Ang pag- ulan o kemikal na pag-ulan ay isang proseso na binubuo sa pagbuo ng isang hindi malulutas na solid mula sa halo ng dalawang magkakaugnay na solusyon. Hindi tulad ng pag-ulan ng ulan at mga snows, sa ganitong uri ng pag-ulan "umuulan na solid" mula sa ibabaw ng likido.
Sa dalawang mga homogenous solution ay natunaw sa tubig. Kapag nakikipag-ugnay ang mga ito sa iba pang mga ion (sa oras ng paghahalo), ang kanilang mga pakikipag-ugnay sa electrostatic ay nagbibigay-daan sa paglaki ng isang kristal o isang gelatinous solid. Dahil sa epekto ng grabidad, ang solidong ito ay nagtatapos sa pagdeposito sa ilalim ng materyal ng baso.
Ang presipitation ay pinamamahalaan ng isang balanse ng ionik, na nakasalalay sa maraming mga variable: mula sa konsentrasyon at likas na katangian ng mga namamagitan na species sa temperatura ng tubig at ang pinapayagan na oras ng pakikipag-ugnay ng solid sa tubig.
Bilang karagdagan, hindi lahat ng mga ion ay may kakayahang maitaguyod ang balanse na ito, o kung ano ang pareho, hindi lahat ay maaaring mababad ang solusyon sa napakababang konsentrasyon. Halimbawa, upang mapahamak ang NaCl, kinakailangan upang maalis ang tubig o magdagdag ng higit pang asin.
Ang isang puspos na solusyon ay nangangahulugang hindi ito maaaring matunaw ang anumang mas solid, kaya't tumatagal ito. Ito ay para sa kadahilanang ito na ang pag-ulan ay isang malinaw na pag-sign din na puspos.
Reaksyon ng pag-aalis
Isinasaalang-alang ang isang solusyon na may dissolved A ion at ang iba pang mga B ion, kapag halo-halong, ang equation ng kemikal ng reaksyon ay hinuhulaan:
A + (ac) + B - (ac) <=> AB (s)
Gayunpaman, ito ay "halos" imposible para sa A at B na mag-isa sa una, kinakailangang kinakailangang kasama ng iba pang mga ion na may kabaligtaran na singil.
Sa kasong ito, ang A + ay bumubuo ng isang natutunaw na tambalan na may mga C - species , at B - ang parehong sa D + species . Kaya, ang equation ng kemikal ngayon ay nagdaragdag ng mga bagong species:
AC (ac) + DB (ac) <=> AB (s) + DC (ac)
Mga species A + displaces Species D + upang mabuo ang solid AB; naman, ang mga species C - displaces B - upang mabuo ang natutunaw na solidong DC.
Iyon ay, naganap ang dobleng pag-iwas (reaksyon ng pagsukat). Kaya ang reaksyon ng pag-ulan ay isang reaksyon ng paglipat ng dobleng ion.
Para sa halimbawa sa imahe sa itaas, ang beaker ay naglalaman ng mga gintong kristal ng tingga (II) iodide (PbI 2 ), isang produkto ng tinatawag na "gintong shower" reaksyon:
Pb (HINDI 3 ) 2 (ac) + 2KI (aq) => PbI 2 (s) + 2KNO 3 (aq)
Ayon sa nakaraang equation, A = Pb 2+ , C - = HINDI 3 - , D = K + at B = I - .
Pagbubuo ng pag-uunlad
Ang mga dingding ng beaker ay nagpapakita ng condensadong tubig mula sa matinding init. Para sa anong layunin ang pinainit ng tubig? Upang mapabagal ang proseso ng pagbuo ng mga kristal ng PbI 2 at pinahusay ang epekto ng gintong shower.
Kapag nagkita ng dalawang I - anion , ang Pb 2+ cation ay bumubuo ng isang maliit na nucleus ng tatlong mga ions, na hindi sapat upang makabuo ng isang kristal. Gayundin, sa iba pang mga rehiyon ng solusyon ang iba pang mga ion ay nagtitipon din upang makabuo ng nuclei; Ang prosesong ito ay kilala bilang nucleation.
Ang mga nuclei na ito ay nakakaakit ng iba pang mga ion, at sa gayon ito ay lumalaki upang mabuo ang mga kolokyal na partikulo, na responsable para sa dilaw na kadiliman ng solusyon.
Sa parehong paraan, ang mga partikulo na ito ay nakikipag-ugnay sa iba upang maging sanhi ng mga clots, at ang mga clots na ito sa iba, upang sa wakas ay nagmula sa pag-uunlad.
Gayunpaman, kapag nangyari ito, ang pag-ulan ay gelatinous, na may maliwanag na mga pahiwatig ng ilang mga kristal na "gumala-gala" sa pamamagitan ng solusyon. Ito ay dahil ang rate ng nucleation ay mas malaki kaysa sa paglaki ng nuclei.
Sa kabilang banda, ang maximum na paglaki ng isang nucleus ay makikita sa isang napakatalino na kristal. Upang masiguro ang kristal na ito, ang solusyon ay dapat na bahagyang supersaturated, na nakamit sa pamamagitan ng pagtaas ng temperatura bago ang pag-ulan.
