Saltes opløselighed og fældningsreaktioner.
Display/Hide All
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.
|
|
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 |
|
Umættet
- Mættet - Overmættet opløsning
Umættet -
Mættet - Overmættet opløsning:
- 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.
- 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.
- 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.
|
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.
|
|
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:
- 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.
- 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.
|
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 |
|
|
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:
 |
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.
|
|
| 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.
Ved 100oC er opløseligheden af NaCl 39,2 g/100 mL
vand.
Vi afkøler derefter opløsningen til 20oC.
Ved 20oC er opløseligheden af NaCl 35,7 g/100 mL
vand.
Vi starter med en spandfuld (10 L)
Læsøvand og at saltindholdet er 15
masse-%.
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: |
|
|
|
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/
|
|
Display/Hide All
|