Καθίζηση είναι η δημιουργία ενός στερεού από ένα διάλυμα. Αρχικά, η αντίδραση λαμβάνει χώρα σε υγρή κατάσταση, μετά την οποία σχηματίζεται μια ορισμένη ουσία, η οποία ονομάζεται "ίζημα". Το χημικό συστατικό που προκαλεί τον σχηματισμό του έχει έναν τέτοιο επιστημονικό όρο ως «καταβυθιστής». Χωρίς αρκετή βαρύτητα (καθίζηση) ώστε να ενωθούν τα σκληρά σωματίδια, το ίζημα παραμένει σε εναιώρηση.
Μετά την καθίζηση, ειδικά όταν χρησιμοποιείται συμπαγής φυγόκεντρος, η καθίζηση μπορεί να ονομαστεί "κοκκία". Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μέσο. Το υγρό που παραμένει πάνω από το στερεό χωρίς καθίζηση ονομάζεται «υπερκείμενο». Η κατακρήμνιση είναι σκόνες που λαμβάνονται από υπολειμματικά πετρώματα. Ιστορικά ήταν επίσης γνωστά ως «λουλούδια». Όταν το στερεό εμφανίζεται με τη μορφή ινών κυτταρίνης που έχουν υποστεί χημική επεξεργασία, αυτή η διαδικασία αναφέρεται συχνά ως αναγέννηση.
Διαλυτότητα στοιχείων
Μερικές φορές ο σχηματισμός ενός ιζήματος υποδηλώνει την εμφάνιση μιας χημικής αντίδρασης. Αν έναη καθίζηση από διαλύματα νιτρικού αργύρου χύνεται σε υγρό χλωριούχου νατρίου και στη συνέχεια λαμβάνει χώρα χημική ανάκλαση με το σχηματισμό ενός λευκού ιζήματος από το πολύτιμο μέταλλο. Όταν το υγρό ιωδιούχο κάλιο αντιδρά με το νιτρικό μόλυβδο(II), σχηματίζεται ένα κίτρινο ίζημα ιωδιούχου μολύβδου(II).
Μπορεί να προκύψει καθίζηση εάν η συγκέντρωση μιας ένωσης υπερβαίνει τη διαλυτότητά της (για παράδειγμα, κατά την ανάμειξη διαφορετικών συστατικών ή την αλλαγή της θερμοκρασίας τους). Η πλήρης καθίζηση μπορεί να συμβεί γρήγορα μόνο από ένα υπερκορεσμένο διάλυμα.
Στα στερεά, μια διεργασία συμβαίνει όταν η συγκέντρωση ενός προϊόντος είναι πάνω από το όριο διαλυτότητας σε άλλο σώμα ξενιστή. Για παράδειγμα, λόγω της ταχείας ψύξης ή της εμφύτευσης ιόντων, η θερμοκρασία είναι αρκετά υψηλή ώστε η διάχυση μπορεί να οδηγήσει σε διαχωρισμό ουσιών και σχηματισμό ιζήματος. Η ολική εναπόθεση σε στερεά κατάσταση χρησιμοποιείται συνήθως για τη σύνθεση νανοσυμπλεγμάτων.
Υπερκορεσμός υγρών
Ένα σημαντικό βήμα στη διαδικασία της κατακρήμνισης είναι η αρχή της πυρήνωσης. Η δημιουργία ενός υποθετικού στερεού σωματιδίου περιλαμβάνει το σχηματισμό μιας διεπαφής, η οποία φυσικά απαιτεί κάποια ενέργεια με βάση τη σχετική επιφανειακή κίνηση τόσο του στερεού όσο και του διαλύματος. Εάν δεν είναι διαθέσιμη μια κατάλληλη δομή πυρήνων, εμφανίζεται υπερκορεσμός.
Ένα παράδειγμα καθίζησης: χαλκός από σύρμα που μετατοπίζεται από ασήμι σε διάλυμα νιτρικού μετάλλου, στο οποίο βυθίζεται. Φυσικά, μετά από αυτά τα πειράματα, το στερεό υλικό κατακρημνίζεται. Οι αντιδράσεις καθίζησης μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή χρωστικών. Και επίσης να αφαιρέσετεάλατα από το νερό κατά την επεξεργασία του και στην κλασική ποιοτική ανόργανη ανάλυση. Έτσι εναποτίθεται ο χαλκός.
Κρυστάλλοι Πορφυρίνης
Η καθίζηση είναι επίσης χρήσιμη κατά την απομόνωση των προϊόντων αντίδρασης όταν λαμβάνει χώρα η επεξεργασία. Στην ιδανική περίπτωση, αυτές οι ουσίες είναι αδιάλυτες στο συστατικό της αντίδρασης.
