Соосаждение является загрязнением нерастворимого вещества , которое переносит растворенные растворенные вещества из жидкой среды. Здесь слово «загрязнение» применяется в тех случаях, когда растворимые растворенные вещества, осажденные нерастворимой подложкой, нежелательны; но когда это не так, под рукой альтернативный аналитический или синтетический метод.
С другой стороны, нерастворимый носитель представляет собой осажденное вещество. Это может переносить растворимое вещество внутрь (абсорбция) или на его поверхность (адсорбция). То, как вы это сделаете, полностью изменит физико-химические свойства полученного твердого вещества.
Источник: Габриэль Боливар
Хотя концепция соосаждения может показаться немного запутанной, она встречается чаще, чем вы думаете. Зачем? Потому что образуются не только простые загрязненные твердые вещества, но и твердые растворы сложной структуры, богатые бесценными компонентами. Почва, из которой питаются растения, является примером соосаждения.
Точно так же минералы, керамика, глины и примеси во льду также являются продуктом этого явления. В противном случае почвы потеряли бы большую часть своих основных элементов, минералы не были бы такими, какими они известны в настоящее время, и не было бы важного метода синтеза новых материалов.
Что такое соосаждение?
Чтобы лучше понять идею соосаждения, предлагается следующий пример.
Выше (верхнее изображение) две емкости с водой, одна из которых содержит растворенный NaCl. NaCl - это хорошо растворимая в воде соль, но размеры белых точек преувеличены для пояснения. Каждая белая точка будет представлять собой небольшие агрегаты NaCl в растворе на грани насыщения.
Смесь сульфида натрия Na 2 S и нитрата серебра AgNO 3 , добавленная в оба сосуда , приведет к осаждению нерастворимого черного твердого вещества сульфида серебра AgS:
Na 2 S + AgNO 3 => AgS + NaNO 3
Как видно в первом контейнере с водой, выпадает черное твердое вещество (черная сфера). Однако это твердое вещество в емкости с растворенным NaCl несет частицы этой соли (черная сфера с белыми точками). NaCl растворим в воде, но при осаждении AgS он адсорбируется на черной поверхности.
Затем говорят, что NaCl соосаждался на AgS. Если проанализировать черное твердое вещество, на поверхности можно будет увидеть микрокристаллы NaCl.
Однако эти кристаллы также могут находиться внутри AgS, поэтому твердое вещество «станет» сероватым (белый + черный = серый).
Типы
Черная сфера с белыми точками и серая сфера демонстрируют, что растворимое растворенное вещество может совместно осаждаться по-разному.
В первом случае это происходит поверхностно, адсорбируясь на нерастворимом носителе (AgS в предыдущем примере); а во втором - внутренне, «изменяя» черный цвет осадка.
Можно ли получить другие типы твердых тел? То есть сфера с черной и белой фазами, то есть AgS и NaCl (вместе с NaNO 3, который также соосажден). Вот где проявляется изобретательность в синтезе новых твердых тел и материалов.
Однако, возвращаясь к исходной точке, в основном растворимые растворенные вещества соосаждены, образуя различные типы твердых веществ. Типы соосаждения и образующиеся в результате твердые вещества будут упомянуты ниже.
включение
Мы говорим о включении, когда в кристаллической решетке один из ионов может быть заменен одним из совместно осажденных растворимых веществ.
Например, если бы NaCl соосаждался посредством включения, ионы Na + заняли бы место Ag + в части кристаллического массива.
Однако из всех типов соосаждения это наименее вероятно; поскольку для этого ионные радиусы должны быть очень похожими. Возвращаясь к серой сфере изображения, включение будет представлено одним из более светлых сероватых тонов.
Как только что упоминалось, включение происходит в кристаллических твердых веществах, и для их получения необходимо знать химический состав растворов и несколько факторов (T, pH, время перемешивания, молярные отношения и т. Д.).
окклюзия
При окклюзии ионы захватываются кристаллической решеткой, но без замены какого-либо иона в массиве. Например, поглощенные кристаллы NaCl могут образовываться внутри AgS. Графически это можно представить как белый кристалл, окруженный черными кристаллами.
Этот тип соосаждения является одним из самых распространенных, и благодаря ему происходит синтез новых кристаллических твердых частиц. Окклюдированные частицы невозможно удалить простой промывкой. Для этого потребуется перекристаллизовать всю сборку, то есть нерастворимую подложку.
И включение, и окклюзия - это процессы поглощения, данные в кристаллических структурах.
адсорбция
При адсорбции соосажденное твердое вещество лежит на поверхности нерастворимого носителя. Размер частиц этого носителя определяет тип получаемого твердого вещества.
Если они небольшие, получится коагулированное твердое вещество, из которого легко удалить примеси; но если они очень маленькие, твердое вещество поглотит большое количество воды и станет студенистым.
Возвращаясь к черной сфере с белыми точками, кристаллы NaCl, соосажденные на AgS, можно промыть дистиллированной водой. Так продолжайте до тех пор, пока не будет очищен AgS, который затем можно нагреть, чтобы испарить всю воду.
Приложения
Каковы применения соосаждения? Некоторые из них следующие:
-Это позволяет количественно определять растворимые вещества, которые нелегко осаждаются из среды. Таким образом, через нерастворимый носитель он переносит, например, радиоактивные изотопы, такие как франций, для дальнейшего изучения и анализа.
- Жидкая среда очищается за счет соосаждения ионов в гелеобразных твердых телах. В этих случаях даже более желательна окклюзия, поскольку нечистота не сможет выйти наружу.
-Сопреципитация позволяет включать вещества в твердые частицы во время их образования. Если твердое вещество представляет собой полимер, оно будет поглощать растворимые вещества, которые затем будут совместно осаждаться внутри, придавая ему новые свойства. Если это целлюлоза, например, кобальт (или другой металл) может быть соосажден в ней.
-В дополнение ко всему вышесказанному, соосаждение является одним из ключевых методов синтеза наночастиц на нерастворимом носителе. Благодаря этому, среди многих других были синтезированы бионаноматериалы и наночастицы магнетита.
Ссылки
- Дэй Р. и Андервуд А. (1986). Количественная аналитическая химия (пятое изд.). ПИРСОН Прентис Холл.
- Wikipedia. (2018). Соосаждение. Получено с: en.wikipedia.org
- NPTEL. (SF). Осадки и совместные осадки. Получено с: nptel.ac.in
- Мудрый Компьютерщик. (2018). Что такое соосаждение. Получено с :wisegeek.com
- Уилсон Сакки Петернеле, Виктория Монге Фуэнтес, Мария Луиза Фачинели и другие. (2014). Экспериментальное исследование метода соосаждения: подход к получению наночастиц магнетита и маггемита с улучшенными свойствами. Журнал наноматериалов, т. 2014, Идентификатор статьи 682985, 10 стр.