WikiDer > Осадки (химия)

Precipitation (chemistry)
Химическое осаждение

Осадки это процесс преобразования химическая субстанция в твердый из решение путем преобразования вещества в нерастворимую форму или сверхнасыщенный раствор.[1][2] Когда реакция происходит в жидком растворе, образующееся твердое вещество называется осадок.[3] Химический агент, вызывающий образование твердого вещества, называется осадитель.[4]

Без достаточной силы тяжести (поселение) для сближения твердых частиц осадок остается в приостановка. После осаждение, особенно при использовании центрифуга чтобы спрессовать его в компактную массу, осадок можно назвать «гранулой». Осадки можно использовать как среду. Жидкость без осадка, остающаяся над твердым веществом, называется «супернатант» или «супернатант». Порошки, полученные из осадков, также имеют исторически были известны как «цветы». Когда твердое тело появляется в виде целлюлоза волокна, прошедшие химическую обработку, этот процесс часто называют регенерация.

Иногда образование осадка свидетельствует о протекании химической реакции. Когда хлорид бария раствор реагирует с серная кислота, белый осадок сульфат бария сформирован. Когда йодистый калий раствор реагирует с нитрат свинца (II) раствор, желтый осадок иодид свинца (II) сформирован.

Осаждение может произойти, если концентрация соединения превышает его растворимость (например, при смешивании растворителей или изменении их температуры). Осадки также могут происходить быстро из перенасыщенный решение.

В твердых телах осаждение происходит, если концентрация одного твердого вещества превышает предел растворимости в твердом веществе-хозяине, например, из-за быстрое охлаждение илиионная имплантация, а температура достаточно высока, чтобы диффузия могла привести к сегрегации в преципитаты. Осаждение в твердых телах обычно используется для синтеза нанокластеры.[5]

Важным этапом процесса выпадения осадков является наступление зарождение. Создание гипотетического твердого тела частица включает формирование интерфейс, что требует некоторых энергия на основе относительного поверхностная энергия твердого вещества и раствора. Если эта энергия недоступна, и нет подходящей поверхности для зародышеобразования, происходит перенасыщение.

Осаждение гидроксида является наиболее широко используемым в промышленности осаждением, при котором гидроксиды металлов формируются с использованием гидроксид кальция (гашеная известь) или же едкий натр (едкий газировка) как осадитель.

Приложения

Кристаллы мезо-тетратолилпорфирин из рефлюкс из пропионовая кислота выпадать в осадок при охлаждении
Медь из проволоки заменяется серебро в растворе нитрата серебра его окунают, и твердое серебро выпадает в осадок.

Реакции осаждения можно использовать для получения пигменты, удаление соли из воды в очистка воды, И в классический качественный неорганический анализ.

Осаждение также полезно для выделения продуктов реакции во время тренировка. В идеале продукт реакции нерастворим в реакционном растворителе. Таким образом, он осаждается по мере образования, предпочтительно формирование чистых кристаллов. Примером этого может быть синтез порфирины при кипячении пропионовая кислота. При охлаждении реакционной смеси до комнатной температуры кристаллы порфирина выпадают в осадок и собираются фильтрацией:[6]

H2TPPsyn.png

Осадки также могут происходить, когда антирастворитель (растворитель, в котором продукт нерастворим) добавляется, что резко снижает растворимость желаемого продукта. После этого осадок можно легко отделить фильтрация, декантирование, или же центрифугирование. Примером может служить синтез хлорида тетрафенилпорфирина хрома: к реакционному раствору ДМФА добавляют воду, и продукт осаждается.[7] Осаждение также полезно для очистки продуктов: неочищенный bmim-Cl поглощается ацетонитрил, и по каплям в этилацетат, где он выпадает в осадок.[8] Еще одно важное применение антирастворителя - осаждение этанолом из ДНК.

В металлургия, осадки из Твердый раствор также полезный способ упрочнять сплавы. Этот процесс известен как упрочнение твердого раствора.

