ปฏิกิริยาประเภทใดทำให้เกิดการตกตะกอน?

สารละลายสามารถเกิดปฏิกิริยาเคมีเพื่อผลิตของแข็งที่ไม่ละลายน้ำได้ ของแข็งเรียกว่าตกตะกอนซึ่งปรากฏเป็นตะกอนที่ด้านล่างของสารละลายหรือเป็นสารแขวนลอยในสารละลาย สารละลายตกตะกอนสามารถให้ผลลัพธ์ที่มีสีสัน ทำให้สารละลายใสกลายเป็นทึบและทำให้ของเหลวเปลี่ยนสีได้ การตกตะกอนใช้เพื่อระบุส่วนประกอบทางเคมีบางอย่างของสารละลาย เพื่อผลิตโลหะมีค่าจากสารละลาย และเพื่อขจัดสิ่งปนเปื้อนออกจากของเหลว กระบวนการทางอุตสาหกรรมและเคมีที่สำคัญที่สุดบางอย่างอาศัยการตกตะกอน

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

เมื่อปฏิกิริยาเคมีในสารละลายทำให้เกิดวัสดุที่ไม่ละลายน้ำ สารจะออกจาก สารละลายในรูปของตกตะกอน ไม่ว่าจะตกลงไปที่ด้านล่างของสารละลายหรือกลายเป็นสารแขวนลอยใน สารละลาย. ปฏิกิริยาตกตะกอนจะใช้เพื่อตรวจสอบว่ามีสารเคมีอยู่ในสารละลายและเพื่อขจัดวัสดุออกจากสารละลาย

ปฏิกิริยาตกตะกอนบางอย่างเป็นหนึ่งในการทดลองทางเคมีที่น่าสนใจที่สุด ตัวอย่างเช่น เมื่อสารละลายซิลเวอร์ไนเตรตที่ใสและไม่มีสีถูกเทลงในสารละลายโซเดียมคลอไรด์ที่ใสและไม่มีสี จะเกิดตะกอนสีขาวของซิลเวอร์คลอไรด์ โซเดียมไฮดรอกไซด์ที่เติมลงในคอปเปอร์ซัลเฟตจะทำให้เกิดการตกตะกอนของคอปเปอร์ไฮดรอกไซด์สีน้ำเงิน เฟอร์ริกไนเตรตที่เติมลงในโซเดียมไฮดรอกไซด์จะทำให้เกิดการตกตะกอนของเหล็กไฮดรอกไซด์สีน้ำตาลแดง และการเติมโพแทสเซียมโครเมตลงในตะกั่วอะซิเตทจะทำให้เกิดการตกตะกอนของตะกั่วโครเมตสีเหลือง

สีที่โดดเด่นของตะกอนทำให้ปฏิกิริยาตกตะกอนมีประโยชน์ในการพิจารณาการมีอยู่ของวัสดุเฉพาะในสารละลาย ปฏิกิริยาดังกล่าวเป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับการวิเคราะห์สารละลายเพื่อกำหนดองค์ประกอบทางเคมีของพวกมัน นักวิเคราะห์ได้เพิ่มสารเคมีที่เป็นที่รู้จักลงในสารละลายที่จะทำการทดสอบ หากผงหรือคริสตัลมีสีใดตกตะกอนออกจากสารละลาย นักวิเคราะห์รู้ว่ามีโลหะหรือสารเคมีที่เกี่ยวข้องอยู่

อุตสาหกรรมใช้ปฏิกิริยาตกตะกอนเพื่อขจัดโลหะหรือสารประกอบโลหะออกจากสารละลาย เป้าหมายคือการทำความสะอาดน้ำเสียที่ปนเปื้อนด้วยไอออนของโลหะหรือเพื่อนำโลหะมาขายในที่สุด ปฏิกิริยามักกำหนดเป้าหมายไปที่โลหะเช่น:

• ทองแดง
  
• เงิน
  
• ทอง
  
• แคดเมียม
  
• สังกะสี
  
• ตะกั่ว

กระบวนการทางอุตสาหกรรมได้นำสารเคมีชนิดใหม่เข้ามาในสารละลาย และไอออนของโลหะจะทำปฏิกิริยากับสารเคมีนั้นเพื่อสร้างเกลือที่ตกตะกอน การกรอง การหมุนเหวี่ยง หรืออ่างตกตะกอนแยกตะกอนออกจากน้ำและต่อไป การประมวลผลเตรียมตะกอนโลหะสำหรับการกำจัดอย่างปลอดภัยหรือการสกัดของมีค่า โลหะ

ไม่ว่าจะเป็นการสาธิต เพื่อการวิเคราะห์ทางเคมี หรือเพื่อวัตถุประสงค์ทางอุตสาหกรรม ความสามารถในการทำนายว่าการตกตะกอนจะเกิดขึ้นหรือไม่เมื่อนำสารเคมีเข้าสู่สารละลายในน้ำนั้นมีความสำคัญ กฎความสามารถในการละลายเป็นแนวทางในการพิจารณาว่าเกลือที่เกิดจากปฏิกิริยาสามารถละลายได้หรือไม่ เกลือที่ไม่ละลายน้ำเท่านั้นที่จะตกตะกอน

ฟอสเฟต (PO₄), คาร์บอเนต (CO₃) และโครเมต (Cr0₄) มักจะไม่ละลายน้ำ ฟลูออไรด์ (F₂) และซัลไฟด์ (S) ส่วนใหญ่ไม่ละลายน้ำ เกลือไฮดรอกไซด์ (OH) และออกไซด์ (O) ส่วนใหญ่ไม่ละลายน้ำหรือละลายได้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น เกลือของธาตุในคอลัมน์แรกของตารางธาตุ เช่น โซเดียม โพแทสเซียม และลิเธียม ล้วนละลายได้ แม้ว่าจะมีข้อยกเว้นและอาจต้องลองทำปฏิกิริยาเคมีเฉพาะเพื่อดูว่ามีตะกอนปรากฏขึ้นหรือไม่ แนวทางเหล่านี้สามารถใช้สำหรับทิศทางทั่วไปได้ การใช้สิ่งเหล่านี้เป็นจุดเริ่มต้นในการกำหนดประเภทของปฏิกิริยาที่จะทำให้เกิดการตกตะกอน