Een precipitatiereactie vindt plaats wanneer twee verschillende materialen in een oplossing reageren om een onoplosbaar product te vormen. Het onoplosbare product van de reactie vormt een poeder, vaste massa of kristal dat ofwel naar de bodem van de vloeibare oplossing zinkt of in suspensie blijft. De oplossing kan de resterende chemicaliën bevatten die niet hebben gereageerd, of het kan een ander reactieproduct bevatten dat oplosbaar is en in oplossing blijft. Veel chemische experimenten met neerslagreacties zijn eenvoudig uit te voeren en leveren interessante resultaten op, vaak met kleurrijke neerslagen.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Een precipitatiereactie produceert een onoplosbare vaste stof als gevolg van de reactie van twee opgeloste chemicaliën in een oplossing. De onoplosbare vaste stof, een precipitaat genaamd, zinkt naar de bodem van de oplossing of blijft in suspensie als troebele deeltjes. De delen van de opgeloste chemicaliën die niet hebben deelgenomen aan de precipitatiereactie blijven in oplossing nadat het precipitaat is gevormd. Het precipitatieproces kan worden gebruikt om een onzuiverheid uit water te verwijderen of bij de productie van industriële chemicaliën.
Ionische verbindingen in oplossing
Neerslagreacties kunnen alleen plaatsvinden als aan twee voorwaarden is voldaan. De opgeloste verbindingen moeten uiteenvallen in ionen en de ionen moeten kunnen combineren om een nieuwe verbinding te vormen. Als gevolg hiervan kunnen alleen ionische verbindingen in oplossing een precipitaat produceren.
Ionische verbindingen worden gevormd wanneer atomen met slechts één of twee elektronen in hun buitenste schillen reageren met atomen die een of twee elektronen nodig hebben om hun elektronenschillen te voltooien. Wanneer twee van dergelijke materialen reageren, geven de eerste atomen hun elektronen af en doneren ze aan de laatste atomen. Dit betekent dat alle atomen de stabiele configuratie van complete buitenste elektronenschillen hebben bereikt. Tegelijkertijd zijn de atomen die elektronen hebben ontvangen nu negatief geladen, terwijl de atomen die elektronen hebben gedoneerd een positieve lading hebben. De tegengesteld geladen atomen worden door elkaar aangetrokken en vormen ionische bindingen.
Wanneer ionische verbindingen oplossen in water, de polaire watermoleculen, die aan één uiteinde een positieve lading hebben en een negatieve lading aan de andere, hechten zich vast aan de geladen atomen van de ionische verbindingen en trekken eraan deel. De ionen zijn dan vrij om te reageren met andere ionen in de oplossing om een nieuwe verbinding te vormen.
Hoe neerslag werkt
Bij een precipitatiereactie wordt een oplossing van een ionische verbinding toegevoegd aan de oplossing van een andere ionische verbinding waarmee het kan reageren. De reactie vindt plaats als de twee oplossingen worden gemengd en het onoplosbare precipitaat wordt gevormd. Afhankelijk van de reactie kan een andere reactieverbinding worden gevormd en in oplossing blijven, of het andere reactieproduct kan water of een gas zijn. De reactie is een precipitaatreactie als er een vaste stof op de bodem van de oplossingscontainer verschijnt of als de oplossing troebel wordt met een suspensie van precipitaatdeeltjes.
Een typische neerslagreactie treedt op wanneer waterige oplossingen van kaliumjodide en loodnitraat worden gemengd. De kalium-, jodium-, lood- en nitraationen lossen op en de kaliumionen reageren met de nitraationen om kaliumnitraat te vormen, terwijl de loodionen reageren met de jodium-ionen om loodjodide te vormen. Loodjodide is onoplosbaar in water en slaat neer als een heldergele vaste stof in een dubbele vervangingsreactie. Het kaliumnitraat blijft in oplossing.
Een andere precipitatiereactie mengt waterige oplossingen van zilvernitraat met natriumchloride of gewoon keukenzout. De ionen in oplossing zijn zilverionen, nitraationen, natriumionen en chloorionen. De bijbehorende vergelijking is AgNO3 + NaCl = AgCl + NaNO3. De Ag-ionen en de Cl-ionen vormen AgCl, dat onoplosbaar is in water en neerslaat.
Neerslagreacties vinden plaats wanneer oplosbare verbindingen reageren om een onoplosbaar product te creëren. Neerslag kan hinderlijk zijn, bijvoorbeeld wanneer ze waterleidingen verstoppen of nierstenen vormen, maar deze reacties kan ook worden gebruikt om schadelijke opgeloste chemicaliën te verwijderen of om waardevolle mineralen uit a oplossing.