Τα διαλύματα μπορούν να υποστούν χημική αντίδραση για την παραγωγή αδιάλυτου στερεού. Το στερεό ονομάζεται ίζημα, που εμφανίζεται ως ίζημα στον πυθμένα του διαλύματος ή ως εναιώρημα στο διάλυμα. Οι λύσεις καταβύθισης μπορούν να παράγουν πολύχρωμα αποτελέσματα, προκαλώντας καθαρές λύσεις να είναι αδιαφανείς και να κάνουν τα υγρά να αλλάζουν χρώμα. Η καταβύθιση χρησιμοποιείται για τον εντοπισμό ορισμένων χημικών συστατικών των διαλυμάτων, για την παραγωγή πολύτιμων μετάλλων από διαλύματα και για την απομάκρυνση μολυσματικών ουσιών από υγρά. Μερικές από τις πιο σημαντικές βιομηχανικές και χημικές διεργασίες βασίζονται στην καθίζηση.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Όταν μια χημική αντίδραση σε ένα διάλυμα παράγει ένα αδιάλυτο υλικό, το υλικό αφήνει το διάλυμα ως ίζημα, είτε πέφτει στον πυθμένα του διαλύματος είτε σχηματίζει εναιώρημα στο λύση. Οι αντιδράσεις καθίζησης χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της παρουσίας χημικών σε ένα διάλυμα και για την απομάκρυνση υλικών από διαλύματα.
Παραδείγματα αντιδράσεων καθίζησης
Ορισμένες εντυπωσιακές αντιδράσεις είναι από τα πιο ενδιαφέροντα χημικά πειράματα. Για παράδειγμα, όταν ένα διαυγές και άχρωμο διάλυμα νιτρικού αργύρου χύνεται σε ένα διαυγές και άχρωμο διάλυμα χλωριούχου νατρίου, σχηματίζεται ένα λευκό ίζημα χλωριούχου αργύρου. Το υδροξείδιο του νατρίου που προστίθεται στο θειικό χαλκό παράγει ένα μπλε ίζημα υδροξειδίου του χαλκού. Το νιτρικό σίδηρο που προστίθεται στο υδροξείδιο του νατρίου έχει ως αποτέλεσμα ένα ίζημα από κοκκινωπό καστανό υδροξείδιο του σιδήρου και η προσθήκη χρωμικού καλίου σε οξικό μόλυβδο δίνει ένα κίτρινο ίζημα χρωμικού μολύβδου.
Τα διακριτικά χρώματα των ιζημάτων καθιστούν τις αντιδράσεις ιζήματος χρήσιμες για τον προσδιορισμό της παρουσίας συγκεκριμένων υλικών σε διαλύματα. Τέτοιες αντιδράσεις αποτελούν βασικό εργαλείο για την ανάλυση διαλυμάτων για τον προσδιορισμό της χημικής τους σύνθεσης. Ο αναλυτής προσθέτει μια γνωστή χημική ουσία στο διάλυμα που θα δοκιμαστεί. Εάν ένα συγκεκριμένο χρώμα σκόνης ή κρυστάλλου καταβυθιστεί έξω από το διάλυμα, ο αναλυτής γνωρίζει ότι υπάρχει το αντίστοιχο μέταλλο ή χημικό.
Αντιδράσεις βροχόπτωσης στη βιομηχανία
Η βιομηχανία χρησιμοποιεί αντιδράσεις καθίζησης για την απομάκρυνση μετάλλων ή μεταλλικών ενώσεων από διαλύματα. Ο στόχος είναι είτε ο καθαρισμός λυμάτων που είναι μολυσμένοι με μεταλλικά ιόντα είτε η ανάκτηση μετάλλων για ενδεχόμενη πώληση. Οι αντιδράσεις στοχεύουν συνήθως μέταλλα όπως:
- χαλκός
- ασήμι
- χρυσός
- κάδμιο
- ψευδάργυρος
- οδηγω
Η βιομηχανική διαδικασία εισάγει μια νέα χημική ουσία στο διάλυμα και τα μεταλλικά ιόντα αντιδρούν με αυτό για να σχηματίσουν ένα άλας που καθιζάνει. Η διήθηση, οι φυγοκεντρητές ή οι λεκάνες καθίζησης διαχωρίζουν το ίζημα από το νερό και περαιτέρω Η επεξεργασία προετοιμάζει το μεταλλικό ίζημα για ασφαλή διάθεση ή για την εξαγωγή των πολύτιμων μέταλλα.
Κανόνες διαλυτότητας
Είτε πρόκειται για επιδείξεις, για χημική ανάλυση είτε για βιομηχανικούς σκοπούς, η ικανότητα πρόβλεψης εάν θα δημιουργηθεί ένα ίζημα όταν μια χημική ουσία εισάγεται σε ένα υδατικό διάλυμα είναι κρίσιμη. Οι κανόνες διαλυτότητας είναι οδηγοί για τον προσδιορισμό του κατά πόσον το άλας που παράγεται από μια αντίδραση είναι διαλυτό. Μόνο αδιάλυτα άλατα θα καθιζάνουν.
Φωσφορικά (PO)4ανθρακικά άλατα (CO3) και χρωμικά (Cr0)4συνήθως είναι αδιάλυτα. Φθορίδια (F2) και τα σουλφίδια (S) είναι κυρίως αδιάλυτα. Τα περισσότερα άλατα υδροξειδίου (ΟΗ) και οξείδια (Ο) είναι είτε αδιάλυτα είτε μόνο ελαφρώς διαλυτά. Τα άλατα των στοιχείων της πρώτης στήλης του περιοδικού πίνακα, όπως νάτριο, κάλιο και λίθιο, είναι όλα διαλυτά. Ενώ υπάρχουν εξαιρέσεις και μπορεί να χρειαστεί να δοκιμαστούν συγκεκριμένες χημικές αντιδράσεις για να δούμε αν εμφανίζεται ένα ίζημα, αυτές οι οδηγίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για γενική κατεύθυνση. Η χρήση τους παρέχει ένα σημείο εκκίνησης για τον προσδιορισμό του τύπου της αντίδρασης που θα παράγει ένα ίζημα.