Έτσι το στερεό καθιζάνει καθώς σχηματίζεται, δημιουργώντας κατά προτίμηση καθαρούς κρυστάλλους. Ένα παράδειγμα αυτού είναι η σύνθεση πορφυρινών σε βραστό προπιονικό οξύ. Όταν το μίγμα της αντίδρασης ψύχεται σε θερμοκρασία δωματίου, οι κρύσταλλοι αυτού του συστατικού πέφτουν στον πυθμένα του δοχείου.
Μπορεί επίσης να προκύψει καθίζηση όταν προστεθεί ένας αντιδιαλύτης, ο οποίος μειώνει δραστικά την απόλυτη περιεκτικότητα σε νερό του επιθυμητού προϊόντος. Το στερεό μπορεί στη συνέχεια να διαχωριστεί εύκολα με διήθηση, απόχυση ή φυγοκέντρηση. Ένα παράδειγμα είναι η σύνθεση τετραφαινυλοπορφυρίνης χλωριούχου χρωμίου: προστίθεται νερό στο διάλυμα αντίδρασης DMF και το προϊόν καθιζάνει. Η καθίζηση είναι επίσης χρήσιμη στον καθαρισμό όλων των συστατικών: το ακατέργαστο bdim-cl αποσυντίθεται πλήρως σε ακετονιτρίλιο και απορρίπτεται σε οξικό αιθυλεστέρα, όπου κατακρημνίζεται. Μια άλλη σημαντική εφαρμογή του αντιδιαλύτη είναι η καθίζηση αιθανόλης από το DNA.
Στη μεταλλουργία, η καθίζηση σε στερεό διάλυμα είναι επίσης ένας χρήσιμος τρόπος για τη σκλήρυνση των κραμάτων. Αυτή η διαδικασία αποσύνθεσης είναι γνωστή ως σκλήρυνση του στερεού συστατικού.
Αναπαράσταση με χρήση χημικών εξισώσεων
Παράδειγμα αντίδρασης καθίζησης: υδατικός νιτρικός άργυρος (AgNO 3)προστίθεται σε διάλυμα που περιέχει χλωριούχο κάλιο (KCl), παρατηρείται αποσύνθεση λευκού στερεού, αλλά ήδη αργύρου (AgCl).
Αυτός, με τη σειρά του, σχημάτισε ένα συστατικό χάλυβα, το οποίο παρατηρείται ως ίζημα.
Αυτή η αντίδραση καθίζησης μπορεί να γραφτεί με έμφαση στα μόρια που έχουν διαχωριστεί στο συνδυασμένο διάλυμα. Αυτή ονομάζεται ιοντική εξίσωση.
Ο τελευταίος τρόπος για να δημιουργήσετε μια τέτοια αντίδραση είναι γνωστός ως καθαρός δεσμός.
Καταβύθιση διαφορετικών χρωμάτων
Πράσινες και κοκκινοκαφέ κηλίδες σε δείγμα πυρήνα ασβεστόλιθου αντιστοιχούν σε στερεά οξείδια και υδροξείδια Fe 2+ και Fe 3+.
Πολλές ενώσεις που περιέχουν μεταλλικά ιόντα παράγουν ιζήματα με διακριτικά χρώματα. Παρακάτω είναι τυπικές αποχρώσεις για διάφορες εναποθέσεις μετάλλων. Ωστόσο, πολλές από αυτές τις ενώσεις μπορούν να παράγουν χρώματα που είναι πολύ διαφορετικά από αυτά που αναφέρονται.
Άλλες ενώσεις συνήθως σχηματίζουν λευκά ιζήματα.
Ανάλυση ανιόντων και κατιόντων
Η καθίζηση είναι χρήσιμη για την ανίχνευση του τύπου κατιόντος στο αλάτι. Για να γίνει αυτό, το αλκάλι αντιδρά πρώτα με ένα άγνωστο συστατικό για να σχηματίσει ένα στερεό. Αυτή είναι η καθίζηση του υδροξειδίου ενός δεδομένου άλατος. Για να αναγνωρίσετε το κατιόν, σημειώστε το χρώμα του ιζήματος και τη διαλυτότητά του σε περίσσεια. Παρόμοιες διαδικασίες χρησιμοποιούνται συχνά διαδοχικά - για παράδειγμα, ένα μείγμα νιτρικού βαρίου θα αντιδράσει με θειικά ιόντα για να σχηματίσει ένα στερεό ίζημα θειικού βαρίου, υποδεικνύοντας την πιθανότητα οι δεύτερες ουσίες να υπάρχουν σε αφθονία.
