De co-neerslag Het is de vervuiling van een onoplosbare stof die opgeloste stoffen uit het vloeibare medium transporteert. Hier wordt het woord 'contaminatie' gebruikt voor die gevallen waarin oplosbare opgeloste stoffen, neergeslagen door een onoplosbare drager, ongewenst zijn; maar als dat niet het geval is, is er een alternatieve analytische of synthetische methode in de hand.
Aan de andere kant is de onoplosbare drager de neergeslagen stof. Dit kan de oplosbare opgeloste stof naar binnen (absorptie) of op het oppervlak (adsorptie) dragen. Hoe je het doet, zal de fysisch-chemische eigenschappen van de resulterende vaste stof volledig veranderen..
Hoewel het concept van co-precipitatie misschien wat verwarrend lijkt, komt het vaker voor dan je misschien denkt. Waarom? Omdat er meer dan alleen vervuilde vaste stoffen worden gevormd, worden solide oplossingen met complexe structuren en rijk aan onschatbare componenten gevormd. De grond waaruit planten worden gevoed, zijn voorbeelden van coprecipitatie.
Evenzo zijn mineralen, keramiek, klei en onzuiverheden in ijs ook het product van dit fenomeen. Anders zouden de bodems een groot deel van hun essentiële elementen verliezen, zouden de mineralen niet zijn zoals ze nu bekend zijn en zou er geen belangrijke methode zijn voor de synthese van nieuwe materialen..
Artikel index
Om het idee van co-precipitatie beter te begrijpen, wordt het volgende voorbeeld gegeven.
Boven (bovenste afbeelding) staan twee containers met water, waarvan er één opgelost NaCl bevat. NaCl is een zeer wateroplosbaar zout, maar de afmetingen van de witte stippen zijn ter verduidelijking overdreven. Elk witpunt wordt kleine aggregaten van NaCl in een oplossing die op het punt van verzadiging staan.
Een mengsel van natriumsulfide, NatweeS en zilvernitraat, AgNO3, zal een onoplosbare zwarte vaste stof van zilversulfide neerslaan, AgS:
NatweeS + AgNO3 => AgS + NaNO3
Zoals te zien is in de eerste bak met water, slaat een zwarte vaste stof (zwarte bol) neer. Deze vaste stof in de container met opgelost NaCl draagt echter deeltjes van dit zout (zwarte bol met witte stippen). NaCl is oplosbaar in water, maar wanneer AgS neerslaat, wordt het geadsorbeerd op het zwarte oppervlak.
Er wordt dan gezegd dat de NaCl coprecipiteerde op de AgS. Als de zwarte vaste stof werd geanalyseerd, waren er NaCl-microkristallen op het oppervlak te zien.
Deze kristallen kunnen zich echter ook in de AgS bevinden, dus de vaste stof wordt grijsachtig (wit + zwart = grijs).
De zwarte bol met witte stippen en de grijze bol laten zien dat een oplosbare opgeloste stof op verschillende manieren kan co-precipiteren..
In de eerste doet het dit oppervlakkig, geadsorbeerd op de onoplosbare drager (AgS in het vorige voorbeeld); terwijl het dit in de tweede intern doet, waardoor de zwarte kleur van het neerslag "verandert".
Kun je andere soorten vaste stoffen krijgen? Dat wil zeggen, een bol met zwarte en witte fasen, dat wil zeggen van AgS en NaCl (samen met NaNO3 die ook coprecipiteert). Het is hier waar de vindingrijkheid van de synthese van nieuwe vaste stoffen en materialen ontstaat.
Als we echter teruggaan naar het beginpunt: in feite coprecipiteert de oplosbare opgeloste stof verschillende soorten vaste stoffen. De soorten coprecipitatie en de vaste stoffen die daaruit voortkomen, zullen hieronder worden vermeld..
We spreken van inclusie wanneer in het kristalrooster een van de ionen kan worden vervangen door een van de gecoprecipiteerde oplosbare stoffen.
Als NaCl bijvoorbeeld was gecoprecipiteerd door insluiting, de Na-ionen+ zou de plaats van Ag hebben ingenomen+ in een sectie van de kristalopstelling.
Van alle soorten coprecipitatie is dit echter het minst waarschijnlijk; omdat, om het te laten gebeuren, de ionstralen erg op elkaar moeten lijken. Terugkerend naar de grijze bol van de afbeelding, zou de opname worden weergegeven door een van lichtere grijstinten.
Zoals zojuist vermeld, vindt de opname plaats in kristallijne vaste stoffen, en om ze te verkrijgen, moet men de chemie van de oplossingen en verschillende factoren beheersen (T, pH, roertijd, molaire verhoudingen, enz.).
Bij occlusie worden de ionen gevangen in het kristalrooster, maar zonder enig ion in de array te vervangen. In AgS kunnen bijvoorbeeld verstopte NaCl-kristallen worden gevormd. Grafisch zou het kunnen worden gevisualiseerd als een wit kristal omgeven door zwarte kristallen.
Dit type co-precipitatie is een van de meest voorkomende, en dankzij dit is er de synthese van nieuwe kristallijne vaste stoffen. Afgesloten deeltjes kunnen niet worden verwijderd met eenvoudig wassen. Om dit te doen, zou het nodig zijn om het hele samenstel, dat wil zeggen de onoplosbare drager, opnieuw te kristalliseren.
Zowel insluiting als occlusie zijn absorptieprocessen die worden gegeven in kristallijne structuren.
Bij adsorptie ligt de gecoprecipiteerde vaste stof op het oppervlak van de onoplosbare drager. De grootte van de deeltjes van deze drager bepaalt het type vaste stof dat wordt verkregen.
Als ze klein zijn, wordt een gecoaguleerde vaste stof verkregen, waaruit onzuiverheden gemakkelijk kunnen worden verwijderd; maar als ze erg klein zijn, zal de vaste stof grote hoeveelheden water absorberen en gelatineus zijn.
Terugkerend naar de zwarte bol met witte stippen, kunnen de NaCl-kristallen die op het AgS zijn gecoprecipiteerd, worden gewassen met gedestilleerd water. Dus totdat het AgS is gezuiverd, dat vervolgens kan worden verwarmd om al het water te verdampen.
Wat zijn de toepassingen van co-precipitatie? Sommigen van hen zijn de volgende:
-Hiermee kunnen oplosbare stoffen worden gekwantificeerd die niet gemakkelijk uit het medium worden geprecipiteerd. Door een onoplosbare drager draagt het dus bijvoorbeeld radioactieve isotopen, zoals francium, voor verdere studie en analyse..
-Door ionen in geleiachtige vaste stoffen samen te laten neerslaan, zuivert u het vloeibare medium. Occlusie is in deze gevallen zelfs nog wenselijker, omdat de onzuiverheid niet naar buiten kan ontsnappen.
-Coprecipitatie maakt het mogelijk om stoffen tijdens hun vorming in vaste stoffen op te nemen. Als de vaste stof een polymeer is, zal het oplosbare opgeloste stoffen absorberen die vervolgens naar binnen co-precipiteren, waardoor het nieuwe eigenschappen krijgt. Als het cellulose is, kan er bijvoorbeeld kobalt (of een ander metaal) in worden neergeslagen.
-Naast al het bovenstaande is coprecipitatie een van de belangrijkste methoden voor de synthese van nanodeeltjes op een onoplosbare drager. Hierdoor zijn onder meer bionanomaterialen en magnetietnanodeeltjes gesynthetiseerd..
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.