หยาดน้ำฟ้าคือการสร้างของแข็งจากสารละลาย ในขั้นต้น ปฏิกิริยาเกิดขึ้นในสถานะของเหลว หลังจากนั้นจะเกิดสารบางชนิด ซึ่งเรียกว่า "ตกตะกอน" องค์ประกอบทางเคมีที่ทำให้เกิดการก่อตัวมีคำศัพท์ทางวิทยาศาสตร์เช่น "ตกตะกอน" หากไม่มีแรงโน้มถ่วงเพียงพอ (ตกตะกอน) ที่จะนำอนุภาคแข็งมารวมกัน ตะกอนจะยังคงแขวนลอย
หลังจากการตกตะกอน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้เครื่องหมุนเหวี่ยงแบบกะทัดรัด การตกตะกอนสามารถเรียกว่า "แกรนูล" สามารถใช้เป็นสื่อกลางได้ ของเหลวที่อยู่เหนือของแข็งโดยไม่มีการตกตะกอนเรียกว่า "supernatant" หยาดน้ำฟ้าเป็นผงที่ได้จากหินที่เหลือ พวกเขายังเคยรู้จักกันในนาม "ดอกไม้" เมื่อของแข็งปรากฏเป็นเส้นใยเซลลูโลสที่ผ่านการบำบัดทางเคมี กระบวนการนี้มักเรียกว่าการงอกใหม่
การละลายของธาตุ
บางครั้งการก่อตัวของตะกอนบ่งบอกถึงการเกิดปฏิกิริยาเคมี ถ้าการตกตะกอนจากสารละลายของซิลเวอร์ไนเตรตถูกเทลงในของเหลวของโซเดียมคลอไรด์ จากนั้นการสะท้อนทางเคมีจะเกิดขึ้นกับการก่อตัวของตะกอนสีขาวจากโลหะล้ำค่า เมื่อโพแทสเซียมไอโอไดด์เหลวทำปฏิกิริยากับตะกั่ว (II) ไนเตรต จะเกิดตะกอนตะกั่ว (II) ไอโอไดด์สีเหลืองขึ้น
การตกตะกอนอาจเกิดขึ้นได้หากความเข้มข้นของสารประกอบเกินความสามารถในการละลายได้ (เช่น เมื่อผสมส่วนประกอบต่างๆ หรือเปลี่ยนอุณหภูมิ) ปริมาณน้ำฝนที่สมบูรณ์สามารถเกิดขึ้นได้อย่างรวดเร็วจากสารละลายอิ่มตัวยิ่งยวดเท่านั้น
ในของแข็ง กระบวนการเกิดขึ้นเมื่อความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์หนึ่งสูงกว่าขีดจำกัดความสามารถในการละลายในวัตถุโฮสต์อื่น ตัวอย่างเช่น เนื่องจากการทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วหรือการฝังไอออน อุณหภูมิสูงพอที่การแพร่สามารถนำไปสู่การแยกสารและการก่อตัวของตะกอน โดยทั่วไปแล้วการสะสมของโซลิดสเตตทั้งหมดจะใช้สำหรับการสังเคราะห์นาโนคลัสเตอร์
ของเหลวอิ่มตัว
ขั้นตอนสำคัญในกระบวนการตกตะกอนคือจุดเริ่มต้นของนิวเคลียส การสร้างอนุภาคของแข็งตามสมมุติฐานเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของส่วนต่อประสาน ซึ่งแน่นอนว่าต้องใช้พลังงานบางส่วนโดยอิงจากการเคลื่อนที่ของพื้นผิวสัมพัทธ์ของทั้งของแข็งและสารละลาย หากไม่มีโครงสร้างนิวเคลียสที่เหมาะสม จะเกิดความอิ่มตัวยิ่งยวด
ตัวอย่างการตกตะกอน: ทองแดงจากลวดที่ถูกแทนที่ด้วยเงินเป็นสารละลายของโลหะไนเตรตที่จุ่มลงในนั้น แน่นอน หลังจากการทดลองเหล่านี้ ของแข็งจะตกตะกอน ปฏิกิริยาการตกตะกอนสามารถใช้ในการผลิตเม็ดสีได้ แถมยังเอาออกเกลือจากน้ำในระหว่างการแปรรูปและในการวิเคราะห์อนินทรีย์เชิงคุณภาพแบบคลาสสิก นี่คือวิธีการฝากทองแดง
คริสตัลพอร์ฟีริน
การตกตะกอนยังมีประโยชน์ในระหว่างการแยกผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาเมื่อเกิดการประมวลผล ตามหลักการแล้ว สารเหล่านี้จะไม่ละลายในส่วนประกอบปฏิกิริยา
