Nedbør er dannelsen av et fast stoff fra en løsning. Til å begynne med skjer reaksjonen i flytende tilstand, hvoretter det dannes et bestemt stoff, som kalles "bunnfallet". Den kjemiske komponenten som forårsaker dannelsen har et slikt vitenskapelig begrep som "utskiller". Uten nok tyngdekraft (sedimentering) til å bringe de harde partiklene sammen, forblir sedimentet i suspensjon.
Etter bunnfelling, spesielt ved bruk av kompaktsentrifuge, kan bunnfellingen kalles "granulat". Den kan brukes som medium. Væsken som forblir over faststoffet uten utfelling kalles "supernatanten". Nedbør er pulver hentet fra gjenværende bergarter. De har også historisk vært kjent som "blomster". Når faststoffet vises i form av kjemisk behandlede cellulosefibre, omtales denne prosessen ofte som regenerering.
Elementløselighet
Noen ganger indikerer dannelsen av et bunnfall at det oppstår en kjemisk reaksjon. Hvis enutfelling fra løsninger av sølvnitrat helles i en væske av natriumklorid, deretter oppstår kjemisk refleksjon med dannelsen av et hvitt bunnfall fra det edle metallet. Når flytende kaliumjodid reagerer med bly(II)nitrat, dannes det et gult bunnfall av bly(II)jodid.
Nedbør kan oppstå hvis konsentrasjonen av en forbindelse overstiger løseligheten (for eksempel når man blander forskjellige komponenter eller endrer temperaturen). Fullstendig nedbør kan bare skje raskt fra en overmettet løsning.
I faste stoffer oppstår en prosess når konsentrasjonen av ett produkt er over løselighetsgrensen i en annen vertskropp. For eksempel, på grunn av rask avkjøling eller ioneimplantasjon, er temperaturen høy nok til at diffusjon kan føre til separasjon av stoffer og dannelse av et bunnfall. Total faststoffavsetning brukes vanligvis til syntese av nanoklynger.
Væskeovermetning
Et viktig skritt i prosessen med nedbør er begynnelsen på kjernedannelse. Opprettelsen av en hypotetisk fast partikkel innebærer dannelsen av et grensesnitt, som selvfølgelig krever noe energi basert på den relative overflatebevegelsen til både faststoffet og løsningen. Hvis en passende nukleasjonsstruktur ikke er tilgjengelig, oppstår overmetning.
Et eksempel på nedbør: kobber fra en ledning som er fortrengt av sølv til en løsning av metallnitrat, som den dyppes i. Selvfølgelig, etter disse eksperimentene, utfelles det faste materialet. Utfellingsreaksjoner kan brukes til å produsere pigmenter. Og også å fjernes alter fra vann under behandlingen og i klassisk kvalitativ uorganisk analyse. Slik avsettes kobber.
Porfyrinkrystaller
Utfelling er også nyttig under isolering av reaksjonsprodukter når prosessering skjer. Ideelt sett er disse stoffene uløselige i reaksjonskomponenten.
Dermed feller faststoffet ut etter hvert som det dannes, fortrinnsvis skaper det rene krystaller. Et eksempel på dette er syntesen av porfyriner i kokende propionsyre. Når reaksjonsblandingen avkjøles til romtemperatur, faller krystallene av denne komponenten til bunnen av karet.
Det kan også oppstå utfelling når et anti-løsningsmiddel tilsettes, noe som drastisk reduserer det absolutte vanninnholdet i ønsket produkt. Det faste stoffet kan deretter enkelt separeres ved filtrering, dekantering eller sentrifugering. Et eksempel er syntesen av kromkloridtetrafenylporfyrin: vann tilsettes til DMF-reaksjonsløsningen og produktet utfelles. Utfelling er også nyttig ved rensing av alle komponenter: den urene bdim-cl dekomponeres fullstendig i acetonitril og kastes i etylacetat, hvor den utfelles. En annen viktig anvendelse av anti-løsningsmiddel er etanolutfelling fra DNA.
