İyonların Çökelmesi

Çökelmeleri Tahmin Etme

Katı kalsiyum karbonat ile çözünmüş iyonları arasındaki dengeyi tanımlayan denklem şudur:

Bu dengenin yalnızca suyun kalsiyum karbonatla doyurulmasıyla oluşan bir çözelti içinde değil, Ca²⁺ ve CO₃^2– iyonları içeren herhangi bir sulu çözeltide kurulduğunun farkına varmak önemlidir. Örneğin, çözünür bileşikler olan sodyum karbonat ve kalsiyum nitratın sulu çözeltilerini karıştırmayı düşünün. Karışımdaki kalsiyum ve karbonat iyonlarının konsantrasyonları, çözünürlük ürünü, K_sp‘yi aşan bir reaksiyon katsayısı (Q) vermezse, çökelme meydana gelmez. İyon konsantrasyonları çözünürlük ürününden daha büyük bir reaksiyon oranı verirse, denge sağlanana kadar bu konsantrasyonları düşürerek çökelme meydana gelir (Q = K_{sp). Çökelmeyi tahmin etmek için Q‘nun Ksp ile karşılaştırılması, ilk olarak denge derslerinde tanıtılan bir reaksiyonun yönünü tahmin etmeye yönelik genel yaklaşımın bir örneğidir. Belirli çözünürlük dengesi durumu için:}

Q < K_sp: reaksiyon ileri yönde ilerler (çözelti doymuş değildir; çökelme gözlenmez)

Q > K_sp: reaksiyon ters yönde ilerler (çözelti aşırı doymuştur; çökelme meydana gelir)

Aynı karşı iyonla çözünmeyen bileşikler oluşturabilen iki veya daha fazla iyon içeren çözeltilerde, çözeltiden tek tek iyonları çıkarmak için seçici çökeltme adı verilen deneysel bir strateji kullanılabilir. Karşı iyon konsantrasyonunun kontrollü bir şekilde artırılmasıyla, çözelti içindeki iyonlar, bileşik çözünürlüklerinin yeterince farklı olduğu varsayılarak, ayrı ayrı çökeltilebilir. Hedef iyonların eşit konsantrasyonlarına sahip çözeltilerde, en az çözünür bileşiği oluşturan iyon ilk önce çökelecektir (en düşük karşı iyon konsantrasyonunda). Diğer iyonlar, daha sonra bileşikleri çözünürlüğüne ulaşıldığında çökelir.

Gümüş Halojenürlerin Çökelmesi

Bir çözelti, litre başına 0,00010 mol KBr ve 0,10 mol KCl içerir. AgNO₃, yavaş yavaş bu çözüme eklenir. Önce hangileri oluşur, katı AgBr mi yoksa katı AgCl mi?

İlgili iki denge şunlardır:

Çözelti eşit konsantrasyonlarda Cl^– ve Br^– içeriyorsa, daha küçük K_sp (AgBr) önce çökecektir. Konsantrasyonlar eşit değildir, bu nedenle AgCl’nin çökelmeye başladığı [Ag⁺] ve AgBr’nin çökelmeye başladığı [Ag⁺] hesaplanmalıdır. Altta [Ag ] oluşan tuz önce çöker.

AgBr için Q = K_sp olduğunda AgBr çöker

AgBr, [Ag⁺] 5,0× 10⁻⁹ M.

AgCl için:

Q, AgCl için K_sp‘ye eşit olduğunda (1,6  × 10^-10) AgCl çöker. [Cl^–] = 0,10 M olduğunda:

AgCl, [Ag⁺] 1.6  × 10^-9 M olduğunda çökmeye başlar.

AgCl, AgBr’den daha düşük [Ag⁺] değerinde çökelmeye başlar, bu nedenle AgCl önce çökelmeye başlar. İlk karışımın klorür iyonu konsantrasyonunun, bromür iyonu konsantrasyonundan önemli ölçüde daha yüksek olduğunu ve bu nedenle gümüş bromürinkinden daha büyük bir K_sp olmasına rağmen ilk önce gümüş klorürün çökeldiğini unutmayın.

Bu metin bu kaynaktan uyarlanmıştır: Openstax, Chemistry 2e, Chapter 15.1: Precipitation and Dissolution.