ของแข็งจึงตกตะกอนออกมาตามรูปร่าง สมควรสร้างผลึกบริสุทธิ์ ตัวอย่างนี้คือการสังเคราะห์พอร์ไฟรินในกรดโพรพิโอนิกที่กำลังเดือด เมื่อส่วนผสมของปฏิกิริยาถูกทำให้เย็นลงที่อุณหภูมิห้อง ผลึกของส่วนประกอบนี้จะตกลงไปที่ด้านล่างของถัง
การตกตะกอนอาจเกิดขึ้นได้เมื่อมีการเติมสารต้านตัวทำละลาย ซึ่งจะช่วยลดปริมาณน้ำที่แน่นอนของผลิตภัณฑ์ที่ต้องการได้อย่างมาก ของแข็งสามารถแยกออกได้ง่ายโดยการกรอง การแยกส่วน หรือการหมุนเหวี่ยง ตัวอย่างคือการสังเคราะห์โครเมียมคลอไรด์ เตตระฟีนิลพอร์ไฟริน: น้ำถูกเติมลงในสารละลายปฏิกิริยา DMF และผลิตภัณฑ์ตกตะกอน การตกตะกอนยังมีประโยชน์ในการทำให้ส่วนประกอบทั้งหมดบริสุทธิ์: สารดิบ bdim-cl ถูกย่อยสลายอย่างสมบูรณ์ในอะซิโตไนไทรล์และทิ้งลงในเอทิลอะซิเตตที่ตกตะกอน การใช้สารต้านตัวทำละลายที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือการตกตะกอนของเอทานอลจาก DNA
ในทางโลหะวิทยา การตกตะกอนของสารละลายที่เป็นของแข็งก็เป็นวิธีที่มีประโยชน์ในการทำให้โลหะผสมแข็งตัว กระบวนการสลายตัวนี้เรียกว่าการชุบแข็งของส่วนประกอบที่เป็นของแข็ง
การแทนด้วยสมการเคมี
ตัวอย่างปฏิกิริยาการตกตะกอน: ซิลเวอร์ไนเตรตที่เป็นน้ำ (AgNO 3)เติมสารละลายที่มีโพแทสเซียมคลอไรด์ (KCl) สังเกตเห็นการสลายตัวของของแข็งสีขาว แต่มีธาตุเงิน (AgCl) อยู่แล้ว
ในทางกลับกัน เขากลายเป็นส่วนประกอบเหล็ก ซึ่งสังเกตได้ว่าเป็นตะกอน
ปฏิกิริยาการตกตะกอนนี้สามารถเขียนได้โดยเน้นที่โมเลกุลที่แยกตัวออกจากสารละลายรวม นี่เรียกว่าสมการไอออนิก
วิธีสุดท้ายในการสร้างปฏิกิริยาดังกล่าวเรียกว่าพันธะที่บริสุทธิ์
ฝนสีต่างๆ
จุดสีเขียวและสีน้ำตาลแดงบนตัวอย่างแกนหินปูนสอดคล้องกับของแข็งของออกไซด์และไฮดรอกไซด์ Fe 2+ และ Fe 3+
สารประกอบหลายชนิดที่มีไอออนของโลหะทำให้เกิดตะกอนที่มีสีโดดเด่น ด้านล่างเป็นเฉดสีทั่วไปสำหรับการสะสมโลหะต่างๆ อย่างไรก็ตาม สารประกอบเหล่านี้จำนวนมากสามารถผลิตสีที่แตกต่างจากที่ระบุไว้มาก
ความสัมพันธ์อื่นๆ มักก่อตัวเป็นตะกอนสีขาว
การวิเคราะห์ประจุลบและไอออนบวก
การตกตะกอนมีประโยชน์ในการตรวจจับชนิดของไอออนบวกในเกลือ ในการทำเช่นนี้ อัลคาไลจะทำปฏิกิริยากับส่วนประกอบที่ไม่รู้จักก่อนเพื่อสร้างของแข็ง นี่คือการตกตะกอนของไฮดรอกไซด์ของเกลือที่กำหนด ในการระบุไอออนบวก ให้สังเกตสีของตะกอนและความสามารถในการละลายมากเกินไป กระบวนการที่คล้ายกันมักใช้ตามลำดับ เช่น ส่วนผสมของแบเรียมไนเตรตจะทำปฏิกิริยากับซัลเฟตไอออนเพื่อสร้างตะกอนที่เป็นของแข็งของแบเรียมซัลเฟต ซึ่งบ่งชี้ว่ามีความเป็นไปได้ที่สารที่สองจะมีปริมาณมาก
กระบวนการย่อยอาหาร
การตกตะกอนเกิดขึ้นเมื่อส่วนประกอบที่ก่อตัวใหม่ยังคงอยู่ในสารละลายที่ตกตะกอน โดยปกติจะมีอุณหภูมิที่สูงขึ้น ส่งผลให้เกิดการสะสมของอนุภาคที่สะอาดและหยาบขึ้น กระบวนการทางเคมีกายภาพพื้นฐานการย่อยอาหารเรียกว่าการสุกของ Ostwald นี่คือตัวอย่างการตกตะกอนของโปรตีน
ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นเมื่อไพเพอร์และแอนไอออนในสารละลายไฮโดรไฟต์รวมกันเป็นของแข็งที่ไม่ละลายน้ำที่เรียกว่าตะกอน ปฏิกิริยาดังกล่าวเกิดขึ้นได้หรือไม่โดยการนำหลักการของปริมาณน้ำไปใช้กับของแข็งระดับโมเลกุลทั่วไป เนื่องจากปฏิกิริยาน้ำไม่ได้ก่อตัวขึ้นทั้งหมด จึงจำเป็นต้องทำความคุ้นเคยกับกฎความสามารถในการละลายก่อนที่จะกำหนดสถานะของผลิตภัณฑ์และเขียนสมการไอออนิกโดยรวม ความสามารถในการทำนายปฏิกิริยาเหล่านี้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุได้ว่าไอออนใดมีอยู่ในสารละลาย นอกจากนี้ยังช่วยให้โรงงานอุตสาหกรรมสร้างสารเคมีโดยการแยกส่วนประกอบออกจากปฏิกิริยาเหล่านี้
คุณสมบัติของหยาดน้ำฟ้าต่างๆ
พวกมันเป็นของแข็งที่ทำปฏิกิริยาไอออนิกที่ไม่ละลายน้ำซึ่งเกิดขึ้นเมื่อไอออนบวกและแอนไอออนบางชนิดรวมกันในสารละลายที่เป็นน้ำ ตัวกำหนดการก่อตัวของตะกอนอาจแตกต่างกันไป ปฏิกิริยาบางอย่างขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ เช่น สารละลายที่ใช้สำหรับบัฟเฟอร์ ในขณะที่ปฏิกิริยาอื่นๆ เกี่ยวข้องกับความเข้มข้นของสารละลายเท่านั้น ของแข็งที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาตกตะกอนเป็นส่วนประกอบที่เป็นผลึกและอาจถูกแขวนลอยในของเหลวทั้งหมดหรือตกไปที่ด้านล่างของสารละลาย น้ำที่เหลือเรียกว่า supernatant องค์ประกอบของความสม่ำเสมอทั้งสอง (ตกตะกอนและเหนือตะกอน) สามารถแยกออกได้ด้วยวิธีการที่แตกต่างกัน เช่น การกรอง การปั่นเหวี่ยงด้วยการหมุนเหวี่ยงด้วยความร้อนสูง หรือการแยกส่วน
ปฏิกิริยาของฝนและการเปลี่ยนคู่
การใช้กฎการละลายต้องทำความเข้าใจว่าไอออนมีปฏิกิริยาอย่างไร ปฏิกิริยาระหว่างหยาดน้ำฟ้าส่วนใหญ่เป็นกระบวนการแทนที่แบบเดี่ยวหรือสองครั้ง ตัวเลือกแรกเกิดขึ้นเมื่อสารตั้งต้นไอออนิกสองตัวแยกตัวและจับกับประจุลบที่สอดคล้องกันหรือไอออนบวกของสารอื่น โมเลกุลแทนที่กันโดยพิจารณาจากประจุเป็นไอออนบวกหรือประจุลบ สิ่งนี้สามารถเห็นได้ว่าเป็น "การสับเปลี่ยนพันธมิตร" นั่นคือ รีเอเจนต์ทั้งสองจะ "สูญเสีย" เพื่อนร่วมทางและสร้างพันธะกับรีเอเจนต์อื่น เช่น การตกตะกอนของสารเคมีที่มีไฮโดรเจนซัลไฟด์เกิดขึ้น
ปฏิกิริยาการแทนที่แบบทวีคูณจัดเป็นกระบวนการแข็งตัวโดยเฉพาะเมื่อสมการเคมีที่เป็นปัญหาเกิดขึ้นในสารละลายที่เป็นน้ำและหนึ่งในผลิตภัณฑ์ที่ได้นั้นไม่ละลายน้ำ ตัวอย่างของกระบวนการดังกล่าวแสดงอยู่ด้านล่าง
รีเอเจนต์ทั้งสองเป็นน้ำและผลิตภัณฑ์หนึ่งเป็นของแข็ง เนื่องจากส่วนประกอบทั้งหมดเป็นไอออนิกและของเหลว พวกมันจึงแยกตัวออกจากกันและสามารถละลายซึ่งกันและกันได้อย่างสมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม มีหลักการของความเป็นน้ำหกประการที่ใช้ในการทำนายว่าโมเลกุลใดที่ไม่ละลายน้ำเมื่อฝากไว้ในน้ำ ไอออนเหล่านี้ก่อตัวเป็นของแข็งตกตะกอนในจำนวนทั้งหมดมิกซ์.
