واکنش‌های رسوبی زمانی اتفاق می‌افتد که تعدادی از جفت یون‌ها با بار مخالف قویا به‌سمت هم جذب شوند تا جایی که جامد یونی نامحلول تشکیل شود.
مشاهده‌ی شماره ۸۰
دو محلول کاملا شفاف نیترات سرب [(Pb(NO3)2] و پتاسیم یدید (KI) را در نظر بگیرید. وقتی این دو محلول کاملا شفاف را با هم ترکیب کنیم، از واکنش بین این دو محلول بی‌رنگ، محصول زرد نامحلول تولید می‌شود که به مرور زمان در ته بشر ته‌نشین می‌شود. واکنش‌‌هایی که به تشکیل یک محصول نامحلول می‌انجامند، اصطلاحا واکنش‌های رسوبی (precipitation reactions) نامیده می‌شوند. به جامد نامحلول تشکیل شده در یک محلول واکنش نیز رسوب (precipitate) می‌گویند.
معادله‌ی 1 واکنش رسوبی نیترات سرب [(Pb(NO3)2] با پتاسیم یدید (KI) را نشان می‌دهد که در آن رسوب زرد یدید سرب (PbI2) که حلالیت بسیار کمی در آب دارد، تشکیل می‌شود. محصول دیگر این واکنش نیترات پتاسیم است که در محلول باقی می‌ماند.
معادله‌ی 1
واکنش‌های رسوبی زمانی اتفاق می‌افتد که تعدادی از جفت یون‌ها با بار مخالف قویا به‌سمت هم جذب شوند تا جایی که جامد یونی نامحلول تشکیل شود. برای پیش‌بینی اینکه ترکیبی از یون‌ها، محصول نامحلول (رسوب) می‌دهد یا نه، ما باید یک سری از قواعد و دستورات مربوط به حلالیت ترکیبات یونی رایج را بررسی کنیم.
| |
راهنمای حلالیت ترکیبات یونی |
به زبان ساده، مقدار مشخصی از یک ماده که می‌تواند در مقداری از حلال حل شود، را حلالیت ماده می‌گویند. تنها ۳-۱۰ × ۲/۱ مول از یدید سرب (PbI2) در یک لیتر از آب در دمای اتاق (۲۵°C) حل می‌شود. در این مبحث هر ماده‌ای با حلالیت کمتر از ۰۱/۰ مول در لیتر به‌عنوان ماده‌ی نامحلول شناخته می‌شود.
متاسفانه، هیچ قوانینی برای خواص فیزیکی ساده از قبیل بار یونی، برای کمک به پیشگویی اینکه یک ترکیب یونی منحصر به فرد محلول است یا نامحلول، وجود ندارد. هر چند به کمک مشاهدات آزمایشگاهی، می‌توان تا حدودی به پیش‌بینی حلالیت ترکیبات یونی پرداخت. به‌عنوان مثال آزمایشات نشان می‌دهد همه‌ی ترکیبات یونی رایج که حاوی آنیون نیترات (NO3-) هستند، در آب محلولند. جدول 1 راهنمای حلالیت را برای تعدادی از ترکیبات یونی رایج خلاصه کرده است. جدول براساس آنیون ترکیبات سازماندهی شده است اما حقایقی مهم نیز راجع به کاتیون‌ها آشکار می‌کند.
توجه شود که تمام ترکیبات یونی مربوط به یون‌های فلزات قلیایی (گروه 1A از جدول تناوبی) و یون آمونیوم (NH4+) در آب محلول هستند.
جدول 1
مشخص کنید دو ترکیب یونی زیر محلولند یا نامحلول؟
سدیم کربنات (Na2CO3) ، سرب سولفات (PbSO4)با توجه به جدول 1 می‌توان به این سوال پاسخ داد. بنابراین لازم است به بخش آنیونی این ترکیبات توجه کنیم زیرا این جدول براساس آنیون سازماندهی شده است. بر طبق این جدول بیشتر کربنات‌ها نامحلولند، اما کربنات‌های کاتیون‌های فلزات قلیایی (از قبیل یون سدیم) استثنا هستند و از این قانون تبعیت نمی‌کنند و محلولند. بنابراین سدیم کربنات (Na2CO3) محلول است.
همچنین جدول 1 نشان می‌دهد که اغلب سولفات‌ها در آب محلولند ولی سولفات سرب (Pb+2) یک استثنا است، بنابراین سرب سولفات (PbSO4) نامحلول در آب است.
منبع:
http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/140/143401/blb9ch0402.html
نویسنده: عاطفه قویدست
دانشجوی سال دوم دکتری شیمی آلی
دانشگاه گیلان