Šķīdumiem var veikt ķīmisku reakciju, lai iegūtu nešķīstošu cietvielu. Cietvielu sauc par nogulsnēm, kas parādās kā nogulsnes šķīduma apakšā vai kā suspensija šķīdumā. Nogulsnētie šķīdumi var radīt krāsainus rezultātus, izraisot skaidru šķīdumu necaurspīdīgumu un liekot šķidrumiem mainīt krāsu. Nokrišņus izmanto, lai noteiktu dažus šķīdumu ķīmiskos komponentus, lai ražotu vērtīgus metālus no šķīdumiem un noņemtu piesārņotājus no šķidrumiem. Daži no vissvarīgākajiem rūpnieciskajiem un ķīmiskajiem procesiem ir atkarīgi no nokrišņiem.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Kad ķīmiska reakcija šķīdumā rada nešķīstošu materiālu, materiāls atstāj šķīdums kā nogulsnes, vai nu nokrītot šķīduma apakšā, vai arī veidojot suspensiju šķīdumā risinājums. Nogulsnēšanas reakcijas izmanto, lai pārbaudītu ķīmisko vielu klātbūtni šķīdumā un materiālu noņemšanu no šķīdumiem.
Nogulsnējošu reakciju piemēri
Dažas izraisošās reakcijas ir vienas no interesantākajām ķīmiskajos eksperimentos. Piemēram, kad dzidru un bezkrāsainu sudraba nitrāta šķīdumu ielej dzidrā un bezkrāsainā nātrija hlorīda šķīdumā, veidojas baltas sudraba hlorīda nogulsnes. Nātrija hidroksīds, kas pievienots vara sulfātam, ražo vara hidroksīda zilās nogulsnes. Nātrija hidroksīdam pievienotā dzelzs nitrāta rezultātā rodas sarkanbrūnas dzelzs hidroksīda nogulsnes, un svina acetātam pievienojot kālija hromātu, iegūst dzeltenus svina hromāta nogulsnes.
Nogulsņu raksturīgās krāsas padara nogulsnes reakcijas noderīgas, lai noteiktu konkrētu materiālu klātbūtni šķīdumos. Šādas reakcijas ir galvenais risinājumu analīzes rīks, lai noteiktu to ķīmisko sastāvu. Analītiķis pārbaudāmajam šķīdumam pievieno zināmu ķīmisku vielu. Ja no šķīduma izgulsnējas noteikta pulvera vai kristāla krāsa, analītiķis zina, ka tajā atrodas attiecīgais metāls vai ķīmiska viela.
Nokrišņu reakcijas rūpniecībā
Rūpniecība izmanto nokrišņu reakcijas, lai no šķīdumiem noņemtu metālus vai metāla savienojumus. Mērķis ir vai nu notīrīt notekūdeņus, kas ir piesārņoti ar metālu joniem, vai arī iegūt metālus iespējamai pārdošanai. Reakcijas parasti ir vērstas uz tādiem metāliem kā:
- varš
- Sudrabs
- zelts
- kadmijs
- cinks
- svins
Rūpnieciskais process šķīdumā ievada jaunu ķīmisku vielu, un metāla joni ar to reaģē, veidojot sāli, kas izgulsnējas. Filtrēšana, centrifūgas vai nostādināšanas baseini nogulsnes atdala no ūdens un tālāk apstrādājot, metāla nogulsnes tiek sagatavotas drošai iznīcināšanai vai vērtīgā ekstrakcijai metāli.
Šķīdības noteikumi
Neatkarīgi no tā, vai demonstrācijām, ķīmiskajai analīzei vai rūpnieciskiem nolūkiem ir svarīga spēja paredzēt, vai nogulsnes veidojas, ķīmisko vielu ievadot ūdens šķīdumā. Šķīdības noteikumi ir vadlīnijas, lai noteiktu, vai reakcijas rezultātā iegūtais sāls ir šķīstošs. Nogulsnējas tikai nešķīstoši sāļi.
Fosfāti (PO4), karbonāti (CO3) un hromāti (Cr04) parasti nav šķīstoši. Fluori (F2) un sulfīdi (S) galvenokārt nešķīst. Lielākā daļa hidroksīda sāļu (OH) un oksīdu (O) ir nešķīstoši vai tikai nedaudz šķīstoši. Periodiskās tabulas pirmās kolonnas elementu, piemēram, nātrija, kālija un litija, sāļi ir visi šķīstoši. Lai gan ir izņēmumi un, lai pārliecinātos, vai parādās nogulsnes, var nākties izmēģināt īpašas ķīmiskās reakcijas, šīs vadlīnijas var izmantot vispārējam virzienam. To izmantošana nodrošina sākumpunktu reakcijas veida noteikšanai, kas radīs nogulsnes.