Đồng kết tủa là sự nhiễm bẩn của một chất không hòa tan mang theo các chất hòa tan của môi trường lỏng. Ở đây, từ 'nhiễm bẩn' được áp dụng cho những trường hợp không mong muốn các chất hòa tan bị kết tủa bởi chất hỗ trợ không hòa tan; nhưng khi chúng không có, một phương pháp phân tích hoặc tổng hợp thay thế đã có trong tay.
Mặt khác, chất hỗ trợ không tan là chất kết tủa. Điều này có thể mang chất tan hòa tan bên trong (hấp thụ) hoặc trên bề mặt của nó (hấp phụ). Cách bạn làm sẽ thay đổi hoàn toàn tính chất hóa lý của chất rắn tạo thành.
Nguồn: Gabriel Bolívar
Mặc dù khái niệm về đồng kết tủa có vẻ hơi khó hiểu nhưng nó phổ biến hơn bạn nghĩ. Tại sao? Bởi vì, không chỉ chất rắn bị ô nhiễm đơn giản, các dung dịch rắn có cấu trúc phức tạp và giàu thành phần vô giá được hình thành. Đất mà từ đó cây được nuôi dưỡng là ví dụ về đồng kết tủa.
Tương tự như vậy, khoáng chất, gốm sứ, đất sét và tạp chất trong nước đá cũng là sản phẩm của hiện tượng này. Nếu không, đất sẽ mất đi một phần lớn các nguyên tố thiết yếu của chúng, các khoáng chất sẽ không còn như chúng ta đã biết hiện nay, và sẽ không có một phương pháp quan trọng để tổng hợp các vật liệu mới.
Đồng kết tủa là gì?
Để hiểu rõ hơn về ý tưởng đồng kết tủa, ví dụ sau được cung cấp.
Bên trên (hình trên) có hai bình đựng nước, trong đó một bình đựng NaCl có hòa tan. NaCl là một muối hòa tan trong nước cao, nhưng kích thước của các chấm trắng được phóng đại cho mục đích giải thích. Mỗi điểm trắng sẽ là những tập hợp nhỏ của NaCl trong một dung dịch đang trên bờ vực bão hòa.
Cho hỗn hợp natri sunfua, Na 2 S và bạc nitrat, AgNO 3 vào cả hai bình sẽ tạo kết tủa đen không tan của bạc sunfua, AgS:
Na 2 S + AgNO 3 => AgS + NaNO 3
Có thể thấy trong thùng nước thứ nhất, một chất rắn màu đen (hình cầu màu đen) kết tủa. Tuy nhiên, chất rắn này trong bình chứa có NaCl hòa tan mang theo các hạt muối này (hình cầu màu đen với các chấm trắng). NaCl tan trong nước, nhưng khi AgS kết tủa, nó bị hấp phụ trên bề mặt màu đen.
Sau đó, người ta nói rằng NaCl đồng kết tủa trên AgS. Nếu chất rắn màu đen được phân tích, có thể nhìn thấy các vi tinh thể NaCl trên bề mặt.
Tuy nhiên, những tinh thể này cũng có thể nằm bên trong AgS, vì vậy chất rắn sẽ "chuyển sang" màu xám (trắng + đen = xám).
Các loại
Quả cầu đen với các chấm trắng và quả cầu xám, chứng tỏ rằng một chất tan có thể tạo thành kết tủa theo nhiều cách khác nhau.
Trong trường hợp đầu tiên, nó hoạt động rất hời hợt, hấp thụ trên chất hỗ trợ không hòa tan (AgS trong ví dụ trước); trong khi trong lần thứ hai, nó làm như vậy bên trong, "thay đổi" màu đen của kết tủa.
Bạn có thể nhận được các loại chất rắn khác? Đó là, một quả cầu có pha đen và trắng, nghĩa là của AgS và NaCl (cùng với NaNO 3 cũng tạo kết tủa). Đây là nơi phát sinh sự khéo léo của quá trình tổng hợp chất rắn và vật liệu mới.
Tuy nhiên, quay trở lại điểm xuất phát, về cơ bản, chất đồng kết tủa hòa tan tạo ra các loại chất rắn khác nhau. Các loại đồng kết tủa và chất rắn sinh ra từ chúng sẽ được đề cập dưới đây.
Bao gồm
Chúng ta nói về sự bao gồm khi trong mạng tinh thể, một trong các ion có thể được thay thế bằng một trong các chất hòa tan đồng kết tủa.
Ví dụ, nếu NaCl đã đồng kết tủa khi đưa vào, các ion Na + sẽ thế chỗ của Ag + trong một phần của dãy tinh thể.