Διαδικασία πέψης
Η γήρανση ενός ιζήματος συμβαίνει όταν ένα νεοσχηματισμένο συστατικό παραμένει στο διάλυμα από το οποίο κατακρημνίζεται, συνήθως σε υψηλότερη θερμοκρασία. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα καθαρότερες και χονδρότερες εναποθέσεις σωματιδίων. Η φυσικοχημική διαδικασία στην οποία βασίζεται η πέψη ονομάζεται ωρίμανση Ostwald. Ακολουθεί ένα παράδειγμα κατακρήμνισης πρωτεϊνών.
Αυτή η αντίδραση συμβαίνει όταν κατιόντα και ανιόντα σε ένα διάλυμα υδρόφυτου συνδυάζονται για να σχηματίσουν ένα αδιάλυτο, ετεροπολικό στερεό που ονομάζεται ίζημα. Το εάν λαμβάνει χώρα μια τέτοια αντίδραση ή όχι μπορεί να εξακριβωθεί εφαρμόζοντας τις αρχές της περιεκτικότητας σε νερό σε γενικά μοριακά στερεά. Επειδή δεν αποτελούν όλες οι υδατικές αντιδράσεις ιζήματα, είναι απαραίτητο να εξοικειωθείτε με τους κανόνες διαλυτότητας πριν προσδιορίσετε την κατάσταση των προϊόντων και γράψετε τη συνολική ιοντική εξίσωση. Η δυνατότητα πρόβλεψης αυτών των αντιδράσεων επιτρέπει στους επιστήμονες να προσδιορίσουν ποια ιόντα υπάρχουν σε ένα διάλυμα. Βοηθά επίσης τις βιομηχανικές εγκαταστάσεις να σχηματίσουν χημικές ουσίες εξάγοντας συστατικά από αυτές τις αντιδράσεις.
Ιδιότητες διαφόρων βροχοπτώσεων
Είναι αδιάλυτα στερεά ιοντικής αντίδρασης που σχηματίζονται όταν ορισμένα κατιόντα και ανιόντα ενώνονται σε υδατικό διάλυμα. Οι καθοριστικοί παράγοντες του σχηματισμού λάσπης μπορεί να ποικίλλουν. Ορισμένες αντιδράσεις εξαρτώνται από τη θερμοκρασία, όπως τα διαλύματα που χρησιμοποιούνται για ρυθμιστικά διαλύματα, ενώ άλλες σχετίζονται μόνο με τη συγκέντρωση του διαλύματος. Τα στερεά που σχηματίζονται σε αντιδράσεις καθίζησης είναι κρυσταλλικά συστατικά καιμπορεί να εναιωρηθεί σε ολόκληρο το υγρό ή να πέσει στον πυθμένα του διαλύματος. Το υπόλοιπο νερό ονομάζεται υπερκείμενο. Τα δύο στοιχεία συνοχής (ίζημα και υπερκείμενο) μπορούν να διαχωριστούν με διαφορετικές μεθόδους, όπως διήθηση, υπερφυγοκέντρηση ή μετάγγιση.
Αλληλεπίδραση υετού και διπλή αντικατάσταση
Η εφαρμογή των νόμων της διαλυτότητας απαιτεί να κατανοήσουμε πώς αντιδρούν τα ιόντα. Οι περισσότερες από τις αλληλεπιδράσεις κατακρήμνισης είναι μια διαδικασία μονής ή διπλής μετατόπισης. Η πρώτη επιλογή εμφανίζεται όταν δύο ιοντικά αντιδρώντα διασπώνται και συνδέονται με το αντίστοιχο ανιόν ή κατιόν άλλης ουσίας. Τα μόρια αντικαθιστούν το ένα το άλλο με βάση τα φορτία τους είτε ως κατιόν είτε ως ανιόν. Αυτό μπορεί να θεωρηθεί ως «ανταλλαγή εταίρων». Δηλαδή, καθένα από τα δύο αντιδραστήρια «χάνει» τον σύντροφό του και σχηματίζει δεσμό με το άλλο, για παράδειγμα, συμβαίνει χημική καθίζηση με υδρόθειο.
Η αντίδραση διπλής αντικατάστασης ταξινομείται συγκεκριμένα ως διαδικασία στερεοποίησης όταν η εν λόγω χημική εξίσωση εμφανίζεται σε υδατικό διάλυμα και ένα από τα προκύπτοντα προϊόντα είναι αδιάλυτο. Ένα παράδειγμα τέτοιας διαδικασίας φαίνεται παρακάτω.
