Осадка

Первый пример

Необходимо завершить реакцию двойной замены, а затем свести ее к уравнению чистого иона.

Во-первых, необходимо предсказать конечные продукты этой реакции, используя знания о процессе двойной замены. Для этого нужно помнить, что катионы и анионы «переключают партнеров».

Во-вторых, стоит разделить реагенты на их полноценные ионные формы, поскольку они существуют в водном растворе. И также не стоит забывать сбалансировать как электрический заряд, так и общее количество атомов.

Наконец, нужно включить все ионы зрителя (те самые молекулы, которые встречаются по обеим сторонам формулы, которые не изменились). В данном случае это такие вещества, как натрий и хлор. Конечное ионное уравнение выглядит так.

Необходимо также завершить реакцию двойной замены, а затем опять же обязательно свести ее к уравнению чистого иона.

Взаимодействие осаждения и двойной замены

Применение законов растворимости требует представления того, как реагируют ионы. Большая часть взаимодействий осаждения представляют собой процесс однократного замещения или двойного. Первый вариант происходит тогда, когда два ионных реагента диссоциируют и связываются с соответствующим анионом или катионом другого вещества. Молекулы заменяют друг друга на основе своих зарядов в виде катиона или аниона. Это можно рассматривать как «переключение партнеров». То есть каждый из двух реагентов «теряет» своего компаньона и образует связь с другим, так, например, происходит химическое осаждение сероводородом.

Реакция двойной замены конкретно классифицируется как процесс отвердения, когда рассматриваемое химическое уравнение возникает в водном растворе, и один из образовавшихся продуктов является нерастворимым. Пример такого процесса приведен ниже.

Оба реагента являются водными и один продукт — твердым. Поскольку все компоненты ионные и жидкие, они диссоциируют и поэтому могут полностью растворяться друг в друге. Однако существует шесть принципов водности, которые используются для прогнозирования того, какие молекулы нерастворимы при осаждении в воде. Эти ионы образуют твердый осадок в общей смеси.

Значение слова Осадки по словарю Брокгауза и Ефрона:

Осадки (метеор.). — Этим названием принято обозначать ту влагу, которая падает на поверхность земли, будучи выделена из воздуха или из почвы в капельно-жидком или твердом виде. Такое выделение влаги происходит каждый раз, когда водяные пары, постоянно находящиеся в воздухе, накопятся в нем в количестве, значительно превышающем то, которое нужно для полного его насыщения при данных условиях. Выделение (конденсация) паров в воздухе, обыкновенно ими не насыщенном, может начаться или под влиянием непосредственного охлаждения воздушных масс, или благодаря притоку в местности с низкой температурой более теплого и влажного воздуха, или, наконец, благодаря смешению массы теплого и влажного воздуха с массами более холодного. словом — прямо или косвенно, но конденсация паров является результатом быстрого и резкого понижения темп. в массе достаточно влажного, хотя и ненасыщенного воздуха — см. Облака. Раз такая конденсация паров произошла, то нередко может случиться, что капельки жидкости или кристаллики льда достигнут такой величины, при которой они уже не в состоянии поддерживаться в воздухе в равновесии. тогда начинается медленное, постепенно все более и более ускоряющееся падение их на поверхность земли. При этом капельки воды или кристаллики могут быстро нарастать, достигая иногда довольно значительных размеров. Когда из облака падают вниз более или менее крупные капли воды, то этот вид О. носит название дождя (см.). Если выделение влаги происходит при достаточно низкой температуре, то образующаяся вода переходит, замерзая, в твердое состояние и падает на земную поверхность в виде снега (см.), крупы или града (см.). В некоторых случаях конденсация паров может начаться около поверхности земли и выделяющаяся, в виде весьма мелких капелек влага, держится в воздухе во взвешенном состояния — такое явление носит название тумана. При охлаждении самого низшего, непосредственно прилегающего к земной поверхности слоя воздуха или самой поверхности почвы может произойти конденсация паров, выделяемых поверхностью почвы или растениями. этот случай конденсации стоит совершенно особняком и может произойти независимо от конденсации паров в воздухе. В этом случае О. носят название росы (см.). Вследствие достаточного понижения температуры на поверхности почвы роса может замерзнуть и перейти в иней (см.). Этим же последним названием обозначают и тот случай О., когда, при понижении температуры воздуха после сравнительно теплой и влажной погоды, из него выделяются на стенах строений, деревьях, столбах и т. п. кристаллы льда, длинными, пушистыми иглами или столбиками, плотно усаживающие покрываемые ими предметы. От инея различают изморозь, которая наблюдается при наступлении оттепели после более или менее продолжительных морозов. в этом случае стены строений (особенно каменные) также покрываются ледяным слоем, который, однако, не имеет такого правильного, кристаллического строения, как иней. Наконец, существует еще один вид О., наблюдаемый зимою — иногда даже и при ясной погоде, когда по воздуху реют, ниспадая, мелкие кристаллики льда, имеющие форму небольших иголочек. явление происходит вследствие медленного, при понижениях температуры, выделения небольших избытков влаги из воздуха и носит название ледяных игол. Измеряются О. посредством дождемера (см.), причем, согласно установленному между центральными метеорологическими учреждениями соглашению, сутки считаются от 7 ч. у. до 7 ч. у. и измеренное количество О. заносится на предшествующий день. О распределении О. по земной поверхности — см. Дождь. Г. Л.

