Precipitatiereacties en Oplosbaarheidsregels
een precipitatiereactie is een reactie waarbij opgeloste stoffen reageren om één (of meer) vaste producten te vormen. Veel reacties van dit type omvatten de uitwisseling van ionen tussen ionverbindingen in waterige oplossing en worden soms aangeduid als dubbele verplaatsing, dubbele vervanging, of metathese reacties., Deze reacties komen vaak voor in de natuur en zijn verantwoordelijk voor de vorming van koraalriffen in oceaanwater en nierstenen bij dieren. Ze worden op grote schaal gebruikt in de industrie voor de productie van een aantal grondstoffen en speciale chemicaliën. Precipitatiereacties spelen ook een centrale rol in vele chemische analysetechnieken, waaronder spottests die worden gebruikt om metaalionen te identificeren en gravimetrische methoden voor het bepalen van de samenstelling van materie (zie de laatste module van dit hoofdstuk).,
de mate waarin een stof in water of een oplosmiddel kan worden opgelost, wordt kwantitatief uitgedrukt als de oplosbaarheid, gedefinieerd als de maximale concentratie van een stof die onder gespecificeerde omstandigheden kan worden bereikt. Stoffen met relatief grote oplosbaarheden worden gezegd oplosbaar te zijn. Een stof zal neerslaan wanneer de oplossingsomstandigheden zodanig zijn dat de concentratie ervan de oplosbaarheid overschrijdt. Stoffen met een relatief lage oplosbaarheid worden onoplosbaar genoemd, en dit zijn de stoffen die gemakkelijk uit oplossing neerslaan., Meer informatie over deze belangrijke concepten is te vinden in het teksthoofdstuk over oplossingen. Voor het voorspellen van de identiteit van vaste stoffen gevormd door precipitatiereacties, kan men eenvoudig verwijzen naar oplosbaarheidspatronen die zijn waargenomen voor vele ionische verbindingen (Tabel 1).
Een sprekend voorbeeld van neerslag is waargenomen als er een oplossing van kaliumjodide en lood nitraat worden gemengd, wat resulteert in de vorming van massief lood jodide:
Deze waarneming is in overeenstemming met de oplosbaarheid richtlijnen: De enige onoplosbare verbinding tussen alle betrokkenen is leiden jodide, één van de uitzonderingen op de algemene oplosbaarheid van jodide zouten.,
De net ionische vergelijking die deze reactie weergeeft is:
Loodjodide is een heldergele vaste stof die vroeger werd gebruikt als een kunstenaarspigment bekend als jodium geel (figuur 1). De eigenschappen van zuivere pbi2 kristallen maken ze nuttig voor de fabricage van X-ray en gammastraling detectoren.
De oplosbaarheidstabel in Tabel 1 kan worden gebruikt om te voorspellen of een precipitatiereactie zal optreden wanneer oplossingen van oplosbare ionverbindingen worden gemengd. Men hoeft alleen maar om alle ionen huidig in de oplossing te identificeren en dan te overwegen als mogelijk kation / anion het koppelen in een onoplosbare verbinding zou kunnen resulteren.
bijvoorbeeld, mengoplossingen van zilvernitraat en natriumfluoride zullen een oplossing opleveren die Ag+, NO3−, Na+ en F− ionen bevat., Naast de twee ionverbindingen die oorspronkelijk in de oplossingen aanwezig waren, AgNO3 en NaF, kunnen uit deze verzameling van ionen twee extra ionverbindingen worden afgeleid: NaNO3 en AgF.
De oplosbaarheidstabel geeft aan dat alle nitraatzouten oplosbaar zijn, maar dat AgF een van de uitzonderingen is op de Algemene oplosbaarheid van fluoridezouten. Een precipitatiereactie wordt daarom voorspeld, zoals beschreven met de volgende vergelijkingen: