Coprecipitation w tym, co składa, typy i zastosowania



The coprecipitation jest zanieczyszczeniem nierozpuszczalnej substancji, która przenosi rozpuszczone substancje rozpuszczone z ciekłego medium. Tutaj słowo „zanieczyszczenie” stosuje się do przypadków, w których rozpuszczalne substancje rozpuszczone wytrącone przez nierozpuszczalne podłoże są niepożądane; ale gdy nie są, dostępna jest alternatywna metoda analityczna lub syntetyczna.

Z drugiej strony nierozpuszczalnym podłożem jest strącona substancja. Może to zawierać rozpuszczalną substancję rozpuszczoną wewnątrz (absorpcja) lub na jej powierzchni (adsorpcja). Sposób, w jaki to robi, całkowicie zmieni właściwości fizykochemiczne powstałego ciała stałego.

Chociaż koncepcja coprecipitation może wydawać się nieco myląca, jest bardziej powszechna niż myślisz. Dlaczego? Ponieważ, bardziej niż proste zanieczyszczone ciała stałe, tworzą się stałe roztwory złożonych struktur i bogate w nieocenione składniki. Gleba, z której żywią się rośliny, jest przykładem wyników współstrącania.

Podobnie minerały, ceramika, gliny i zanieczyszczenia w lodzie są również produktem tego zjawiska. Jeśli nie, gleby straciłyby znaczną część swoich podstawowych elementów, minerały nie byłyby takie, jakie są znane dzisiaj, a nie byłoby ważnej metody syntezy nowych materiałów..

Indeks

  • 1 Co to jest coprecipitation??
  • 2 typy
    • 2.1 Włączenie
    • 2.2 Okluzja
    • 2.3 Adsorpcja
  • 3 aplikacje
  • 4 odniesienia

Czym jest coprecipitation??

Aby lepiej zrozumieć ideę współstrącania, przedstawiono następujący przykład.

Powyżej (górny obraz) masz dwa pojemniki z wodą, z których jedna zawiera rozpuszczony NaCl. NaCl jest solą wysoce rozpuszczalną w wodzie, ale rozmiary białych kropek są przesadzone dla celów wyjaśniających. Każda biała kropka stanie się małym agregatem NaCl w roztworze na krawędzi nasycenia.

Dodanie do obu pojemników mieszaniny siarczku sodu, Na2S i azotan srebra, AgNO3, wytrąci nierozpuszczalną czarną substancję stałą siarczku srebra, AgS:

Na2S + AgNO3 => AgS + NaNO3

Jak widać w pierwszym pojemniku z wodą, wytrąca się czarne ciało stałe (czarna kula). Jednak to ciało stałe w pojemniku z rozpuszczonym NaCl przenosi cząstki tej soli (czarna kula z białymi kropkami). NaCl jest rozpuszczalny w wodzie, ale podczas wytrącania AgS jest adsorbowany na czarnej powierzchni.

Mówi się wtedy, że NaCl wytrącał się na AgS. Jeśli analizowano czarne ciało stałe, można było zaobserwować mikrokryształy NaCl na powierzchni.

Jednakże kryształy te mogą również znajdować się w AgS, więc bryła „zmieni się” w szarą (biały + czarny = szary).

Typy

Czarna kula z białymi kropkami i szara kula pokazują, że rozpuszczalna substancja rozpuszczona może współstrącać się na różne sposoby.

W pierwszym robi to powierzchownie, zaadsorbowane na nierozpuszczalnym podłożu (AgS w poprzednim przykładzie); podczas gdy w drugim robi to wewnętrznie, „zmieniając” czarny kolor osadu.

Czy możesz uzyskać inne rodzaje brył? Oznacza to, że kula z czarnymi i białymi fazami, czyli AgS i NaCl (razem z NaNO3 to także coprecipita). Tu powstaje pomysłowość syntezy nowych ciał stałych i materiałów.

Jednak wracając do punktu początkowego, zasadniczo rozpuszczalna substancja rozpuszczona współrecypituje, generując różne typy ciał stałych. Następnie wymienimy rodzaje współstrącania i ciała stałe, które z nich wynikają.

Włączenie

Mówi się o włączeniu, gdy w sieci krystalicznej jeden z jonów może zostać zastąpiony przez część współstrąconej substancji rozpuszczalnej.

