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沉淀
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{| class="wikitable" align="right" |- | style="background: #FF2400" align= center| '''<big>沉淀</big>''' |- |<center><img src=https://gimg2.baidu.com/image_search/src=http%3A%2F%2Fgss0.baidu.com%2F-4o3dSag_xI4khGko9WTAnF6hhy%2Fzhidao%2Fwh%253D450%252C600%2Fsign%3D37f0f28bdac451daf6a304ef83cd7e50%2Ffcfaaf51f3deb48fa071cb0bf71f3a292cf578ce.jpg&refer=http%3A%2F%2Fgss0.baidu.com&app=2002&size=f9999,10000&q=a80&n=0&g=0n&fmt=auto?sec=1651820738&t=11e3cfe582b1828a012f1b0af1f210c7 width="300"></center> <small>[https://image.baidu.com/search/detail?ct=503316480&z=0&ipn=d&word=%E6%B2%89%E6%B7%80&step_word=&hs=0&pn=5&spn=0&di=7060663421280190465&pi=0&rn=1&tn=baiduimagedetail&is=0%2C0&istype=0&ie=utf-8&oe=utf-8&in=&cl=2&lm=-1&st=undefined&cs=3027235775%2C9536611&os=2049959526%2C94984654&simid=3205171321%2C3045276281&adpicid=0&lpn=0&ln=1956&fr=&fmq=1649228744415_R&fm=&ic=undefined&s=undefined&hd=undefined&latest=undefined©right=undefined&se=&sme=&tab=0&width=undefined&height=undefined&face=undefined&ist=&jit=&cg=&bdtype=0&oriquery=&objurl=https%3A%2F%2Fgimg2.baidu.com%2Fimage_search%2Fsrc%3Dhttp%3A%2F%2Fgss0.baidu.com%2F-4o3dSag_xI4khGko9WTAnF6hhy%2Fzhidao%2Fwh%253D450%252C600%2Fsign%3D37f0f28bdac451daf6a304ef83cd7e50%2Ffcfaaf51f3deb48fa071cb0bf71f3a292cf578ce.jpg%26refer%3Dhttp%3A%2F%2Fgss0.baidu.com%26app%3D2002%26size%3Df9999%2C10000%26q%3Da80%26n%3D0%26g%3D0n%26fmt%3Dauto%3Fsec%3D1651820738%26t%3D11e3cfe582b1828a012f1b0af1f210c7&fromurl=ippr_z2C%24qAzdH3FAzdH3Fzit1w5_z%26e3Bkwt17_z%26e3Bv54AzdH3Fq7jfpt5gAzdH3Fcmndb9l0d8nm0daa99_z%26e3Bip4s&gsm=6&rpstart=0&rpnum=0&islist=&querylist=&nojc=undefined&dyTabStr=MCwzLDIsNCw2LDEsNSw4LDcsOQ%3D%3D 来自 呢图网 的图片]</small> |- | style="background: #FF2400" align= center| '''<big></big>''' |- | align= light| 中文名: 沉淀 外文名: precipitation 所属学科: 化学、物理 原 理: 从过饱和溶液中析出的难溶物质 沉淀形式: 一般为固相 |} 从字意上理解,'''沉淀'''是指有一种[[物质]]由于密度比它所在的体系大且又不溶于它们从而沉了下去。 沉淀(precipitation)操作则是将溶液中的目的产物或主要[[杂质]]以无定形固相形式析出再进行分离的单元操作。 沉淀法有等电点沉淀法、[[盐析法]]、有机溶剂沉淀法等。<ref>[https://www.360kuai.com/pc/97717ddcd86dae76f?cota=3&kuai_so=1&sign=360_7bc3b157&refer_scene=so_55 自我沉淀的9个好方法],快资讯 , 2022-03-25</ref> 从字意上理解就是指有一种物质由于密度比它所在的溶剂或[[溶液]]大且又不溶于它们从而沉了下去。 