Koprecipitace je kontaminácia nerozpustné látky, ktorá nesie rozpustené rozpustené látky s kvapalným médiom. Tu sa slovo „kontaminácia“ používa v prípadoch, keď sú rozpustné rozpustené látky vyzrážané nerozpustným nosičom nežiaduce; ale ak nie sú, je k dispozícii alternatívna analytická alebo syntetická metóda.
Na druhej strane je nerozpustným nosičom vyzrážaná látka. To môže niesť rozpustenú rozpustenú látku vo vnútri (absorpcia) alebo na jej povrchu (adsorpcia). Spôsob, akým to urobíte, úplne zmení fyzikálno-chemické vlastnosti výslednej pevnej látky.
Zdroj: Gabriel Bolívar
Aj keď sa koncept spoločného zrážania môže zdať trochu mätúci, je bežnejší, ako si myslíte. Prečo? Pretože sa tvoria viac ako jednoduché kontaminované tuhé látky, vznikajú tuhé roztoky zložitých štruktúr a bohaté na neoceniteľné komponenty. Pôda, z ktorej sú rastliny vyživované, sú príkladmi spoločného zrážania.
Produkt tohto javu je tiež minerálom, keramikou, ílom a nečistotami v ľade. Inak by pôda stratila veľkú časť svojich základných prvkov, minerály by neboli, ako sú v súčasnosti známe, a nebola by dôležitá metóda na syntézu nových materiálov.
Čo je to spoločné zrážanie?
Na lepšie pochopenie myšlienky spoločného zrážania sa uvádza nasledujúci príklad.
Nad (horný obrázok) sú dve nádoby s vodou, z ktorých jedna obsahuje rozpustený NaCl. NaCl je vysoko rozpustná soľ, ale veľkosť bielych bodiek je pre vysvetľujúce účely zveličená. Každý biely bod budú malé agregáty NaCl v roztoku na pokraji saturácie.
Zmes sulfid sodný, Na 2 S, a dusičnanu strieborného, s dusičnanom strieborným 3 , pridá sa do oboch nádobách , sa vyzráža neriešiteľný čierne pevné látky sulfidu striebra, AGS:
Na 2 S + AgNO 3 => AGS + NaNO 3
Ako je zrejmé z prvého zásobníka vody, vyzráža sa čierna tuhá látka (čierna guľa). Táto pevná látka v nádobe s rozpusteným NaCl však obsahuje častice tejto soli (čierna guľa s bielymi bodkami). NaCl je rozpustný vo vode, ale ako sa zráža AgS, je adsorbovaný na čiernom povrchu.
Potom sa hovorí, že NaCI sa koprecipitoval na AgS. Ak sa analyzovala čierna tuhá látka, bolo možné vidieť na povrchu mikrokryštály NaCl.
Tieto kryštály by však mohli byť aj vo vnútri AgS, takže tuhá látka by sa „sfarbila“ do sivých (biela + čierna = sivá).
druhy
Čierna guľa s bielymi bodkami a sivá guľa ukazujú, že rozpustná solut sa môže zrážať rôznymi spôsobmi.
V prvom prípade je to povrchne adsorbované na nerozpustnom nosiči (AgS v predchádzajúcom príklade); zatiaľ čo v druhej, robí to interne, „mení“ čiernu farbu zrazeniny.
Môžete získať ďalšie typy tuhých látok? To znamená guľa s čiernou a bielou fázou, tj AgS a NaCl (spolu s NaNO 3, ktorá sa tiež zráža). Tu vzniká vynaliezavosť syntézy nových tuhých látok a materiálov.
Vráťme sa však späť k východiskovému bodu, v podstate sa však rozpustená rozpustená látka spolu zráža za vzniku rôznych druhov tuhých látok. Druhy zrážania a tuhých látok, ktoré z nich vyplývajú, budú uvedené nižšie.
zahrnutie
Hovoríme o inklúzii, keď v kryštalickej mriežke môže byť jeden z iónov nahradený jednou z ko-precipitovaných rozpustných látok.