กฎการละลาย อัตราการตกตะกอน
ปฏิกิริยาการตกตะกอนถูกกำหนดโดยกฎของปริมาณน้ำของสารหรือไม่? อันที่จริง กฎและการคาดเดาทั้งหมดเหล่านี้มีแนวทางที่บอกว่าไอออนใดก่อตัวเป็นของแข็งและตัวใดยังคงอยู่ในรูปแบบโมเลกุลดั้งเดิมในสารละลายที่เป็นน้ำ ต้องปฏิบัติตามกฎจากบนลงล่าง ซึ่งหมายความว่าหากมีบางสิ่งที่ไม่สามารถตัดสินใจได้ (หรือตัดสินใจได้) เนื่องจากสมมุติฐานแรกอยู่แล้ว มันจะมีความสำคัญเหนือตัวบ่งชี้ที่มีตัวเลขสูงกว่าต่อไปนี้
โบรไมด์ คลอไรด์ และไอโอไดด์ละลายได้
เกลือที่ตกตะกอนของเงิน ตะกั่ว และปรอทไม่สามารถผสมได้อย่างสมบูรณ์
ถ้ากฎระบุว่าโมเลกุลละลายได้ มันก็จะยังคงอยู่ในรูปน้ำ แต่ถ้าส่วนประกอบนั้นไม่สามารถผสมกันได้ตามกฎหมายและหลักสมมุติฐานที่อธิบายข้างต้น ก็จะเกิดเป็นของแข็งที่มีวัตถุหรือของเหลวจากสารทำปฏิกิริยาอื่น หากปรากฏว่าไอออนในปฏิกิริยาใดๆ ละลายได้ กระบวนการตกตะกอนจะไม่เกิดขึ้น
สมการไอออนิกบริสุทธิ์
เพื่อให้เข้าใจคำจำกัดความของแนวคิดนี้ จำเป็นต้องจำกฎของปฏิกิริยาการแทนที่สองครั้งซึ่งระบุไว้ข้างต้น เนื่องจากส่วนผสมเฉพาะนี้เป็นวิธีการตกตะกอน จึงสามารถกำหนดสถานะของสสารให้กับตัวแปรแต่ละคู่ได้
ขั้นตอนแรกในการเขียนสมการไอออนิกบริสุทธิ์คือการแยกสารตั้งต้นและสารตั้งต้นที่ละลายน้ำได้ออกตามลำดับไพเพอร์และแอนไอออน ตะกอนจะไม่ละลายในน้ำ ดังนั้นจึงไม่ควรแยกของแข็งออกจากกัน กฎที่ได้จะออกมาเป็นแบบนี้
ในสมการข้างต้น A+ และ D - ไอออนมีอยู่ทั้งสองด้านของสูตร พวกมันถูกเรียกอีกอย่างว่าโมเลกุลของผู้ชมเพราะมันยังคงเหมือนเดิมตลอดปฏิกิริยา เพราะพวกเขาเป็นคนที่ผ่านสมการไม่เปลี่ยนแปลง กล่าวคือสามารถยกเว้นเพื่อแสดงสูตรของโมเลกุลไร้ที่ติ
สมการไอออนิกบริสุทธิ์แสดงเฉพาะปฏิกิริยาการตกตะกอน และสูตรโมเลกุลของเครือข่ายจะต้องมีความสมดุลทั้งสองด้าน ไม่เพียงแต่จากมุมมองของอะตอมของธาตุเท่านั้น หากพิจารณาจากด้านข้างของประจุไฟฟ้าด้วย ปฏิกิริยาการตกตะกอนมักจะแสดงด้วยสมการไอออนิกเท่านั้น ถ้าผลิตภัณฑ์ทั้งหมดเป็นน้ำ จะไม่สามารถเขียนสูตรโมเลกุลบริสุทธิ์ได้ และสิ่งนี้เกิดขึ้นเพราะไอออนทั้งหมดถูกแยกออกจากผลิตภัณฑ์ของผู้ดู ดังนั้นจึงไม่มีปฏิกิริยาตกตะกอนตามธรรมชาติ
แอปพลิเคชันและตัวอย่าง
ปฏิกิริยาการตกตะกอนมีประโยชน์ในการพิจารณาว่ามีองค์ประกอบที่ถูกต้องอยู่ในสารละลายหรือไม่ หากเกิดการตกตะกอน เช่น เมื่อสารเคมีทำปฏิกิริยากับตะกั่ว สามารถตรวจสอบการมีอยู่ของส่วนประกอบนี้ในแหล่งน้ำได้โดยการเพิ่มสารเคมีและติดตามการก่อตัวของตะกอน นอกจากนี้ การสะท้อนของตะกอนยังสามารถใช้เพื่อแยกองค์ประกอบต่างๆ เช่น แมกนีเซียม ออกจากทะเลน้ำ. ปฏิกิริยาการตกตะกอนยังเกิดขึ้นในมนุษย์ระหว่างแอนติบอดีและแอนติเจน อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกยังคงศึกษาสภาพแวดล้อมที่สิ่งนี้เกิดขึ้น