Как осадки влияют на работу авиации

Существуют целый ряд очень важных атмосферных факторов, которые затрудняют работу авиации. В первую очередь, это связано с обеспечением безопасности полетов.

Основные из них:

1. В первую очередь, это ухудшение видимости для пилотов воздушных судов. Снижение видимости в сильный дождь или снежную бурю происходит до 1,5-2 км, что затрудняет визуальный контроль курса.
2. При взлете или посадке конденсация влаги на стеклах или оптических отражателях может привести к искаженному восприятию информации пилотом.
3. Большое количество водяной мелкодисперсной пыли при попадании в двигатель могут затруднить и нарушить его работу.
4. При обледенении аэродинамических элементов воздушного судна (крыльев, рулевых элементов), происходит потеря летных характеристик.
5. При выпадении значительно количества осадков, затрудняется контакт с покрытием взлетно-посадочной полосы.

Таким образом, все осадки, применительно к авиации, носят исключительно неблагоприятный характер.

Осадки являются ключевым фактором, способствующим формированию на Земле климата, а также географических зон. Условное разделение проводят в зависимости от сезонности, однако, следует помнить, что в межсезонье могут происходить комбинации. Также осадки являются важнейшим элементом водооборота на планете.

Приложения и примеры

Реакции осаждения полезны при определении того, присутствует ли тот самый необходимый элемент в растворе. Если осадок образуется, например, когда химическое вещество вступает в реакцию со свинцом, присутствие этого компонента в водных источниках может быть проверено путем добавления химического вещества и контроля образования осадка. Кроме того, рефлексия осаждения может быть использована для извлечения элементов, таких как магний, из морской воды. Реакции осадков даже происходят в организме человека между антителами и антигенами. Однако среда, в которой это случается, все еще изучается учеными со всего света.

Свойства различных осадков

Они представляют собой нерастворимые ионные твердые продукты реакции, образующиеся при объединении определенных катионов и анионов в водном растворе. Определяющие факторы образования осадка могут варьироваться. Некоторые реакции зависят от температуры, например, растворы, используемые для буферов, тогда как другие имеют связь только с концентрацией раствора. Твердые вещества, образующиеся в реакциях осаждения, являются кристаллическими компонентами и могут быть суспензированы во всей жидкости или упасть на дно раствора. Оставшаяся вода называется надосадочной. Два элемента консистенции (осадок и супернатант) могут быть распределены разными методами, такими как фильтрование, ультрацентрифугирование либо сцеживание.

Чистые ионные уравнения

Чтобы понять определение данного понятия, необходимо вспомнить закон для реакции двойной замены, который был приведен выше. Поскольку эта конкретная смесь является методом осаждения, состояния материи могут быть назначены для каждой переменной пары.

