Как понять что выпадает осадок
Условия образования и выпадения осадка
Осадок малорастворимого электролита образуется тогда, когда после смешивания растворов реагентов произведение молярных концентраций веществ катионов и анионов буде большим, чем ПР осадка при данной температуре (ИП > ПР осадка):
Так как произведение растворимости – величина постоянная, поэтому при увеличении ионной силы раствора концентрация ионов малорастворимого электролита увеличивается, что приводит к увеличению растворимости осадка.
Ø Чем меньше тенденция к переходу осадка в раствор, тем меньше произведение растворимости и растворимость соответствующего соединения;
Ø Направление реакции обмена между двумя электролитами в растворе определяется возможностью образования между ионами малорастворимого соединения, выпадающего в осадок (чем меньшая растворимость образованного малорастворимого соединения, тем сильнее смещено равновесие в сторону её образования).
Наряду с образованием осадка в качественном анализе большое значение имеет и растворение осадка, который является обратным процессу образования:
Сдвиг гетерогенного равновесия вправо может происходить в следующих случаях:
ü происходит связывание ионов в растворе в другой, менее растворимый осадок;
Растворение осадка не происходит, но такая операция позволяет определить в растворе анион или катион, входящий в первоначальный осадок. Соединение, которым проводится обработка, должно быть хорошо растворимо и полностью диссоциировано на ионы.
ü происходит реакция комплексообразования с участием ионов металла;
ü анион переходит в малодиссоциирующую кислоту;
ü происходит восстановление или окисление ионов.
Растворимость осадков зависит от:
a Концентрации ионов водорода (растворимость осадков в кислотах).
Диссоциация малорастворимого соединения:ВаСО3 « Ва 2+ + СО3 2-
При действии на осадок ВаСО3 кислоты (ионов Н + ) равновесие между осадком и раствором смещается вправо (согласно принципу Ле Шателье) потому, что карбонат-ион связывается с ионами водорода с образованием слабой угольной кислоты:
Действие кислоты на осадок зависит от:
· Значения произведения растворимости малорастворимой соли(чем больше ПР соли, тем большая растворимость осадка этой соли);
· Величины константы диссоциации образованной слабой кислоты (чем меньше Кдис. слабой кислоты, тем большая растворимость осадка).
Если растворимость вещества в воде сопровождается поглощением теплоты, то повышение температуры вызывает увеличение растворимости осадка (принцип Ле Шателье) – осаждение необходимо проводить на холоде.
Например, растворимость РbCI2 при комнатной температуре равна 10,9г/л, а при 100 С – 333,8г/л.
a Природы растворителя
При добавлении к воде органических растворителей растворимость неорганических солей, как правило, уменьшается: растворимость полярных веществ в полярных растворителях больше, чем в неполярных.
Применение правила произведения растворимости в аналитической химии для:
Ø решения вопросов образования и растворения осадков;
Ø вычисления растворимости малорастворимых соединений (количество молей вещества, содержащихся в 1л насыщенного раствора при данной температуре):
S(АаВb) = 
, [S] ‑[моль/л]
Ø решения вопросов последовательности образования и выпадения осадков (действие групповых реактивов).
Дробное осаждение – это метод, с помощью которого одним и тем же осадителем последовательно разделяют несколько ионов, пользуясь разными величинами произведения растворимости образованных соединений. В качественном анализе используют в тех случаях, когда осадки отличаются по внешнему виду (окрашивание).
Сущность: сначала выпадает в осадок соединение, произведение растворимости которого имеет меньшую величину.
Гидролиз солей
Гидролиз– это обменное взаимодействие веществ с водой, при которой составные части этого вещества соединяются с составными частями воды. Гидролизу могут подвергаться химические соединения разных классов: соли, жиры, углеводы, белки.
 |
В практике качественного анализа чаще всего имеют дело с гидролизом солей и солеподобных соединений.
Способы усиления гидролиза:
ü разбавление растворов;
ü повышение температуры;
ü удаление продуктов гидролиза;
ü добавление к раствору: катионов – сильных комплексообразователей и анионов – сильных доноров пар электронов.
