Spørgsmål:
Reaktion mellem sølvnitrat og aluminiumchlorid
Mattias
2012-05-14 20:32:43 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jeg googlede lidt om, hvad $ \ ce {AgNO3 + AlCl3} $ vil give, og fandt ud af følgende:

$ \ ce {3AgNO3 + AlCl3 -> Al (NO3) 3 + 3AgCl} $

Hvorfor er det? Jeg ved, at $ \ ce {Ag} $ er højere op i reaktivitetsserien end $ \ ce {Al} $, men det giver ikke mening for mig i dette problem. Er det fordi $ \ ce {Cl} $ bare er en, når $ \ ce {NO3} $ er flere?

Tre svar:
CHM
2012-05-14 23:49:39 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Le Châteliers princip siger kun, at et system, der tidligere var i ligevægt, vil ønske at blive i ligevægt - det vil sige, hvis vi forstyrrer det, vil det forsøge at gå tilbage til ligevægt. Dette system er oprindeligt ikke i ligevægt , og derfor har vi ikke brug for hans princip.

Jeg tror, ​​reaktionen fortsætter, fordi dannelsen af ​​AgCl (s) sub> foretrækkes entalpisk. Molekylær samhørighed (entalpi) er større i AgCl end i AgNO 3 og fremmer dermed dets dannelse. Hvordan ved jeg det? Nå, det ser ud til, at AgCl er mindre ionisk end AgNO 3 , da det er uopløseligt i vand.

Denne reaktion er en type metatesereaktion. Det kan kaldes dobbelt forskydningsreaktion eller saltmetatese reaktion afhængigt af hvem du taler med.


REDIGER

De andre svar laver en fejl, tror jeg. Begge antyder, at opløselighedsproduktet af AgCl er vigtigt for at bestemme hvorfor reaktionen finder sted. Min opfattelse er, at argumentet, som præsenteret , er cirkulært på følgende måde:

Opløselighedsproduktet af AgCl i vand er meget lavt, derfor observerer vi dannelse af et bundfald.

vs

AgCl er uopløselig i vand, derfor er dets opløselighedsprodukt lav.

Det er let at se, at det faktum, at AgCl er uopløselig i vand, indebærer, at det har en lav K sp i vand. Hvis nogen kan forudsige og kvantificere AgCl's opløselighedsprodukt i vand fra de første principper , så er det en anden historie, men de forklaringer, der tilbydes, er kun afhængige af observation (eksperiment) for at kvantificere K sp .

Mit argument går ned ad stigen. Hvis du kan svare på, hvorfor AgCl er uopløselig i vand, kan du bestemt forudsige, at Ag + og Cl - ioner fra forskellige kilder (dvs. i forskellige løsninger), der kommer i kontakt, vil spontant danne et bundfald.

Nu tænker du måske, at dette argument også er cirkulært, men det er det ikke.

Vi har adgang til eksperimenter, som tydeligt informerer os om, at AgCl er uopløselig i vand. Vi kan med sikkerhed antage (men vi kan tage fejl!), At AgCl-bindingen er mindre ionisk end AgNO 3 -binding, da den praktisk talt ikke adskiller / har en lav K sp i vand . En binding med en større kovalent karakter er mere stabil, da elektronerne er delt og ikke overført.

Måske gør krystalstrukturen af ​​AgCl det specielt stabil til solubilisering fra H 2 O. Jeg synes bare, det er indlysende, at entalpi af dannelse af AgCl er gunstig, da den er nødt til at imødegå et ugunstigt entropitab i dannelsen af ​​et ordnet krystalgitter.


Som du kan se, kan jeg ikke give dig et grundigt svar, det ville være ekstremt tidskrævende (for mig), og jeg bliver nødt til at foretage mange mange beregninger. Jeg håber virkelig, at nogen kan afklare hvorfor . Måske kan du lave din egen research ud fra svarene her og komme tilbage med et mere "detaljeret" svar.

Jeg talte med min lærer i dag, og hun sagde det nøjagtigt som @CHM gjorde. AgCl (s) foretrækkes, fordi det har en mere kovalent måde end NO 3
cbeleites unhappy with SX
2012-05-15 03:12:33 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ag er højere op i reaktivitetsserien end Al, men det giver ikke mening for mig i dette problem

  • faktisk dette er nej redox problem, oxidationstilstande ændres ikke.

  • i stedet er det en faseovergangsligevægt $$ \ ce {Ag + + Cl- < = > AgCl v} $$

Da du markerede dette spørgsmål som hjemmearbejde:

  • Rediger spørgsmålet, og sæt oxidationsnumrene for at bekræfte, at det er ikke en redoxreaktion.

  • Slå AgCl's opløselighedskonstant op. Sammen med den samlede indledende koncentration på $ \ ce {Ag +} $ og $ \ ce {Cl -} $ kan du derefter beregne ligevægtskoncentrationerne.

  • Du vil se, at nedbøren bevæger reaktionen mod ligevægt (medmindre koncentrationerne i vandig opløsning ikke er ekstremt lave).