Και τα δύο αντιδραστήρια είναι υδατικά και ένα προϊόν είναι στερεό. Δεδομένου ότι όλα τα συστατικά είναι ιοντικά και υγρά, διασπώνται και επομένως μπορούν να διαλυθούν πλήρως μεταξύ τους. Ωστόσο, υπάρχουν έξι αρχές υδαρότητας που χρησιμοποιούνται για να προβλέψουν ποια μόρια είναι αδιάλυτα όταν εναποτίθενται στο νερό. Αυτά τα ιόντα σχηματίζουν ένα στερεό ίζημα συνολικάμίξεις.
Κανόνες διαλυτότητας, ρυθμός καθίζησης
Η αντίδραση καθίζησης υπαγορεύεται από τον κανόνα της περιεκτικότητας σε νερό των ουσιών; Στην πραγματικότητα, όλοι αυτοί οι νόμοι και οι εικασίες παρέχουν οδηγίες που λένε ποια ιόντα σχηματίζουν στερεά και ποια παραμένουν στην αρχική τους μοριακή μορφή σε υδατικό διάλυμα. Οι κανόνες πρέπει να τηρούνται από πάνω προς τα κάτω. Αυτό σημαίνει ότι εάν κάτι δεν μπορεί να αποφασιστεί (ή μπορεί να αποφασιστεί) λόγω του πρώτου αξιώματος ήδη, έχει προτεραιότητα έναντι των ακόλουθων ενδείξεων με υψηλότερο αριθμό.
Τα βρωμίδια, τα χλωρίδια και τα ιωδίδια είναι διαλυτά.
Άλατα που περιέχουν καθίζηση αργύρου, μολύβδου και υδραργύρου δεν μπορούν να αναμειχθούν πλήρως.
Αν οι κανόνες αναφέρουν ότι ένα μόριο είναι διαλυτό, τότε παραμένει σε μορφή νερού. Αλλά εάν το συστατικό είναι μη αναμίξιμο σύμφωνα με τους νόμους και τα αξιώματα που περιγράφονται παραπάνω, τότε σχηματίζει ένα στερεό με ένα αντικείμενο ή υγρό από άλλο αντιδραστήριο. Εάν αποδειχθεί ότι όλα τα ιόντα σε οποιαδήποτε αντίδραση είναι διαλυτά, τότε η διαδικασία καθίζησης δεν συμβαίνει.
Καθαρές ιοντικές εξισώσεις
Για να κατανοήσετε τον ορισμό αυτής της έννοιας, είναι απαραίτητο να θυμάστε τον νόμο για την αντίδραση διπλής αντικατάστασης, που δόθηκε παραπάνω. Επειδή αυτό το συγκεκριμένο μείγμα είναι μια μέθοδος καθίζησης, οι καταστάσεις της ύλης μπορούν να αντιστοιχιστούν σε κάθε ζεύγος μεταβλητών.
Το πρώτο βήμα για τη σύνταξη μιας καθαρής ιοντικής εξίσωσης είναι να διαχωριστούν τα διαλυτά (υδατικά) αντιδρώντα και τα προϊόντα στα αντίστοιχακατιόντα και ανιόντα. Τα ιζήματα δεν διαλύονται στο νερό, επομένως κανένα στερεό δεν πρέπει να διαχωρίζεται. Ο κανόνας που προκύπτει μοιάζει με αυτό.
Στην παραπάνω εξίσωση, τα ιόντα A+ και D - υπάρχουν και στις δύο πλευρές του τύπου. Ονομάζονται επίσης μόρια θεατών επειδή παραμένουν ίδια σε όλη την αντίδραση. Γιατί είναι αυτοί που περνούν την εξίσωση αναλλοίωτοι. Δηλαδή, μπορούν να εξαιρεθούν για να δείξουν τον τύπο ενός αψεγάδιαστου μορίου.
Η καθαρή ιοντική εξίσωση δείχνει μόνο την αντίδραση καθίζησης. Και ο μοριακός τύπος δικτύου πρέπει απαραίτητα να είναι ισορροπημένος και στις δύο πλευρές, όχι μόνο από την άποψη των ατόμων των στοιχείων, αλλά και αν τα θεωρήσουμε από την πλευρά του ηλεκτρικού φορτίου. Οι αντιδράσεις καθίζησης αντιπροσωπεύονται συνήθως αποκλειστικά με ιοντικές εξισώσεις. Εάν όλα τα προϊόντα είναι υδατικά, ο καθαρός μοριακός τύπος δεν μπορεί να γραφτεί. Και αυτό συμβαίνει επειδή όλα τα ιόντα εξαιρούνται ως προϊόντα του θεατή. Επομένως, δεν συμβαίνει φυσικά αντίδραση κατακρήμνισης.
