 | Эта статья поднимает множество проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалить эти сообщения-шаблоны ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )
|
Осаждение - это процесс превращения химического вещества в твердое вещество из раствора путем преобразования вещества в нерастворимую форму или перенасыщенный раствор . [1] [2] Когда реакция происходит в жидком растворе, образовавшееся твердое вещество называется осадком . [3] Химический агент, вызывающий образование твердого вещества, называется осадителем . [4]
Без достаточной силы тяжести ( осаждения ) для сближения твердых частиц осадок остается во взвешенном состоянии . После осаждения , особенно при использовании центрифуги для прессования его в компактную массу, осадок можно назвать «осадком». Осадки можно использовать как среду. Жидкость без осадка, остающаяся над твердым веществом, называется « супернатант» или « супернатант» . Порошки, полученные в результате атмосферных осадков, также исторически назывались «цветами». Когда твердое вещество появляется в виде целлюлозных волокон, прошедших химическую обработку, этот процесс часто называютрегенерация .
Иногда образование осадка свидетельствует о протекании химической реакции. Когда раствор хлорида бария вступает в реакцию с серной кислотой , образуется белый осадок сульфата бария . При реакции раствора иодида калия с раствором нитрата свинца (II) образуется желтый осадок иодида свинца (II) .
Осаждение может происходить, если концентрация соединения превышает его растворимость (например, при смешивании растворителей или изменении их температуры). Осаждение также может происходить быстро из перенасыщенного раствора.
В твердых телах осаждение происходит, если концентрация одного твердого вещества превышает предел растворимости в твердом веществе-хозяине, например, из-за быстрого гашения или ионной имплантации , и температура достаточно высока, чтобы диффузия могла привести к сегрегации в осадки. Осаждение в твердых телах обычно используется для синтеза нанокластеров . [5]
Важным этапом процесса осаждения является начало зародышеобразования . Создание гипотетической твердой частицы включает в себя образование границы раздела , что требует некоторой энергии, основанной на относительной поверхностной энергии твердого тела и раствора. Если эта энергия недоступна, и нет подходящей поверхности для зародышеобразования, происходит перенасыщение.
Осаждение гидроксида - это наиболее широко применяемое промышленное осаждение, при котором гидроксиды металлов образуются с использованием гидроксида кальция ( гашеная известь ) или гидроксида натрия ( каустическая сода ) в качестве осадителя.
Приложения [ править ]
Реакции осаждения могут быть использованы для получения пигментов , удаления солей из воды при очистке воды и в классическом качественном неорганическом анализе .
Осаждение также полезно для выделения продуктов реакции во время обработки . В идеале продукт реакции нерастворим в реакционном растворителе. Таким образом, он осаждается по мере образования, предпочтительно с образованием чистых кристаллов . Примером этого может быть синтез порфиринов в кипящей пропионовой кислоте . При охлаждении реакционной смеси до комнатной температуры кристаллы порфирина выпадают в осадок и собираются фильтрацией: [6]
Осаждение может также происходить при добавлении антирастворителя (растворителя, в котором продукт нерастворим), что резко снижает растворимость желаемого продукта. После этого осадок можно легко отделить фильтрацией , декантированием или центрифугированием . Примером может служить синтез хлорида хромового тетрафенилпорфирина: к реакционному раствору ДМФ добавляют воду, и продукт осаждается. [7] Осаждение также полезно для очистки продуктов: неочищенный bmim-Cl поглощается ацетонитрилом и по каплям в этилацетат, где он выпадает в осадок. [8] Еще одно важное применение антирастворителя - осаждение этанолом.из ДНК .
В металлургии осаждение из твердого раствора также является полезным способом упрочнения сплавов . Этот процесс известен как упрочнение твердого раствора .
