Созревание осадков- понятие и для каких осадков характерно

Процесс созревания осадка заключается в том, что более крупные кристаллики увеличиваются в размерах, а более мелкие постепенно уменьшаются и исчезают. Это объясняется тем, что растворимость мелких частичек данного вещества больше, чем крупных его частиц. Поэтому раствор, насыщенный в отношении мелких частиц, является пересыщенным по отношению к более крупным частицам вещества. В результате этого наблюдается рост крупных частиц осадка за счет мелких.

При нагревании раствора (или при стоянии осадка в соприкосновении с маточным раствором) в процессе созревания осадка крупные кри сталлы растут за счет мелких. При этом происходит уменьшение общей удельной поверхности кристаллов, так как чем мельче частицы вещества, занимающего определенный объем, тем больше их суммарная поверх чость. [2]

При нагревании раствора (или при стоянии осадка в соприкосновении с маточным раствором) в процессе созревания осадка крупные кристаллы растут за счет мелких, При этом происходит уменьшение общей и удельной поверхности кристаллов, так как чем мельче частицы вещества, занимающего определенный объем, тем больше их суммарная поверх - ность. [3]

Поэтому мелкие кристаллы растворяются быстрее, чем крупные, и крупные кристаллы растут за счет мелких. В процессе созревания осадка мелкие кристаллы растворяются, а более крупные растут. [4]

Поэтому мелкие кристаллы растворяются быстрее, чем крупные, и крупные кристаллы растут за счет мелких. В процессе созревания осадка мелкие кристаллы растворяются, а крупные растут. [5]

Поэтому мелкие кристаллы растворяются быстрее, чем крупные, и крупные кристаллы растут за счет мелких. Таким образом, в процессе созревания осадка мелкие кристаллы растворяются, а крупные увеличиваются в объеме. [6]

Поэтому оно происходит при обыкно венной температуре весьма медленно. Повы-шение температуры, увеличивая скорость движе-ния молекул, ускоряет и процесс созревания осадка. Следовательно, его выгодно вести, поме-щая стакан с осадком в теплое место.

Созревание осадков. Для каких осадков это характерно?

Созревание – это процесс укрупнения кристаллического осадка за счет растворения мелких кристаллов (старение). Время «созревания» осадка можно сократить, нагревая раствор с осадком.

«Созревание» по Оствальду заключается в растворении мелких кристаллов и упорядочении роста больших кристаллов. Термическое старение — упорядочение роста кристаллов под действием температуры. Химическое старение характерно для гидратов солей, например осадок оксалата кальция выпадает в виде смеси ди- и тригидрата, которые при повышении температуры переходят в моногидрат, при этом осадок самоочищается. В результате процесса старения образуется более чистый, крупнокристаллический, лучше фильтрующийся осадок с кристаллами более правильной формы.

Соосаждение и его виды

Образование осадка в растворе осложняется протеканием различных сопутствующих процессов, называемых соосаждением, т.е. совместным осаждением.

Под соосаждением понимают выпадение в осадок соединений, произведение растворимости которых еще не достигнуто, поэтому в отсутствие других осадков они не осаждаются.

По механизму захвата посторонних веществ различают несколько видов соосаждения: адсорбцию, окклюзию, образование твердого раствора (изоморфизм).

Адсорбцией называется взаимодействие вещества с поверхностью твердого тела (адсорбента).

Адсорбировнные частицы находятся в равновесии с частицами в растворе, т.е. процесс адсорбции обратим. Зависимость количества адсорбированного вещества от концентрации раствора при постоянной температуре называют изотермой адсорбции.

Адсорбция осадком ионов из раствора несколько отличается от адсорбции молекул. В соответствии с правилом Панета–Фаянса–Гана, осадок адсорбирует из раствора те ионы, которые образуют наименее растворимое или наименее диссоциированное соединение с одним из ионов осадка. В первую очередь на поверхности осадка адсорбируются ионы, входящие в состав осадка и имеющиеся в растворе в избытке.

Окклюзия – вид соосаждения, при котором происходит захват примесей из раствора внутрь кристалла.

Общее правило окклюзии: в осадке будут преобладать окклюдированные посторонние анионы, когда в растворе во время осаждения в избытке содержится осаждаемый катион, и в осадке будут преобладать окклюдированные посторонние катионы, когда в растворе при осаждении в избытке находится осаждаемый анион.

Для борьбы с окклюдированными примесями наиболее эффективным приемом является переосаждение. Осадок растворяют в подходящем растворителе и снова осаждают. Так как одной из причин окклюзии является захват посторонних веществ в процессе роста кристаллов, то ясно, что количество примесей в повторно осажденном осадке будет меньше.

Изоморфизм – свойство ионов замещать друг друга в кристалле с образованием фаз переменного состава: смешанных кристаллов или твердых растворов.

При образовании твердого раствора один из ионов замещается в кристаллической решетке другим ионом при условии, что заряд их одинаков, размеры близки (разница до 10-15 %), а строение кристаллической решетки обоих соединений одинаково. Типичным примером служит изоморфное соосаждение BaSO4 и RaSO4.

Изоморфное соосаждение подчиняется правилу Хлопина (его называют также законом Хлопина)

Fraction:Fraction,

где D – коэффициент кристаллизации, не зависящий от концентрации, х – доля микрокомпонента, перешедшая в осадок, у – доля макрокомпонента, перешедшая в осадок.

От изоморфных примесей освободиться переосаждением или промыванием осадка невозможно, поэтому здесь нужны превентивные (предупреждающие) меры - изменение заряда или вида соосаждающего иона, например, комплексообразованием.

Соосаждение, виды соосаждения.

Соосаждение – это явление, при котором осадок увлекает за собой посторонние вещества из раствора. Является одной из серьезных помех при выполнении гравиметрического определения.Можно выделить следующие виды соосаждений:

1) Окклюзия – процесс захвата примесей микрокомпонента внутрь растущих кристаллов осадка основного компонента.

2) Изоморфизм – процесс образования «смешанных кристаллов» ионами основного компонента и микрокомпонента, имеющих близкие радиусы.

3) Соосаждение с образованием химических соединений между осаждаемым веществом и присутствующими в растворе примесями.

4) Адсорбция с соосаждения в результате поверхностей адсорбации примесей осадком, часто встречается при осаждении аморфных веществ. Но адсорбация - это обратимый процесс. При длительном промывании осадка жидкостью поглощенные им примеси могут быть десорбированы, вымыты и удалены.

Сорбция и десорбция – назначения и их различия. Сорбция (от лат. sorbeo — поглощаю) — поглощение твёрдым телом либо жидкостью различных веществ из окружающей среды. Поглощаемое вещество, находящееся в среде, называют сорбатом (сорбтивом), поглощающее твёрдое тело или жидкость — сорбентом. По характеру поглощения сорбата сорбционные явления делятся на два типа: адсорбцию — концентрирование сорбата на поверхности раздела фаз или его поглощение поверхностным слоем сорбента и абсорбцию — объёмное поглощение, при котором сорбат распределяется по всему объёму сорбента.

В свою очередь, различают два типа адсорбции — физическую адсорбцию, при которой повышение концентрации сорбата на поверхности раздела фаз обусловлено неспецифическими (то есть не зависящие от природы вещества) силами Ван-дер-Ваальса и химическую адсорбцию (хемосорбцию), обусловленную протеканием химических реакций сорбата с веществом поверхности сорбента. Физическая адсорбция слабоспецифична, обратима и её тепловой эффект невелик (единицы кДж/моль). Хемосорбция избирательна, обычно необратима и её теплота составляет от десятков до сотен (хемосорбция кислорода на металлах) кДж/моль.

Абсорбция

Абсорбция в химии — физический или химический феномен или процесс, при котором атомы, молекулы или ионы входят в какое-либо объёмное состояние — газ, жидкость или твёрдое тело. Это процесс, отличный от адсорбции, поскольку молекулы, подвергающиеся абсорбции, забираются по объёму, а не по поверхности (как происходит в случае с адсорбцией). Более общий термин — сорбция, который охватывает процессы абсорбции, адсорбции и ионного обмена. Абсорбция, в основном — это процесс, при котором что-то присоединяет другую субстанцию.^[1]

Если абсорбция является физическим процессом, не сопровождаемым другими физическими или химическими процессами, она обычно подчиняется закону распределения Нернста:"при равновесии отношение концентраций третьего компонента в двух жидких состояниях является постоянной величиной.";

Объём постоянной K_N зависит от температуры и называется коэффициентом распределения. Это равенство верно при условии, что концентрации не слишком велики и если молекулы "х" не меняют свою форму в любом другом из двух состояний. Если такая молекула подвергается ассоциации или диссоциации, тогда это равенство всё так же описывает равновесие между "х" в обоих состояниях, но только для той же формы — концентрации всех оставшихся форм должны быть рассчитаны с учетом всех остальных равновесий.^[1]

В случае газовой абсорбции можно рассчитать концентрацию используя например Закон идеального газа, c = p/RT. В качестве альтернативы можно использовать парциальное давление вместо концентраций.

Во многих технологически важных процессах, химическая абсорбция используется вместо физического процесса, например абсорбция углекислого газа гидроксидом натрия — такие процессы не следуют закону распределения Нернста.

Для некоторых примеров этого эффекта можно рассмотреть экстракцию, при которой можно извлечь компонент из одной жидкой фазы раствора и перенести в другую без химической реакции. Примеры таких растворов — благородные газы и оксид осмия