Zlatý dážď: jodid olovnatý

Pri zmiešaní dvoch rozpustných solí, jodidu draselného ($\text{KI}$) a dusičnanu olovnatého ($\text{Pb(NO}_3)_2$), prebehne podvojná zámena (podvojný rozklad). Ióny oboch solí si „vymenia partnerov“: olovnaté katióny sa spoja s jodidovými aniónmi a draselné katióny zostanú v roztoku s dusičnanovými aniónmi.

$$\text{Pb(NO}_3)_2(aq) + 2\,\text{KI}(aq) \rightarrow \text{PbI}_2(s) \downarrow + 2\,\text{KNO}_3(aq)$$

Obe východiskové soli sú vo vode dobre rozpustné a ich roztoky sú bezfarebné. Jodid olovnatý ($\text{PbI}_2$) je však vo vode málo rozpustný, preto sa z roztoku vylúči ako zrazenina.

Soli sú zložené z iónov, nie z molekúl. Po rozpustení vo vode sa ióny od seba oddelia a voľne sa pohybujú. Keď sa v jednej kvapke stretnú ióny $\text{Pb}^{2+}$ a $\text{I}^-$, pevne sa k sebe viažu a vytvoria kryštáliky, ktoré voda neudrží rozpustené.

Ostatné ióny ($\text{K}^+$ a $\text{NO}_3^-$) sa na reakcii v skutočnosti nezúčastňujú. Sú to tzv. ióny diváci. Podstatu reakcie preto najlepšie vystihuje skrátená iónová rovnica:

$$\text{Pb}^{2+}(aq) + 2\,\text{I}^-(aq) \rightarrow \text{PbI}_2(s)$$

Rozpúšťanie zrazeniny a jej opätovné vylučovanie je v skutočnosti rovnovážny dej. S rovnováhou medzi zrazeninou a iónmi v roztoku sa môžete stretnúť aj v pokuse Le Chatelierov posun chemickej rovnováhy, ktorý sa robí rovnakou technikou v jednej kvapke.

Jodid olovnatý tvorí žiarivo žlté trblietavé kryštáliky. Nevytvárajú homogénny roztok, ale plávajú vo vode ako jemná zrazenina. V malej kvapke to pôsobí ako trblietavý zlatý prach.

Názov pokusu pochádza z klasickej verzie: rozpustnosť jodidu olovnatého s teplotou výrazne rastie. V horúcej vode sa zrazenina rozpustí a keď roztok pomaly chladne, vylučujú sa z neho lesklé zlaté šupinky, ktoré pomaly padajú ako dážď.

Jodidové ióny poznáte aj z iných pokusov. Vznikajú napríklad pri redukcii jódu v pokuse Reakcia jódu a vitamínu C. O samotnom jóde viac v pokuse Sublimácia jódu.