ตัวอย่างแรก
จำเป็นต้องทำปฏิกิริยาการแทนที่สองเท่าให้สมบูรณ์ แล้วลดให้เป็นสมการไอออนบริสุทธิ์
อันดับแรก จำเป็นต้องคาดการณ์ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายของปฏิกิริยานี้โดยใช้ความรู้เกี่ยวกับกระบวนการทดแทนแบบทวีคูณ ในการทำเช่นนี้ โปรดจำไว้ว่าไพเพอร์และแอนไอออน "เปลี่ยนคู่หู"
ประการที่สอง การแยกสารทำปฏิกิริยาให้อยู่ในรูปแบบไอออนิกที่สมบูรณ์นั้นคุ้มค่า เนื่องจากมีอยู่ในสารละลายที่เป็นน้ำ และอย่าลืมสมดุลทั้งประจุไฟฟ้าและจำนวนอะตอมทั้งหมด
สุดท้าย คุณต้องรวมไอออนผู้ชมทั้งหมด (โมเลกุลเดียวกันที่เกิดขึ้นทั้งสองด้านของสูตรที่ไม่เปลี่ยนแปลง) ในกรณีนี้คือสารเช่นโซเดียมและคลอรีน สมการไอออนิกสุดท้ายมีลักษณะดังนี้
นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องทำปฏิกิริยาการแทนที่สองเท่าให้สมบูรณ์ จากนั้นอีกครั้ง ต้องลดให้เป็นสมการไอออนบริสุทธิ์อีกครั้ง
การแก้ปัญหาทั่วไป
ผลิตภัณฑ์ที่คาดการณ์ของปฏิกิริยานี้คือ CoSO4 และ NCL จากกฎการละลาย COSO4 สลายตัวโดยสิ้นเชิงเนื่องจากจุดที่ 4 ระบุว่าซัลเฟต (SO2–4) ไม่ตกตะกอนในน้ำ ในทำนองเดียวกัน เราต้องพบว่าองค์ประกอบ NCL สามารถตัดสินใจได้บนพื้นฐานของสมมุติฐาน 1 และ 3 (เฉพาะข้อความแรกเท่านั้นที่สามารถอ้างเป็นข้อพิสูจน์ได้) หลังจากปรับสมดุลแล้ว สมการที่ได้จะมีรูปแบบดังนี้
สำหรับขั้นตอนต่อไป การแยกส่วนประกอบทั้งหมดออกเป็นรูปแบบไอออนิกนั้นคุ้มค่า เนื่องจากพวกมันจะมีอยู่ในสารละลายที่เป็นน้ำ และยังเป็นความสมดุลของประจุและอะตอม จากนั้นให้ยกเลิก spectator ion ทั้งหมด (ซึ่งปรากฏเป็นส่วนประกอบทั้งสองข้างของสมการ)
ไม่มีปฏิกิริยาตกตะกอน
ตัวอย่างเฉพาะนี้มีความสำคัญเนื่องจากสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ทั้งหมดเป็นน้ำ ซึ่งหมายความว่าไม่รวมอยู่ในสมการไอออนิกบริสุทธิ์ ไม่มีตะกอนที่เป็นของแข็ง ดังนั้นจึงไม่เกิดปฏิกิริยาตกตะกอน
จำเป็นต้องเขียนสมการไอออนิกโดยรวมสำหรับปฏิกิริยาการกระจัดสองเท่าที่อาจเกิดขึ้น อย่าลืมรวมสถานะของสสารในสารละลาย ซึ่งจะช่วยให้เกิดความสมดุลในสูตรโดยรวม
โซลูชั่น
1. โดยไม่คำนึงถึงสถานะทางกายภาพ ผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยานี้คือ Fe(OH)3 และ NO3 กฎความสามารถในการละลายคาดการณ์ว่า NO3 จะสลายตัวในของเหลวอย่างสมบูรณ์ เนื่องจากไนเตรตทั้งหมดทำ (นี่เป็นการพิสูจน์จุดที่สอง) อย่างไรก็ตาม Fe(OH)3 ไม่ละลายน้ำเนื่องจากการตกตะกอนของไฮดรอกไซด์ไอออนจะมีรูปแบบนี้เสมอ (ตามหลักฐาน สามารถระบุสมมติฐานที่หกได้) และ Fe ไม่ใช่ไอออนบวกตัวใดตัวหนึ่ง ซึ่งนำไปสู่การยกเว้นส่วนประกอบ หลังจากแยกตัว สมการจะออกมาเป็นแบบนี้:
