Nr ćwiczenia: 12	Data: 05.05.2011r.	Imię i nazwisko:	Wydział: Technologia Chemiczna Kierunek: Technologia Chemiczna	Semestr: II
Prowadzący: dr inż.. Bogdan Wyrwas		Przygotowanie:	Wykonanie:	Ocena:

Temat: Rozdział przez strącanie

1. Wstęp teoretyczny

Jeżeli jon
reaguje z jonem
tworząc trudno rozpuszczalny związek MA to reakcje oraz równowagi tworzenia oraz rozpuszczania się osadu możemy zapisać następująco:

w przypadku osadów trudno rozpuszczalnych szczególnie duże znaczenie ma stała reakcji rozpuszczania, którą można uprościć do następującej postaci:

wielkość tą nazywamy iloczynem rozpuszczalności.

Iloczyn rozpuszczalności - iloczyn odpowiednich potęg stężeń jonów (stężeniowy) lub aktywności jonów (termodynamiczny) znajdujących się w nasyconym roztworze elektrolitu. Ma charakter stałej równowagi dynamicznej i zależy od temperatury. W zależności od tego, czy reakcja rozpuszczania soli jest egzoenergetyczna, czy endoenergetyczna, rozpuszczalność albo maleje, albo rośnie ze wzrostem temperatury, zgodnie z regułą przekory Le Chateliera-Brauna.

Efekt solny- Jeżeli w roztworze znajdzie się duże stężenie soli obojętnych (nie mających jonów wspólnych z daną solą trudno rozpuszczalną) wówczas na skutek zmiany (zmniejszenia) współczynników aktywności, stężeniowy iloczyn rozpuszczalności zmieni się (wzrośnie) (iloczyn termodynamiczny pozostanie stały) w wyniku czego wzrośnie także rozpuszczalność soli.

W analizie chemicznej reakcje kompleksowania współdziałają z reakcjami strącenia trudno rozpuszczalnych osadów.

Najważniejsze to:

-strącenie jonu w obecności czynnika kompleksującego

-rozpuszczenie trudno rozpuszczalnego osadu za pomocą czynnika kompleksującego

-zapobieganie strąceniu składnika towarzyszącego temu, który należy strącić(maskowanie)

Iloczyn rozpuszczalności służy do ilościowego przewidywania wpływu składu roztworu na rozpuszczalność.

Rozpuszczalność -ilość substancji tworzącej roztwór nasycony w określonej ilości (najczęściej w 100g) rozpuszczalnika w określonej temperaturze i ciśnieniu.

Czynniki wpływające na rozpuszczalność osadów

Rozpuszczalność osadów zależy od:

• temperatury,

• siły jonowej roztworu,

• rodzaju rozpuszczalnika,

• wartości pH roztworu,

• obecności jonów wspólnych z osadem,

• hydrolizy jonów na które rozpada się w roztworze rozpuszczona część osadu,

• tworzenia się w roztworze związków kompleksowych.

Procesy i czynniki towarzyszące wytrącaniu osadów

• iloczyn rozpuszczalności

• współstrącanie

• adsorpcja

• okluzja

• tworzenie kryształów mieszanych

• tworzenie połączeń z innymi jonami

• wytrącanie następcze

Wykonanie ćwiczenia:

1.1 Strącanie soli jako funkcja Ir.

1.1.1
po dodaniu
wytrącił się biały osad

Po dodaniu Na₃PO₄
nie widać żadnych zmian.

1.1.2 Przygotować 2 probówki z 1 - 2 cm³ 0,01 M roztworu jonów Ba²⁺. Do pierwszej probówki dodać 2 - 3 cm³ buforu octanowego, a następnie 0,5 M K₂CrO₄. Do drugiej probówki dodać tylko roztwór chromianu potasu. To samo ćwiczenie wykonać dla 0,01 M roztworu soli Sr²⁺.

żółto mleczny roztwór, z wolno wytrącającym się osadem

jasno żółty roztwór, wytrąca się jasno żółty osad

Podobne doświadczenie wykonaliśmy dla 0,01 M roztworu
. W pierwszej próbówce obserwujemy pomarańczowy kolor do góry i bezbarwny na dole, osad nie wytrącił się z powodu obecności kwasu octowego w roztworze. W drugiej próbówce otrzymaliśmy natomiast jasno żółty roztwór i wytrącił się osad.

