Czym jest osad?

Polecenie 1

Wykonaj poniższy eksperyment i zastanów się jak zdefiniować osad.

Porównanie działania roztworów wodorotlenku sodu i siarczanuVI miedziII
Doświadczenie 1

Sprawdź, czy po zmieszaniu wodnych roztworów wodorotlenku sodu i siarczanuVI miedziII zajdzie reakcja chemiczna

Przygotuj niezbędne odczynniki i przyrządy laboratoryjne. Wybierz hipotezę i zweryfikuj ją, przeprowadzając doświadczenie wg załączonej instrukcji. Jeśli nie masz możliwości samodzielnego przeprowadzenia doświadczenia, zapoznaj się ze schematycznymi rysunkami, obrazującymi jego przebieg. Napisz obserwacje oraz sformułuj odpowiedni wniosek.

R1230DKOap9Am
Problem badawczy:. Hipoteza:. Co będzie potrzebne: ;. Instrukcja: 1.
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Wykonano doświadczenie, w którym sprawdzono, czy po zmieszaniu wodnych roztworów wodorotlenku sodu i siarczanuVI miedziII, zostaną zaobserwowane objawy świadczące o zajściu reakcji chemicznej.

Problem badawczy:

Czy po zmieszaniu wodnych roztworów wodorotlenku sodu i siarczanuVI miedziII zajdzie reakcja chemiczna?

Hipoteza:

W wyniku zmieszania dwóch wodnych roztworów – wodorotlenku sodu i siarczanuVI miedziII – powstanie związek trudno rozpuszczalny (wytrąci się osad).

Co było potrzebne:

  • probówki;

  • statyw na probówki;

  • zlewki

  • łyżeczki

  • woda destylowana

  • wodorotlenek sodu

  • siarczanVI miedziII.

Przebieg doświadczenia:

1. Do zlewki wlano 10 cm3 wody destylowanej i wsypano pół łyżeczki wodorotlenku sodu. Całość mieszano do otrzymania klarownego roztworu.

2. W drugiej zlewce powtórzono procedurę z punktu 1 dla siarczanuVI miedziII.

3. Do probówki wlano 2-3 cm3 wodnego roztworu siarczanuVI miedziII.

4. Dodano do niego podobną objętość wodnego roztworu wodorotlenku sodu.

5. Obserwano zachodzące zmiany.

Obserwacje:

Wytrąca się niebieski (galaretowaty) osad.

Wnioski:

Wodorotlenek sodu reaguje w roztworze wodnym z siarczanemVI miedziII, a w wyniku zachodzącej reakcji powstaje substancja trudno rozpuszczalna w wodzie.

1
Polecenie 2

Napisz obserwacje i wniosek do przeprowadzonego doświadczenia.

R9r42BMX53YRC
Obserwacje: (Uzupełnij) Wniosek: (Uzupełnij).
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Polecenie 2
Rk1AVpZnDaOjE
Na podstawie wykonanego doświadczenia wskaż, który jon jest odpowiedzialny za powstawanie niebieskiego zabarwienia. Możliwe odpowiedzi: 1. Cu2+, 2. SO42-, 3. Na+, 4. OH-
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Na podstawie odnotowanych obserwacji można wnioskować, że po zmieszaniu wodnych roztworów wodorotlenku sodu i siarczanuVI miedziII, pomiędzy obiema substancjami zaszła reakcja chemiczna, w wyniku której wytrącił się osad.

Osadem możemy w uproszczeniu nazwać substancję stałą, która w podanych warunkach temperatury (i ciśnienia) praktycznie nie rozpuszcza się w środowisku, w którym się znajduje, np. w wodzie. Osady powstają zarówno w wyniku przemian fizycznych, jak i na skutek reakcji chemicznych.

Wytrącanie osadu w reakcji soli z wodorotlenkiem

W powyższym eksperymencie osad wytrącił się na skutek reakcji chemicznych. Jaka substancja w tym przypadku stanowi osad?

wodorotlenek sodu+siarczanVI miedziIIsiarczanVI sodu+wodorotlenek miedziII
2 NaOH+CuSO4Na2SO4+CuOH2

Wykorzystując tablicę rozpuszczalności, sprawdźmy rozpuszczalność wszystkich reagentów w wodzie.

RlajSfiX6cXCV1
Tabele rozpuszczalności z wyszczególnieniem soli użytych do strącenia osadu wodorotlenku miedzi(II)
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Substraty analizowanej reakcji chemicznej, a więc wodorotlenek sodu i siarczan(VI) miedzi(II), to substancje dobrze rozpuszczalne w wodzie, podobnie jak siarczan(VI) sodu, czyli sól będąca produktem tej reakcji. Drugi z produktów rozważanej reakcji – wodorotlenek miedzi(II) – jest praktycznie nierozpuszczalny w wodzie i to on wytrącił się z roztworu w postaci niebieskiego (galaretowatego) osadu.