Εφαρμογές και παραδείγματα
Οι αντιδράσεις καθίζησης είναι χρήσιμες για τον προσδιορισμό του εάν το σωστό στοιχείο υπάρχει σε ένα διάλυμα. Εάν σχηματιστεί ίζημα, για παράδειγμα όταν μια χημική ουσία αντιδρά με μόλυβδο, η παρουσία αυτού του συστατικού στις πηγές νερού μπορεί να ελεγχθεί προσθέτοντας τη χημική ουσία και παρακολουθώντας τον σχηματισμό του ιζήματος. Επιπλέον, η αντανάκλαση της καθίζησης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εξαγωγή στοιχείων όπως το μαγνήσιο από τη θάλασσανερό. Αντιδράσεις κατακρήμνισης συμβαίνουν ακόμη και σε ανθρώπους μεταξύ αντισωμάτων και αντιγόνων. Ωστόσο, το περιβάλλον στο οποίο συμβαίνει αυτό εξακολουθεί να μελετάται από επιστήμονες σε όλο τον κόσμο.
Πρώτο παράδειγμα
Είναι απαραίτητο να ολοκληρώσετε την αντίδραση διπλής αντικατάστασης και στη συνέχεια να την αναγάγετε σε μια εξίσωση καθαρού ιόντος.
Πρώτον, είναι απαραίτητο να προβλέψουμε τα τελικά προϊόντα αυτής της αντίδρασης χρησιμοποιώντας τη γνώση της διαδικασίας διπλής αντικατάστασης. Για να το κάνετε αυτό, να θυμάστε ότι τα κατιόντα και τα ανιόντα "αλλάζουν εταίρους".
Δεύτερον, αξίζει να διαχωριστούν τα αντιδραστήρια στις πλήρεις ιοντικές τους μορφές, αφού υπάρχουν σε υδατικό διάλυμα. Και μην ξεχνάτε να εξισορροπείτε τόσο το ηλεκτρικό φορτίο όσο και τον συνολικό αριθμό των ατόμων.
Τέλος, πρέπει να συμπεριλάβετε όλα τα ιόντα θεατών (τα ίδια μόρια που υπάρχουν και στις δύο πλευρές του τύπου που δεν έχουν αλλάξει). Στην περίπτωση αυτή, πρόκειται για ουσίες όπως το νάτριο και το χλώριο. Η τελική ιοντική εξίσωση μοιάζει με αυτό.
Είναι επίσης απαραίτητο να ολοκληρώσετε την αντίδραση διπλής αντικατάστασης και, στη συνέχεια, βεβαιωθείτε ότι την ανάγετε στην εξίσωση καθαρών ιόντων.
Γενική επίλυση προβλημάτων
Τα προβλεπόμενα προϊόντα αυτής της αντίδρασης είναι το CoSO4 και το NCL από τους κανόνες διαλυτότητας, το COSO4 διασπάται πλήρως επειδή το σημείο 4 δηλώνει ότι τα θειικά (SO2–4) δεν κατακάθονται στο νερό. Ομοίως, πρέπει να διαπιστώσουμε ότι η συνιστώσα NCL μπορεί να αποφασιστεί με βάση το αξίωμα 1 και 3 (μόνο το πρώτο απόσπασμα μπορεί να αναφερθεί ως απόδειξη). Μετά την εξισορρόπηση, η εξίσωση που προκύπτει έχει την ακόλουθη μορφή.
Για το επόμενο βήμα, αξίζει να διαχωριστούν όλα τα συστατικά στην ιοντική τους μορφή, καθώς θα υπάρχουν σε υδατικό διάλυμα. Και επίσης να εξισορροπήσει το φορτίο και τα άτομα. Στη συνέχεια, ακυρώστε όλα τα ιόντα θεατή (αυτά που εμφανίζονται ως συστατικά και στις δύο πλευρές της εξίσωσης).
Αντίδραση χωρίς κατακρήμνιση
Αυτό το συγκεκριμένο παράδειγμα είναι σημαντικό επειδή όλα τα αντιδρώντα και τα προϊόντα είναι υδατικά, πράγμα που σημαίνει ότι εξαιρούνται από την καθαρή ιοντική εξίσωση. Δεν υπάρχει στερεό ίζημα. Επομένως, δεν εμφανίζεται καμία αντίδραση κατακρήμνισης.
Είναι απαραίτητο να γράψετε τη συνολική ιοντική εξίσωση για αντιδράσεις δυνητικά διπλής μετατόπισης. Φροντίστε να συμπεριλάβετε την κατάσταση της ύλης στο διάλυμα, αυτό θα βοηθήσει στην επίτευξη ισορροπίας στη συνολική φόρμουλα.