Napríklad, ak by sa NaCl koprecipitoval prostredníctvom inklúzie, ióny Na + by nahradili Ag + v časti kryštálovej sústavy.
Avšak zo všetkých typov spoločného zrážania je to najmenej pravdepodobné; pretože, aby sa to stalo, musia byť iónové polomery veľmi podobné. Po návrate do sivej sféry obrazu bude inklúzia predstavovaná jedným zo svetlejších sivých odtieňov.
Ako už bolo uvedené, inklúzia sa vyskytuje v kryštalických tuhých látkach a na ich získanie je potrebné ovládať chémiu roztokov a niekoľko faktorov (T, pH, doba miešania, molárne pomery atď.).
occlusion
V oklúzii sú ióny zachytené vo vnútri kryštalickej mriežky, ale bez výmeny akéhokoľvek iónu v rade. Napríklad v AgS sa môžu tvoriť uzavreté kryštály NaCl. Graficky by to mohlo byť vizualizované ako biely kryštál obklopený čiernymi kryštálmi.
Tento typ spoločného zrážania je jedným z najbežnejších a vďaka nemu dochádza k syntéze nových kryštalických tuhých látok. Uniknuté častice nie je možné odstrániť jednoduchým umytím. Na tento účel by bolo potrebné rekryštalizovať celú zostavu, to znamená nerozpustný nosič.
Inklúzia aj oklúzia sú absorpčné procesy uvedené v kryštalických štruktúrach.
adsorpčné
Pri adsorpcii leží koprecipitovaná pevná látka na povrchu nerozpustného nosiča. Veľkosť častíc tohto nosiča definuje typ získanej tuhej látky.
Ak sú malé, získa sa koagulovaná pevná látka, z ktorej je ľahké odstrániť nečistoty; ale ak sú veľmi malé, pevná látka absorbuje veľké množstvo vody a bude želatínová.
Po návrate do čiernej gule s bielymi bodkami môžu byť kryštály NaCl spolu zrážané v AgS premyté destilovanou vodou. Tak ďalej, až kým sa AgS nevyčistí, ktorý sa potom môže zahriať na odparenie všetkej vody.
aplikácia
Aké sú aplikácie spoločného zrážania? Niektoré z nich sú tieto:
- Umožňuje kvantifikovať rozpustné látky, ktoré sa z média ľahko nevyzrážajú. Prostredníctvom nerozpustného nosiča teda nesie napríklad rádioaktívne izotopy, ako je francium, na ďalšie štúdium a analýzu.
- Koprecipitáciou iónov v želatínových pevných látkach sa kvapalné médium čistí. V týchto prípadoch je ešte výhodnejšia oklúzia, pretože nečistota nebude schopná uniknúť von.
- zrážanie umožňuje inkorporovať látky do pevných látok počas ich tvorby. Pokiaľ je tuhá látka polymér, absorbuje rozpustné rozpustené látky, ktoré sa potom vo vnútri zrážajú, čím sa získajú nové vlastnosti. Ak je to napríklad celulóza, mohol by sa v nej zrážať kobalt (alebo iný kov).
- Okrem všetkých vyššie uvedených je koprecipitácia jednou z kľúčových metód pre syntézu nanočastíc na nerozpustnom nosiči. Vďaka tomu boli okrem iného syntetizované bionanomateriály a magnetitové nanočastice.
Referencie
- Day, R., & Underwood, A. (1986). Kvantitatívna analytická chémia (piate vydanie). PEARSON Prentice Hall.
- Wikipedia. (2018). Koprecipitace. Obnovené z: en.wikipedia.org
- NPTEL. (SF). Zrážky a spolusrážky. Získané z: nptel.ac.in
- Wise Geek. (2018). Čo je to zrážanie. Získané z: wisegeek.com
- Wilson Sacchi Peternele, Victoria Monge Fuentes, Maria Luiza Fascineli a kol. (2014). Experimentálne vyšetrenie metódy koprecipitácie: Prístup k získaniu nanočastíc magnetitu a maghemitu so zlepšenými vlastnosťami. Journal of Nanomaterials, zv. 2014, ID článku 682985, 10 strán.