2. เป็นผลมาจากปฏิกิริยาการแทนที่สองครั้ง ผลิตภัณฑ์คือ Al, CL3 และ Ba, SO4, AlCL3 ละลายได้เนื่องจากมีคลอไรด์ (กฎ 3) อย่างไรก็ตาม B a S O4 ไม่สลายตัวในของเหลว เนื่องจากส่วนประกอบประกอบด้วยซัลเฟต แต่ไอออน B 2+ ทำให้ไม่ละลายเช่นกันเพราะเป็นหนึ่งในไพเพอร์ที่ทำให้เกิดข้อยกเว้นกฎข้อที่สี่
นี่คือสิ่งที่สมการสุดท้ายดูเหมือนหลังจากปรับสมดุล และเมื่อกำจัดไอออนผู้ชมออก จะได้สูตรเครือข่ายต่อไปนี้
3. จากปฏิกิริยาการแทนที่สองครั้ง จะเกิดผลิตภัณฑ์ HNO3 และ ZnI2 ตามกฎ HNO3 สลายเพราะมีไนเตรต (สมมุติฐานที่สอง) และ Zn I2 ก็ละลายได้เช่นกันเพราะไอโอไดด์เหมือนกัน (จุดที่ 3) ซึ่งหมายความว่าผลิตภัณฑ์ทั้งสองเป็นน้ำ (ซึ่งก็คือแยกส่วนในของเหลวใดๆ) จึงไม่เกิดปฏิกิริยาตกตะกอน
4. ผลคูณของการสะท้อนการแทนที่แบบคู่นี้คือ C a3(PO4)2 และ N CL กฎข้อที่ 1 ระบุว่า N CL ละลายได้ และตามหลักสัจพจน์ที่หก C a3(PO4)2 ไม่พัง
นี่คือลักษณะของสมการไอออนิกเมื่อปฏิกิริยาเสร็จสมบูรณ์ และหลังจากกำจัดหยาดน้ำฟ้าแล้วจะได้สูตรนี้
5. ผลิตภัณฑ์แรกของปฏิกิริยานี้คือ PbSO4 สามารถละลายได้ตามกฎข้อที่สี่เพราะเป็นซัลเฟต ผลิตภัณฑ์ที่สอง KNO3 ยังสลายตัวในของเหลวเนื่องจากมีไนเตรต (สมมุติฐานที่สอง) ดังนั้นจึงไม่เกิดปฏิกิริยาตกตะกอน
กระบวนการทางเคมี
การแยกของแข็งระหว่างการตกตะกอนจากสารละลายเกิดขึ้นโดยการเปลี่ยนส่วนประกอบให้อยู่ในรูปแบบที่ไม่สลายตัว หรือโดยการเปลี่ยนองค์ประกอบของของเหลวเพื่อให้ลดคุณภาพของรายการในนั้น ความแตกต่างระหว่างการตกตะกอนและการตกผลึกส่วนใหญ่อยู่ที่การเน้นที่กระบวนการที่ความสามารถในการละลายลดลง หรือโดยที่โครงสร้างของของแข็งกลายเป็นของแข็ง
ในบางกรณี สามารถใช้การตกตะกอนแบบคัดเลือกเพื่อขจัดเสียงรบกวนออกจากส่วนผสมได้ เติมสารเคมีลงในสารละลายและเลือกทำปฏิกิริยากับการรบกวนเพื่อสร้างตะกอน จากนั้นสามารถแยกออกจากส่วนผสมได้
ตะกอนมักใช้เพื่อขจัดไอออนของโลหะออกจากสารละลายที่เป็นน้ำ: ไอออนของเงินมีอยู่ในองค์ประกอบเกลือที่เป็นของเหลว เช่น ซิลเวอร์ไนเตรต ซึ่งตกตะกอนโดยการเติมโมเลกุลของคลอรีน ตัวอย่างเช่น โซเดียมถูกใช้ ไอออนขององค์ประกอบที่หนึ่งและองค์ประกอบที่สองรวมกันเป็นซิลเวอร์คลอไรด์ ซึ่งเป็นสารประกอบที่ไม่ละลายในน้ำ ในทำนองเดียวกัน โมเลกุลแบเรียมจะถูกแปลงเมื่อแคลเซียมตกตะกอนโดยออกซาเลต แบบแผนได้รับการพัฒนาสำหรับการวิเคราะห์ของผสมของไอออนของโลหะโดยการใช้รีเอเจนต์ตามลำดับซึ่งตกตะกอนสารเฉพาะหรือกลุ่มที่เกี่ยวข้อง