Λύσεις
1. Ανεξάρτητα από τη φυσική κατάσταση, τα προϊόντα αυτής της αντίδρασης είναι Fe(OH)3 και NO3. Οι κανόνες διαλυτότητας προβλέπουν ότι το NO3 διασπάται πλήρως σε ένα υγρό, επειδή όλα τα νιτρικά άλατα διασπώνται (αυτό αποδεικνύει το δεύτερο σημείο). Ωστόσο, το Fe(OH)3 είναι αδιάλυτο επειδή η καθίζηση των ιόντων υδροξειδίου έχει πάντα αυτή τη μορφή (ως απόδειξη, μπορεί να δοθεί το έκτο αξίωμα) και το Fe δεν είναι ένα από τα κατιόντα, γεγονός που οδηγεί στον αποκλεισμό του συστατικού. Μετά τη διάσταση, η εξίσωση μοιάζει με αυτό:
2. Ως αποτέλεσμα της αντίδρασης διπλής αντικατάστασης, τα προϊόντα είναι Al, CL3 και Ba, SO4, το AlCL3 είναι διαλυτό επειδή περιέχει χλώριο (κανόνας 3). Ωστόσο, το B a S O4 δεν αποσυντίθεται σε υγρό, καθώς το συστατικό περιέχει θειικό άλας. Αλλά το ιόν B 2 + το κάνει επίσης αδιάλυτο, γιατί είναιένα από τα κατιόντα που προκαλεί εξαίρεση στον τέταρτο κανόνα.
Έτσι φαίνεται η τελική εξίσωση μετά την εξισορρόπηση. Και όταν αφαιρεθούν τα ιόντα θεατή, προκύπτει ο ακόλουθος τύπος δικτύου.
3. Από την αντίδραση διπλής αντικατάστασης σχηματίζονται προϊόντα HNO3 καθώς και ZnI2. Σύμφωνα με τους κανόνες, το HNO3 διασπάται επειδή περιέχει νιτρικά (δεύτερο αξίωμα). Και ο Zn I2 είναι επίσης διαλυτός επειδή τα ιωδίδια είναι τα ίδια (σημείο 3). Αυτό σημαίνει ότι και τα δύο προϊόντα είναι υδατικά (δηλαδή, διασπώνται σε οποιοδήποτε υγρό) και επομένως δεν λαμβάνει χώρα αντίδραση καθίζησης.
4. Τα προϊόντα αυτής της ανάκλασης διπλής υποκατάστασης είναι C a3(PO4)2 και N CL. Ο κανόνας 1 δηλώνει ότι το N CL είναι διαλυτό και σύμφωνα με το έκτο αξίωμα, το C a3(PO4)2 δεν διασπάται.
Έτσι θα φαίνεται η ιοντική εξίσωση όταν ολοκληρωθεί η αντίδραση. Και μετά την εξάλειψη της βροχόπτωσης, προκύπτει αυτός ο τύπος.
5. Το πρώτο προϊόν αυτής της αντίδρασης, το PbSO4, είναι διαλυτό σύμφωνα με τον τέταρτο κανόνα επειδή είναι θειικό. Το δεύτερο προϊόν KNO3 αποσυντίθεται επίσης σε υγρό επειδή περιέχει νιτρικά (δεύτερο αξίωμα). Επομένως, δεν εμφανίζεται καμία αντίδραση κατακρήμνισης.
Χημική διεργασία
Αυτή η δράση του διαχωρισμού ενός στερεού κατά την καθίζηση από τα διαλύματα λαμβάνει χώρα είτε μετατρέποντας το συστατικό σε μη αποσυντιθέμενη μορφή είτε αλλάζοντας τη σύνθεση του υγρού έτσι ώστεμειώσει την ποιότητα του αντικειμένου σε αυτό. Η διαφορά μεταξύ της καθίζησης και της κρυστάλλωσης έγκειται σε μεγάλο βαθμό στο αν δίνεται έμφαση στη διαδικασία με την οποία μειώνεται η διαλυτότητα ή στην οποία η δομή του στερεού οργανώνεται.
Σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορεί να χρησιμοποιηθεί επιλεκτική κατακρήμνιση για την απομάκρυνση του θορύβου από το μείγμα. Ένα χημικό αντιδραστήριο προστίθεται στο διάλυμα και αντιδρά επιλεκτικά με παρεμβολή για να σχηματίσει ένα ίζημα. Στη συνέχεια μπορεί να διαχωριστεί φυσικά από το μείγμα.
