężkich.
Takim przykładem jest sól trisodowa trójmerkaptotriazyny (skrót TMT), stosowana w postaci 15% roztworu.
Działanie soli polega na wiązaniu jonów metali ciężkich, np. kadmu, miedzi, niklu, rtęci oraz ołowiu.
Oto przykład wiązania jonów rtęci przez (w skrócie ) w postaci jonowej skróconej:
Analityka medyczna
Niektóre probówki do pobierania krwi zawierają sole, jak szczawian potasu (sól potasowa kwasu szczawiowego (etanodiowego) KIndeks dolny 22CIndeks dolny 22OIndeks dolny 44) lub cytrynian sodu (2‑hydroksypropano‑1,2,3‑trikarboksylan trisodu). Są to tzw. antykoagulanty, które łączą się z jonami , obecnymi w surowicy krwi, zapobiegając tym samym krzepnięciu krwi.
W próbówce, po pobraniu krwi, zachodzi reakcja pomiędzy jonami wapnia a szczawianem potasu, opisana równaniem reakcji:
W wyniku tego procesu tworzy się osad szczawianu wapnia, który następnie może zostać poddany procesowi wirowania, a pozostałość krwi jest poddawana szczegółowej diagnostyce.
Fotografia
Choć tradycyjna fotografia w dużej mierze wyparta została przez fotografię cyfrową, w celach artystycznych wciąż stosuje się metodę analogową. Jednym z częstszych zabiegów jest stosowanie klisz z bromkiem srebra. Aby je utworzyć, miesza się azotan(V) srebra z bromkiem potasu oraz żelatyną. W wyniku reakcji:
tworzy się osad drobnych kryształków bromku srebra. Następnie powleka się go cienką folią.
Czy wiesz, w jaki sposób zachodzi proces odzysku srebra z roztworów używanych w fotografii?
Po wywołaniu filmu, każdy nienaświetlony bromek srebra musi zostać usunięty w procesie zwanym „utrwalaniem”. W przeciwnym razie cały film stałby się czarny. Bromek srebra nie w wodzie, za to w rozcieńczonym roztworze tiosiarczanu sodu () rozpuszcza się z powodu tworzenia się jonów .
Po przemyciu filmu roztworem tiosiarczanu, nienaświetlony bromek srebra rozpuszcza się, pozostawiając wzór granulek metalicznego srebra na kliszy. Jest to tzw. negatyw.
Na postawie informacji zawartych w tekście, wykonaj mapę myśli, w której przedstawisz zastosowania reakcji strąceniowych oraz wskażesz najważniejsze pojęcia.
Słownik
odczynnik, który reaguje z niewielką liczbą jonów, atomów, cząsteczek; reaguje w określonych warunkach
reakcja zachodząca pomiędzy określonymi jonami, w wyniku której wytrąca się osad
(łac. sedimentum „osad”) zjawisko samorzutnego opadania cząstek ciała stałego rozproszonego w cieczy na skutek działania siły ciężkości
(łac. filtrare, od filtrum, „cedzidło”) proces mechanicznego oddzielania substancji stałej od cieczy, na skutek działania porowatej przegrody filtracyjnej – np. sączka
(łac. dissociatio, „rozdzielenie”) samorzutny proces rozpadu cząsteczek elektrolitów (kwasów, zasad, soli) w roztworach na dodatnio i ujemnie naładowane cząstki, tj. jony, pod wpływem działania rozpuszczalnika
(gr. ḗlektron „bursztyn”, lytós „rozpuszczalny”) związki, które w roztworze wodnym dysocjują całkowicie na jony
Bibliografia
Encyklopedia PWN
Lipiec T., Szmal Z., Chemia analityczna z elementami analizy instrumentalnej, Warszawa 1980.
Minczewski J., Marczenko Z., Chemia analityczna. T.2. Chemiczne metody analizy ilościowej, Warszawa 2011, wyd. 10.
Wachowski L., Kirszensztejn P., Ćwiczenia z podstaw chemii środowiska, Poznań 1999.
Instrukcja do ćwiczeń: Usuwanie związków fosforu z wód mineralnych metodą wtraćania, na podstawie:Ćwiczenia z podstaw chemii środowiska, pod. red. L. Wachowskiego, P. Kirszensztejn, Poznań 1999., online: http://www.chemia.uni.lodz.pl/kchogin/dydaktyka/chemia_srodowiska/pdf/08.pdf