A párosulás egy oldhatatlan anyag szennyeződése, amely a folyékony közeg oldott oldott anyagát hordozza. Itt a „szennyeződés” szót kell alkalmazni azokban az esetekben, amikor az oldhatatlan hordozóval kicsapódó oldódó anyagok nem kívánatosak; de ha nem, akkor alternatív analitikai vagy szintetikus módszer van a kezében.
Másrészt az oldhatatlan hordozóanyag a kicsapódott anyag. Ez hordozhatja az oldható oldott anyagot belül (abszorpció) vagy annak felületén (adszorpció). A módja teljesen megváltoztatja a kapott szilárd anyag fizikai-kémiai tulajdonságait.
Forrás: Gabriel Bolívar
Noha a párosodás fogalma kissé zavarónak tűnhet, ez gyakoribb, mint gondolnád. Miért? Mivel az egyszerű szennyezett szilárd anyagokon túl összetett szerkezetű és felbecsülhetetlen értékű alkotóelemekben gazdag szilárd oldatok képződnek. A talaj, amelyből a növényeket táplálják, példák a párosodásra.
Hasonlóképpen, az ásványok, kerámiák, agyagok és a jég szennyeződései szintén ennek a jelenségnek a termékei. Ellenkező esetben a talaj elveszíti lényeges elemeinek nagy részét, az ásványok nem lennének olyanok, mint amilyenek jelenleg ismertek, és nem lenne fontos módszer új anyagok előállítására.
Mi a párhuzamos csapadék?
A párosodás elképzelésének jobb megértése érdekében a következő példát adjuk meg.
A fenti kép felett (felső kép) két tartály van vízzel, amelyek közül az egyik oldott NaCl-t tartalmaz. A NaCl erősen vízben oldódó só, de a fehér pontok mérete magyarázó célból túlzott. Minden egyes fehér pont NaCl kis aggregátuma lesz a telítettség szélén lévő oldatban.
A keveréket nátrium-szulfid, Na 2 S, és ezüst-nitrát, ezüst-nitráttal 3, hozzáadjuk a két hajó, kicsapódnak oldhatatlan fekete szilárd ezüst-szulfid, AGS:
Na 2 S + AgNO 3 => AGS + NaNO 3
Amint az az első víztartályban látható, fekete szilárd anyag (fekete gömb) csapódik ki. Az oldott NaCl-tartalmú tartályban lévő szilárd anyag azonban hordozza ennek a sónak a részecskéit (fekete gömb, fehér pöttyökkel). A NaCl vízben oldódik, de amint az AgS kicsapódik, a fekete felületre adszorbeálódik.
Azt mondják, hogy a NaCl kicsapódott az AgS-en. Ha a fekete szilárd anyagot elemezzük, NaCl mikrokristályok láthatók a felszínen.
Ezek a kristályok ugyanakkor az AgS-ben is lehetnek, tehát a szilárd anyag szürkésvé válhat (fehér + fekete = szürke).
típusai
A fehér pontokkal ellátott fekete gömb és a szürke gömb azt mutatják, hogy az oldható oldott anyag különféle módon kicsapódhat.
Az elsőben ezt felületesen adszorbeálja az oldhatatlan hordozóra (az előző példában az AgS); míg a másodikban ezt belsőleg teszi, "megváltoztatva" a csapadék fekete színét.
Tudsz más típusú szilárd anyagokat is kapni? Vagyis egy gömb fekete-fehér fázisokkal, vagyis AgS-vel és NaCl-vel (a NaNO 3- tal együtt, amely szintén kicsapódik). Itt merül fel az új szilárd anyagok és anyagok szintézisének találékonysága.
Visszatérve a kiindulási pontra, alapvetően az oldható oldott anyag különféle szilárd anyagokat generál. Az alábbiakban említjük a kicsapódás típusát és az ezekből származó szilárd anyagokat.
Befogadás
Az inklúzióról beszélünk, amikor a kristályrácsban az egyik ion helyettesíthető a kicsapódott oldható anyag egyikével.
Például, ha a NaCl részlegesen kicsapódott volna az inklúzió révén, akkor a Na + -ionok átvitték az Ag + helyét a kristálytömb egy részében.