Τα ιζήματα χρησιμοποιούνται συχνά για την απομάκρυνση ιόντων μετάλλων από υδατικά διαλύματα: ιόντα αργύρου που υπάρχουν σε ένα υγρό συστατικό άλατος όπως ο νιτρικός άργυρος, το οποίο κατακρημνίζεται με την προσθήκη μορίων χλωρίου, υπό την προϋπόθεση, για παράδειγμα, ότι χρησιμοποιείται νάτριο. Τα ιόντα του πρώτου συστατικού και του δεύτερου συνδυάζονται για να σχηματίσουν χλωριούχο άργυρο, μια ένωση που είναι αδιάλυτη στο νερό. Ομοίως, τα μόρια του βαρίου μετατρέπονται όταν το ασβέστιο καταβυθίζεται από το οξαλικό. Έχουν αναπτυχθεί σχήματα για την ανάλυση μειγμάτων μεταλλικών ιόντων με τη διαδοχική εφαρμογή αντιδραστηρίων που καθιζάνουν συγκεκριμένες ουσίες ή τις σχετικές ομάδες τους.
Σε πολλές περιπτώσεις, μπορεί να επιλεγεί οποιαδήποτε κατάσταση υπό την οποία η ουσία καθιζάνει σε πολύ καθαρή και εύκολα διαχωρίσιμη μορφή. Η απομόνωση τέτοιων ιζημάτων και ο προσδιορισμός της μάζας τους είναι ακριβείς μέθοδοι καθίζησης, εύρεσης της ποσότητας διαφόρων ενώσεων.
Όταν επιχειρείται να διαχωριστεί ένα στερεό από ένα διάλυμα που περιέχει πολλά συστατικά, ανεπιθύμητα συστατικά συχνά ενσωματώνονται στους κρυστάλλους, μειώνοντας τουςκαθαρότητα και υποβαθμίζει την ακρίβεια της ανάλυσης. Τέτοια μόλυνση μπορεί να μειωθεί με χρήση αραιωμένων διαλυμάτων και αργή προσθήκη του παράγοντα καθίζησης. Μια αποτελεσματική τεχνική ονομάζεται ομοιογενής καθίζηση, στην οποία συντίθεται σε διάλυμα αντί να προστίθεται μηχανικά. Σε δύσκολες περιπτώσεις, μπορεί να χρειαστεί να απομονωθεί το μολυσμένο ίζημα, να επαναδιαλυθεί και να κατακρημνιστεί επίσης. Οι περισσότερες από τις παρεμβαλλόμενες ουσίες αφαιρούνται στο αρχικό συστατικό και η δεύτερη προσπάθεια πραγματοποιείται εν απουσία τους.
Επιπλέον, το όνομα της αντίδρασης δίνεται από το στερεό συστατικό, το οποίο σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της αντίδρασης καθίζησης.
Προκειμένου να επηρεαστεί η διάσπαση των ουσιών σε μια ένωση, απαιτείται ένα ίζημα για να σχηματιστεί μια αδιάλυτη ένωση, η οποία είτε δημιουργείται από την αλληλεπίδραση δύο αλάτων είτε από μια αλλαγή στη θερμοκρασία.
Αυτή η κατακρήμνιση ιόντων μπορεί να υποδεικνύει ότι έχει λάβει χώρα μια χημική αντίδραση, αλλά μπορεί επίσης να συμβεί εάν η συγκέντρωση της διαλυμένης ουσίας υπερβαίνει το κλάσμα της ολικής αποσύνθεσης. Μια ενέργεια προηγείται ενός γεγονότος που ονομάζεται πυρήνωση. Όταν μικρά αδιάλυτα σωματίδια συσσωματώνονται μεταξύ τους ή σχηματίζουν μια ανώτερη διεπιφάνεια με μια επιφάνεια όπως ένα τοίχωμα δοχείου ή έναν κρύσταλλο σπόρων.
Βασικά ευρήματα: Κατακρήμνιση στη Χημεία
Σε αυτήν την επιστήμη, αυτό το συστατικό είναι ταυτόχρονα ρήμα και ουσιαστικό. Η καθίζηση είναι ο σχηματισμός κάποιας αδιάλυτης ένωσης, είτε με τη μείωση της πλήρους αποσύνθεσης του συνδυασμού είτε μέσω της αλληλεπίδρασης δύο συστατικών άλατος.
Το στερεό αποδίδεισημαντική λειτουργία. Δεδομένου ότι σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της αντίδρασης καθίζησης και ονομάζεται ίζημα. Το στερεό χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό, την αφαίρεση ή την εκχύλιση αλάτων. Και επίσης για την παρασκευή χρωστικών και την ταυτοποίηση ουσιών σε ποιοτική ανάλυση.
