Faktorer som påvirker Nedbør Reaction

Faste stoffer som dannes i løpet av en reaksjon mellom kjemikalier i oppløsning kalles bunnfall. Nedbør reaksjoner kan bidra til å isolere nyttige produkter; de også hjelpe forskere identifisere ioner i løsning i kvalitativ analyse. Derfor er det veldig nyttig å forstå noen av de faktorene som avgjør om og i hvilke mengder en utfelling vil danne.

Entropy

Entropi er ofte beskrevet som et mål på uorden; en mer nøyaktig måte å tenke på entropi, derimot, er i form av antall måter du kan ordne alle molekylene i et system som fortsatt viser samme totale energi. De termodynamiske lover tilsier at spontan endring alltid går i retning av økende entropi; Dette er grunnen til at varmen aldri strømmer spontant fra kalde objekter til varme seg - bare omvendt. Entropien av et system bare kan reduseres hvis det tar energi fra utsiden, med andre ord, hvis en ekstern prosess virker på den. Når en reaksjon frigjør varmeenergi, det øker temperaturen til omgivelsene, noe som fører til en økning i den totale entropi.

Gibbs Free Energy

En av de viktigste ligningene i termodynamikk er definisjonen av Gibbs fri energi: delta G = delta H - (T x delta-S). Ved konstant trykk, er delta H mengden av varmeenergi som absorberes eller frigjøres ved en reaksjon; delta S er endringen i entropi av systemet; og delta G er endringen i den maksimale arbeids systemet kan gjøre uten å utvide. Enhver prosess som har en negativ delta G er spontan, mens en hvilken som helst prosess som har en positiv delta G er ikke. Følgelig dannelse av et bunnfall er spontan hvis delta G er negativ.

Under hvilke omstendigheter vil delta G være negativt for et bunnfall formasjon? I de fleste, om ikke alle, tilfeller, delta S vil være negativ for presipitatdannelse, fordi det oppløste stoff i væsken er mer uordnet enn det faste bunnfall. Derfor, vi trenger vanligvis en negativ delta H for å gjøre presipitatdannelse gunstig. Husk at når et kjemikalie er oppløst i vann, blir molekyler av den kjemiske tiltrukket av vannmolekylene. Ved tiltrekningen mellom de oppløste molekylene er mye sterkere enn tiltrekningen til vannmolekylene, vil energi bli frigitt når oppløste molekyler kommer sammen, noe som vil gi oss en negativ delta H. Styrken av interaksjonene mellom de oppløste molekylene og mellom oppløst stoff og vannmolekyler er således en viktig faktor som påvirker utfelling. Klart, er løseligheten for de fleste forbindelser som også kommer til å være avhengig av temperaturen i en viss grad.

Equilibrium

På ethvert gitt tidspunkt, er noen molekyler i en løsning som kommer sammen for å danne bunnfall, mens andre er gjenoppløsning og blir ført tilbake ut i oppløsningen. På et tidspunkt vil det komme en likevekt der disse to prosessene skjer i samme takt. Denne likevekt er relatert til delta G ved hjelp av følgende ligning: delta G under standard betingelser = -RT ln K, hvor R er en konstant, T er temperatur, og K er likevektskonstanten (forholdet mellom produktene og reaktantene). Likevektskonstanten for løseligheten av en substans kalles Ksp. Når du vet Ksp, vet du hva forholdet mellom bunnfallet til oppløst stoff vil være for en nedbør reaksjon.

Vanlige ioneeffekt

Ioniske forbindelser dissosierer når de oppløses i vann; natriumklorid, for eksempel deles opp i natriumioner og kloridioner, hver omgitt av et skall av vannmolekyler; når de utfelles kommer de tilbake sammen. Hvis du øker konsentrasjonen av en av disse ionene, øker du mengden av bunnfall, fordi Ksp er konstant og har ikke forandret seg. Følgelig, hvis man legger kloridion til en oppløsning av sølvklorid, ville dette skape mer sølvkloridutfellingen å dannes. Den felles-ion effekt gir deg en måte å felle ut mer av et stoff som du vil fjerne fra en løsning.