Ugyanakkor az összes csapadék típusa közül ez a legkevésbé valószínű; mivel ahhoz, hogy ez megtörténjen, az ionsugárnak nagyon hasonlónak kell lennie. Visszatérve a kép szürke szférájához, az inklúziót az egyik világosabb szürkés tónus képviseli.
Mint már említettem, a beépítés kristályos szilárd anyagokban fordul elő, és ezek előállításához rendelkeznie kell az oldatok kémiai ismeretével és számos tényezővel (T, pH, keverési idő, mólarány stb.).
Okklúzió
Az elzáródás során az ionok a kristályrácsban csapdába esnek, de a tömbben egyetlen ion helyettesítése nélkül. Például az elzáródott NaCl-kristályok képezhetnek az AgS-en belül. Grafikailag fehér kristályként jeleníthető meg, amelyet fekete kristályok vesz körül.
Az ilyen típusú kicsapódás az egyik leggyakoribb, és ennek köszönhetően új kristályos szilárd anyagok szintézise alakul ki. Az elhagyott részecskék egyszerű mosással nem távolíthatók el. Ehhez át kell kristályosítani a teljes szerelvényt, azaz az oldhatatlan hordozót.
Mind az inklúzió, mind az elzáródás abszorpciós folyamatok, amelyeket kristályszerkezetekben adunk meg.
Adszorpció
Adszorpciókor a kicsapódott szilárd anyag az oldhatatlan hordozó felületén fekszik. Ennek a hordozónak a részecskéinek mérete határozza meg a kapott szilárd anyag típusát.
Ha kicsik, akkor koagulált szilárd anyagot kapnak, amelyből könnyen eltávolíthatók a szennyeződések; de ha ezek nagyon kicsik, a szilárd anyag nagy mennyiségű vizet fog felszívni és zselatinos lesz.
Visszatérve a fekete gömbhöz, fehér pöttyökkel, az AgS-en kicsapódott NaCl-kristályokat desztillált vízzel mossuk. Ezután addig, amíg az AgS meg nem tisztul, azután melegíthető, hogy az egész víz elpárologjon.
Alkalmazások
Melyek a párhuzamos csapadék alkalmazások? Néhány közülük a következő:
- Ez lehetővé teszi az oldható anyagok mennyiségének meghatározását, amelyek nem könnyen kicsapódnak a közegből. Így oldhatatlan hordozón keresztül például radioaktív izotópokat, például franciát hordoz a további vizsgálatokhoz és elemzésekhez.
-A zselatin szilárd anyagokban elválasztott ionok révén a folyékony közeget megtisztítják. Az elzáródás ezekben az esetekben még inkább kívánatos, mivel a szennyeződés nem képes kijutni kívülről.
- A kicsapás lehetővé teszi az anyagok beépítését szilárd anyagokba. Ha a szilárd anyag polimer, akkor felszívja az oldható oldott anyagokat, amelyek azután kicsapódnak benne, új tulajdonságokat adva. Ha ez például cellulóz, akkor a kobalt (vagy más fém) együtt kicsapódhat benne.
- A fentiek mellett a kopciprecipitáció az egyik kulcsfontosságú módszer a nanorészecskék oldhatatlan hordozón történő szintéziséhez. Ennek köszönhetően a bionanomatermékeket és a magnetit nanorészecskéket szintetizálták, többek között.
Irodalom
- Day, R. és Underwood, A. (1986). Kvantitatív analitikai kémia (ötödik kiadás). PEARSON Prentice Hall.
- Wikipedia. (2018). Koprecipitáció. Helyreállítva: en.wikipedia.org
- NPTEL. (Sf). Csapadék és párhuzamos csapadék. Helyreállítva: nptel.ac.in
- Bölcs Geek. (2018). Mi az a csapadékképződés? Helyreállítva: wisgeek.com
- Wilson Sacchi Peternele, Victoria Monge Fuentes, Maria Luiza Fascineli et al. (2014). A kicsapódási módszer kísérleti vizsgálata: Módszer javított tulajdonságokkal rendelkező magnetit és maghemit nanorészecskék előállításához. Journal of Nanomaterials, vol. 2014, ID: 682985, 10 oldal.