I metallurgi er utfelling av fast løsning også en nyttig måte å herde legeringer på. Denne nedbrytningsprosessen er kjent som herding av den faste komponenten.
Representasjon ved hjelp av kjemiske ligninger
Eksempel på nedbørsreaksjon: vandig sølvnitrat (AgNO 3)tilsatt til en løsning som inneholder kaliumklorid (KCl), observeres dekomponering av et hvitt fast stoff, men allerede sølv (AgCl).
Han dannet på sin side en stålkomponent, som observeres som et bunnfall.
Denne utfellingsreaksjonen kan skrives med vekt på de dissosierte molekylene i den kombinerte løsningen. Dette kalles den ioniske ligningen.
Den siste måten å lage en slik reaksjon på er kjent som ren bonding.
Nedbør av forskjellige farger
Grønne og rødbrune flekker på en kalksteinskjerneprøve tilsvarer faste stoffer av Fe 2+ og Fe 3+ oksider og hydroksyder.
Mange forbindelser som inneholder metallioner produserer utfellinger med karakteristiske farger. Nedenfor er typiske nyanser for ulike metallavsetninger. Imidlertid kan mange av disse forbindelsene produsere farger som er svært forskjellige fra de som er oppført.
Andre assosiasjoner danner vanligvis hvite utfellinger.
Anion- og kationanalyse
Nedbør er nyttig for å oppdage typen kation i s altet. For å gjøre dette reagerer alkaliet først med en ukjent komponent for å danne et fast stoff. Dette er utfellingen av hydroksydet til et gitt s alt. For å identifisere kationet, legg merke til fargen på bunnfallet og dets løselighet i overkant. Lignende prosesser brukes ofte i rekkefølge - for eksempel vil en blanding av bariumnitrat reagere med sulfationer for å danne et fast bunnfall av bariumsulfat, noe som indikerer sannsynligheten for at de andre stoffene er tilstede i overflod.
Fordøyelsesprosess
Aldring av et bunnfall skjer når en nydannet komponent blir værende i løsningen som den bunner ut fra, vanligvis ved høyere temperatur. Dette resulterer i renere og grovere partikkelavleiringer. Den fysisk-kjemiske prosessen som ligger til grunn for fordøyelsen kalles Ostwald-modning. Her er et eksempel på proteinutfelling.
Denne reaksjonen skjer når kationer og anioner i en hydrofyttløsning kombineres for å danne et uløselig, heteropolart faststoff k alt bunnfall. Hvorvidt en slik reaksjon finner sted eller ikke, kan fastslås ved å anvende prinsippene for vanninnhold på generelle molekylære faststoffer. Siden ikke alle vandige reaksjoner danner utfellinger, er det nødvendig å gjøre deg kjent med løselighetsreglene før du bestemmer produktenes tilstand og skriver den samlede ioniske ligningen. Å være i stand til å forutsi disse reaksjonene gjør det mulig for forskere å bestemme hvilke ioner som er tilstede i en løsning. Det hjelper også industrianlegg med å danne kjemikalier ved å trekke ut komponenter fra disse reaksjonene.
Egenskaper for forskjellig nedbør
De er uløselige ioniske reaksjonsfaststoffer som dannes når visse kationer og anioner kombineres i vandig løsning. Determinantene for slamdannelse kan variere. Noen reaksjoner er temperaturavhengige, for eksempel løsningene som brukes til buffere, mens andre bare er relatert til konsentrasjonen av løsningen. Faste stoffer dannet i utfellingsreaksjoner er krystallinske komponenter ogkan være suspendert i hele væsken eller falle til bunnen av løsningen. Det gjenværende vannet kalles supernatant. De to konsistenselementene (bunnfall og supernatant) kan separeres ved forskjellige metoder, som filtrering, ultrasentrifugering eller dekantering.
