Csapadékok kémiája

Gyűjtemény és tendenciák, avagy minden, ami a kémia érettségin jól jöhet

Kémiát tanulni ugyan nem egyszerű feladat, sőt be kell látnunk, hogy az emelt kémia érettségi az egyik legnehezebb mind közül, de egy előnye azért van: nem kell túl sokat magolni. Sokkal fontosabb az összefüggések és tendenciák megértése. Mondjuk ebben a blogposztban pont erre fogunk rácáfolni, ugyanis alább egy olyan összefoglalót találtok, aminek tartalmát nem árt, ha kívülről megtanuljátok. Sorry ☹

A csapadék definíciója:

A csapadékképződés egy kémiai reakció, amely során az oldatban lévő ionok közül valamelyik kation egy anionnal vízben nagyon rosszul oldódó vegyületet képez, amely az oldatból szilárd anyag (csapadék) formájában kiválik

Csapadékok listája:

Az érettségin számtalanszor előkerülnek csapadékok: a problémával találkozhattok egyszerű választásos, kísérletelemzős, de akár számítási feladatnál is.

Néha kémiai információk tudatában kell rájönni, hogy mi lehet a kérdéses csapadék. Ha például azt kérdezik, hogy a csapvíz forralásakor kiváló csapadék milyen kémiai összetételű, akkor tudnotok kell, hogy az kálcium-karbonát (CaCO₃) és magnézium-karbonát (MgCO₃) keveréke.

De sokszor nem csak arra kíváncsiak, hogy konkrétan mi a kémiai összetétele a kicsapódó anyagnak, de a színét és a hétköznapi nevét is kérdezik. Ez jelen esetben a vízkő (mészkő, cseppkő), ami fehér színű.

Természetesen minden ionvegyület oldhatóságát képtelenség lenne megjegyezni, így erre nem is bátorítanálak titeket. A fehér négyjegyű függvénytáblázat kémia részében, a 317-ik oldalon megtaláljátok számos szervetlen vegyület oldhatóságának hőmérsékletfüggését, ábécé sorrendben. Itt, ha nagyon kis számokat láttok, például a kalcium-szulfát (CaSO₄) esetében, amire nézve a telített oldat 25°C-n 0,205 tömegszázalékos, akkor kijelenthetitek, hogy csapadékról van szó.

Azok a vegyületek, melyek még ennél is kisebb mennyiségben oldódnak, a táblázatban nem is jelennek meg, ilyen például az előbb említett kalcium-karbonát (CaCO₃) vagy mondjuk a bárium-szulfát (BaSO₄).

Sajnos a függvénytáblában a csapadékok színe nincs feltüntetve, így azt érdemes a gyűjteményből megtanulnotok. Miért jó nektek kilóra megtanulni tehát a linkelt pdf tartalmát? Azért, mert ezek a csapadékok sűrűn fordulnak elő, így időt tudtok megtakarítani azzal, hogy nem kell böngésszétek a függvénytáblát. A színnel kapcsolatban még egy tipp: Ha nem tudjátok az érettségin egy adott csapadék színét, írjatok fehéret, mert a legtöbb az! 😊

A gyűjteményt letölthetitek innen.

Tendenciák:

Vannak azonban szabályok, amiket érdemes megjegyezni. Ehhez a képen látható táblázatot hívjuk segítségül. Ez a leggyakrabban előforduló kationokat és anionokat tartalmazza és megmutatja, hogy a belőlük képzett ionpárok vízoldhatóak-e. A „jó” oldhatóság esetén >1, a rossz esetén <0,1 g oldódik 100 g vízben (a „kissé” esetén a kettő között). A táblázatot megvizsgálva néhány egyszerű szabályt fogalmazhatunk meg, melyekből az első kettő a legfontosabb, legnagyobb prioritású.

·      Az alkálifémekből vagy ammóniából képzett ionpárok – legyen bármi is az anion – jól oldódnak (kivétel persze van, a lítium-foszfát).

·      Ami az anionokat illeti: szinte bármilyen kationnal képzett ionpár esetén, jól oldódnak a nitrátok (NO₃^–); a kloridok (Cl^–); a bromidok (Br^–) és az acetátok (CH₃CO₂^–).

·      Rosszul oldódó ionvegyületeket képző kationok: az ezüstion (Ag⁺) és az ólomion (Pb²⁺).

·      Rosszul oldódó ionvegyületeket képző anionok: a hidroxidion (OH^–); a szulfidion (S^2-); a karbonátion (CO₃^2-) és a foszfátion (PO₄^3-).

Kémiai reakció fogalmak:

Végezetül álljon itt ismétlésként néhány olyan kémiai folyamat definíciója, amelyek segítenek az eddig tárgyaltakat rendszerbe helyezni.

Átalakulás:

Egy kiindulási anyagból egy termék keletkezik, például izomerizáció, tautomerek egymásba alakulása.

Egyesülés:

Olyan kémiai reakció, amely során két vagy több anyagból egy anyag keletkezik..

Szintézis: 

Egy vegyület elemeiből vagy kisebb molekulatömegű alkotóiból való előállítása

Bomlás: 

Olyan kémiai reakció, amely során egy anyagból több anyag keletkezik.

Disszociáció: 

Olyan bomlás, amely nem teljes mértékű.

Kicserélődési reakció: 

Olyan kémiai reakció, amely során két (vagy több) anyagból két (vagy több) anyag keletkezik.

Ilyen reakció például a szerves kémiában a szubsztitúció.

Csapadék képződése :

Az oldatból rossz oldhatósága miatt kiválió(„kicsapódó”) szilárd anyag.

Szintézis: 

Egy vegyület elemeiből vagy kisebb molekulatömegű alkotóiból való előállítása.

Egy reakció kémiai jellege alapján lehet:

Sav-bázis reakció, amennyiben hidrogénion átmenet történik vagy redoxi reakció, amennyiben az alkotóelemek oxidációs száma változik (részleges vagy teljes elektronátmenet történik). A csapadékképződés egyikbe sem sorolható ezek közül, az – értelmezéstől függően – egy egyesülés vagy kicserélődés.

Egy reakció termokémiai szempontból lehet:

Endoterm, ekkor a reakcióhoz energiát kell befektetni vagy exoterm, ekkor energia szabadul fel. A csapadékképződés lehet exoterm vagy endoterm is.