Na przykład, jeśli NaCl wytrącił się przez inkluzję, jony Na+ zajęliby miejsce Ag+ w części układu kryształu.

Jednak ze wszystkich rodzajów współstrącania jest to najmniej prawdopodobne; ponieważ aby tak się stało, promienie jonowe muszą być bardzo podobne. Wracając do szarej sfery obrazu, włączenie będzie reprezentowane przez jeden z jaśniejszych szarawych odcieni.

Jak już wspomniano, inkluzja występuje w krystalicznych ciałach stałych i aby je uzyskać, należy opanować chemię roztworów i kilka czynników (T, pH, czas mieszania, stosunki molowe itp.).

Okluzja

W okluzji jony są uwięzione w sieci krystalicznej, ale nie zastępują żadnego jonu macierzy. Na przykład, zamknięte kryształy NaCl mogą tworzyć się w AgS. Graficznie można go było wizualizować jako biały kryształ otoczony czarnymi kryształami.

Ten typ współstrącania jest jednym z najczęstszych, a dzięki niemu następuje synteza nowych krystalicznych ciał stałych. Zablokowane cząstki nie mogą być usunięte za pomocą prostych prań. W tym celu konieczne byłoby przekrystalizowanie całości, czyli nierozpuszczalnego podłoża.

Zarówno inkluzja jak i okluzja są procesami absorpcji podanymi w strukturach krystalicznych.

Adsorpcja

W adsorpcji współstrącone ciało stałe leży na powierzchni nierozpuszczalnego podłoża. Wielkość cząstek tego wsparcia określa typ otrzymanego ciała stałego.

Jeśli są małe, uzyskuje się skoagulowaną substancję stałą, z której łatwo jest usunąć zanieczyszczenia; ale jeśli są bardzo małe, ciało stałe pochłonie obfite ilości wody i będzie galaretowate.

Wracając do czarnej kuli z białymi kropkami, kryształy NaCl wytrącone na AgS można przemyć wodą destylowaną. Tak dalej, aż do oczyszczenia AgS, który można następnie podgrzać, aby odparować całą wodę.

Aplikacje

Jakie są zastosowania współstrącania? Niektóre z nich są następujące:

-Pozwala określić ilościowo rozpuszczalne substancje, które nie są łatwo wytrącane z podłoża. Zatem poprzez nierozpuszczalne podłoże pociąga za sobą na przykład radioaktywne izotopy, takie jak frans, do dalszych badań i analiz.

-Przez współstrącanie jonów w żelatynowych ciałach stałych oczyszcza się płynne medium. W takich przypadkach okluzja jest jeszcze bardziej pożądana, ponieważ zanieczyszczenie nie może wydostać się na zewnątrz.

-Coprecipitation umożliwia włączenie substancji do ciał stałych podczas ich tworzenia. Jeśli ciało stałe jest polimerem, wówczas wchłonie rozpuszczalne substancje rozpuszczone, które następnie wytrąci się w środku, nadając mu nowe właściwości. Na przykład, jeśli jest to celuloza, można by ją wtrącić do kobaltu (lub innego metalu).

-Oprócz wszystkich powyższych, współstrącanie jest jedną z kluczowych metod syntezy nanocząstek na nierozpuszczalnym podłożu. Dzięki temu zsyntetyzowano bionanomateriały i nanocząstki magnetytu, między innymi.

Referencje

  1. Day, R. i Underwood, A. (1986). Ilościowa chemia analityczna (piąte wydanie). PEARSON Prentice Hall.
  2. Wikipedia. (2018). Coprecipitation. Źródło: en.wikipedia.org
  3. NPTEL. (s.f.). Opady i współstrącanie. Źródło: nptel.ac.in
  4. Wise Geek (2018). Czym jest Coprecipitation Źródło: wisegeek.com
  5. Wilson Sacchi Peternele, Victoria Monge Fuentes, Maria Luiza Fascineli, et al. (2014). Eksperymentalne badania metody Coprecipitation: podejście do otrzymywania nanocząstek magnetytu i maghemitu o ulepszonych właściwościach. Journal of Nanomaterials, tom. 2014, numer artykułu 682985, 10 stron.