Met de post van vandaag beginnen we met een nieuwe reeks afbeeldingen, waarin we kijken naar veel voorkomende chemische reacties op scholen. Vandaag begint met een van mijn favoriete reacties, de ‘Goudenregen’-demonstratie, waarbij lood(II)jodide wordt gesynthetiseerd en geherkristalliseerd, en die vaak wordt gebruikt om het herkristallisatieproces te illustreren en om verschillen in oplosbaarheid aan te tonen.
Dit experiment begint met twee oplosbare ionische verbindingen: kaliumjodide en lood(II)nitraat. Deze worden opgelost in water om kleurloze oplossingen te vormen, en dan samen gemengd. Dit mengen leidt tot een dubbele verdringingsreactie, waarbij de metalen in de twee verbindingen van plaats verwisselen, zodat lood(II)jodide en kaliumnitraat ontstaan. Er treedt ook een snelle kleurverandering op, omdat loodjodide bij kamertemperatuur zeer onoplosbaar is in water. Wanneer de oplossingen worden samengevoegd, ontstaat onmiddellijk een heldergeel neerslag van loodjodide.
Hoewel loodjodide bij kamertemperatuur onoplosbaar is in water, neemt de oplosbaarheid ervan marginaal toe met de temperatuur. Eenvoudig gezegd: wanneer ionische verbindingen in water oplossen, vallen zij uiteen in de ionen waaruit zij bestaan. Deze dissociatie kan energie aan de omgeving afgeven of aan de omgeving onttrekken. In het geval van loodjodide splitst het in Pb2+ en I- ionen. Dit kost energie, en dus zal verhoging van de temperatuur van de oplossing de dissociatie van lood(II)jodide bevorderen. Het gevolg is dat de oplosbaarheid van loodjodide stijgt van 0,0756 gram per 100 milliliter water, tot een duizelingwekkende 0,41 gram per 100 milliliter water.
Het oplossen van het loodjodide levert weer een kleurloze oplossing op. Als men deze oplossing echter laat afkoelen, worden door de dalende temperatuur zeer zuivere kristallen loodjodide uit de oplossing geprecipiteerd. Deze zeshoekige kristallen hebben enige tijd nodig om zich zachtjes naar de bodem van de kolf te slingeren, waardoor het reactiemengsel een glinsterend, glinsterend effect krijgt dat gewoonlijk een ‘gouden regen’ wordt genoemd.
Het effect kan wel een uur aanhouden omdat de kristallen uit de oplossing vallen, dus het is een geweldig experiment om het ontzag voor chemie bij te brengen! De grafische beelden doen echt geen recht aan de omvang van het glinsterende effect – om de volledige impact te krijgen, moet u deze video van Chemistry in Context bekijken, die het met grote helderheid laat zien, en ook wat verdere bespreking van oplosbaarheid bevat.
In termen van praktische toepassingen van loodjodide, werd het vroeger spaarzaam gebruikt als een geel verfpigment, hoewel de instabiliteit in deze vorm betekende dat andere pigmenten over het algemeen de voorkeur kregen. Tegenwoordig worden kristallen van loodjodide soms gebruikt als detectormateriaal voor hoogenergetische fotonen.
Als laatste punt: het is de moeite waard om op te merken dat loodverbindingen giftig zijn, en alleen gebruikt mogen worden door ervaren chemici of leraren met de nodige veiligheidsmaatregelen.
Geniet van dit bericht & grafiek? Overweeg Compound Interest te steunen op Patreon, en krijg previews van komende posts & meer!
De afbeelding in dit artikel is gelicenseerd onder een Creative Commons Naamsvermelding-NietCommercieel-GeenAfgeleideWerken 4.0 Internationale Licentie. Wilt u het elders delen? Zie de gebruiksrichtlijnen van de site.