Kaya, habang ang solusyon ay lumalamig, ang nuclei ay may sapat na oras upang lumaki. Bukod dito, dahil ang konsentrasyon ng mga asing-gamot ay hindi masyadong mataas, kinontrol ng temperatura ang proseso ng nucleation. Samakatuwid, ang parehong mga variable ay nakikinabang sa hitsura ng mga kristal ng PbI 2 .
Solubility produkto
Ang PbI 2 ay nagtatatag ng isang balanse sa pagitan nito at ng mga ions sa solusyon:
PbI 2 (s) <=> Pb 2+ (ac) + 2I - (ac)
Ang pare-pareho ng balanse na ito ay tinatawag na pare-pareho ang solubility product, K ps . Ang salitang "produkto" ay tumutukoy sa pagpaparami ng mga konsentrasyon ng mga ion na bumubuo sa solid:
K ps = 2
Narito ang solid ay binubuo ng mga ion na ipinahayag sa equation; gayunpaman, hindi nito isinasaalang-alang ang solid sa mga kalkulasyong ito.
Ang mga konsentrasyon ng Pb 2+ ion at I - ion ay katumbas ng solubility ng PbI 2 . Iyon ay, sa pamamagitan ng pagtukoy ng solubility ng isa sa mga ito, na sa iba pang at ang patuloy na K ps ay maaaring kalkulahin .
Ano ang mga halaga ng K ps para sa mga mababang soluble compound ng tubig para sa? Ito ay isang sukatan ng antas ng kawalang kabuluhan ng tambalan sa isang tiyak na temperatura (25ºC). Kaya, ang mas maliit na isang K ps , mas hindi malulutas.
Samakatuwid, sa pamamagitan ng paghahambing ng halagang ito laban sa iba pang mga compound, maaari itong mahulaan kung aling pares (halimbawa, AB at DC) ang mag-uunahan muna. Sa kaso ng hypothetical compound DC, ang K ps nito ay maaaring napakataas na nangangailangan ng mas mataas na konsentrasyon ng D + o C - sa solusyon upang mapahamak .
Ito ang susi sa kung ano ang kilala bilang fractional na pag-ulan. Gayundin, ang pagkaalam sa K ps para sa isang hindi matutunaw na asin, ang minimum na dami upang mapalaki ito sa isang litro ng tubig ay maaaring kalkulahin.
Gayunpaman, sa kaso ng KNO 3 walang katulad na balanse, kaya't kulang ito sa K ps . Sa katunayan, ito ay isang mataas na natutunaw na asin sa tubig.
Mga halimbawa
Ang mga reaksyon ng precipitation ay isa sa mga proseso na nagpapayaman sa mundo ng mga reaksyon ng kemikal. Ang ilang mga karagdagang halimbawa (bukod sa gintong shower) ay:
AgNO 3 (aq) + NaCl (aq) => AgCl (s) + NaNO 3 (aq)
Ang tuktok na imahe ay naglalarawan ng pagbuo ng puting pilak na klorido na nag-uunlad. Sa pangkalahatan, ang karamihan sa mga compound ng pilak ay may mga puting kulay.
BaCl 2 (aq) + K 2 KAYA 4 (aq) => BaSO 4 (s) + 2KCl (aq)
Isang puting pag-uunlad ng mga form na barium sulfate.
2CuSO 4 (aq) + 2NaOH (aq) => Cu 2 (OH) 2 KAYA 4 (s) + Na 2 KAYA 4 (aq)
Ang mala-bughaw na pag-urong ng mga porma ng dibasic tanso (II) sulpate.
2AgNO 3 (aq) + K 2 CrO 4 (aq) => Ag 2 CrO 4 (s) + 2KNO 3 (aq)
Ang orange na pag-uunlad ng mga form na chromate ng pilak.
CaCl 2 (aq) + Na 2 CO 3 (aq) => CaCO 3 (s) + 2NaCl (aq)
Ang puting pag-ayos ng calcium carbonate, na kilala rin bilang apog, mga form.
Fe (HINDI 3 ) 3 (aq) + 3NaOH (aq) => Fe (OH) 3 (s) + 3NaNO 3 (aq)
Sa wakas, ang orange na pag-unlad ng bakal (III) hydroxide form. Sa ganitong paraan, ang mga reaksyon sa pag-ulan ay gumagawa ng anumang compound.
Mga Sanggunian
- Araw, R., & Underwood, A. Quantitative Analytical Chemistry (5th ed.). PEARSON Prentice Hall, p 97-103.
- Der Kreole. (Marso 6, 2011). Gintong ulan. . Nakuha noong Abril 18, 2018, mula sa: commons.wikimedia.org
- Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (Abril 9, 2017). Kahulugan ng Pag-reaksyon ng Katapusan. Nakuha noong Abril 18, 2018, mula sa: thoughtco.com
- Prinsipyo ng Châtelier: Mga Reaksyon sa Pag-iinip. Nakuha noong Abril 18, 2018, mula sa: digipac.ca
- Prof. Botch. Mga Reaksyon ng Chemical I: Net equonic ionic. Nakuha noong Abril 18, 2018, mula sa: lecturedemos.chem.umass.edu
- Luisbrudna. (Oktubre 8, 2012). Silver chloride (AgCl). . Nakuha noong Abril 18, 2018, mula sa: commons.wikimedia.org
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chemistry. (Ika-8 ed.). CENGAGE Pag-aaral, p 150, 153, 776-786.