Первым шагом к написанию чистого ионного уравнения является разделение растворимых (водных) реагентов и продуктов на их соответствующие катионы и анионы. Осадки не растворяются в воде, поэтому твердое вещество не должно отделяться. Полученное правило выглядит следующим образом.

В приведенном выше уравнении ионы A+ и D — присутствуют с обеих сторон формулы. Их еще называют молекулами-зрителями, потому что они остаются неизменными на протяжении всей реакции. Поскольку именно они проходят через уравнение без изменений. То есть их можно исключить, чтобы показать формулу безупречной молекулы.

Чистое ионное уравнение показывает только реакцию осаждения. А сетевая молекулярная формула должна быть обязательно сбалансирована с обеих сторон не только с точки зрения атомов элементов, но и если рассматривать их со стороны электрического заряда. Реакции осадков обычно представлены исключительно ионными уравнениями. Если все продукты являются водными, чистая молекулярная формула не может быть записана. А происходит это потому, что все ионы исключены как продукты зрителя. Поэтому никакой реакции осаждения, естественно, не происходит.

Кристаллы порфирина

Осадки также полезны во время выделения продуктов реакции, когда происходит обработка. В идеале данные вещества нерастворимы в реакционном компоненте.

Таким образом твердое вещество выпадает в осадок по мере его образования, предпочтительно создавая чистые кристаллы. Примером этого может служить синтез порфиринов в кипящей пропионовой кислоте. При охлаждении реакционной смеси до комнатной температуры кристаллы этого компонента выпадают на дно сосуда.

Осаждение осадков также может происходить при добавлении антирастворителя, что резко снижает абсолютную водность желаемого продукта. После этого твердое вещество можно легко отделить фильтрацией, декантированием или центрифугированием. Примером может служить синтез хлорида хрома тетрафенилпорфирина: вода добавляется к реакционному раствору ДМФА, и продукт осаждается. Осаждение также полезно при очистке всех компонентов: неочищенный бдим-cl полностью распадается в ацетонитриле и сбрасывается в этилацетат, где он осаждается. Еще одним важным применением антирастворителя является осаждение этаноломиз ДНК.

В металлургии осаждение из твердого раствора также является полезным способом упрочнения сплавов. Этот процесс распада известен как укрепление твердого компонента.

Растворимость элемента

Иногда образование осадка указывает на возникновение какой-либо химической реакции. Если осаждение из растворов нитрата серебра выливают в жидкость хлорида натрия, то происходит химическая рефлексия с образованием белого осадка из драгоценного металла. Когда же жидкий йодид калия реагирует с веществом нитрата свинца (II), образуется желтый осадок иодида свинца (II).

Осаждение может произойти, если концентрация соединения превышает его растворимость (например, при смешивании различных компонентов или изменении их температуры). Полное осаждение может происходить быстро только из пересыщенного раствора.

В твердых веществах процесс происходит, если концентрация одного продукта выше предела растворимости в другом теле-хозяине. Например, из-за быстрого охлаждения или ионной имплантации температура достаточно высока, чтобы диффузия могла привести к разделению веществ и образованию осадка. Полное осаждение в твердых телах обычно используется для синтеза нанокластеров.

Как восстановить осадок

Есть несколько метод осаждения, используемых для извлечения твердого вещества:

1. Фильтрация. При данном действии раствор, содержащий осадок, выливают на фильтр. В идеале твердое вещество остается на бумаге, а жидкость проходит через нее. Контейнер можно промыть и вылить на фильтр, чтобы помочь восстановлению. Всегда есть некоторая потеря либо из-за растворения в жидкости, прохождения через бумагу, либо из-за адгезии к проводящему материалу.
2. Центрифугирование: при этом действии раствор быстро вращается. Чтобы техника работала, твердый осадок должен быть более плотным, чем жидкость. Уплотненный компонент, может быть получен путем выливания всей воды. Обычно потери меньше, чем при фильтрации. Центрифугирование хорошо работает с небольшими размерами образцов.
3. Декантация: при данном действии жидкий слой выливается или отсасывается от осадка. В некоторых случаях добавляется дополнительный растворитель для отделения воды от твердого вещества. Декантация может использоваться со всем компонентом после центрифугирования.

