Chemické reakce a rovnováhy
Přihlásit se
Chemické reakce a rovnováhy (4/6) · 10:00

Rozpouštění a srážení Na příkladu NaCl si definujeme a ukážeme spoustu nových pojmů: rozpouštědlo, hydratace, srážení, rozpouštění, iontové rovnice.

Navazuje na Chemickou vazbu.
Řekněme, že máme nějaký pevný chlorid sodný takže sůl. Tohle bude naše hromádka soli. Vložíme sůl do vody. Máme kádinku obsahující H2O. Chlorid sodný se rozpustí ve vodě. Takže chlorid sodný je rozpuštěná látka a voda bude sloužit jako rozpouštědlo. Toto je proces rozpouštění. Pokud se podíváte blíž, zjistíte, že pevný chlorid sodný je iontový krystal, který drží pohromadě iontové vazby. Takže sodný kationt, neboli kladný náboj je přitahován k chloridovému aniontu s negativním nábojem. To udržuje celý krystal pohromadě. Když hodíte pevný chlorid sodný do vody, která je polární molekula tak kyslík, který má vyšší elektronegativitu než vodíky, dostane částečně záporný náboj a vodíky dostanou částečný kladný náboj. Takže máme polární molekulu. Negativní náboj na atomu kyslíku bude přitahován pozitivním nábojem sodíku. Protože opačné náboje se přitahují. Máme molekulu vody, která je přitahována sodným kationtem a další molekuly vody udělají to samé. Takže částečně negativní náboj je přitahovaný pozitivním nábojem na sodíku. Molekuly vody vytáhnou sodné kationty z vazby až nakonec dostaneme situaci tady. Takže tady jsou tyhle částečně záporné kyslíky, které reagují se sodným kationtem. Voda je dipól a sodný kationt je ion. Takže tohle bychom mohli nazvat interakcí ion – dipól. Molekuly vody rozbijí iontovou vazbu, vytáhnou sodné kationty a obklopí je. Tomuto procesu říkáme hydratace. Toto je proces hydratace. Ion se nachází obklopen a stabilizován obalem z molekul rozpouštědla. To samé se stane s chloridovým anionty. Tady vidíte chloridový aniont, je záporně nabitý. Ale tentokrát negativní náboj bude přitahován ke kladné části naší polární molekuly. Kyslík je částečně záporný a tento vodík bude částečně kladně nabitý. Opačné náboje se přitahují. Kladný náboj bude interagovat se záporným nábojem. To samé s touhle molekulou vody a částečně kladným vodíkem. Ještě jednou, tato interakce vytáhne chloridový aniont a přesune ho do rozpouštědla. Takže naše částečně kladné vodíky interagují s negativně nabitými chloridovými anionty. Ještě jednou, máme tady interakci ion – dipól. Chloridový aniont je obklopen molekulami vody, takže znovu probíhá hydratace. Výsledkem je, že každý sodný kationt je obklopen molekulami vody a každý chloridový aniont je obklopen molekulami vody. Chlorid sodný se rozpustil ve vodě. Připravili jsme roztok chloridu sodného ve vodě. Způsob jak to zapsat je… Tady je pevný chlorid sodný, který vložíme do vody, našeho rozpouštědla, a molekuly vody obklopí naše ionty. Teď, když jsme rozpustili sodné ionty, napíšeme tu "aq", značku pro vodný roztok, a tady mám také rozpuštěné chloridové anionty, takže taky napíšeme "aq". Máme tedy vodný roztok chloridu sodného. Chlorid sodný se rozpustil ve vodě. Nyní máme kádinku, která obsahuje rozpuštěný NaCl, takže vodný roztok NaCl, kde jsou rozpuštěné sodné kationty a chloridové anionty. A máme další kádinku, která obsahuje rozpuštěný dusičnan stříbrný, který má vzorec AgNo3. Roztok dusičnanu stříbrného ve vodě znamená, že v roztoku máme kationty stříbra. Ag+, a dusičnanové anionty (NO3)-. A teď přelijeme obsah jedné kádinky do druhé. Pojďme nalít obsah této kádinky do této. Oba roztoky smícháme. Všimli bychom si několika věcí. Samozřejmě bychom zaregistrovali zvýšení objemu, protože sléváme obsahy dvou nádob do jedné. Také bychom zaznamenali pevnou bílou látku. Ta by vznikala tady dole. Pevná bílá látka vzniká, když kationty stříbra