ในหลายกรณี คุณสามารถเลือกเงื่อนไขใดๆ ที่สารตกตะกอนในรูปแบบที่บริสุทธิ์และแยกออกได้ง่าย การแยกตะกอนดังกล่าวและการหามวลของตะกอนนั้นเป็นวิธีการตกตะกอนที่แม่นยำ โดยหาปริมาณของสารประกอบต่างๆ
เมื่อพยายามแยกของแข็งออกจากสารละลายที่มีส่วนประกอบหลายส่วน ส่วนประกอบที่ไม่ต้องการมักจะรวมอยู่ในคริสตัลความบริสุทธิ์และลดความแม่นยำของการวิเคราะห์ การปนเปื้อนดังกล่าวสามารถลดลงได้โดยใช้สารละลายเจือจางและค่อยๆ เติมสารตกตะกอน เทคนิคที่มีประสิทธิภาพเรียกว่าการตกตะกอนที่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งถูกสังเคราะห์ในสารละลายแทนที่จะเติมด้วยกลไก ในกรณีที่ยากลำบาก อาจจำเป็นต้องแยกตะกอนที่ปนเปื้อน ละลายอีกครั้ง และตกตะกอนด้วย สารที่รบกวนส่วนใหญ่จะถูกลบออกในส่วนประกอบดั้งเดิม และพยายามครั้งที่สองโดยไม่ปรากฏ
นอกจากนี้ ชื่อของปฏิกิริยายังได้รับจากส่วนประกอบที่เป็นของแข็ง ซึ่งเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาการตกตะกอน
เพื่อส่งผลต่อการสลายของสารในสารประกอบ จำเป็นต้องมีตะกอนเพื่อสร้างสารประกอบที่ไม่ละลายน้ำ ไม่ว่าจะเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาของเกลือสองชนิดหรือการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
การตกตะกอนของไอออนนี้อาจบ่งชี้ว่ามีปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้น แต่ก็สามารถเกิดขึ้นได้เช่นกันหากความเข้มข้นของตัวถูกละลายเกินเศษส่วนของการสลายตัวทั้งหมด การกระทำก่อนเหตุการณ์ที่เรียกว่านิวเคลียส เมื่ออนุภาคที่ไม่ละลายน้ำขนาดเล็กรวมกันหรือสร้างส่วนต่อประสานกับพื้นผิวเช่นผนังภาชนะหรือคริสตัลเมล็ด
การค้นพบที่สำคัญ: ปริมาณน้ำฝนในวิชาเคมี
ในวิชานี้ องค์ประกอบนี้เป็นทั้งกริยาและคำนาม หยาดน้ำฟ้าคือการก่อตัวของสารประกอบที่ไม่ละลายน้ำบางชนิด ไม่ว่าจะโดยการลดการสลายตัวของสารผสมทั้งหมด หรือโดยการทำงานร่วมกันของส่วนประกอบเกลือสองชนิด
การแสดงที่เข้มแข็งฟังก์ชั่นที่สำคัญ เนื่องจากมันเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาการตกตะกอนและเรียกว่าการตกตะกอน ของแข็งใช้ในการทำให้บริสุทธิ์ ขจัดหรือแยกเกลือออก และสำหรับการผลิตเม็ดสีและการระบุสารในการวิเคราะห์เชิงคุณภาพ
หยาดน้ำฟ้ากับหยาดน้ำฟ้า กรอบแนวคิด
