W 80 roku naszej ery zbudowano w cesarstwie rzymskim akwedukt Eiffel. Miał on prawie 100 kilometrów długości. Niesamowite, że w tamtych czasach nie znano poziomicy, a mimo to akwedukt ma idealne nachylenie zapewniające efektywny spływ wody na tak długim odcinku.
Dla chemika ciekawe jest, że Rzymianie lubowali się w smaku wody z dużą zawartością minerałów, a źródło zasilające akwedukt uznawano za jedno z najlepszych w cesarstwie. Skutkiem tego upodobania było wytrącanie się na ściankach dużych ilości węglanowapnia. To co widzisz to fragment akweduktu z 20-centymetrową warstwą osadu.
Osad w akwedukcie, podobnie jak na armaturze w naszych domach, wytrąca się powoli. To dlatego, że w wodzie pitnej jest stosunkowo niewiele rozpuszczonych soli. Dla rur to dobrze, dla chemika gorzej. Czy można ten proces przyspieszyć?
Jasne, zaraz zobaczysz jak. Przygotujemy dwa roztwory soli dobrze rozpuszczalnych w wodzie. Siarczan cztery sodu jest solą bezbarwną i taki też jest jego roztwór Za to siarczan 6-niklu dzięki kationom metalu ma ładny pastelowy kolor.
W kolejnym kroku mieszamy roztwory i otrzymujemy nierozpuszczalny w wodzie siarczan 4-niklu, który tworzy pistacjowy osad. Jest to reakcja strąceniowa którą wykorzystywaliśmy już przy otrzymywaniu trudno rozpuszczalnych wodorotlenków. Jeśli nie pamiętasz, obejrzyj nasz film na ten temat na pistacji. Popatrzmy, jak to wygląda w zapisie reakcji. Siarczan 6-niklu reaguje z siarczanem 4-sodu i w wyniku wymiany podwójnej otrzymujemy siarczan 6-sodu i siarczan 4-niklu.
Z innych naszych lekcji może już wiesz że reakcje strąceniowe zachodzą w roztworze nie między cząsteczkami a między jonami. Kiedy rozpuszczaliśmy NiSO4 otrzymaliśmy jony Ni2 plus i SO4 2 minus. W drugiej zlewce rozpuszczanie Na2SO3 dało nam kationy sodu Na plus i aniony SO3 2 minus.
Gdy je wymieszamy, mamy w jednym roztworze cztery różne jony. W takiej konfiguracji, w jakiej występowały przed zmieszaniem, czyli Ni2 plus i SO4 2 minus oraz Na plus i SO3 2 minus Są to substancje dobrze rozpuszczalne w wodzie. Ale jeśli spotkają się w roztworze jony Ni2 plus i SO3 2 minus to mamy tu duet tworzący sól nierozpuszczalną a więc łapią się one i bach na dno.
Pozostałe jony pływają sobie w roztworze i przed i po tym jak nikiel i jony siarczanowe 4 się ze sobą zwiążą. Zapiszmy naszą reakcję w formie jonowej. Teraz wyraźnie widzimy, że kationy Na plus i SO4 2 minus nie biorą udziału w reakcji. Możemy je więc z czystym sumieniem z tego równania wykreślić.
To, co nam zostaje, obrazuje rzeczywisty przebieg tej reakcji. Zauważ, że powstała tu trudno rozpuszczalna sól. Mamy więc metody na otrzymywanie soli nierozpuszczalnych i trudno rozpuszczalnych w wodzie. To teraz spróbujmy otrzymać jakąś inną nierozpuszczalną sól, na przykład siarczan 6-baru. Aby powtórzyć to, co udało nam się przy NiSO3 musimy dobrać jakieś dwie substancje które zawierają potrzebne nam jony a jednocześnie rozpuszczają się w wodzie.
Tu przychodzą nam z pomocą tablice rozpuszczalności. Potrzebujemy kationu Ba2 plus oraz anionu SO4 Szukamy więc czegoś rozpuszczalnego co zawiera Ba2+. Możemy wziąć BaOH 2 razy wzięte czyli wodorotlenek baru lub którąś z soli.
Wybór spory ale weźmy przykładowo BaCl2. Potrzebny jest nam też anion SO4 Aby go dostarczyć możemy wziąć po prostu kwas siarkowy 6. Nie ma go w naszej tabeli bo wszystkie kwasy są rozpuszczalne w wodzie więc nie ma potrzeby ich tam uwzględniać. Tabela będzie nam jednak potrzebna aby dobrać do naszego zestawu jakąś sól rozpuszczalną w wodzie i zawierającą jon SO4 Może K2SO4?
Jeśli chcesz, możesz wybrać inną i z nią podążać przez kolejne etapy pisania reakcji. Aby otrzymać siarczan 6 baru możemy więc wymieszać roztwory wodorotlenku baru z kwasem siarkowym 6 Wodotlenku baru z siarczanem 6 potasu chlorku baru z kwasem siarkowym 6 lub chlorku baru z siarczanem 6 potasu. Na początek reakcja wodorotlenku z kwasem czyli po prostu reakcja zobojętniania.
Mówiliśmy już o niej na innych lekcjach ale tam otrzymywaliśmy sole rozpuszczalne w wodzie. Jak się okazuje może ona służyć także do otrzymywania tych nierozpuszczalnych. Zapiszmy ją. BaOH 2 razy wzięte plus H2SO4 powstaje BaSO4 jako sól nierozpuszczalna co zaznaczamy strzałką w dół i woda. Aby uzgodnić tę reakcję zapisujemy dwójkę przed cząsteczką wody.
Kolejna to reakcja BaOH 2 razy wzięte i K2SO4. Tu także powstaje BaSO4 a grupa OH z wodorotlenku i potas z soli daje nam wodorotlenek potasu. Aby ją uzgodnić, potrzebna nam będzie dwójka przed koH.
Jako kolejną zapiszmy reakcję BaCl2 i H2SO4. Powstaje BaSO4 a z tego, co nam zostało, otrzymujemy HCl. Tu także brakuje nam jednej dwójki przy HCl.
Ostatnia reakcja, czyli BaCl2 plus K2SO4. Powstaje nasza sól, BaSO4, a z chloru i potasu powstaje chlorek potasu, czyli KCl, przed którym także musimy dopisać dwójkę. Mamy więc cztery.
pozornie różne reakcje przedstawione w formie cząsteczkowej. Żeby pokazać, co naprawdę dzieje się w roztworze, zapiszmy je jonowo. Po skróceniu powtarzających się jonów widzimy, że poza reakcją zobojętniania w pozostałych trzech tak naprawdę zaszło dokładnie to samo. Połączenie się kationów Ba2 plus i anionów SO4 2 minus w nierozpuszczalną sól.
W reakcji zobojętniania nic nie udało nam się skrócić bo oprócz soli trudno rozpuszczalnej powstaje tu cząsteczka wody. Mamy więc w sumie cztery sposoby na otrzymanie tej soli. Sole trudno rozpuszczalne i nierozpuszczalne w wodzie otrzymujemy metodami strąceniowymi. Metody strąceniowe to takie w których w wyniku reakcji w roztworach powstają substancje trudno rozpuszczalne lub nierozpuszczalne tworzące osad. Jeśli podobał Ci się nasz film zapraszam Cię na stronę pistacja.tv Może coś jeszcze razem strącimy?
Byle nie jakiś cenny wazon.