Iloczyn rozpuszczalności
wynosi 9,67, natomiast
jest równy 4,65.

Ba­­­CrO4 Ba­­­^2+ + CrO4^2- x : x : x Ir= [Ba­­­^2+ ][CrO4^2-]=x^2 x^2=10^-9,67 x=1,46210^-5mol/dm^3 1 mol Ba­­­CrO4 - 253g/mol 1,46210^-5mol -y y= 3,69910^-3g 3,69910^-3g Ba­­­CrO4 - 1000ml roztw. z - 100ml z=3,69910^-4g Ba­­­CrO4 w 100 ml

Sr­­­CrO4 Sr­­­^2+ + CrO4^2- x : x : x Ir= [Sr­­­^2+ ][CrO4^2-]=x^2 x^2=10^-4,65 x=4,7310^-3mol/dm^3 1 mol Sr­­­CrO4 - 204g/mol 4,7310^-3mol -y y= 0,969g 0,969g Ba­­­CrO4 - 1000ml roztw. z - 100ml z=0,0969 Sr­­­CrO4 w 100 ml

Rozpuszczalność soli wynosi:

• 3,69910^-4g Ba­­­CrO₄ w 100 ml roztworu

• 0,0969 Sr­­­CrO₄ w 100 ml roztworu

1.1.3 Strącanie wodorotlenku glinu roztworem soli słabych kwasów. Przygotowujemy probówkę z 1 - 2 cm³ jonów Al³⁺ i dodajemy roztwór, Na₂CO_3.

Po dodaniu Na₂CO₃ roztwór zmętniał i wytrącił się osad.

1. Reakcje kompleksowania a strącanie osadów.

1.2.1

osad brunatny (miedziany)

roztwór gęstnieje, kolor maślany, lekki osad

osad mleczno pomarańczowy

roztwór bezbarwny z białym osadem

roztwór gęstnieje z niebieskim osadem

2. Amfoteryczność a reakcje strącania.

1. Do probówki wprowadzić kilka kropel roztworu jonów Al³⁺. Następnie dodawać po kropli roztwór 0,1 M NaOH. Wytrącony osad rozpuścić dodając 0,1 M NaOH.

Po dodaniu do jonów Al³⁺ małej ilości NaOH wytrącił się biały osad, który podczas dalszego dodawania zasady rozpuszcza się. Tak samo dzieje się z Zn²⁺ i Pb^2+.

3. Zmiana stopnia utlenienia a strącanie osadów.

1. Strącanie osadów MnO(OH)₂ w wyniku reakcji redoks.

Do probówki wprowadzamy roztwór soli Mn²⁺, a następnie NaOH i 1 - 2 krople H₂O₂. Zanotować obserwacje.

Po dodaniu NaOH do roztworu soi zawierającej jon Mn²⁺ (beżowa barwa roztworu), następnie dodano 2 krople H₂O₂ i po pewnym czasie wytrącił się dwuwarstwowy osad. Pierwsza warstwa miała kolor brązowy, druga była beżowa.

Kation	pH występowania w postaci
	Me^n+	Me(OH)n	hydroksokompleks
Al^3+	Al^3+	Al(OH)3	[Al(OH)6]^3-
Zn^2+	Zn^2+	Zn(OH)2	[Zn(OH)4]^2-
Pb^2+	Pb^2+	Pb(OH)2	[Pb(OH)4]^2-

Wnioski

O rozpuszczalności związków decyduje iloczyn rozpuszczalności. Najpierw strącają się związki o małym iloczynie rozpuszczalności. W zależności od iloczynu rozpuszczalności możemy zaliczyć daną sól do soli słabo lub dobrze rozpuszczalnych. Możemy zauważyć, że przy pH kwasowym osad chromianu baru strąca się w małych ilościach. Reakcje strącania osadów dzięki powstawaniu barwnych osadów mogą być reakcjami charakterystycznymi dla danego pierwiastka oraz pomocnymi w jego wykrywaniu.

→





→





→

3











OH

Pb

OH-

Pb

OH

Zn

OH-

Zn

OH

Al

OH-

Al

)

(

2

)

(

2

)

(

3

2

2

2

2

3

3

---