คำศัพท์อาจทำให้สับสนเล็กน้อย วิธีการทำงาน: การก่อตัวของของแข็งจากสารละลายเรียกว่าตกตะกอน และองค์ประกอบทางเคมีที่กระตุ้นการสลายตัวอย่างหนักในสถานะของเหลวเรียกว่าตกตะกอน ถ้าขนาดอนุภาคของสารประกอบที่ไม่ละลายน้ำมีขนาดเล็กมาก หรือถ้าแรงโน้มถ่วงไม่เพียงพอที่จะดึงส่วนประกอบที่เป็นผลึกลงไปที่ด้านล่างของภาชนะ ตะกอนอาจกระจายอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งของเหลว ก่อตัวเป็นสารละลาย การตกตะกอนหมายถึงขั้นตอนใดๆ ที่แยกตะกอนออกจากส่วนที่เป็นน้ำของสารละลาย ซึ่งเรียกว่าส่วนเหนือตะกอน วิธีการตกตะกอนทั่วไปคือการหมุนเหวี่ยง เมื่อตะกอนถูกขจัดออก ผงที่ได้จะเรียกว่า "ดอกไม้"
อีกตัวอย่างหนึ่งของการสร้างพันธะ
การผสมซิลเวอร์ไนเตรทกับโซเดียมคลอไรด์ในน้ำจะทำให้ซิลเวอร์คลอไรด์ตกตะกอนจากสารละลายในรูปของของแข็ง นั่นคือ ในตัวอย่างนี้ ตะกอนคือคอเลสเตอรอล
เมื่อเขียนปฏิกิริยาเคมี การมีอยู่ของหยาดน้ำสามารถระบุได้ด้วยสูตรทางวิทยาศาสตร์ต่อไปนี้ที่มีลูกศรชี้ลง
ใช้ฝน
ส่วนประกอบเหล่านี้สามารถใช้ระบุไอออนบวกหรือประจุลบในเกลือซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการวิเคราะห์เชิงคุณภาพโลหะทรานสิชันเป็นที่รู้จักกันในการสร้างสีตกตะกอนต่างๆ ขึ้นอยู่กับเอกลักษณ์ของธาตุและสถานะออกซิเดชัน ปฏิกิริยาการตกตะกอนส่วนใหญ่จะใช้เพื่อขจัดเกลือออกจากน้ำ และสำหรับการเลือกผลิตภัณฑ์และการเตรียมเม็ดสี ภายใต้สภาวะที่มีการควบคุม ปฏิกิริยาการตกตะกอนจะทำให้เกิดผลึกตกตะกอนบริสุทธิ์ ในโลหะวิทยา จะใช้เพื่อทำให้โลหะผสมแข็ง
วิธีคืนตะกอน
มีวิธีตกตะกอนหลายวิธีที่ใช้ในการแยกของแข็ง:
- กรอง. ในการดำเนินการนี้ สารละลายที่มีตะกอนจะถูกเทลงบนตัวกรอง ตามหลักการแล้ว ของแข็งจะยังคงอยู่บนกระดาษในขณะที่ของเหลวไหลผ่าน ภาชนะสามารถล้างและเทลงบนตัวกรองเพื่อช่วยในการกู้คืน มีการสูญเสียอยู่เสมอไม่ว่าจะเกิดจากการละลายในของเหลว ผ่านกระดาษ หรือเนื่องจากการยึดติดกับวัสดุนำไฟฟ้า
- การหมุนเหวี่ยง: การกระทำนี้หมุนสารละลายอย่างรวดเร็ว สำหรับเทคนิคการทำงาน ตะกอนที่เป็นของแข็งต้องมีความหนาแน่นมากกว่าของเหลว สามารถรับส่วนประกอบที่มีความหนาแน่นได้โดยการเทน้ำทั้งหมดออก โดยปกติการสูญเสียจะน้อยกว่าการกรอง การหมุนเหวี่ยงทำงานได้ดีกับตัวอย่างขนาดเล็ก
- Decanting: การกระทำนี้จะเทชั้นของเหลวออกหรือดูดออกจากตะกอน ในบางกรณี ตัวทำละลายเพิ่มเติมจะถูกเติมเพื่อแยกน้ำออกจากของแข็ง สามารถใช้ Decant กับส่วนประกอบทั้งหมดได้หลังจากการปั่นเหวี่ยง
การตกตะกอน
กระบวนการที่เรียกว่าการย่อยอาหารเกิดขึ้นเมื่อให้ของแข็งสดยังคงอยู่ในสารละลาย โดยปกติ อุณหภูมิของของเหลวทั้งหมดจะเพิ่มขึ้น การย่อยแบบชั่วคราวสามารถผลิตอนุภาคขนาดใหญ่ที่มีความบริสุทธิ์สูงได้ กระบวนการที่นำไปสู่ผลลัพธ์นี้เรียกว่า "การสุกของ Ostwald"