Pamiętając, że sole i wodorotlenki dobrze rozpuszczalne w wodzie ulegają w niej dysocjacji elektrolitycznej, możemy zapisać równanie reakcji chemicznej zachodzącej podczas doświadczenia w formie jonowej (zapis pełny):

2 Na++2 OH-+Cu2++SO42-2 Na++SO42-+CuOH2

oraz stosując tzw. zapis jonowy skrócony:

2 OH-+Cu2+CuOH2

Po uwzględnieniu rozpuszczalności wszystkich reagentów w analizowanym doświadczeniu oraz procesu dysocjacji elektrolitycznej soli i wodorotlenków, schemat obrazujący przebieg tego doświadczenia możemy opisać:

RQXXWZjsngiFV
Reakcja strącania wodorotlenku miedzi(II)
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Reakcję przebiegającą z wytrąceniem osadu w roztworze wodnym między solą a wodorotlenkiem, możemy przedstawić jako:

sól1+wodorotlenek 2wodorotlenek 1+sól 2

Drugi z produktów opisanej reakcji chemicznej (sól 2) również może być substancją trudno rozpuszczalną w wodzie, lecz zwykle reagenty dobiera się tak, aby tylko jeden z produktów był trudno rozpuszczalny.

Reakcje soli z solami

Porównanie działania roztworu chlorku sodu na roztwory azotanuV potasu i azotanuV srebraI
Doświadczenie 2

Sprawdź, czy po zmieszaniu wodnych roztworów chlorku sodu i azotanuV potasu oraz chlorku sodu i azotanuV srebraI.

Przygotuj niezbędne odczynniki i przyrządy laboratoryjne. Wybierz hipotezę i zweryfikuj ją przeprowadzając doświadczenie wg załączonej instrukcji. Jeśli nie masz możliwości samodzielnego przeprowadzenia doświadczenia, zapoznaj się ze schematycznymi rysunkami, obrazującymi jego przebieg. Napisz obserwacje oraz sformułuj odpowiedni wniosek.

R19w2dehTkFeE
Problem badawczy:. Hipoteza:. Co będzie potrzebne: ;. Instrukcja: 1.
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Przeprowadzono doświadczenie, w którym sprawdzono, czy po zmieszaniu wodnych roztworów chlorku sodu i azotanuV potasu oraz chlorku sodu i azotanuV srebraI, zostaną zaobserwowane objawy reakcji chemicznych.

Problem badawczy:

Czy chlorek sodu reaguje w roztworze wodnym z solami: azotanemV potasu i azotanemV srebraI?

Hipoteza:

Chlorek sodu w roztworze wodnym reaguje tylko z azotanemV srebraI.

Co było potrzebne:

  • probówki;

  • statyw na probówki;

  • zlewki

  • łyżeczki

  • woda destylowana

  • chlorek sodu

  • azotanV potas

  • azotanuV srebraI.

Przebieg doświadczenia:

1. Do zlewki wlano 10 cm3 wody destylowanej i wsypano pół łyżeczki chlorku sodu. Całość mieszano do otrzymania klarownego roztowru.

2. Punkt 1 powtórzono dla azotanuV potasu i azotanuV srebraI.

3. Do dwóch probówek wlano takie same objętości (po około 2-3 cm3) wodnych roztworów soli: do pierwszej azotanuV srebraI, a do drugiej azotanuV potasu.

4. Do każdej z probówek dodawano kroplami jednakową objętość (około 0,5 cm3) wodnego roztworu chlorku sodu.

5. Obserwowano zachodzące zmiany.

Obserwacje:

W pierwszej z probówek (zawierającej wodny roztwór azotanuV srebraI) wytrąca się biały osad, a roztwór nad osadem jest bezbarwny. W drugiej (zawierającej wodny roztwór azotanuV potasu) nie zaobserwowano objawów świadczących o przebiegu reakcji chemicznej.

Wniosek:

Chlorek sodu reaguje w roztworze wodnym z azotanemV srebraI, ale nie reaguje z azotanemV potasu.

1
Polecenie 3

Napisz obserwacje i wniosek do przeprowadzonego doświadczenia.

