Осаждение

Осажде́ние, преципита́ция — образование твёрдого осадка в растворе в процессе химической реакции, например, при добавлении соответствующих реагентов. Химическое вещество, вызывающее образование твёрдого вещества, называют «осадителем».

Образовавшийся сухой остаток называют преципитатом (от лат. praecipitatio — «стремительное падение»), а жидкость выше него — супернатантом или надосадочной жидкостью.

В результате осаждения выпадающее в осадок вещество обычно мелкодисперсно — состоит из мельчайших кристаллов или аморфных частиц и после реакции образуется суспензия, со временем твёрдые частицы выпадают в виде компактного осадка на дно сосуда — процесс отстаивания суспензии. Если плотность частиц суспензии близка к плотности жидкости, то выпадение осадка замедляется. Со временем частицы суспензии слипаются в более крупные агрегаты, этот процесс называют коагуляция или флокуляция. Увеличение размеров агрегатов частиц ускоряет выпадение осадка на дно. Также для ускорения выпадения осадка применяют центрифуги.

Описание процесса

В большинстве случаев образование осадка вызвано физическими причинами, каждое вещество имеет определённую растворимость, которая при изменении температуры, изменения насыщенности или давления может меняться. Если растворимость падает, или снижается концентрация растворителя в результате, например, выпаривания раствора, то в результате физического процесса образуется перенасыщенный раствор и из него вещество выпадает в виде кристаллического осадка.

В процессе же преципитации происходит химическая реакция, в результате которой образуется нерастворимое или малорастворимое соединение, для которого раствор перенасыщен и оно выделяется в виде твёрдых частиц, взвешенных в растворе. Вещество, вызывающее выпадение осадка называют осадителем.

Классическим примером выпадения осадка в результате химической реакции является выпадение нерастворимых галогенидов серебра при взаимодействии растворимой соли серебра с растворимым галогенидом, например, выпадение хлорида серебра (${\displaystyle {\ce {AgCl}}}$) при взаимодействии в растворе растворимого нитрата серебра (${\displaystyle {\ce {AgNO3}}}$) с хлоридом калия (${\displaystyle {\ce {KCl}}}$):

${\displaystyle {\ce {AgNO3 + KCl -> AgCl v + KNO3}}}$,

или в ионной форме:

${\displaystyle {\ce {Ag+ + NO3^- + K+ + Cl^- -> AgCl v + K+ + NO3^-}}}$.

Второй пример — отделение олова сероводородом из кислого раствора (например, ${\displaystyle {\ce {H2SO4}}}$) позволяет отделить олово от железа и ряда других элементов, не осаждающихся в этих условиях.^[1] Также для отделения и концентрации олова осаждение и соосаждением используют соединяения, содержащие мышьях , тионалид.^[1]

Применение

Осаждение широко используется в аналитической химии для качественного и количественного анализа и заключается в выделении из раствора химических соединений в виде малорастворимого соединения добавлением в раствор подходящего осадителя. При количественном анализе отделённый от раствора осадок, например, с помощью фильтрования, высушивают и взвешивают.

Осадки многих веществ окрашены, по цвету осадка можно судить о качественном составе исследуемого вещества.

В гидрометаллургии применяется также электролитическое осаждение, в особенности для соединений цветных металлов. Электролизом осаждаются не только металлы, но и оксиды, например, диоксида свинца и марганца — на аноде, оксиды молибдена и урана — на катоде.

Осаждение применяется также в нефтедобывающей промышленности, в биохимических, санитарно-гигиенических и клинических лабораториях.

Так как образующийся осадок обычно имеет микрокристаллическую структуру процесс преципитации наряду с другими методами применяется для получения мелкодисперсных веществ, например, пигментов в лакокрасочной промышленности, или абразивных порошков.

См. также

• CVD-процесс
• Геттерирование
• Спиртовая преципитация

Источники

• Кольтхоф И. М., Сендэл Е. Б. Количественный анализ, пер. с англ., 3 изд., М. — Л., 1948;
• Плаксин И. Н., Юхтанов Д. М. Гидрометаллургия, М., 1949.

Эта страница в последний раз была отредактирована 21 августа 2023 в 21:14.