Interaksjon av nedbør og dobbel erstatning
Å bruke løselighetslovene krever å forstå hvordan ioner reagerer. De fleste av nedbørsinteraksjonene er en enkelt eller dobbel forskyvningsprosess. Det første alternativet oppstår når to ioniske reaktanter dissosierer og binder seg til det tilsvarende anionet eller kationen til et annet stoff. Molekyler erstatter hverandre basert på ladningene deres som enten et kation eller et anion. Dette kan sees på som å "bytte partner". Det vil si at hver av de to reagensene "mister" sin ledsager og danner en binding med den andre, for eksempel skjer det kjemisk utfelling med hydrogensulfid.
Den doble erstatningsreaksjonen er spesifikt klassifisert som en størkningsprosess når den aktuelle kjemiske ligningen forekommer i en vandig løsning og et av de resulterende produktene er uløselig. Et eksempel på en slik prosess er vist nedenfor.
Begge reagensene er vandige og ett produkt er fast. Siden alle komponentene er ioniske og flytende, dissosieres de og kan derfor oppløses fullstendig i hverandre. Imidlertid er det seks prinsipper for vannighet som brukes til å forutsi hvilke molekyler som er uløselige når de avsettes i vann. Disse ionene danner et fast bunnfall tot altmikser.
Løselighetsregler, avregningsrente
Er nedbørsreaksjonen diktert av regelen om vanninnhold i stoffer? Faktisk gir alle disse lovene og formodningene retningslinjer som forteller hvilke ioner som danner faste stoffer og hvilke som forblir i sin opprinnelige molekylære form i vandig løsning. Reglene må følges fra topp til bunn. Dette betyr at hvis noe er ubesluttsomt (eller kan avgjøres) på grunn av det første postulatet allerede, har det forrang fremfor følgende høyere nummererte indikasjoner.
Bromider, klorider og jodider er løselige.
S alter som inneholder utfelling av sølv, bly og kvikksølv kan ikke blandes fullstendig.
Hvis reglene sier at et molekyl er løselig, forblir det i vannform. Men hvis komponenten er ublandbar i samsvar med lovene og postulatene beskrevet ovenfor, danner den et fast stoff med en gjenstand eller væske fra et annet reagens. Hvis det er vist at alle ioner i enhver reaksjon er løselige, skjer ikke utfellingsprosessen.
Rene ioniske ligninger
For å forstå definisjonen av dette konseptet, er det nødvendig å huske loven for den doble erstatningsreaksjonen, som ble gitt ovenfor. Fordi denne spesielle blandingen er en nedbørsmetode, kan materietilstander tilordnes hvert variabelpar.
Det første trinnet for å skrive en ren ionisk ligning er å separere de løselige (vandige) reaktantene og produktene i deres respektivekationer og anioner. Bunnfall løses ikke opp i vann, så ingen fast stoff skal skille seg. Den resulterende regelen ser slik ut.
I ligningen ovenfor er A+ og D - ionene til stede på begge sider av formelen. De kalles også tilskuermolekyler fordi de forblir de samme gjennom hele reaksjonen. For det er de som går gjennom ligningen uendret. Det vil si at de kan ekskluderes for å vise formelen til et feilfritt molekyl.
Den rene ioniske ligningen viser bare nedbørsreaksjonen. Og nettverksmolekylformelen må nødvendigvis balanseres på begge sider, ikke bare fra synspunktet til elementenes atomer, men også hvis vi vurderer dem fra siden av den elektriske ladningen. Nedbørsreaksjoner er vanligvis representert utelukkende ved ioniske ligninger. Hvis alle produktene er vandige, kan den rene molekylformelen ikke skrives. Og dette skjer fordi alle ioner er ekskludert som produkter fra betrakteren. Derfor forekommer det ikke naturlig noen nedbørsreaksjoner.