R1cFo3alai9uW
Obserwacje: (Uzupełnij).
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Polecenie 3
R1PwwYCOih3zF
Reakcja zachodząca pomiędzy chlorkiem sodu a azotanem(V) srebra(I) to: Możliwe odpowiedzi: 1. reakcja strąceniowa, 2. reakcja odwracalna, 3. reakcja analizy, 4. reakcja redukcji i utlenienia
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Na podstawie odnotowanych obserwacji można wnioskować, że po zmieszaniu wodnych roztworów chlorku sodu i azotanuV srebraI, pomiędzy obiema solami zaszła reakcja chemiczna, w wyniku której otrzymano trudno rozpuszczalną w wodzie substancję. Co to za substancja? Na podstawie charakterystycznego dla chemii nieorganicznej podziału reakcji chemicznych możemy stwierdzić, że pomiędzy wspomnianymi solami, w roztworze wodnym, zachodziła reakcja wymiany (podwójnej), której przebieg możemy opisać za pomocą równania:

AgNO3+NaClAgCl+NaNO3

azotanV srebraI+chlorek soduchlorek srebraI+azotanV sodu

Aby sprawdzić, który z reagentów jest substancją trudno rozpuszczalną w wodzie, musimy skorzystać z tablicy rozpuszczalności soli i wodorotlenków. Sprawdźmy rozpuszczalność wszystkich reagentów opisanej reakcji chemicznej w wodzie:

RziSzaBax2Wrg1
Tabele rozpuszczalności
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Na podstawie tablicy rozpuszczalności wnioskujemy, że obydwie użyte w doświadczeniu sole (chlorek sodu i azotanV srebraI) są dobrze rozpuszczalne w wodzie. Z kolei jeden z produktów opisanej reakcji chemicznej, chlorek srebraI, jest substancją praktycznie nierozpuszczalną w wodzie. To właśnie ta sól, wchodzi w skład otrzymanego w doświadczeniu osadu (w równaniu reakcji możemy ten fakt zaznaczyć, zapisując za wzorem trudno rozpuszczalnej soli strzałkę skierowaną w dół). Drugi z produktów, azotanV sodu to sól dobrze rozpuszczalna w wodzie, zatem znajduje się ona w roztworze nad osadem.

AgNO3+NaClAgCl+NaNO3

Sole dobrze rozpuszczalne w wodzie, ulegają pod wpływem działania jej cząsteczek, procesowi dysocjacji elektrolitycznej. Podając zapis jonowy pełny równań reakcji chemicznych sole te rozbijamy na jony. Z kolei soli praktycznie nierozpuszczalnych w wodzie, w zapisie jonowym, nie rozbijamy na jony. Analizowane równanie reakcji w zapisie jonowym pełnym, będzie miało zatem postać:

Ag++NO3-+Na++Cl-AgCl+NO3-+Na+

Ponieważ równanie reakcji to najprostszy matematyczny zapis przebiegu reakcji chemicznej możemy uprościć (skrócić) wyrazy podobne, a więc jony znajdujące się po obydwu stronach zapisanego równania:

Ag++NO3-+Na++Cl-AgCl+NO3-+Na+

W ten sposób otrzymamy tzw. zapis jonowy skrócony równania reakcji:

Ag++Cl-AgCl

z którego możemy wnioskować, że w rzeczywistości w reakcji chemicznej wzięły udział jedynie jony, które po połączeniu się utworzyły osad.

Po zmieszaniu wodnych roztworów chlorku sodu i azotanu(V) potasu nie zaobserwujemy objawów reakcji chemicznej, np. pojawienia się osadu, tak jak to miało miejsce w omówionym wyżej przykładzie. Możemy zatem wnioskować, że reakcja chemiczna pomiędzy tymi dwiema solami nie zachodzi. Dlaczego? Zapiszmy w formie cząsteczkowej, równanie hipotetycznej reakcji chemicznej (reakcji wymiany), która mogłaby przebiegać pomiędzy analizowanymi solami w roztworze wodnym:

NaCl+KNO3NaNO3+KCl

Wykorzystując tablicę rozpuszczalności, sprawdźmy rozpuszczalność substratów i produktów tej hipotetycznej reakcji w wodzie.

R1DNAsGyIe9nQ1
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Okazuje się, że w tym przypadku wszystkie reagenty są w wodzie dobrze rozpuszczalne, a więc ulegają procesowi dysocjacji elektrolitycznej. W zapisie jonowym (pełnym) musielibyśmy zatem wszystkie sole rozbić na jony:

Na++Cl-+K++NO3-Na++NO3-+K++Cl-

Po uproszczeniu wyrazów podobnych:

okaże się, że wszystkie jony w zapisanym równaniu trzeba skrócić, więc analizowana reakcja w roztworze wodnym nie zachodzi. Po zmieszaniu wodnych roztworów chlorku sodu i azotanuV potasu otrzymamy roztwór, w którym znajdują się jony pochodzące z dysocjacji elektrolitycznej obydwu soli.