Tuy nhiên, trong tất cả các loại đồng kết tủa, điều này là ít xảy ra nhất; vì để điều này xảy ra, bán kính ion phải rất giống nhau. Quay trở lại hình cầu màu xám của hình ảnh, phần bao gồm sẽ được thể hiện bằng một trong những tông màu xám nhạt hơn.
Như vừa đề cập, sự đưa vào xảy ra trong chất rắn kết tinh, và để có được chúng, người ta phải nắm vững hóa học của dung dịch và một số yếu tố (T, pH, thời gian khuấy, tỷ lệ mol, v.v.).
Tắc mạch
Trong quá trình tắc, các ion bị giữ lại trong mạng tinh thể nhưng không thay thế bất kỳ ion nào trong mảng. Ví dụ, các tinh thể NaCl bị tắc có thể hình thành trong AgS. Về mặt đồ họa, nó có thể được hình dung như một tinh thể trắng được bao quanh bởi các tinh thể đen.
Loại đồng kết tủa này là một trong những loại phổ biến nhất, và nhờ nó mà có sự tổng hợp các chất rắn kết tinh mới. Không thể loại bỏ các hạt bị tắc bằng cách rửa đơn giản. Để làm được điều này, cần phải kết tinh lại toàn bộ cụm, tức là phần hỗ trợ không hòa tan.
Cả hai quá trình hấp thụ và kết dính đều là quá trình hấp thụ được đưa ra trong cấu trúc tinh thể.
Sự hấp phụ
Khi hấp phụ, chất rắn kết tủa nằm trên bề mặt của chất hỗ trợ không hòa tan. Kích thước của các hạt của giá đỡ này xác định loại chất rắn thu được.
Nếu chúng nhỏ, sẽ thu được chất rắn đông tụ, từ đó dễ dàng loại bỏ tạp chất; nhưng nếu chúng rất nhỏ, chất rắn sẽ hấp thụ rất nhiều nước và sẽ có dạng sền sệt.
Trở lại quả cầu đen với các chấm trắng, các tinh thể NaCl kết tủa trên AgS có thể được rửa bằng nước cất. Cứ tiếp tục như vậy cho đến khi AgS được tinh chế, sau đó có thể đun nóng để làm bay hơi hết nước.
Các ứng dụng
Các ứng dụng của đồng kết tủa là gì? Một số trong số đó là:
-Nó cho phép định lượng các chất hòa tan không dễ kết tủa ra khỏi môi trường. Do đó, thông qua một chất hỗ trợ không hòa tan, nó mang theo, ví dụ, các đồng vị phóng xạ, chẳng hạn như franxi, để nghiên cứu và phân tích thêm.
- Bằng cách đồng kết tủa các ion trong chất rắn sền sệt, môi trường lỏng đang được làm sạch. Sự tắc nghẽn thậm chí còn được mong muốn hơn trong những trường hợp này, vì tạp chất sẽ không thể thoát ra bên ngoài.
-Kết tủa làm cho nó có thể kết hợp các chất thành chất rắn trong quá trình hình thành chúng. Nếu chất rắn là một polyme, thì nó sẽ hấp thụ các chất hòa tan hòa tan sau đó sẽ đồng kết tủa bên trong, tạo ra tính chất mới. Ví dụ, nếu nó là xenlulo, coban (hoặc kim loại khác) có thể được đồng kết tủa bên trong nó.
-Ngoài tất cả những điều trên, đồng kết tủa là một trong những phương pháp quan trọng để tổng hợp các hạt nano trên chất hỗ trợ không hòa tan. Nhờ đó, vật liệu sinh học và các hạt nano magnetit đã được tổng hợp, trong số nhiều vật liệu khác.
Người giới thiệu
- Day, R., & Underwood, A. (1986). Hóa phân tích định lượng (xuất bản lần thứ năm). Sảnh Prentice của PEARSON.
- Wikipedia. (2018). Kết tủa. Khôi phục từ: en.wikipedia.org
- NPTEL. (sf). Lượng mưa và Đồng kết tủa. Được khôi phục từ: nptel.ac.in
- Đam mê khôn ngoan. (2018). Coprecipitation là gì. Phục hồi từ: Wisdomgeek.com
- Wilson Sacchi Peternele, Victoria Monge Fuentes, Maria Luiza Fascineli, et al. (2014). Thực nghiệm điều tra phương pháp đồng kết tủa: Phương pháp tiếp cận để thu được các hạt nano Magnetite và Maghemite với các thuộc tính được cải thiện. Tạp chí Vật liệu nano, tập. 2014, ID bài viết 682985, 10 trang.