Applikasjoner og eksempler
Nedbørsreaksjoner er nyttige for å avgjøre om det riktige elementet er tilstede i en løsning. Hvis det dannes et bunnfall, for eksempel når et kjemikalie reagerer med bly, kan tilstedeværelsen av denne komponenten i vannkilder kontrolleres ved å tilsette kjemikaliet og overvåke dannelsen av bunnfallet. I tillegg kan sedimentasjonsrefleksjon brukes til å trekke ut elementer som magnesium fra marinevann. Nedbørsreaksjoner forekommer til og med hos mennesker mellom antistoffer og antigener. Miljøet dette skjer i blir imidlertid fortsatt studert av forskere over hele verden.
Første eksempel
Det er nødvendig å fullføre den doble erstatningsreaksjonen, og deretter redusere den til en ren ioneligning.
For det første er det nødvendig å forutsi sluttproduktene av denne reaksjonen ved å bruke kunnskap om den doble erstatningsprosessen. For å gjøre dette, husk at kationer og anioner "bytter partner".
For det andre er det verdt å separere reagensene i deres fullverdige ioniske former, siden de eksisterer i en vandig løsning. Og ikke glem å balansere både den elektriske ladningen og det totale antallet atomer.
Til slutt må du inkludere alle tilskuerionene (de samme molekylene som forekommer på begge sider av formelen som ikke har endret seg). I dette tilfellet er dette stoffer som natrium og klor. Den endelige ioniske ligningen ser slik ut.
Det er også nødvendig å fullføre den doble erstatningsreaksjonen, og så igjen, sørg for å redusere den til den rene ioneligningen.
Generell problemløsning
De forutsagte produktene av denne reaksjonen er CoSO4 og NCL fra løselighetsreglene, COSO4 brytes fullstendig ned fordi punkt 4 sier at sulfater (SO2–4) ikke legger seg i vann. Tilsvarende må man finne at NCL-komponenten er avgjørbar på grunnlag av postulat 1 og 3 (kun den første passasjen kan siteres som et bevis). Etter balansering har den resulterende ligningen følgende form.
For neste trinn er det verdt å skille alle komponentene i deres ioniske former, da de vil eksistere i en vandig løsning. Og også for å balansere ladningen og atomene. Deretter kansellerer alle tilskuerioner (de som vises som komponenter på begge sider av ligningen).
Ingen nedbørsreaksjon
Dette spesielle eksemplet er viktig fordi alle reaktanter og produkter er vandige, noe som betyr at de er ekskludert fra den rene ioniske ligningen. Det er ikke noe fast bunnfall. Derfor oppstår ingen nedbørsreaksjon.
Det er nødvendig å skrive den overordnede ioniske ligningen for potensielt doble forskyvningsreaksjoner. Sørg for å inkludere materietilstanden i løsningen, dette vil bidra til å oppnå balanse i den generelle formelen.
Solutions
1. Uavhengig av fysisk tilstand er produktene av denne reaksjonen Fe(OH)3 og NO3. Løselighetsreglene forutsier at NO3 brytes fullstendig ned i en væske, fordi alle nitrater gjør det (dette beviser det andre punktet). Fe(OH)3 er imidlertid uløselig fordi utfellingen av hydroksidioner alltid har denne formen (som bevis kan det sjette postulatet gis) og Fe er ikke en av kationene, noe som fører til utelukkelse av komponenten. Etter dissosiasjon ser ligningen slik ut:
2. Som et resultat av den doble erstatningsreaksjonen er produktene Al, CL3 og Ba, SO4, AlCL3 er løselig fordi den inneholder klorid (regel 3). B a S O4 brytes imidlertid ikke ned i en væske, siden komponenten inneholder sulfat. Men B 2 + ion gjør det også uløselig, fordi det er deten av kationene som forårsaker et unntak fra den fjerde regelen.
Slik ser den endelige ligningen ut etter balansering. Og når tilskuerionene fjernes, oppnås følgende nettverksformel.