Her er to eksperimenter, som du kan gøre for at kontrollere, at det virkelig er en dynamisk ligevægt (dog meget på siden af ​​bundfaldet) $$ \ ce {Ag + _ (aq) + Cl (aq) - < = >> AgCl_ (s)} $$

  1. Hvis du forstyrrer ligevægten ved at fjerne enten $ \ ce {Ag +} $ eller $ \ ce {Cl -} $, AgCl'en opløses igen.
    Her er nogle ideer:

    • Kompleks (maske) $ \ ce {Ag +} $, f.eks. af $ \ ce {NH3} $ eller $ \ ce {CN -} $
      har du nogensinde gjort det? Hvis ikke, skal du virkelig prøve. Det er virkelig hurtigt.
    • reducer $ \ ce {Ag +} $
    • oxidér Cl-, så $ \ ce {Cl2 ^} $ fjernes fra systemet.
      ( du kunne også fjerne AgCl, men det er ikke praktisk, da du aldrig ville være sikker på, om du observerer dannelse af mere bundfald, eller om du ikke fjernede hele AgCl)
  2. Krystalvækst i mættede opløsninger. Du bliver muligvis nødt til at vente et stykke tid på denne, selvom ...


F'x pegede os på et papir Paradigms and Paradoxes: The Opløselighed af AgCl i vand. Da det er bag en betalingsvæg, vil jeg prøve at opsummere et par punkter ud af det.

Først og fremmest er det faktisk et slags forsinket hjemmearbejdsspørgsmål:

Det er veletableret i den pædagogiske litteratur, at AgCl er uopløselig i vand, mens NaCl og KCl er opløselige [... Hvad der dog normalt ikke er sagt, er, hvorfor AgCl er så meget mindre opløseligt end NaCl eller KCl.

Her er nogle interessante punkter til spørgsmålet:

  • Liebman konkluderer ud fra termodynamiske data (og i modsætning til HSAB-forventninger), at $ \ ce {Ag +} $ er bedre solvatiseret end $ \ ce {Na +} $ eller $ \ ce {K +} $

  • Gitterenergi for AgCl ($ \ ce {Ag _ {(g)} ^ + + Cl _ {(g)} ^ - -> AgCl _ {(s)}} $) er mere negativ end for NaCl og KCl.

  • Papiret estimerer, at entalpi af $ \ ce {AgCl _ {(g)} -> AgCl _ {(s)} } $ kan sammenlignes med alkalikloriderne.

  • Liebman konkluderer ud fra det, at AgCl-krystallen ikke er noget specielt, men ligner temmelig NaCl og KCl

  • Så det punkt, der er anderledes, er, at dannelsen af ​​diatomisk AgCl er meget gunstigere end dannelsen af ​​diatomisk NaCl eller KCl.

Mine personlige konklusioner: Det er et virkelig skønt spørgsmål. Jeg holder mig til eksperimentet med målbare egenskaber som ligevægtskonstanter. ;-)

Det vil sige, AgCl's uopløselighed er ingen overraskelse for mig: når alt kommer til alt er jeg vant til faktum i årevis. Og i betragtning af uopløseligheden af ​​AgBr og AgI, vil jeg antage, at det er uopløseligt, selvom AgF er opløseligt (trods alt er $ \ ce {F -} $ normalt forskellig fra de andre 3). Men jeg finder den særlige situation langt væk fra enhver skolebog, der skulle introducere generelle kemiske begreber for studerende. Medmindre meddelelsen formodes at være, at virkeligheden er kompliceret ... (som OTOH tillader skønhed af virkeligheden og gør den interessant). $% Rediger $

@cbeleites: Den anden del af dit svar vil også fungere som et svar her, du vil måske prøve at svare: http://chemistry.stackexchange.com/questions/410/why-is-ceagcl-less-soluble-than-ceagno3
ManishEarth
2012-05-14 20:48:20 UTC
view on stackexchange narkive permalink

For at analysere sådanne situationer skal du først indse, at næsten alt er til stede som ioner. Hvis du f.eks. Tog reaktionen $ \ ce {NaCl + KBr->NaBr + KCl} $, har "retningen", den går i, ingen reel betydning, da $ \ ce {Na +} $, $ \ ce {Cl -} $ , $ \ ce {K +} $, $ \ ce {Br -} $ er til stede som ioner. Der foregår ingen egentlig reaktion her, bare en blanding af ioner.

I dette tilfælde har vi noget lidt andet. $ \ ce {AgCl} $ udfældes her:

$$ \ ce {3AgNO3 _ {(aq)} + AlCl3 _ {(aq)} -> Al (NO3) 3 _ {(aq)} + 3AgCl v } $$

Svarende til $ \ ce {NaCl} $ -sagen ovenfor er $ \ ce {NO3 -} $ og $ \ ce {Al ^ {3 +}} $ til stede som ioner på begge sider - så intet at bekymre sig om der. Vi kan sikkert fjerne dem fra ligningen. Dette reducerer reaktionen til:

$$ \ ce {3Ag + + 3Cl- -> 3AgCl v} $$

Nu har vi reduceret spørgsmålet til "hvorfor gør $ \ ce {AgCl} $ nedbør? ". Den nemmeste måde at beslutte sig på er ved at se på termodynamisk stabilitet - fast sølvchlorid er mere stabilt. Vi kan eksperimentelt bevise dette eller bruge standardenthalpier.

Reaktioner fortsætter i retning af mere stabilitet, så ovenstående reaktion går fremad.


Selvfølgelig synes jeg "antog", at $ \ ce {AgCl} $ udfældes i begyndelsen - dette var for at jeg ikke skulle komplicere ting. Ikke desto mindre kan vi på en lignende måde eksperimentelt bevise, at de andre findes i ioniseret form og generelt ikke udfældes. Der er nogle gode argumenter for, at $ \ ce {AgCl} $ er mindre opløseligt end $ \ ce {AgNO3} $ i dette indlæg.



Denne spørgsmål og svar blev automatisk oversat fra det engelske sprog.Det originale indhold er tilgængeligt på stackexchange, som vi takker for den cc by-sa 3.0-licens, den distribueres under.
Loading...