Талог или хемијско таложење је процес који се састоји у формирању нерастворљива чврста супстанца из смеше две хомогене решења. За разлику од падавина кише и снега, код ове врсте падавина „киши чврсто“ са површине течности.
У два хомогена раствора се јони растварају у води. Када су у интеракцији са другим јонима (у време мешања), њихове електростатичке интеракције омогућавају раст кристала или желатинозне чврсте супстанце. Због дејства гравитације, та чврста супстанца се натапа на дну стакленог материјала.
Падавине се регулишу ионском равнотежом, која зависи од многих варијабли: од концентрације и природе интервентне врсте до температуре воде и дозвољеног времена контакта чврстог материјала са водом.
Уз то, нису сви јони способни да успоставе ову равнотежу, или оно што је исто, не могу сви да засити раствор у врло малим концентрацијама. На пример, да би се исталожио НаЦл, потребно је испаравати воду или додати више соли.
Засићен раствор значи да не може растворити више чврсте твари, па се таложи. Из тог разлога су падавине такође јасан знак да је раствор засићен.
Реакција падавина
Узимајући у обзир раствор растворених А јона, а други са Б јона, када се помешају, хемијска једначина реакције предвиђа:
А + (ац) + Б - (ац) <=> АБ (с)
Међутим, „готово“ је немогуће да А и Б буду сами у почетку, нужно их морају пратити други јони са супротним набојима.
У овом случају, А + формира растворљиво једињење са Ц - врстама , а Б - исто са Д + врстама . Дакле, хемијска једначина сада додаје нове врсте:
АЦ (ац) + ДБ (ац) <=> АБ (с) + ДЦ (ац)
Врсте А + расељавају врсте Д + да формирају чврсти АБ; заузврат, врста Ц - потискује Б - како би формирала растворљиви чврсти ДЦ.
Односно, појављују се двострука померања (реакција метатезе). Дакле, реакција таложења је реакција померања са два јона.
За пример на горњој слици чаша садржи кристале злата оловног (ИИ) јодида (ПбИ 2 ), производ такозване „златне туше “ реакције:
Пб (НО 3 ) 2 (ац) + 2КИ (ак) => ПбИ 2 (с) + 2КНО 3 (ак)
Према претходној једначини, А = Пб 2+ , Ц - = НО 3 - , Д = К + и Б = И - .
Формирање талога
Зидови чаше показују кондензовану воду од велике врућине. У коју сврху се загрева вода? Да успорите процес формирања ПбИ 2 кристала и нагласите ефекат златног туша.
Кад се сусретне са два И - аниона , катион Пб 2+ формира малено језгро од три јона, што није довољно за изградњу кристала. Слично томе, у осталим регионима раствора и други јони се такође окупљају да би формирали језгре; Овај процес је познат и као нуклеација.
Ова језгра привлаче друге јоне и на тај начин она расте у колоидне честице, одговорне за жуту облачност раствора.
На исти начин, ове честице међусобно делују да би изазвале угрушке, а ове угрушке са другима, да би коначно настале талог.
Међутим, када се то догоди, талог је желатинозан, са светлим наговештајима неких кристала који „лутају“ кроз раствор. То је зато што је брзина нуклеације већа од раста језгара.
С друге стране, максимални раст језгра се огледа у сјајном кристалу. Да би се гарантовао овај кристал, раствор мора бити мало засићен, што се постиже повећањем температуре пре падавина.
Дакле, како се раствор хлади, језгра имају довољно времена за раст. Даље, пошто концентрација соли није велика, температура контролише процес нуклеације. Сходно томе, обе променљиве користи изглед ПбИ 2 кристала .
Производ растворљивости
ПбИ 2 успоставља равнотежу између ње и јона у раствору:
ПбИ 2 (с) <=> Пб 2+ (ац) + 2И - (ац)
Константа ове равнотеже назива се константа производа растворљивости, К пс . Израз "производ" односи се на множење концентрација јона који чине чврсту супстанцу:
К пс = 2
Овде се крутина састоји од јона изражених у једначини; међутим, у тим прорачунима то не сматра чврстим.
Концентрације јона Пб 2+ и И - јона једнаке су растворљивости ПбИ 2 . То јест, одређивањем растворљивости једне од ових, оне друге и константне К пс може се израчунати .
За шта се састоје К пс за једињења ниска растворљива у води? То је мера степена нерастворљивости једињења на одређеној температури (25 ° Ц). Тако је мањи косовски ПС , више нерастворљива је.
Стога, упоређујући ову вредност са вредностима других једињења, може се предвидети који пар (нпр. АБ и ДЦ) ће се прво исталожити. У случају хипотетичког једињења ДЦ, његов К пс може бити толико висок да су за таложење потребне веће концентрације Д + или Ц - у раствору.
Ово је кључ онога што се назива фракцијским падавинама. Слично томе, знајући К пс за нерастворљиву со, може се израчунати минимална количина која се исталожи у литру воде.
Међутим, у случају КНО 3 не постоји таква равнотежа, па му недостаје К пс . У ствари, то је високо растворљива со у води.
Примери
Реакције падавина један су од процеса који обогаћују свет хемијских реакција. Неки додатни примери (поред златног туша) су:
АгНО 3 (ак) + НаЦл (ак) => АгЦл (и) + НаНО 3 (ак)
Горња слика илуструје стварање белог талога сребрног хлорида. Генерално, већина једињења сребра има белу боју.
БаЦл 2 (ак) + К 2 СО 4 (ак) => БаСО 4 (с) + 2КЦл (ак)
Настаје бели талог баријевог сулфата.
2ЦуСО 4 (ак) + 2НаОХ (ак) => Цу 2 (ОХ) 2 СО 4 (с) + На 2 СО 4 (ак)
Плавкаст талог дибазног бакар (ИИ) сулфата формира.
2АгНО 3 (ак) + К 2 ЦрО 4 (ак) => Аг 2 ЦрО 4 (с) + 2КНО 3 (ак)
Налази се наранџасти талог сребрног хромата.
ЦаЦл 2 (ак) + На 2 ЦО 3 (ак) => ЦаЦО 3 (с) + 2НаЦл (ак)
Формира се бели талог калцијумовог карбоната, такође познат као кречњак.
Фе (НО 3 ) 3 (ак) + 3НаОХ (ак) => Фе (ОХ) 3 (с) + 3НаНО 3 (ак)
Коначно, формира се наранџасти талог гвожђа (ИИИ) хидроксида. На овај начин, реакције падавина производе било које једињење.
Референце
- Даи, Р. и Ундервоод, А. Квантитативна аналитичка хемија (5. изд.). ПЕАРСОН Прентице Халл, стр. 97-103.
- Дер Креоле. (6. марта 2011). Златна киша. . Преузето 18. априла 2018. године са: цоммонс.викимедиа.орг
- Др Анне Марие Хелменстине (9. априла 2017). Дефиниција реакције падавина. Преузето 18. априла 2018. године са: тхинкцо.цом
- ле Цхателиер'с Принцип: Реакције падавина. Преузето 18. априла 2018. године са: дигипац.ца
- Проф. Ботцх. Хемијске реакције И: Нето јонске једначине. Преузето 18. априла 2018. године са: лецтуредемос.цхем.умасс.еду
- Луисбрудна. (8. октобар 2012). Сребрни хлорид (АгЦл). . Преузето 18. априла 2018. године са: цоммонс.викимедиа.орг
- Вхиттен, Давис, Пецк и Станлеи. Хемија. (8. изд.). ЦЕНГАГЕ Леарнинг, п 150, 153, 776-786.