3. Fra den doble erstatningsreaksjonen dannes HNO3-produkter samt ZnI2. I følge reglene brytes HNO3 ned fordi det inneholder nitrat (andre postulat). Og Zn I2 er også løselig fordi jodider er like (punkt 3). Dette betyr at begge produktene er vandige (det vil si at de dissosieres i en hvilken som helst væske) og at det derfor ikke oppstår noen utfellingsreaksjon.
4. Produktene av denne doble substitusjonsrefleksjonen er C a3(PO4)2 og NCL. Regel 1 sier at N CL er løselig, og ifølge det sjette postulatet brytes ikke C a3(PO4)2 ned.
Slik vil den ioniske ligningen se ut når reaksjonen er fullført. Og etter å ha eliminert nedbør, oppnås denne formelen.
5. Det første produktet av denne reaksjonen, PbSO4, er løselig i henhold til den fjerde regelen fordi det er sulfat. Det andre produktet KNO3 brytes også ned i væske fordi det inneholder nitrat (andre postulat). Derfor oppstår ingen nedbørsreaksjon.
Kjemisk prosess
Denne handlingen med å separere et fast stoff under utfelling fra løsninger skjer enten ved å omdanne komponenten til en ikke-oppløselig form, eller ved å endre sammensetningen av væsken slik atredusere kvaliteten på varen i den. Forskjellen mellom utfelling og krystallisering ligger i stor grad i om det legges vekt på prosessen der løseligheten reduseres, eller hvorved strukturen til faststoffet blir organisert.
I noen tilfeller kan selektiv nedbør brukes for å fjerne støy fra blandingen. En kjemisk reagens tilsettes løsningen og den reagerer selektivt med interferens for å danne et bunnfall. Den kan deretter separeres fysisk fra blandingen.
Utfellinger brukes ofte til å fjerne metallioner fra vandige løsninger: sølvioner som er tilstede i en flytende s altkomponent som sølvnitrat, som utfelles ved tilsetning av klormolekyler, forutsatt for eksempel at natrium brukes. Ionene til den første komponenten og den andre kombineres for å danne sølvklorid, en forbindelse som er uløselig i vann. På samme måte omdannes bariummolekyler når kalsium utfelles av oksalat. Det er utviklet skjemaer for analyse av blandinger av metallioner ved sekvensiell påføring av reagenser som utfeller spesifikke stoffer eller deres assosierte grupper.
I mange tilfeller kan en hvilken som helst betingelse velges der stoffet utfelles i en veldig ren og lett separerbar form. Å isolere slike utfellinger og bestemme massen deres er nøyaktige metoder for utfelling, å finne mengden av forskjellige forbindelser.
Når man forsøker å skille et fast stoff fra en løsning som inneholder flere komponenter, blir uønskede bestanddeler ofte inkorporert i krystallene, noe som reduserer deresrenhet og forringer nøyaktigheten av analysen. Slik forurensning kan reduseres ved å operere med fortynnede løsninger og sakte tilsette utfellingsmidlet. En effektiv teknikk kalles homogen utfelling, der den syntetiseres i løsning i stedet for å tilsettes mekanisk. I vanskelige tilfeller kan det være nødvendig å isolere det forurensede bunnfallet, løse det opp på nytt og bunnfalle i tillegg. De fleste av de forstyrrende stoffene fjernes i den opprinnelige komponenten, og det andre forsøket utføres i deres fravær.
I tillegg er navnet på reaksjonen gitt av den faste komponenten, som dannes som et resultat av utfellingsreaksjonen.
For å påvirke nedbrytningen av stoffer i en forbindelse, er det nødvendig med et bunnfall for å danne en uløselig forbindelse, enten skapt ved interaksjon av to s alter eller en endring i temperatur.
Denne utfellingen av ioner kan tyde på at en kjemisk reaksjon har funnet sted, men det kan også skje hvis konsentrasjonen av det oppløste stoffet overstiger brøkdelen av tot alt forfall. En handling går foran en hendelse k alt kjernedannelse. Når små uløselige partikler aggregerer med hverandre eller danner et øvre grensesnitt med en overflate som en beholdervegg eller en frøkrystall.
