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.

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 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+ + Cl- AgCl↓ + Na+ + NO3-

Iontové rovnice Srážecí reakce (vzniku sraženiny) se účastnily pouze ionty Ag+ a Cl-. Takto vypadá zkrácený zápis předcházející rovnice: Ag+ + Cl- AgCl↓ 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)  AgCl↓(s) + KNO3(aq) Ag+ + NO3- + K+ + Cl-  AgCl↓ + K+ + NO3- Ag+ + Cl-  AgCl↓

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. Pb2+ + S2-  PbS↓ 3) Hlinité ionty reagují s hydroxidovými ionty za vzniku bílé sraženiny hydroxidu hlinitého. 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_es-001/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. 20

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.