Transcript Srážecí reakce - podpora chemického a fyzikálního vzdělávání na

Soubor prezentací: CHEMIE PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA
CH17 – Srážecí reakce
Mgr. Aleš Chupáč, RNDr. Yvona Pufferová
Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o.
Tato prezentace vznikla na základě řešení projektu OPVK, registrační číslo:
CZ.1.07/1.1.24/01.0114 s názvem „PODPORA CHEMICKÉHO A FYZIKÁLNÍHO
VZDĚLÁVÁNÍ NA GYMNÁZIU KOMENSKÉHO V HAVÍŘOVĚ“
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a
státním rozpočtem České republiky.
Druhy chemických reakcí
Podle přenášených částic:
• Redoxní – přenáší se elektrony
• Acidobazické – přenáší se protony
• Srážecí – přenáší se atomy nebo části molekul
Srážecí reakce
• Přenáší se atomy nebo celé části molekul.
• Jeden z produktů je mnohem méně rozpustný
než jiné a vylučuje se ve formě sraženiny.
BaCl2(aq)  H2 SO4(aq) 
2HCl(aq)  BaSO4( s)
Srážecí reakce a příprava uhličitanu
měďnatého
obr. č. 1 Síran měďnatý a uhličitan sodný
obr. č. 2 Uhličitan měďnatý
Úloha
Na webové stránce
http://vidgrids.com/chemicke-reakce
je uvedeno video srážecí reakce za vzniku AgBr.
Zapiš uvedený děj rovnicí a slovně pokus popiš.
Využití srážecích reakcí
a) V kvalitativní analýze: vznik sraženiny dokazuje
přítomnost některých kationtů a aniontů.
b) V odměrné analýze: základ argentometrických titrací
čili stanovení iontů Cl–, Br–, I–, CN– a SCN–
c) Ve vážkové analýze (gravimetrii): se izoluje
nerozpustná sraženina stanovovaného iontu filtrací
nebo centrifugací (odstředěním) a po promytí se žíhá
na vážitelnou formu.
d) Při oddělování stanovovaného iontu od matrice
vzorku, jejíž složky by mohly rušit vlastní stanovení.
Využití srážecích reakcí
e) Nakoncentrování stanovovaného iontu koprecipitací
(spolusrážením):, tj. strháváním na vhodnou
sraženinu, nejčastěji hydroxidu nebo sulfidu.
f) Turbidimetrie: měří se zeslabení světelného toku
roztokem v důsledku rozptylu světla na částicích
sraženiny.
g) Nefelometrie: měří se místo poklesu světelného toku
intenzita rozptýleného světla.
Tvorba a vlastnosti sraženin
Tvorba sraženin má tři stádia:
• nukleaci
• růst krystalů
• aglomeraci (shlukování).
Nukleace
a) Homogenní nukleace: dochází ke srážení z přesyceného
roztoku po překročení kritického stupně přesycení.
• Kritický stupeň přesycení je definován jako poměr součinů
aktivit reagujících iontů v okamžiku počátku tvorby tuhé fáze
k součinu rozpustnosti sraženiny. Poměr jsou jednotky až
desítky, výjimečně i tisíce, např. u BaSO4.
• Krystalizační jádra (nuklea) mají v tomto případě stejné
chemické složení jako vznikající sraženina.
b) Heterogenní nukleace: způsobená částicemi předem
přítomnými v roztoku nebo vlastnostmi stěn nádoby.
Heterogenní nukleace nastává při nižším přesycení než
homogenní.
Růst krystalů
Na zárodky narůstají další částice → vznik krystalické nebo
vznik amorfní sraženiny.
Stárnutí sraženiny:
• postupně se mění řada vlastností, jako struktura,
stechiometrické složení a rozpustnost,
• může trvat několik minut, ale také několik let,
• čerstvé sraženiny jsou rozpustnější
• pro analytické účely jsou žádoucí sraženiny krystalické,
• srážet se má po malých částech zředěným roztokem
srážedla, aby vznikal jen malý počet zárodků a tím se
tvořila v roztoku čistá, krystalická sraženina,
• při rychlém srážení koncentrovaným roztokem srážedla
se vytváří jemná a značně znečištěná sraženina.
Aglomerace (shlukování)
• Amorfní sraženiny: velký povrch s velkou adsorpční
mohutností, při srážení velmi málo rozpustných
elektrolytů (sulfidy, hydroxidy mnoha kovových
iontů), mají sklon přecházet na koloidní systémy
peptizací.
• Aglomerace (shlukování): přídavkem elektrolytu se
koloidní rovnováha zruší a částice nerozpustné látky
se shluknou v makroskopické částice o velikosti větší
než 10-3 cm.
Aglomerace (shlukování)
Tvorba koloidních částic:
• vznik malých částic sraženiny stejného náboje, které
se v roztoku navzájem odpuzují. Vznikají poutáním
přebývajících iontů na krystalizační zárodky málo
rozpustné látky.
obr. č. 3 Micela
obr. č. 4 Micela sraženiny
Součin rozpustnosti KS
• hodnota je závislá na teplotě
• čím je hodnota KS vyšší, tím roste schopnost sraženiny
rozpouštět se
• čím je hodnota KS nižší, tím je sraženina stálejší
Pb2+ + 2Cl-  PbCl2
Fe3+ + 3OH-  Fe(OH)3
KS = [Pb2+] . [Cl-]2
KS = [Fe3+] . [OH-]3
Příprava sraženiny AgCl
• Smícháme roztok dusičnanu stříbrného AgNO3 (bezbarvý) s
roztokem chloridu sodného NaCl (bezbarvý).
