共沉淀現(xiàn)象是怎樣發(fā)生的?如何減少共沉淀現(xiàn)象?
作者:訪客發(fā)布時(shí)間:2021-09-20分類:催化劑及助劑瀏覽:200
(1)表面吸附 表面吸附是由沉淀表面構(gòu)晶離子的力場不平衡引起的。以AgCl沉淀為例,晶體內(nèi)部的每個(gè)Ag+離子周圍排布著6個(gè)Cl-離子,每個(gè)Cl-離子周圍也排布著6個(gè)Ag+離子,力場處于平衡狀態(tài)。晶體表面的每個(gè)Ag+(或Cl-)離子僅與5個(gè)相反電荷的構(gòu)晶離子為鄰, 從而導(dǎo)致力場不平衡。晶棱和晶角上構(gòu)晶離子的力場不平衡狀態(tài)更甚。力場不平衡的構(gòu)晶離子具有吸附異電荷微粒的能力。例如, AgCl沉淀表面能吸附過量沉淀劑(NaCl)帶進(jìn)溶液中的Cl-離子形成吸附層,吸附層的Cl-離子還可以通過靜電引力吸附溶液中的Na+離子和H3O+離子形成擴(kuò)散層,擴(kuò)散層中的部分離子還可因Cl-離子的強(qiáng)烈吸引力而進(jìn)入吸附層。 吸附雜質(zhì)的多少與沉淀的總表面積和溶液的溫度有關(guān)。對同量沉淀而言, 顆粒越小比表面越大, 與溶液的接觸面積越大, 吸附的雜質(zhì)也越多。無定形沉淀的比表面特別大, 表面吸附現(xiàn)象也特別嚴(yán)重。由于吸附是放熱過程, 因而提高溫度有利于減少對雜質(zhì)的吸附。 溶液中的離子可被沉淀表面吸附, 表面吸附的離子也可重新進(jìn)入溶液。因而通過洗滌操作可使沉淀凈化。 (2)吸留 沉淀生成速率太快, 導(dǎo)致表面吸附的雜質(zhì)離子來不及離開沉淀表面, 而被后來沉淀上去的離子覆蓋在沉淀內(nèi)部的共沉淀現(xiàn)象叫吸留。洗滌方法不能除去由吸留造成玷污, 除去這類雜質(zhì)一般通過沉淀陳化或重結(jié)晶的途徑實(shí)現(xiàn)。 (3)混晶或固溶體的生成 晶形沉淀都有一定的晶體結(jié)構(gòu)。如果溶液中存在與構(gòu)晶離子電荷相同、半徑相近的雜質(zhì)離子, 晶格中構(gòu)晶離子就可能部分地被雜質(zhì)離子取代而形成混晶, 混晶是固溶體的一種。生成混晶的條件十分嚴(yán)格,但只要具備了條件,避免生成混晶也困難。例如,Pb2+離子和Ba2+離子的電荷和半徑滿足生成混晶的條件, 只要有Pb2+離子存在(不論其濃度多么低),BaSO4沉淀過程中難以避免生成BaSO4-PbSO4混晶。以混晶方式存在的雜質(zhì)不能通過洗滌方法除去,陳化的方法也不奏效。如果有這種雜質(zhì), 只能在沉淀操作之前預(yù)先分離。
當(dāng)溶解度兩近時(shí)就會(huì)發(fā)生共沉淀現(xiàn)象,這是不可避免的。要減小共沉淀現(xiàn)象就必須改變某種物質(zhì)的溶解度,即加大其溶解度差異。實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)并不難,如通過酸堿性控制、利用配合物生成等來實(shí)現(xiàn)。如SO4(2-)和CrO4(2-)都可以與Ba(2+)生成沉淀,但可以提高溶液的酸度,使CrO4(2-)轉(zhuǎn)化為Cr2O7(2-),這樣就只有SO4(2-)生成沉淀了。2CrO4(2-) + 2H(+) = Cr2O7(2-) + H2O再如,F(xiàn)e(2+)與Cu(2+)都與OH(-)作用生成沉淀,但如果控制NH3性溶液,則Cu(2+)不生成沉淀而生成配合物。共沉淀也不會(huì)發(fā)生。
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