Μια αντίδραση καταβύθισης είναι ένας τύπος χημική αντίδραση στην οποία συνδυάζονται δύο διαλυτά άλατα σε υδατικό διάλυμα και ένα από τα προϊόντα είναι ένα αδιάλυτο άλας που ονομάζεται α επισπεύδει. Το ίζημα μπορεί να παραμείνει στο διάλυμα ως εναιώρημα, να πέσει από το διάλυμα από μόνο του ή μπορεί να διαχωριστεί από το υγρό χρησιμοποιώντας φυγοκέντρηση, απόχυση, ή διήθηση. Το υγρό που παραμένει όταν δημιουργείται ένα ίζημα ονομάζεται υπερκείμενο.
Το αν θα υπάρξει ή όχι αντίδραση καταβύθισης όταν αναμιχθούν δύο διαλύματα μπορεί να προβλεφθεί με διαβούλευση έναν πίνακα διαλυτότητας ή τους κανόνες διαλυτότητας. Τα άλατα αλκαλικών μετάλλων και αυτά που περιέχουν κατιόντα αμμωνίου είναι διαλυτά. Τα οξικά, υπερχλωρικά και νιτρικά είναι διαλυτά. Τα χλωρίδια, τα βρωμίδια και τα ιωδίδια είναι διαλυτά. Τα περισσότερα άλλα άλατα είναι αδιάλυτα, με εξαιρέσεις (π.χ. ασβέστιο, στροντίου, σουλφίδια του βαρίου, θειικά άλατα και υδροξείδια είναι διαλυτά).
Σημειώστε ότι δεν αντιδρούν όλες οι ιονικές ενώσεις για να σχηματίσουν ιζήματα. Επίσης, μπορεί να σχηματιστεί ένα ίζημα κάτω από ορισμένες συνθήκες, αλλά όχι και άλλες. Για παράδειγμα, οι μεταβολές της θερμοκρασίας και του ρΗ μπορούν να επηρεάσουν εάν θα υπάρξει ή όχι αντίδραση καταβύθισης. Γενικά, η αύξηση της θερμοκρασίας ενός διαλύματος αυξάνει τη διαλυτότητα των ιοντικών ενώσεων, βελτιώνοντας την πιθανότητα σχηματισμού ιζήματος. Η συγκέντρωση των αντιδραστηρίων είναι επίσης ένας σημαντικός παράγοντας.
Οι αντιδράσεις καθίζησης είναι συνήθως αντιδράσεις απλής αντικατάστασης ή αντιδράσεις διπλής αντικατάστασης. Σε μια αντίδραση διπλής αντικατάστασης, αμφότερα τα ιοντικά αντιδραστήρια διαχωρίζονται στο νερό και τα ιόντα τους συνδέονται με το αντίστοιχο κατιόν ή ανιόν από το άλλο αντιδραστήριο (εταίροι διακόπτη). Προκειμένου η αντίδραση διπλής αντικατάστασης να είναι αντίδραση καταβυθίσεως, ένα από τα προκύπτοντα προϊόντα πρέπει να είναι αδιάλυτο σε υδατικό διάλυμα. Σε μία μόνο αντίδραση αντικατάστασης, μία ιονική ένωση διαχωρίζει και είτε οι δεσμοί κατιόντων ή ανιόντων της με ένα άλλο ιόν σε διάλυμα για να σχηματίσουν ένα αδιάλυτο προϊόν.
Χρήσεις των αντιδράσεων καθίζησης
Το εάν η ανάμειξη δύο διαλυμάτων παράγει ένα ίζημα είναι ένας χρήσιμος δείκτης της ταυτότητας των ιόντων σε μια άγνωστη λύση. Οι αντιδράσεις καθίζησης είναι επίσης χρήσιμες όταν παρασκευάζονται και απομονώνονται ενώσεις.
Παραδείγματα αντίδρασης καταβύθισης
Η αντίδραση μεταξύ νιτρικού αργύρου και χλωριούχου καλίου είναι α αντίδραση καθίζησης επειδή στερεό χλωριούχο άργυρο σχηματίζεται ως προϊόν.
AgNO3(υδατ.) + KCl (υδ) → AgCl (s) + ΚΝΟ3(aq)
Η αντίδραση μπορεί να αναγνωριστεί ως καθίζηση επειδή δύο ιοντικά υδατικά διαλύματα (aq) αντιδρούν για να δώσουν ένα στερεό προϊόν (α).
Είναι σύνηθες να γράφουμε αντιδράσεις καθίζησης όσον αφορά τα ιόντα στο διάλυμα. Αυτό ονομάζεται πλήρης ιονική εξίσωση:
Ag+ (aq) + ΟΧΙ3−(aq) + Κ+ (aq) + Cl−(aq) → AgCl (μικρό) + Κ+ (aq) + ΟΧΙ3−(aq)
Ένας άλλος τρόπος για να γράψετε μια αντίδραση καθίζησης είναι ως μια καθαρή ιοντική εξίσωση. Στην καθαρή ιοντική εξίσωση παραλείπονται τα ιόντα που δεν συμμετέχουν στην καθίζηση. Αυτά τα ιόντα καλούνται ιόντων θεατών επειδή φαίνονται να κάθονται πίσω και να προσέχουν την αντίδραση χωρίς να συμμετέχουν σε αυτό. Σε αυτό το παράδειγμα, η καθαρή ιονική εξίσωση είναι:
Ag+(aq) + Cl−(aq) → AgCl (μικρό)
Ιδιότητες των κατακρημνισμάτων
Τα ιζήματα είναι κρυσταλλικά ιονικά στερεά. Ανάλογα με τα είδη που εμπλέκονται στην αντίδραση, μπορεί να είναι άχρωμα ή πολύχρωμα. Τα χρωματισμένα ιζήματα εμφανίζονται συχνότερα εάν περιλαμβάνουν μεταβατικά μέταλλα, συμπεριλαμβανομένων των στοιχείων σπάνιων γαιών.