Представление с помощью химических уравнений

Пример реакции осаждения: водный нитрат серебра (AgNO3) добавляется к раствору, содержащему хлорид калия (KCl), осаждение белого твердого вещества, хлорид серебра (AgCl), наблюдается. (Зумдаль, 2005)

Хлорид серебра (AgCl) образовал твердое вещество, которое наблюдается в виде осадка.

Эту реакцию можно записать, подчеркнув диссоциированный ионы в комбинированном растворе. Это известно как ионное уравнение.

Последний способ представления реакции осадка известен как чистая ионная реакция.

Осадок цветов

Зеленые и красновато-коричневые пятна на образце керна известняка, соответственно, соответствующие осаждениям оксидов / гидроксидов Fe2+
и Fe3+
.

Многие соединения, содержащие металл ионы образуют осадки с характерным цветом. Ниже приведены типичные цвета для различных металлов. Однако многие из этих соединений могут давать цвета, сильно отличающиеся от перечисленных.

Золоточернить
ХромТемно-зеленый, темно-зеленый, оранжевый, фиолетовый, желтый, коричневый
КобальтРозовый
МедьСиний
Железо (II)Зеленый
Железо (III)Красновато-коричневый
МарганецБледно-розовый
НикельЗеленый
СвинецЖелтый

Другие соединения обычно образуют белые осадки.

Анионно-катионный анализ

Образование осадка полезно при обнаружении типа катион в соль. Для этого щелочь сначала реагирует с неизвестной солью с образованием осадка, который является гидроксид неизвестной соли. Для идентификации катиона отмечают цвет осадка и его избыточную растворимость. Подобные процессы часто используются последовательно - например, нитрат бария решение будет реагировать с сульфат ионы с образованием твердого сульфат бария осадок, указывая на то, что, вероятно, присутствуют ионы сульфата.

Пищеварение

Пищеварение, или ускорять старение, происходит, когда остается свежеобразованный осадок, обычно при более высокой температура, в растворе, из которого он выпадает в осадок. Это приводит к более чистым и крупным частицам. Физико-химический процесс, лежащий в основе пищеварения, называется Оствальдское созревание.[нужна цитата]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "Осадки (химические) - обзор | Темы ScienceDirect". www.sciencedirect.com. Получено 2020-11-28.
  2. ^ «Химическое осаждение». Энциклопедия Британника. Получено 2020-11-28.
  3. ^ «Определение слова PRECIPITATE». www.merriam-webster.com. Получено 2020-11-28.
  4. ^ «Определение ПРИНИМАЮЩЕГО». www.merriam-webster.com. Получено 2020-11-28.
  5. ^ Дхара, С. (2007). «Формирование, динамика и характеристика наноструктур с помощью ионно-лучевого облучения». Критические обзоры в области твердого тела и материаловедения. 32 (1): 1–50. Bibcode:2007CRSSM..32 .... 1D. Дои:10.1080/10408430601187624. S2CID 98639891.
  6. ^ А. Д. Адлер; Ф. Р. Лонго; Дж. Д. Финарелли; Дж. Гольдмахер; Дж. Ассур; Л. Корсаков (1967). «Упрощенный синтез мезо-тетрафенилпорфина». J. Org. Chem. 32 (2): 476. Дои:10.1021 / jo01288a053.
  7. ^ Алан Д. Адлер; Фредерик Р. Лонго; Фрэнк Кампас; Жан Ким (1970). «О препарате металлопорфиринов». Журнал неорганической и ядерной химии. 32 (7): 2443. Дои:10.1016/0022-1902(70)80535-8.
  8. ^ Дюпон, Дж., Консорти, К., Суарес, П., де Соуза, Р. (2004). «Приготовление ионных жидкостей комнатной температуры на основе 1-бутил-3-метилимидазолия». Органический синтез.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь); Коллективный объем, 10, п. 184

Дополнительное чтение

внешняя ссылка