Saltes opløselighed og fældningsreaktioner.


Expand/Collapse All Display/Hide All

Expand/Collapse Item Tilstandsformer

Kemiske forbindelser kan være faste, flydende og gasformige og når et fast stof opløses i vand, siges saltet at være på vandig form. 

Vandige opløsninger er egentlig ikke en tilstandsform da opløsningerne er flydende og egentlig burde betegnes (l), men der er ikke tale om et rent stof og det er derfor vedtaget at angive at et stof er opløst i vand, med betegnelsen (aq) efter formlen.

De 3 tilstandsformer af NaCl er illustreret her (Chime), og de 3 tilstandsformer af H2O kan ses her (Chime).

Et stofs tilstandsform angives efter stoffets formel, med følgende betegnelser:
x
(s) s = solidus, solid, fast stof. Eks.: NaCl(s) er fast NaCl.
(l) l = liquidus, liquid, flydende stof. Eks.: PbBr2(l) er flydende PbBr2.
(g) g = gas. Eks.: I2(g) er I2 gas (eller damp).
x
(aq) aq = aqua, aqueous, vandig opløsning. 

Eks.: AgNO3(aq) er en vandig opløsning af AgNO3.

 

Expand/Collapse Item Hvad er en opløsning ?

Definitioner:

Opløsning: Homogen (ensartet) blanding af stoffer.

Opløsningsmiddel: En væske hvori andre stoffer kan opløses i homogen blanding.

Saltes opløselighed: Er den mængde af et salt som kan opløses i en bestemt mængde opløsningsmiddel. 

Saltes opløselighed angives ofte som det antal g af stoffet som kan opløses i 100 mL vand.

Nogle salte er letopløselige: Der kan opløses mere end 2 g salt / 100 mL vand ved 20oC.

Andre salte er tungt opløselige: Der kan ikke opløses mere end 2 g salt / 100 mL vand ved 20oC.

Eksempler (opløseligheder i g salt / 100 mL H2O):
Letopløselige: Tungtopløselige:
Salt Opløselighed Salt Opløselighed
NaCl 36 AgCl 1,5.10-4
AgNO3 219 CaSO4.2H2O 0,5
CuCl2 77 CuCl 1,5
K2CO3 110 PbCl2 0,99
Ba(OH)2.8H2O 3,5 Ag2SO4 0,79

 

 

Expand/Collapse Item Umættet - Mættet - Overmættet opløsning

Umættet - Mættet - Overmættet opløsning:
  1. Hvis indholdet af et salt er lavere end opløseligheden - 36 g NaCl / 100 mL H2O ved 20oC:

f.eks. 20 g NaCl i 100 mL H2O

siges opløsning at være umættet, og der kan opløses mere af saltet i de 100 mL H2O.

  1. Hvis indholdet netop svarer til opløseligheden:

36 g NaCl i 100 mL H2O

siges opløsningen at være mættet og der kan ikke opløses mere NaCl i de 100 mL H2O.

  1. I særlige tilfælde kan der opløses mere end opløseligheden angiver:

f.eks. 50 g NaCl i 100 mL H2O

og opløsningen siges at være overmættet. Den slags opløsninger er for det meste ustabile og udfælder nemt fast stof  - f.eks. ved at udsættes for stød, vibrationer, støv etc.

 

Expand/Collapse Item Hvorfor er salte opløselige i vand ?

Saltes opløselighed: Salte opløses i vand fordi vand er polært. H2O molekylerne kan nedbryde det faste iongitter fordi vandmolekyler er dipoler. Dvs., de er polære og de to poler kan vekselvirke med de positive ioner (det negative O-atom i H2O) og de negative ioner (de positive H-atomer i H2O). 

I eksemplet til højre, er den grønne kugle Cl- ionen, som er omgivet af 6 H2O molekyler. 

I iongitteret sidder ionerne på faste pladser og bevæger sig meget lidt omkring disse pladser (vibrerer).

I opløsningen kan ionerne bevæge sig mere eller mindre frit rundt som ioner.

 

Ladningsforskydningen af elektroner i molekyler omtales under kovalente bindinger.

 

Expand/Collapse Item Let og tungt opløselige salte.