• Po smíchání obou bezbarvých roztoků vznikne bílá sraženina
chloridu stříbrného AgCl, která plave v roztoku NaNO3
(bezbarvý).
• Tuto reakci zapíšeme rovnicí:
AgNO3(aq) + NaCl(aq)
AgCl↓(s) + NaNO3(aq)
• Šipkou dolů ↓ označujeme sraženinu. Sraženina se někdy
označuje podtržením sloučeniny.
Iontové rovnice
• slouží ke stručnému zápisu chemické reakce. Uvádějí
pouze ionty, které se přímo účastní chemické reakce.
• Roztok AgNO3 obsahuje ionty Ag+ a NO3-.
• Roztok NaCl obsahuje ionty Na+ + Cl-.
• Oba roztoky jsme smíchali:
Ag+ + NO3- + Na+ + ClAgCl↓ + Na+ + NO3-
Iontové rovnice
• Srážecí reakce (vzniku sraženiny) se účastnily pouze
ionty
Ag+ a Cl-.
• Takto vypadá zkrácený zápis předcházející rovnice:
Ag+ + ClAgCl↓
• I iontové rovnice se musí vyčíslovat.
• Součet nábojů na levé straně rovnice se musí rovnat součtu
nábojů na pravé straně rovnice.
• V předchozí rovnici je na levé straně součet nábojů 0 (- a + se
vyruší) a na pravé straně je molekula (bez náboje).
Úloha
• Zapiš chemickou rovnicí (i iontovým zápisem)
následující srážecí reakci:
• Dusičnan stříbrný reaguje s chloridem draselným za vzniku
sraženiny chloridu stříbrného a dusičnanu draselného.
Řešení
• AgNO3(aq) + KCl(aq) 
• Ag+ + NO3- + K+ + Cl
• Ag+ + Cl-  AgCl↓
AgCl↓(s) + KNO3(aq)
AgCl↓ + K+ + NO3-
Využití srážecích reakcí
• Vznik sraženin se využívá ke kvalitativní
analýze neznámých iontů v roztoku nějakého
vzorku. Chemickou analýzou se zabývá obor
analytická chemie.
• Kvalitativní analýza = složení roztoku. Chceme
zjistit, jakou látku obsahuje, ale ne kolik látky
obsahuje.
Úloha
Zapiš iontovým zápisem následující srážecí reakce:
1) Barnaté ionty reagují se síranovými ionty za vzniku bílé sraženiny síranu barnatého.
Řešení
Ba2+ + SO42-  BaSO4↓
• kontrola pomocí součtu nábojů: (+2) + (-2) = 0 na levé straně rovnice, na pravé straně
je molekula (náboj 0)
2) Olovnaté ionty se sráží sulfidovými ionty za vzniku černé sraženiny sulfidu olovnatého.
Řešení
Pb2+ + S2-  PbS↓
• kontrola pomocí součtu nábojů: (+2) + (-2) = 0 na levé straně rovnice, na pravé straně
je molekula (náboj 0)
3) Hlinité ionty reagují s hydroxidovými ionty za vzniku bílé sraženiny hydroxidu hlinitého.
Řešení
•
Al3+ + 3 OH-  Al(OH)3↓
kontrola pomocí součtu nábojů: (+3) + 3·(-1) = 0 na levé straně rovnice, na pravé
straně je molekula (náboj 0)
Použité informační zdroje
Obrázky
[1] [2] [online]. [cit. 2013-01-12]. Dostupné z www: http://www.nanimata.wu.cz/uhlicitanmednaty.php
[3][online]. [cit. 2013-01-12]. Dostupné z www: http://vydavatelstvi.vscht.cz/knihy/uid_es001/hesla/micela_-asociativni-.html
[4][online]. [cit. 2013-01-12]. Dostupné z www:
http://www.chemia.dami.pl/liceum/liceum9/roztwory3.htm
Literatura
•
DOC.RNDR. JIŘÍ BANÝR, CSc.,. Chemie pro střední školy: obecná, anorganická, analytická,
biochemie. první. Praha: SPN,a.s., 1995. ISBN 80-85937-11-5.
•
KOVALČÍKOVÁ, Tatiana. Obecná a anorganická chemie: studijní text pro SPŠCH. 3., upr. vyd.
Ostrava: nakladatelství Pavel Klouda, 2004, 118 s. ISBN 80-86369-10-2.
Tato prezentace vznikla na základě řešení projektu OPVK, registrační
číslo: CZ.1.07/1.1.24/01.0114 s názvem „PODPORA CHEMICKÉHO A
FYZIKÁLNÍHO VZDĚLÁVÁNÍ NA GYMNÁZIU KOMENSKÉHO
V HAVÍŘOVĚ“
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a
státním rozpočtem České republiky.