Для усиления гидролиза соли, образованной катионом слабого основания и анионом сильной кислоты, необходимо добавить основание для связывания получающихся в процессе гидролиза ионов водорода: NH4 + + HOH ↔ NH4OH + H +
При добавлении основания произойдёт нейтрализация кислоты и динамическое равновесие сдвинется вправо, т.е. гидролиз усилится. Если же к раствору подобной соли прибавить кислоты, то гидролиз затормозится.
Прибавление кислоты приводит к нейтрализации основания, и динамическое равновесие сдвигается вправо, т.е. гидролиз усиливается. Если в раствор подобной соли ввести основание, то гидролиз замедлится.
Справочные материалы «Признаки химических реакций» для подготовки к ОГЭ по химии
Признаки химических реакций
Для выполнения заданий № 6, 18, 22 в ОГЭ необходимо точно описывать признаки химических реакций. Как правило, эти реакции являются реакциями ионного обмена. При реакциях ионного обмена чаще всего признаком реакции является выпадение осадка. Определяем это с помощью таблицы растворимости (данные вещества обозначены н)
Осадки бывают разных цветов и разной консистенции. Все это является частью описания признака реакции.
Не менее распространенным признаком реакции является выделение газа.
Газ без цвета и запаха, ядовитый – CO (угарный газ)
Признаком реакции также является образование воды .
При сливании двух бесцветных растворов появление воды зрительно зафиксировать невозможно, поэтому в заданиях, описывающих признаки реакций, обычно значится: нет видимых признаков реакции.
Капельки воды обычно фиксируют при нагревании нерастворимых гидроксидов металлов.
Необходимо также знать реакции, идущие с изменением цвета. Это превращение гидроксида железа ( II ) в гидроксид железа ( III ) (цвет меняется с зеленого на бурый);
оксида меди ( II ) в растворимые соли меди ( II ) (цвет меняется с черного на голубой, хлорид меди зеленого цвета!);
гидроксида меди ( II ) в оксид меди ( II ) (цвет меняется с голубого на черный).
Если для реакции берут твердые вещества (оксиды, гидроксиды металлов, некоторые нерастворимые соли), а получают в результате реакции растворы, то признаком реакции значится : растворение вещества.
Осадок в вине — какова его природа и что с ним делать
Вино имеет натуральное происхождение, поэтому наличие некоторых частиц для него является природным. Осадок может быть свидетельством как высокого, так и низкого качества напитка.
Винный камень
Характер осадка по видам вина
Внешне напоминает частицы сахара или кристаллы, которые находясь в вине, начинают притягивать к себе красящие и вяжущие вещества.
Виды:
Как образуется в вине
Виноградные ягоды содержат в себе винную кислоту, которая в процессе брожения соединяется с калием и кальцием, в результате образуются соли — тартраты. Спирт снижает их растворимость, и вещества выпадают в осадок, который после фильтруют.
В закупоренных бутылках химический процесс не прекращается. Очень медленно будет снова происходить процесс кристаллизации. По этой причине винный камень является знаком долгой выдержки вина.
Его наличие может свидетельствовать о нарушении температурного режима.
Влияние на здоровье
Для организма кристаллы вина безвредны.
В их составе содержится много минералов, йод, магний, калий и другие полезные вещества.
Влияние на вкус
В выдержанном вине на вкус влияние не оказывает. Молодое вино с наличием осадочных кристаллов к употреблению также пригодно, однако истинный оттенок аромата и вкуса будет искажен.
Фильтрация и розлив
Чаще используется температурный метод очистки, который подразумевает охлаждение вина до 0 °C, что позволяет быстрее образовывать кристаллы.
Производители, предполагающие появление осадка в процессе выдержки разливают его в бордосские бутылки, с «плечиками» под горло.
Что делать с осадком
Посторонние частицы в бокале выглядят неэстетично, поэтому лучше заранее отфильтровать вино, сливая его в другую емкость.
При долгой выдержке, вместе с винным камнем может образовываться налёт на стекле из красящего пигмента.
Такое вино, не взбалтывая, нужно аккуратно перелить в графин.
Осадок в процессе брожения (первичный)
Как образуется
Представляет собой остаточные продукты брожения дрожжей, бактерий, белков, которые образуются во время измельчения или сами попадают в резервуар, а также частицы семян и кожи винограда.
В каком вине можно обнаружить
Встречается преимущественно в красных винах, так как для его производства используют цельные ягоды, а белое вино изготавливается из сока и мякоти винограда.