Снег

Снег – это выпадение замерзшей воды, в виде хлопьев или смерзшихся кристаллов. По-другому, снег именуется сухими остатками, так как падая на холодную поверхность снежинки не оставляют влажных следов.

В большинстве случаев сильные снегопады развиваются постепенно. Им присущи плавность и отсутствие резкого изменения интенсивности выпадения. В сильный мороз возможна ситуация появления снега из, казалось бы, чистого неба. В таком случае, снежинки образуются в тончайшем облачном слое, который практически не виден глазу. Такой снегопад всегда очень легкий, так как для большого снежного заряда требуются соответствующие тучи.

Перенасыщение жидкости

Важный этап процесса осаждение — это начало зарождения. Создание гипотетической твердой частицы включает в себя формирование границы раздела, которые, конечно же, требуют некоторой энергии, основанной на относительном поверхностном движении как твердого тела, так и раствора. Если подходящая структура зародышеобразования недоступна, происходит перенасыщение.

Пример осаждения: медь из проволоки, которая вытесняется серебром в раствор нитрата метала, в который она и окунается. Конечно же, после данных экспериментов твердый материал выпадает в осадок. Реакции осаждения могут быть использованы для получения пигментов. А также для удаления солей из воды при ее обработке и в классическом качественном неорганическом анализе. Именно так происходит осаждение меди.

Как измеряются осадки

Часто в прогнозе погоды можно слышать, что за сутки выпало 2 миллиметра осадков. Такие данные метеорологи и синоптики определяют на метеостанциях при помощи специального оборудования – осадкомеров.

Это градуированные ведра (на которые нанесены условные знаки), выполненные в определенном типоразмере, которые установлены на улице.

Ежедневно, в промежутке времени от 9-00 до 21-00 (время берется по часовому поясу GMT 0), метеоролог собирает всю влагу, которая накапливается в ведре, и переливает в мерный цилиндр (деления цилиндра выполнены в мм).

Полученные значения заносят в журнал учета, формируя таблицу осадков. Если выпавшие осадки были твердыми, то допускается их растопить.

Для построения визуальной картины, на карте обозначаются точки с измеренным количеством осадков. Эти точки соединяют в схему линиями – изогиетами, а пространство закрашивают цветами осадков с возрастающей интенсивностью.

Определение слова «Осадка» по БСЭ:

Осадка — операция кузнечно-прессового производства, при которой в результате пластической деформации нагретой заготовки уменьшают её высоту и увеличивают площадь поперечного сечения. О. применяют как предварительную операцию перед протяжкой для улучшения структуры слитка, повышения ковкости, а также как предварительную операцию перед прошивкой или ковкой.

Осадка — в строительстве, понижение сооружения, вызванное уплотнением его основания или сокращением вертикальных размеров сооружения (или его частей). О. зависит от свойств Грунта, действующих нагрузок, типа, размеров и конструкции фундаментов зданий и сооружений, жёсткости сооружения и др. О. обычно бывает неравномерной и характеризуется абсолютной величиной О. в отдельных точках и средней О. Абсолютная О. должна быть меньше предельно допустимой, величина которой устанавливается исходя из конструктивных особенностей и условий эксплуатации сооружения. Ожидаемая О. определяется расчётом, основанным на данных исследования грунтов, и сравнивается с О., предельно допустимой для данного сооружения. Неравномерные О. основания (см. Основания сооружений) вызывают деформации сооружений и соответствующие им дополнительные усилия, способные нарушить прочность сооружений или нормальные условия их эксплуатации. Последнее учитывают при проектировании: в сооружениях предусматривают вертикальные сквозные швы (называемые осадочными), в результате чего сооружение разделяется на независимо оседающие части (секции), делают фундаменты повышенной жёсткости и прочности, воспринимающие без повреждения дополнительного усилия, и осуществляют другие мероприятия.О. обычно начинается сразу же после начала строительства и продолжается в течение всего периода возведения сооружения по мере увеличения нагрузки, а также в течение некоторого времени по окончании строительства. О. глинистого грунта основания протекает очень медленно, а в отдельных случаях не затухает вовсе. При нагрузках на грунты, близких к предельным по прочности, может наблюдаться резкая О., связанная с выпиранием грунта из-под фундаментов. В земляных плотинах, насыпях и т.п. сооружениях О. происходят вследствие уплотнения грунта их тела, вызываемого отжатием воды (из пор грунта) и вязкой деформацией его скелета.В отличие от О., просадка грунта основания, вызываемая коренным изменением его структуры, возникает в результате уплотнения лёссовидных грунтов при их замачивании, мёрзлых — при оттаивании, рыхлых песчаных грунтов — при сотрясении, а также в результате выщелачивания грунтов, подработки территории и др. Сокращение объёма грунта за счёт усыхания называется усадкой.Уменьшение вертикальных размеров характерно для каменных сооружений. Наиболее сильно оно проявляется при зимней кладке, выполняемой способом замораживания, вследствие оттаивания раствора. О. деревянных стен происходит в результате усушки древесины и уплотнения швов. О. стен должна учитываться при выполнении строительных работ, в частности оштукатуривание целесообразно производить после завершения О.Наблюдения за О. ведутся в основном геодезическими методами (от т. н. неподвижной опорной сети).М. В. Малышев.