reagují s chloridovými anionty. Dostaneme pevnou látku, kterou je chlorid stříbrný, AgCl. Takže tady napíšeme AgCl. S v dolním indexu znamená, že vzniká pevná látka. Tuto látku označujeme jako sraženinu. Pevná látka je neustále vylučována z roztoku. Tomuto procesu říkáme srážení, což je opakem rozpouštění. Při rozpouštění vložíme pevnou látku do vody a dostaneme ionty. Při srážení se ionty spojí do podoby pevné látky a tato pevná látka je neustále vylučována z roztoku. Chlorid stříbrný je naší sraženinou. Stále bychom měli nějaké ionty v roztoku, stále bychom měli nějaké sodné kationty a dusičnanové anionty. A tady bychom měli sodné kationty v roztoku a dusičnanové anionty v roztoku. Přidáme je sem. Můžeme říci, NaNO3, vodný roztok. Což znamená, že tyto ionty jsou přítomné v roztoku. Pojďme se trochu blíž podívat, co se děje při formování naší sraženiny. Víme, že jsme v roztoku měli stříbrné kationty. Tady je náš stříbrný kationt. Víme, že tenhle ion je obklopen molekulami vody během hydratace. Takže tyhle kyslíky jsou tady částečně záporné. Protože opačné póly se přitahují, existuje síla, která drží ionty v našem roztoku. Síla hydratace. A stejně to platí pro chloridový aniont. Částečně pozitivní náboj na vodíku, opačné póly se přitahují... Takže tyto molekuly vody stabilizují chloridový aniont v roztoku. Ale když nalijeme tyhle dva roztoky do jedné nádoby, vytvoříme sraženinu. Vznikne chlorid stříbrný. Na dně se vytvoří tento iontový krystal. Ještě jednou, opačné póly se přitahují. Takže kladně nabitý kationt stříbra je přitahován k záporně nabitému chloridovému aniontu tady. Protože vidíme vznikající pevnou látku, elektrostatické náboje našeho iontového krystalu musí být silnější než hydratační síla. Tento chloridový aniont by se přesunul sem a tenhle stříbrný kationt by se zase přesunul sem. Takže tyhle ionty se vyloučí z roztoku a začne se samovolně vytvářet sraženina. Vytvoří se naše pevná látka, chlorid stříbrný. Tohle je jeden způsob, jak ukázat, co se tu děje. Mohli bychom také vypsat všechny ionty. Místo takového zápisu… Další způsob jak ukázat, co se děje, by bylo říct: V roztoku chloridu sodného by byly rozpuštěné sodné kationty, takže sem napíšeme sodné kationty, chloridové anionty, takže Cl-. Přidali jsme tam náš roztok dusičnanu stříbrného, ve kterém jsou rozpuštěné stříbrné ionty, takže Ag+ a dusičnanové anionty, takže NO3-. A viděli jsme utvoření sraženiny. Vznikl AgCl, což je pevná látka. Napíšeme sem AgCl, což je naše sraženina. Taky jsme měli sodné kationty a dusičnanové anionty. Měli jsme sodné kationty, Na+, a měli jsme dusičnanové anionty, NO3-. To je spousta psaní. Každá z těchto dvou rovnic vám říká stejné množství informací. Ta dolní vám ukazuje všechny ionty. Ve skutečnosti reagují pouze některé z těchto iontů. Stříbrný kationt a chloridový aniont spolu reagují za vzniku chloridu stříbrného. Mohli bychom si napsat zkrácenou iontovou rovnici, která nám ukazuje, co se děje při vzniku naší sraženiny. Napíšeme stříbrné kationty Ag+. Zapíšeme stříbrné kationty a chloridové anionty, které se spojí, aby vytvořily naši sraženinu AgCl. Tohle je zkrácená iontová rovnice. A zkrácená iontová rovnice je to proto, že některé z iontů se neúčastní reakce. Ony jenom pozorují, co se děje. Sodný kationt je nalevo. Ale je i na pravé straně. Je to ion v roztoku. To samé i pro dusičnanový aniont. Ten je tady, nalevo jako rozpuštěný ion, je i tady napravo, jako ion v roztoku. Sodný kationt a dusičnanový aniont se nazývají nereagující ionty. Nazývají se tak proto, že nejsou součástí reakce. Jenom jí sledují. Sledují, jak se chlorid stříbrný vysráží z roztoku. Proto je nazýváme nereagujícími ionty. Toto je tedy princip srážení.
video