Uwzględniając rozpuszczalność wszystkich reagentów w analizowanym doświadczeniu oraz proces dysocjacji elektrolitycznej soli, możemy doprecyzować schemat obrazujący przebieg tego doświadczenia:

RO0zHTWPHNCKP
Schemat doświadczenia badającego warunki otrzymania soli nierozpuszczalnej.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Reakcję, w trakcie której po zmieszaniu ze sobą roztworów dwóch rozpuszczalnych substancji powstaje trudno rozpuszczalny związek chemiczny, nazywa się reakcją strącania osadu (reakcją strąceniową). Jej istotą jest reakcja pomiędzy niektórymi jonami, powstałymi z dysocjacji elektrolitycznej mieszanych ze sobą substancji. Reakcje strącania osadów są reakcjami wymiany podwójnej. Substraty użyte w reakcji strąceniowej muszą być dobrze rozpuszczalne w wodzie, a przynajmniej jeden z produktów reakcji musi być substancją w wodzie praktycznie nierozpuszczalną. Jeżeli reakcja strąceniowa przebiega w roztworze wodnym pomiędzy dwiema solami, to jej schemat możemy przedstawić jako:

sól1+sól2sól3+sól4

Przy czym druga z soli, będąca produktem opisanej reakcji chemicznej (sól 4), również może wytrącić się z roztworu w postaci osadu (z praktycznego punktu widzenia, otrzymywanie soli trudno rozpuszczalnych w wodzie, podczas gdy w wyniku zachodzącej reakcji powstają dwa osady, nie jest wykorzystywane – otrzymane osady trudno bowiem rozdzielić).

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)

11
Ćwiczenie 1

Pewną reakcję chemiczną przedstawiono w sposób jonowy skrócony:

Ca2++CO32-CaCO3

Analizując tablicę rozpuszczalności soli i wodorotlenków, zaproponuj dwa odczynniki chemiczne, których roztwory wodne należy zmieszać w celu otrzymania tego produktu.

R6rqcLD63gRwT
(Uzupełnij).
R12KupPpNUui41
Ćwiczenie 2
Uzupełnij poniższe zdanie tak, żeby było prawdziwe: W wyniku reakcji dwóch 1. nierozpuszczalny, 2. rozpuszczalny, 3. rozpuszczalnych, 4. nierozpuszczalnych soli, następuje reakcja strąceniowa, w której jeden produkt musi być 1. nierozpuszczalny, 2. rozpuszczalny, 3. rozpuszczalnych, 4. nierozpuszczalnych w wodzie.
211
Ćwiczenie 3

Do brązowego roztworu zawierającego chlorek żelaza(III) dodano roztworu chromianu(VI) potasu. Napisz, co możesz zaobserwować. Zapisz równania cząsteczkowe oraz jonowe (pełne i skrócone) zachodzącej reakcji chemicznej.

RhZL6jfnu3noM
Odpowiedź: (Uzupełnij).
R17acHGHxYrzo
(Uzupełnij).
Polecenie 4

Na podstawie poniższej animacji oraz przedstawionych wcześniej informacji, zaproponuj za pomoca jakich odczyniików można wytrącić osad siarczanu(VI) ołowiu(II).

RyTYHYmsM6BOi1
Film nawiązujący do treści materiału dotyczącej korzystania z tabeli rozpuszczalności.
RpaU3VPEiNgoz
W poniższe pole wpisz odpowiedź:
11
Ćwiczenie 4

Korzystając z tabeli rozpuszczalności, zaznacz, które związki są praktycznie nierozpuszczalne w wodzie.

RlxvJGjnFmVmq
Źródło: GroMar Sp. z o.o., na podstawie Eskamedia Szkoła, licencja: CC BY-SA 3.0.
R1GSAiHFjXTfK
Możliwe odpowiedzi: 1. NH4Cl, 2. Ag2CO3, 3. ZnCl2, 4. CoCO3, 5. FeCrO4, 6. NaCl
211
Ćwiczenie 5

Mając do dyspozycji wodny roztwór amoniaku, roztwór chlorku żelaza(III), siarczek żelaza(III) i wodorotlenek niklu, zaproponuj metodę otrzymania wodorotlenku żelaza(III). Co zaobserwujesz w trakcie reakcji? Zapisz równanie cząsteczkowe, jonowe pełne oraz skrócone.

R10AJsgf1SIiy
Odpowiedź: (Uzupełnij).
R1HkzVrggV339
(Uzupełnij).

Podsumowanie

Polecenie 5

W celu podsumowania zdobytych wiadomości i umiejętności obejrzyj poniższy film, a następnie sporządź krótką notatkę wyjaśniającą na czym polegają reakcje strąceniowe. Pisząc notatkę nie używaj wzorów substancji ani równań reakcji.

R1MCrklLOWb2a1
Film opowiada o zapisywaniu równań reakcji chemicznych, w których powstają osady.
RbLTTSdPwEb0B
Notatkę zapisz w poniższym polu:
bg‑gold

Notatnik

RwrUSAFAJrnd8
(Uzupełnij).