Осадки (химия) - Precipitation (chemistry)

Эта статья поднимает множество проблем. Пожалуйста помоги Улучши это или обсудите эти вопросы на страница обсуждения. (Узнайте, как и когда удалить эти сообщения-шаблоны) Эта статья может быть недостаточно сфокусированным или может касаться более чем одной темы. Пожалуйста, помогите улучшить эту статью, возможно, расщепление статью и / или введя страница значений, или обсудите этот вопрос на страница обсуждения. (Август 2017 г.) Эта статья нужны дополнительные цитаты для проверка. Пожалуйста помоги улучшить эту статью к добавление цитат в надежные источники. Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. Найдите источники: «Осадочная» химия  – Новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR (Февраль 2008 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

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]

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)

${ Displaystyle { ce {AgNO3 + KCl -> AgCl (v) + KNO3}}}$

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.

${ displaystyle { ce {Ag + + NO3 ^ - + K + + Cl ^ - -> AgCl (v) + K + + NO3 ^ -}}}$

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.

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

• Соосаждение
• Соление в
• Высаливание
• Вскипание

Рекомендации

Дополнительное чтение

• Зумдал, Стивен С. (2005). Химические принципы (5-е изд.). Нью-Йорк: Хоутон Миффлин. ISBN  0-618-37206-7.

внешняя ссылка

• Реакции осаждения некоторых катионов
• Инструменты для пищеварения
• Диссертация о формировании рисунка в реакциях осаждения.