Химический процесс

Данное действие отделения твердого вещества при осаждении из растворов, происходит либо путем преобразования компонента в нераспадающуюся форму, либо путем изменения состава жидкости, чтобы уменьшить качество предмета в нем. Различие между осаждением и кристаллизацией в значительной степени заключается в том, делается ли акцент на процессе, посредством которого растворимость уменьшается, или на том, благодаря чему структура твердого вещества становится организованной.

В некоторых случаях селективные осадки могут быть использованы для удаления помех из смеси. К раствору добавляют химический реагент, и он избирательно реагирует с интерференцией, образуя осадок. Затем его можно физически отделить от смеси.

Осадки часто используются для удаления металлических ионов из водных растворов: ионы серебра, присутствующие в жидком солевом компоненте, таком как нитрат серебра, который осаждают добавлением молекул хлора, при условии, например, что будет использован натрий. Ионы первого компонента и второго объединяются, образуя хлорид серебра, соединение, которое не растворяется в воде. Точно так же молекулы бария преобразовываются при осаждении кальция оксалатом. Были разработаны схемы для анализа смесей ионов металлов путем последовательного применения реагентов, которые осаждают конкретные вещества или их связанные группы.

Во многих случаях можно выбрать любое условия, при которых вещество осаждается в очень чистой и легко отделяемой форме. Выделение таких осадков и определение их массы представляют собой точные методы осаждения, нахождения количества различных соединений.

При попытках отделения твердого вещества из раствора, содержащего несколько компонентов, нежелательные составляющие часто включаются в кристаллы, что снижает их чистоту и ухудшает точность анализа. Такое загрязнение можно уменьшить, выполняя операции с разбавленными растворами и медленно добавляя осаждающий агент. Эффективная техника называется гомогенным осаждением, при котором он синтезируется в растворе, а не добавляется механически. В трудных случаях может возникнуть необходимость изолировать загрязненный осадок, повторно растворить его, и также осадить. Большая часть мешающих веществ удаляется в исходном компоненте, а вторая попытка проводится при их полном отсутствии.

Кроме того, название реакции дается по твердому компоненту, которое образуется в результате реакции осаждения.

Чтобы повлиять на распад веществ в соединении, необходим осадок с образованием нерастворимого соединения, либо созданный путем взаимодействия двух солей или изменения температуры.

Данное осаждение ионов может указывать на то, что произошла химическая реакция, но это также может случиться, если концентрация растворенного вещества превышает его долю полного распада. Действие предшествует событию, называемому зародышеобразованием. Когда небольшие нерастворимые частицы агрегируют друг с другом или образуют верхнюю часть раздела с поверхностью, такой как стенка контейнера или затравочный кристалл.

Общее решение задач

Предсказанными продуктами этой реакции являются CoSO4 и NCL из правил растворимости, COSO4 полностью распадается, потому что пункт 4 гласит, что сульфаты (SO2–4) не оседают в воде. Точно так же нужно обнаружить, что компонент NCL разрешим на основе постулата 1 и 3 (в качестве доказательства можно привести только первый отрывок). После балансировки полученное уравнение имеет следующий вид.