Det er ofte nok at vide om en kombination af ioner danner et tungt opløseligt salt eller et let opløseligt salt da man så kan forudsige hvad der sker ved at blande saltopløsninger.

Fordi: Blandes ioner som tilsammen danner et tungt opløseligt salt, og overskrides opløseligheden af saltet, dannes der et bundfald (fast stof) af saltet.

Tabellen til højre angiver om kombinationer af salte er let (L) eller tungt (T) opløselige ved 20oC. Enkelte salte findes ikke (angivet med "-").

Tabellen bruges på følgende måde:

  1. Danner Na+ og Cl- en tungtopløselig kombination (og dermed bundfald hvis de blandes):

    Find Cl- i kolonnen til venstre og følg den tilsvarende række indtil du når Na+ kolonnen.

I feltet hvor række og kolonne mødes er der et "L" svarende til at Na+ og Cl- danner en letopløselig kombination, og der vil næppe dannes bundfald.

  1. Danner OH- og Pb2+ en let eller tungt opløselig kombination ?

Find OH- i kolonnen til venstre og følg den tilsvarende række indtil du når Pb2+ kolonnen.

I feltet hvor række og kolonne mødes er der et "T" svarende til at OH- og Pb2+ danner en tungt opløselig kombination, og det er derfor sandsynligt at der dannes bundfald.

I opløsninger som indeholder Pb2+ og OH- vil der udfældes fast Pb(OH)2 - og dette salt omtales derfor som tungtopløseligt:

Hvorfor dannes der ikke fast NaNO3 ?

  NH4+ Na+ K+ Mg2+ Zn2+ Cu2+ Fe2+ Fe3+ Ca2+ Ba2+ Pb2+ Ag+
NO3- L L L L L L L L L L L L
Cl- L L L L L L L L L L T T
Br- L L L L L L L L L L T T
I- L L L L L - L - L L T T
SO42- L L L L L L L L T T T T
CO32- L L L T T - T - T T T T
OH- - L L T T T T T T L T -
S2- L L L T T T T T T T T T
PO43- L L L T T T T T T T T T
 

Ionreaktionsskema (bruges når man vil angive præcis hvad der reagerer og i hvilket forhold):

Pb2+(aq) + 2OH-(aq) => Pb(OH)2(s)

Reaktionsskema med stofformler (bruges når man skal regne på mængder af stof):

Pb(NO3)2(aq) + 2NaOH(aq) => Pb(OH)2(s) + 2NaNO3(aq)

Reaktionsskemaet angiver at man blander opløsninger af bly(II)nitrat og natriumhydroxid (som begge er letopløselige) og at der dannes tungt opløseligt bly(II)hydroxid og natriumnitrat.

 

Expand/Collapse Item Opløselighedens temperaturafhængighed.

Den mængde salt der kan opløses i f.eks. 100 mL vand, afhænger af vandets temperatur. Nogle salte er letopløselige ved alle temperaturer, og der er ikke den store forskel på opløseligheden ved f.eks 0 og 100oC (NaCl).

For andre salte stiger opløseligheden voldsomt som funktion af temperaturen - f.eks. ammoniumnitrat hvis opløselighed er ca. 130g/100 mL vand ved 0oC, og ca. 8 gange højere ved 100oC.

Enkelte salte udviser faldende opløselighed som funktion af temperaturen (f.eks. Ca(OH)2). Er det for resten et let eller tungt opløseligt salt - hvorfor ?

 

Du kan finde en tabel med saltes opløseligheder ved forskellige temperaturer her.


Opløselighedskurver for NaCl

 


Opløselighedskurver for NH4NO3

Opløselighedskurver for Ca(OH)2

 

 

Expand/Collapse Item Kan man bruge fældningsreaktioner til noget ?

Rensningsanlæg:

Man bruger en fældningsreaktion til at fjerne phosphat fra spildevand. Efter at spildevandet er blevet sigtet ("fjerne større emner som f.eks. tandbørster, kondomer o.lign." ifølge Mortens projektrapport), føres vandet over i en fældningstank:

sewage water treatment Her bundfældes større partikler og olie og fedtstof som flyder ovenpå vandfasen skummes af.