Представление с использованием химических уравнений [ править ]
Пример реакции осаждения: водный раствор нитрата серебра (AgNO 3 ) добавляют к раствору, содержащему хлорид калия (KCl), наблюдается осаждение белого твердого вещества, хлорида серебра (AgCl). (Зумдаль, 2005)
Хлорид серебра (AgCl) образовал твердое вещество, которое наблюдается в виде осадка.
Эту реакцию можно записать, выделив диссоциированные ионы в объединенном растворе. Это известно как ионное уравнение .
Последний способ представления реакции осаждения известен как чистая ионная реакция .
Цвета осадка [ править ]
и Fe3+
.
Многие соединения , содержащие металлические ионы производят осадки с отличительными цветами. Ниже приведены типичные цвета для различных металлов. Однако многие из этих соединений могут давать цвета, сильно отличающиеся от перечисленных.
| Золото | чернить |
| Хром | Темно-зеленый, темно-зеленый, оранжевый, фиолетовый, желтый, коричневый |
| Кобальт | Розовый |
| Медь | Синий |
| Железо (II) | Зеленый |
| Железо (III) | Красновато-коричневый |
| Марганец | Бледно-розовый |
| Никель | Зеленый |
| Вести | Желтый |
Другие соединения обычно образуют белые осадки.
Анионный / катионный анализ [ править ]
Образование осадка полезно для определения типа катиона в соли . Для этого щелочь сначала реагирует с неизвестной солью с образованием осадка, который представляет собой гидроксид неизвестной соли. Для идентификации катиона отмечают цвет осадка и его избыточную растворимость. Подобные процессы часто используются последовательно - например, раствор нитрата бария будет реагировать с сульфат- ионами с образованием твердого осадка сульфата бария , что указывает на вероятность присутствия сульфат-ионов.
Пищеварение [ править ]
Переваривание или старение осадка происходит, когда в растворе, из которого он выпадает, остается свежеобразованный осадок, обычно при более высокой температуре . Это приводит к более чистым и крупным частицам. Физико-химический процесс, лежащий в основе пищеварения, называется созреванием Оствальда . [ необходима цитата ]
См. Также [ править ]
- Соосаждение
- Вскипание
- Соление в
- Высаливание
Ссылки [ править ]
- ^ «Осадки (химические) - обзор | Темы ScienceDirect» . ScienceDirect . Проверено 28 ноября 2020 .
- ^ «Химическое осаждение» . Британская энциклопедия . Проверено 28 ноября 2020 .
- ^ «Определение осадка» . Мерриам-Вебстер . Проверено 28 ноября 2020 .
- ^ «Определение осадка» . Мерриам-Вебстер . Проверено 28 ноября 2020 .
- ^ Дхара, S. (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 . DOI : 10.1080 / 10408430601187624 . S2CID 98639891 .
- ^ А. Д. Адлер; FR Longo; JD Finarelli; Дж. Гольдмахер; Дж. Ассур; Л. Корсаков (1967). «Упрощенный синтез мезо-тетрафенилпорфина». J. Org. Chem. 32 (2): 476. DOI : 10.1021 / jo01288a053 .
- ^ Алан Д. Адлер; Фредерик Р. Лонго; Фрэнк Кампас; Жан Ким (1970). «О препарате металлопорфиринов». Журнал неорганической и ядерной химии . 32 (7): 2443. DOI : 10,1016 / 0022-1902 (70) 80535-8 .
- Перейти ↑ Dupont, J., Consorti, C., Suarez, P., de Souza, R. (2004). «Приготовление ионных жидкостей комнатной температуры на основе 1-бутил-3-метилимидазолия» . Органический синтез .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ); Сборник , 10 , стр. 184
Дополнительное чтение [ править ]
- Зумдал, Стивен С. (2005). Химические принципы (5-е изд.). Нью-Йорк: Хоутон Миффлин. ISBN 0-618-37206-7.
Внешние ссылки [ править ]
 | Викискладе есть медиафайлы по теме твердых осадков . |
- Реакции осаждения некоторых катионов
- Инструменты для пищеварения
- Диссертация о формировании структуры в реакциях осаждения.