Υετός έναντι κατακρήμνισης, εννοιολογικό πλαίσιο
Η ορολογία μπορεί να είναι λίγο μπερδεμένη. Να πώς λειτουργεί: Ο σχηματισμός ενός στερεού από ένα διάλυμα ονομάζεται ίζημα. Και το χημικό συστατικό που αφυπνίζει τη σκληρή αποσύνθεση σε υγρή κατάσταση ονομάζεται κατακρημνιστής. Εάν το μέγεθος των σωματιδίων της αδιάλυτης ένωσης είναι πολύ μικρό ή εάν η βαρύτητα δεν επαρκεί για να τραβήξει το κρυσταλλικό συστατικό στον πυθμένα του δοχείου, το ίζημα μπορεί να κατανεμηθεί ομοιόμορφα σε όλο το υγρό, σχηματίζοντας ένα εναιώρημα. Η καθίζηση αναφέρεται σε οποιαδήποτε διαδικασία που διαχωρίζει το ίζημα από το υδατικό τμήμα ενός διαλύματος, το οποίο ονομάζεται υπερκείμενο. Μια κοινή μέθοδος καθίζησης είναι η φυγοκέντρηση. Μόλις αφαιρεθεί το ίζημα, η σκόνη που προκύπτει μπορεί να ονομαστεί "λουλούδι".
Άλλο παράδειγμα σχηματισμού δεσμού
Η ανάμειξη νιτρικού αργύρου και χλωριούχου νατρίου σε νερό θα προκαλέσει την καθίζηση του χλωριούχου αργύρου από το διάλυμα ως στερεό. Δηλαδή, σε αυτό το παράδειγμα, το ίζημα είναι η χοληστερόλη.
Όταν γράφετε μια χημική αντίδραση, η παρουσία καθίζησης μπορεί να υποδειχθεί από τον ακόλουθο επιστημονικό τύπο με ένα κάτω βέλος.
Χρήση κατακρήμνισης
Αυτά τα συστατικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ταυτοποίηση ενός κατιόντος ή ανιόντος σε ένα άλας ως μέρος μιας ποιοτικής ανάλυσης. Τα μέταλλα μεταπτώσεως είναι γνωστό ότι σχηματίζουν διάφορα χρώματα ιζήματος ανάλογα με τη στοιχειακή τους ταυτότητα και την κατάσταση οξείδωσης. Οι αντιδράσεις καθίζησης χρησιμοποιούνται κυρίως για την απομάκρυνση των αλάτων από το νερό. Και επίσης για την επιλογή προϊόντων και για την παρασκευή χρωστικών. Υπό ελεγχόμενες συνθήκες, η αντίδραση καθίζησης παράγει καθαρούς κρυστάλλους ιζήματος. Στη μεταλλουργία, χρησιμοποιούνται για τη σκλήρυνση κραμάτων.
Πώς να ανακτήσετε το ίζημα
Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι καθίζησης που χρησιμοποιούνται για την εξαγωγή του στερεού:
- Φιλτράρισμα. Σε αυτή τη δράση, το διάλυμα που περιέχει το ίζημα χύνεται στο φίλτρο. Στην ιδανική περίπτωση, το στερεό παραμένει στο χαρτί ενώ το υγρό περνά μέσα από αυτό. Το δοχείο μπορεί να ξεπλυθεί και να χυθεί πάνω από το φίλτρο για να βοηθήσει την ανάκτηση. Υπάρχει πάντα κάποια απώλεια, είτε λόγω διάλυσης σε υγρό, διέλευσης από χαρτί, είτε λόγω προσκόλλησης στο αγώγιμο υλικό.
- Φυγοκέντρηση: Αυτή η ενέργεια περιστρέφει το διάλυμα γρήγορα. Για να λειτουργήσει η τεχνική, το στερεό ίζημα πρέπει να είναι πιο πυκνό από το υγρό. Το συμπυκνωμένο συστατικό μπορεί να ληφθεί με έκχυση όλου του νερού. Συνήθως οι απώλειες είναι λιγότερες από ότι με το φιλτράρισμα. Η φυγοκέντρηση λειτουργεί καλά με μικρά μεγέθη δειγμάτων.
- Μετάγγιση: αυτή η ενέργεια χύνει το υγρό στρώμα ή το απορροφά από το ίζημα. Σε ορισμένες περιπτώσεις, προστίθεται επιπλέον διαλύτης για να διαχωριστεί το νερό από το στερεό. Το απόχυμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί με ολόκληρο το εξάρτημα μετά τη φυγοκέντρηση.
Γήρανση βροχοπτώσεων
Μια διαδικασία που ονομάζεται πέψη εμφανίζεται όταντο φρέσκο στερεό αφήνεται να παραμείνει στο διάλυμά του. Συνήθως, η θερμοκρασία ολόκληρου του υγρού αυξάνεται. Η αυτοσχέδια πέψη μπορεί να παράγει μεγαλύτερα σωματίδια με υψηλή καθαρότητα. Η διαδικασία που οδηγεί σε αυτό το αποτέλεσμα είναι γνωστή ως "ωρίμανση Ostwald".