Key Funn: Precipitation in Chemistry
I denne vitenskapen er denne komponenten både et verb og et substantiv. Utfelling er dannelsen av en uoppløselig forbindelse, enten ved å redusere den fullstendige desintegreringen av kombinasjonen, eller gjennom samspillet mellom to s altkomponenter.
The solid opptrerviktig funksjon. Siden det dannes som et resultat av utfellingsreaksjonen og kalles et utfelling. Det faste stoffet brukes til å rense, fjerne eller ekstrahere s alter. Og også for fremstilling av pigmenter og identifisering av stoffer i kvalitativ analyse.
Nedbør versus nedbør, konseptuelt rammeverk
Terminologi kan være litt forvirrende. Slik fungerer det: Dannelsen av et fast stoff fra en løsning kalles et bunnfall. Og den kjemiske komponenten som vekker hard nedbrytning i flytende tilstand kalles et utfellingsmiddel. Hvis partikkelstørrelsen til den uløselige forbindelsen er svært liten, eller hvis tyngdekraften ikke er tilstrekkelig til å trekke den krystallinske komponenten til bunnen av beholderen, kan bunnfallet fordeles jevnt gjennom væsken og danne en oppslemming. Sedimentering refererer til enhver prosedyre som skiller sediment fra den vandige delen av en løsning, som kalles supernatanten. En vanlig sedimenteringsmetode er sentrifugering. Når bunnfallet er fjernet, kan det resulterende pulveret kalles en "blomst".
Nok et eksempel på obligasjonsdannelse
Blanding av sølvnitrat og natriumklorid i vann vil føre til at sølvklorid faller ut av løsningen som et fast stoff. Det vil si at i dette eksemplet er bunnfallet kolesterol.
Når du skriver en kjemisk reaksjon, kan tilstedeværelsen av nedbør indikeres med følgende vitenskapelige formel med en pil ned.
Using nedbør
Disse komponentene kan brukes til å identifisere et kation eller anion i et s alt som en del av en kvalitativ analyse. Overgangsmetaller er kjent for å danne forskjellige utfellingsfarger avhengig av deres elementære identitet og oksidasjonstilstand. Utfellingsreaksjoner brukes hovedsakelig for å fjerne s alter fra vann. Og også for valg av produkter og for fremstilling av pigmenter. Under kontrollerte forhold gir utfellingsreaksjonen rene utfellingskrystaller. I metallurgi brukes de til å herde legeringer.
Hvordan gjenvinne sediment
Det er flere nedbørsmetoder som brukes for å trekke ut faststoffet:
- Filtrering. I denne handlingen helles løsningen som inneholder bunnfallet på filteret. Ideelt sett forblir det faste stoffet på papiret mens væsken passerer gjennom det. Beholderen kan skylles og helles over filteret for å hjelpe til med gjenvinning. Det er alltid noe tap, enten på grunn av oppløsning i væske, passering gjennom papir, eller på grunn av vedheft til det ledende materialet.
- Sentrifugering: Denne handlingen snurrer løsningen raskt. For at teknikken skal fungere, må det faste bunnfallet være tettere enn væsken. Den fortettede komponenten kan oppnås ved å helle ut alt vannet. Vanligvis er tapene mindre enn ved filtrering. Sentrifugering fungerer bra med små prøvestørrelser.
- Dekantering: denne handlingen heller ut væskelaget eller suger det ut av sedimentet. I noen tilfeller tilsettes ytterligere løsningsmiddel for å skille vannet fra det faste stoffet. Dekantering kan brukes med hele komponenten etter sentrifugering.
Alding av nedbør
En prosess k alt fordøyelse oppstår nårdet friske faste stoffet får forbli i løsningen. Vanligvis stiger temperaturen på hele væsken. Improvisert fordøyelse kan produsere større partikler med høy renhet. Prosessen som fører til dette resultatet er kjent som "Ostwald-modning".