Phosphat fjernes ved at tilsættes et jern-salt, f.eks. jern(III)chlorid. Herved fældes jern(III)phosphat som opsamles sammen med det øvrige bundfald.

Opskriv ionreaktionsskemaet for fældningsreaktionen.

Phosphor fjernes iøvrigt også ved en biologisk proces, men det er en anden historie som hører til i biologi.
slagelse.gif (6190 bytes)
Slagelse Rensningsanlæg
Miljøstyrelsen: www.mst.dk/udgiv/publikationer/2000/87-7944-319-2/html/Bilag.htm

Pigmenter:

Pigmenter er "fint formalede mineralske, uorganiske salte og organiske farvestoffer, som bruges i maling".

Maling bruges dels til at "forskønne objekter", f.eks. bygninger, og dels til at beskytte overfladen på f.eks. murværk, træ etc.

Hvis et pigment er letopløseligt bliver det opløst af regn 
=> pigmenter er tungt opløselige stoffer.
=> pigmenter kan fremstilles ved fældningsreaktioner.

Eksempler:
- Mangansort - MnO2
- Bremerblåt - Cu(OH)2
- Malakit - Cu2(CO3(OH)2 (eller CuCO3.Cu(OH)2)
- Zinkgult - ZnCrO4
- Marsgult - Fe(OH)3.CaSO4
- Cinnober - HgS
- Okker - FeOOH

 

Bremerblåt - Cu(OH)2:

Bremerblåt kan fremstilles ved en fældningsreaktion mellem f.eks. natriumhydroxid og kobber(II)sulfat.

Opskriv det afstemte reaktiosnskema med stofformler og tilstandsformer for reaktionen:

+ => +

Opskriv det afstemte ionreaktionsskema med stofformler:

+ =>
 

Klik hvis du vil vide mere om pigmenter eller pigmenternes og malings historie, fremstilling og anvendelse.


Saltsydning (www.sydesalt.dk):

Saltsydning er fremstilling af NaCl ved udfældning fra mættede vandige opløsninger.

Normalt forbinder man bundfald med tungtopløselige salte, men der er grænser for hvor meget letopløseligt NaCl man kan opløse i en given mængde vand. Vi har også set at opløseligheden er afhængig af opløsningens temperatur. 

Vi starter med 100 mL vand med 30 g NaCl.

Vi fjerner halvdelen af vandet ved at opvarme til kogning.

Hvad er saltindholdet når der kun er 50 mL opløsning tilbage:

Ved 100oC er opløseligheden af NaCl 39,2 g/100 mL vand.

Hvor meget salt vil udfældes som fast stof ved 100oC:

Vi afkøler derefter opløsningen til 20oC.

Ved 20oC er opløseligheden af NaCl 35,7 g/100 mL vand.

Hvor meget salt vil yderligere udfældes som fast stof ved 20oC:

Vi starter med en spandfuld (10 L) Læsøvand og at saltindholdet er 15 masse-%. 

Hvor mange g NaCl/100 mL svarer det til ?

Hvad er saltindholdet i en mættet opløsning ved 80oC:

Hvor meget vand skal fordampes ved 80oC før NaCl begynder at fælde ud:

Ved 80oC er opløseligheden af de to væsentligste urenheder:

Na2SO4.7H2O: 93,7 g/100 mL (Glaubersalt)

MgSO4.7H2O: 91 g/100 mL (Epsom salt)

Hvor meget vand skal fordampes ved 80oC før hver af de to salte begynder at fælde ud:

Na2SO4:

MgSO4:

 
Hvor meget NaCl kan der udvindes som fast stof ved 80oC før urenhederne begynder at udfældes:

Historisk saltfremstilling i Danmark - første danske industri.