Для дальнейшего шага стоит разделить все компоненты на их ионные формы, так как они будут существовать в водном растворе. А также сбалансировать заряд и атомы. После чего отменить все ионы зрителя (те, которые появляются как компоненты с обеих сторон уравнения).

Решения

1. Независимо от физического состояния, продукты этой реакции являются Fe(ОН)3 и NO3. Правила растворимости предсказывают, что NO3 полностью распадается в жидкости, потому что все нитраты являются таковыми (это доказывает второй пункт). Тем не менее Fe (О Н)3 нерастворим, потому что осаждение ионов гидроксидов всегда имеют такую форму (в качестве доказательства можно привести шестой постулат) и Fe не является одним из катионов, что приводит к исключению компонента. После диссоциации уравнение имеет следующий вид:

2. В результате реакции двойной замены продукты представляют собой Al, CL3 и Ba, SO4, AlCL3 растворим, потому что содержит хлорид (правило 3). Однако B a S О4 не распадается в жидкости, так как компонент имеет в своем составе сульфат. Но В 2 + ион делает его также нерастворимым, потому что это один из катионов, который вызывает исключение из четвертого правила.

Именно так выглядит конечное уравнение после балансировки. А при удалении зрительских ионов получается уже следующая сетевая формула.

3. Из реакции двойной замены, продукты HNO3, а также ZnI2 образуются. Согласно правилам, HNO3 распадается, потому что содержит нитрат (второй постулат). И Zn I2 также растворим, потому что йодиды являются такими же (пункт 3). Это означает, что оба продукта являются водными (то есть диссоциируют в любой жидкости) и таким образом никакой реакции осаждения не происходит.

4. Продуктами этой двойной рефлексии замещения являются C a3(РО4)2 и N CL. Правило 1 гласит, что N CL растворим, и в соответствии с шестым постулатом, C a3(РО4)2 не распадается.

Именно такой вид будет иметь ионное уравнение, когда реакция завершится. А после исключения осаждений получается вот такая формула.

5. Первый продукт этой реакции, PbSO4, растворим в соответствии с четвертым правилом, потому что это сульфат. Второй продукт KNO3 также распадается в жидкости, потому что содержит нитрат (второй постулат). Поэтому никакой реакции осаждения не происходит.

Осадок против осаждения, понятийный аппарат

Терминология может показаться немного запутанной. Вот как это работает: образование твердого вещества из раствора называется осадком. А химический компонент, который пробуждает жесткий распад в жидком состоянии, именуется осадителем. Если размер частиц нерастворимого соединения очень мал или силы тяжести недостаточны для вытягивания кристаллического компонента на дно контейнера, осадок может быть равномерно распределен по жидкости, образуя суспензию. Седиментация относится к любой процедуре, которая отделяет осадок от водной части раствора, которая называется супернатантом. Распространенным методом седиментации является центрифугирование. Как только осадок извлечен, полученный порошок можно назвать «цветком».

Процесс пищеварения

Старение осадка происходит, когда в растворе, из которого он выпадает, остается только что образовавшийся компонент, обычно при более высокой температуре. Это приводит к более чистым и крупным осаждениям частиц. Физико-химический процесс, лежащий в основе пищеварения, называется созреванием по Оствальду. Здесь можно привести в качестве примера осаждение белков.

Данная реакции совершаются, когда катионы и анионы в гидрофитном растворе соединяются с образованием нерастворимого гетерополярного твердого элемента, именуемого осадком. Совершается ли подобная реакция или отсутствует, возможно установить, применяя принципы водности для общих молекулярных твердых веществ. Поскольку не все водные реакции образуют осадки, необходимо ознакомиться с правилами растворимости, прежде чем определять состояние продуктов и писать суммарное ионное уравнение. Возможность прогнозировать эти реакции позволяет ученым определять, какие ионы присутствуют в растворе. А также это помогает промышленным предприятиям образовывать химические вещества путем извлечения компонентов из этих реакций.