Белое вино, в отличие от красного, реже выдерживают на осадке и почти сразу стабилизируют холодом.
Влияние на здоровье
Осадок опасности для здоровья не представляет, однако, если он обнаружен в магазинном вине, то брать его не стоит.
В качественном напитке осадка быть не должно (исключение некоторые элитные сорта), так как его предварительно фильтруют. Появление осадка повторно означает либо негерметичное прилегание пробки, либо нарушения при изготовлении на производстве.
Влияние на вкус
Некоторые вина долго выдерживают на осадке, что бы насытить напиток дубильными веществами и усилить его вкус.
Но большинство вин подают уже чистыми, так как последующий контакт с осадком может придавать горечь напитку и прокисший запах.
Определение возможности выпадения осадка малорастворимого электролита в обменной реакции
Знание численной величины произведения растворимости позволяет сделать прогноз, будет ли выпадать осадок малорастворимого соединения в результате обменной реакции. Например, для того чтобы при сливании растворов AgNO3 и K3PO4 выпал осадок Ag3PO4 в результате обменной реакции
необходимо, чтобы образующийся раствор был перенасыщен ионами серебра и фосфат-ионами. Важно понимать, что ПР – это характеристика, относящаяся к насыщенному раствору, поэтому выпадение осадка произойдёт в том случае, если, в полученном растворе произведение концентраций (ПК) ионов, образующих осадок, больше, чем произведение растворимости (ПР) или, более кратко, условие выпадения осадка: ПК > ПР.
При решении подобных задач необходимо в первую очередь найти в исходных растворах число моль тех ионов, которые могут образовать осадок (в данном случае – это ионы Ag + и PO4 3– ).
n(Na3PO4) = 5·10 –5 моль/л · 1 л = 5·10 –5 моль = n(PO4 3– ).
n(AgNO3) = 2·10 –3 моль/л · 1 л = 2·10 –3 моль = n(Ag + ).
В растворе, образующемся после смешивания, число моль ионов Ag + и PO4 3– до образования осадка будет таким же, как и в исходных растворах, а объём раствора станет равен 2 литрам:
Концентрации ионов Ag + и PO4 3– в полученном растворе будут следующими:
C(Ag + ) = n(Ag + ) / Vобщий = 2·10 –3 моль / 2 л = 1·10 –3 моль/л;
C(PO4 3– ) = n(PO4 3– ) / Vобщий = 5·10 –5 моль / 2 л = 2,5·10 –5 моль/л.
Образование осадка происходит в результате реакции, протекающей по уравнению 3 Ag + + PO4 3– ® Ag3PO4¯, поэтому произведение концентраций (ПК) ионов Ag + и PO4 3– в полученном растворе следует рассчитывать по уравнению:
Расчёт количеств ионов Pb 2+ и Cl – в исходных растворах:
n(Pb(NO3)2) = 0,005 моль/л · 0,2 л = 0,001 моль = n(Pb 2+ ).
В растворе NaCl: n(NaCl) = C(NaCl)·Vраствора NaCl;
n(NaCl) = 0,01 моль/л · 0,3 л = 0,003 моль = n(Cl – ).
В растворе, образующемся после смешивания, число моль ионов Pb 2+ и Cl – до образования осадка будет таким же, как и в исходных растворах, а объём раствора станет равен 0,5 литра:
Vобщий ≈ Vраствора Pb(NO3)2 + Vраствора NaCl = 0,2 л + 0,3 л = 0,5 л.
Концентрации ионов Ag + и PO4 3– в полученном растворе будут следующими:
C(Pb 2+ ) = n(Pb 2+ ) / Vобщий = 0,001 моль / 0,5 л = 0,002 моль/л = 2·10 –3 моль/л;
C(Cl – ) = n(Cl – ) / Vобщий = 0,003 моль / 0,5 л = 0,006 моль/л = 6·10 –3 моль/л.
Образование осадка происходит в результате реакции, протекающей по уравнению Pb 2+ + 2 Cl – ® PbCl2¯, поэтому произведение концентраций (ПК) ионов Pb 2+ и Cl – в полученном растворе следует рассчитывать по уравнению:
В задании № 7 (таблица 5.2) студентам предлагается определить возможность выпадения осадка при смешивании двух растворов электролитов.