Læsø Saltsyderi er et lille historisk værksted, som formidler saltsydningens kulturhistorie på Læsø. Indtil arkæologerne for 
alvor i slutningen af 1980erne begyndte at beskæftige sig med saltsydningen på Læsø, antog man at Danmarks første egentlige industri var mølleindustrien langs vore åer og vandløb. Det er der nu vendt op og ned på. Arkæologerne har gennem 10 års udgravninger i middelalderens salttomter på Læsø, dokumenteret, at saltsydningen havde et sådant omfang, at den må betegnes som industri og at den havde sin start allerede i 1100 tallet fortæller at det var den første. Hundredvis af tomter efter saltsydehytter, som ligger spredt på de flade strandenge på øens sydvendte kyster, fortæller med sit eget dramatiske sprog om det liv der må have udspillet sig omkring saltfremstilling, som først sluttede i 1652, da øen var totalt blotlagt for brændsel.

Det supersalte grundvand
Når der overhovedet blev startet saltsydning på Læsø, hænger det sammen med at øen, som det eneste sted i Danmark, har sin egen lage af stærkt saltholdigt grundvand. Det dannes under de sydvendte strandenge, Rønnerne som en sindrig naturlig proces, hvor havets overskylninger ved storme i vinterhalvåret forsynet området med havvand, som siver ned i sandlagene inde på land. Nedsivningen bremses i 2 – 3 meters dybde af et kompakt lag af blåler, som forhindrer en videre nedsivning. Herfra kan havvandet, som kun indeholder ca. 2% salt, i sommerhalvåret hvor områderne er tørlagte, indgå i en kraftig fordampning, som over en længere årrække hæver saltkoncentrationen helt op til 14 – 16 %. 

Sandflugt og mangel på brændsel
Når hundredvis af saltsydehytter hver sommer fremstillede store mængder salt, bl.a. for at betale en afgift til Domkapitlet, så 
er der et kolossalt forbrug af brænde. Skovene på Læsø svandt gennem årene ind og en efterhånden omsiggribende sandflugt lagde stor landbrugsområde øde. Først i 1652 blev der indgået forlig om at stoppe saltsydningen med brændsels brug. Da var det for sent. Sandflugten fortsatte og lagde op mod en tredjedel af øen øde. Læsøboerne fortsatte med at lave salt, men nu ved solfordampning af det stærke vand i flade trækister. Det blev dog kun til en lille produktion, der dækkede øens eget behov.


Saltsydning i åbne jernpander
Læsøboerne har lært saltsydningen sydfra. Munke fra tyskland, som kristnede danskerne, har haft denne viden med til landet. Da Læsø først bliver befolket i løbet af 1100 tallet, kan det hænge sammen med muligheden for at lave salt. Det er mærkeligt nok Viborg Domkapitel, som ejer øen, en gave fra kongen, siger man. Saltsydehytterne bliver bygget efter tysk model. Hytterne, der er bygget af træ, er små fabrikker, lagt i klynger og alle i nærheden af saltbrønde. Herfra sliskes vandet ind til de store jernpander, som er ophængt over åbne ildsteder. På Læsø har man brugt de forhåndenværende materialer og arkæologerne kan konstatere, at alle ildsteder er opbygget af græstørv og panderne er opsat på store sten, som udgør ildstedets kant. Der fyres med træ under panderne, hvor saltvandet inddampes og krystalliseres til salt ved 80-90oC. Når mætning af opløsningen nås (26%) begynder udkrystallisering på vandoverfladen (hvorfor) og krystallerne skrabes af.

Saltproduktion i dag
I 1991 genskabtes saltproduktionen på Læsø. Arkæologerne tegnede på baggrund af udgravningen i 1990 den første sydehytte til rekonstruktion. 3 jernpander blev ophængt over ildstedet og den 5. juni i 1991 kunne det første salt i nyere tid opøses til afdrypning og tørring. I dag har projektet 2 hytter med i alt 3 pandeanlæg, som laver salt hele året, om sommeren i døgndrift og i vinterhalvåret i 2 holdskift. Der laves en mindre produktion af det eftertragtede havsalt, som holder 8 personer 
beskæftiget, dels med at lave saltet, men også med at fortælle til gæsterne, hvordan det hele foregår. Alle processer skal 
illustrere, hvordan salt i middelalderen blev fremstillet og vi respekterer i videst muligt omfang alle de ældgamle 
håndværksmetoder, dog foregår store dele af salttørringen i dag på et tørreloft, hvor der i rummet er opsat en luftaffugter.


http://www.sydesalt.dk/

 

 
Expand/Collapse All Display/Hide All