Качественные реакции на неорганические вещества и ионы
Содержание:
Допустим, человек трудиться в лаборатории. Учёный задумал осуществить эксперимент. С этой целью открывается шкаф с химическими реактивами. Неожиданно замечается, что у двух рядом стоящих емкостей с реактивами отклеены информационные этикетки. Чтобы установить, какие вещества находятся там и используются качественные реакции в химии.
Понятие и суть
Качественные реакции – это реакции, позволяющие отличать вещества и успешно определять качественный состав у неизвестных веществ. Анализ может проводится для веществ с разными агрегатными состояниями (газообразным, жидком и твердым). Зависимо от наблюдаемых эффектов выделяют группы реакций:
Например, если катионы определённых металлов смешать с их же солями, то пламя горелки окрашивает вещество в специфический цвет. Только этим дело не ограничивается, идентификация веществ проводится посредством иных реагентов и подходов для определения.
Качественные реакции, позволяющие определить катионы
Для представления веществ, факторов воздействия и протекания реакции используется таблица:
Качественные реакции, позволяющие определить катионы
Используемое вещество (Катион)
Используемый реактив или оказываемое физическое воздействие
Проявление идущей реакции
Выпадает черный осадок
Появляется белый осадок. Не растворяется в кислотах
Появляется белый осадок. В аммиаке растворяется, но не растворяется в HNO3
Выпадает осадок бурого цвета; выпадает синий осадок; появляется кроваво-красный окрас
Появляется осадок белого цвета – на воздухе зеленеет; выпадает синий осадок
Выпадает осадок голубого цвета; выпадает осадок черного цвета
Метиловый оранжевый; лакмус
Происходит красное окрашивание
Выпадает гидроксида алюминия в виде белого осадка при использовании небольшого малого реактива. Дополнительное добавление щелочи ведёт к растворению
Синеет влажная лакмусовая бумажка; выделяется газ, обладающий резким запахом
Качественные реакции, позволяющие определить анионы
Для их отображения также подойдёт таблица:
Качественные реакции, позволяющие определить анионы
Используемое вещество (Анион)
Используемый реактив или оказываемое физическое воздействие
Проявление идущей реакции
Добавление H2SO4 и Cu с последующим нагревом; H2SO4 + FeSO4
Образовывается раствор синего цвета и выделяется газ бурой окраски; цвет меняется на диапазон от фиолетового до коричневого
Выпадает желтый осадок. Не растворяется в уксусной кислоте, но растворим в хлорной кислоте
Появляется белый осадок. Не растворяется в кислотах.
Выделяется газ SO2 и вода. Характерная особенность газа – резкий неприятный запах
В нейтральной среде выпадает светло-желтый осадок
Появляется белый осадок, растворяемый в кислотах; выделяется бесцветный газ, сопровождаемый «вскипанием», из-за чего мутнеет известковая вода
Появляется белый осадок. В дальнейшем растворяется.
Выпадает черный осадок
Появляется белый осадок
Выпадает белый осадок с лёгким желтоватым оттенком, похожий на цвет свежего творога. Растворяется в NH3·H2O, но не растворим в HNO3
Выпадает желтый осадок. Под влиянием света темнеет. Не растворяется в NH3·H2O и HNO3
Выпадает светло-желтый осадок. Под влиянием света темнеет. Не растворяется в HNO3
Изменение цвета на малиновый; окрашивается в синий
Качественные реакции: определение неорганических вещества
Для отображения процессов также подойдёт таблица, хотя уже на два столбца:
Качественные реакции: определение неорганических вещества
Химическое соединение
Действие и реакция
Если горящую лучинку приблизить к водороду, возникают хлопки
Тлеющая лучинка при попадании в азотную атмосферу гаснет
Горящая лучинка при попадании в кислородную атмосферу начинает гореть
Химическая реакция с участием растворов иодидов приводит к появлению кристаллического осадока
При прохождении газа через раствор дихлорид палладия (II) происходит помутнение раствора
В газе тушится горящая лучинка. Если пропустить углекислый газ через раствор гашенной извести, то появляются осадки, в дальнейшем растворяющиеся
Эти качественные реакции позволяют установить, какое вещество осталось без наклейки.
Качественные реакции помогают установить качественный состав веществ взятых, или полученных в результате того, или иного химического процесса. При помощи качественных реакций можно определить правильность протекания химического процесса, или количественный состав продуктов той или иной реакции.