事实上沉淀多为难溶物(20°C时每100克水中溶解的克数小于0.01克)。 ==原理== 从液相中产生一个可分离的固相的过程,或是从过饱和溶液中析出的难溶[[物质]]。沉淀作用表示一个新的凝结相的形成过程,或由于加入沉淀剂使某些离子成为难溶化合物而沉积的过程。产生沉淀的化学反应称为沉淀反应。物质的沉淀和溶解是一个平衡过程,通常用溶度积常数Ksp来判断难溶盐是沉淀还是溶解。溶度积常数是指在一定温度下,在难溶电解质的饱和溶液中,组成沉淀的各离子浓度的乘积为一常数。分析化学中经常利用这一关系,借加入同离子而使沉淀[[溶解度]]降低,使残留在溶液中的被测组分小到可以忽略的程度。 ==分类== 沉淀可分为晶形沉淀和非晶形沉淀两大类型。硫酸钡是典型的晶形沉淀,Fe2O3·nH2O是典型的[[非晶形沉淀]]。晶形沉淀内部排列较规则,结构紧密,颗粒较大,易于沉降和过滤;非晶形沉淀颗粒很小,没有明显的晶格,排列杂乱,结构疏松,体积庞大,易吸附杂质,难以过滤,也难以洗干净。 ==制取== 实验证明,沉淀类型和颗粒大小,既取决于物质的本性,又取决于沉淀的[[条件]]。在实际工作中,须根据不同的沉淀类型选择不同的沉淀条件,以获得合乎要求的沉淀。对晶形沉淀,要在热的稀溶液中,在搅拌下慢慢加入稀沉淀剂进行沉淀。沉淀以后,将沉淀与母液一起放置,使其“陈化”,以使不完整的晶粒转化变得较完整,小晶粒转化为大晶粒。而对非晶形沉淀,则在热的浓溶液中进行沉淀,同时加入大量[[电解质]]以加速沉淀微粒凝聚,防止形成胶体溶液。沉淀完毕,立即过滤,不必陈化。 ==作用== 在经典的定性分析中,几乎一半以上的检出反应是[[沉淀反应]]。在定量分析中,它是重量法和沉淀滴定法的基础。沉淀反应也是常用的分离方法,既可将欲测组分[[分离]]出来,也可将其它共存的干扰组分沉淀除去。 ==种类== Cu(OH)2蓝色絮状沉淀 BaSO4白色[[沉淀]] Mg(OH)2白色沉淀 Al(OH)3白色沉淀 BaCO3白色沉淀 CuO黑色沉淀 Cu2O[[红色]]沉淀 Cu2(OH)2CO3暗绿色沉淀 CaCO3白色沉淀 Fe(OH)3红褐色沉淀 Fe(OH)2为白色[[絮状]]沉淀(在空气中很快变成灰绿色,再变成Fe(OH)3红褐色沉淀) Fe2O3 红棕色沉淀 FeO 黑色沉淀 FeCO3 灰色沉淀 FeS2 [[黄色]]沉淀 AgBr淡黄色沉淀 Ag2CO3 黄色沉淀 AgBr 浅黄色沉淀 AgCl [[白色]]沉淀 Ag3PO4黄色沉淀 PbS黑色沉淀 CuSO4+2NaOH = Cu(OH)2↓+Na2SO4 [[蓝色]]沉淀生成、上部为澄清溶液质量守恒定律实验 Ca(OH)2+CO2 = CaCO3↓+ H2O澄清石灰水变浑浊 应用CO2检验和石灰浆粉刷墙壁 Ca(HCO3)2 = CaCO3↓+H2O+CO2↑ 白色沉淀、产生使澄清石灰水变浑浊的气体水垢形成。[[钟乳石]]、石笋的形成 HCl+AgNO3 = AgCl↓+HNO3 生成白色沉淀、不溶解于[[稀硝酸]]检验Cl-的原理 Ba(OH)2+ H2SO4 = BaSO4↓+2H2O 生成白色沉淀、不溶解于稀硝酸检验SO42-的原理 BaCl2+ H2SO4 = BaSO4↓+2HCl 生成白色沉淀、不溶解于稀硝酸检验SO42-的原理 Ba(NO3)2+H2SO4 = BaSO4↓+2HNO3 生成白色沉淀、不溶解于稀硝酸检验SO42-的原理 FeCl3+3NaOH = Fe(OH)3↓+3NaCl 溶液黄色褪去、有红[[褐色]]沉淀生成 AlCl3+3NaOH = Al(OH)3↓+3NaCl 有白色沉淀生成 MgCl2+2NaOH = Mg(OH)2↓+2NaCl有白色沉淀产生 CuCl2+2NaOH = Cu(OH)2↓+2NaCl 溶液蓝色褪去、有[[蓝色]]沉淀生成 CaO+ H2O = Ca(OH)2 白色块状固体变为粉末、生石灰制备石灰浆 Ca(OH)2+SO2 = CaSO3↓+ H2O 有白色沉淀生成 初中一般不用 Ca(OH)2+Na2CO3 = CaCO3↓+2NaOH 有白色沉淀生成 工业制取烧碱、实验室制少量烧碱 Ba(OH)2+Na2CO3 = BaCO3↓+2NaOH 有白色沉淀生成 Ca(OH)2+K2CO3 = CaCO3↓ +2KOH 有白色[[沉淀]]生成 AgNO3+NaCl = AgCl↓+NaNO3 白色不溶解于稀硝酸的沉淀(其他氯化物类似反应) 应用于检验溶液中的氯离子 BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4↓+2NaCl 白色不溶解于稀硝酸的沉淀(其他硫酸盐类似反应) 应用于检验硫酸根离子 CaCl2+Na2CO3 = CaCO3↓+2NaCl 有白色沉淀生成 MgCl2+Ba(OH)2 = BaCl2+Mg(OH)2↓ 有[[白色]]沉淀生成 ==类型== 按照水中悬浮颗粒的浓度、性质及其絮凝性能的不同,沉淀可分为以下几种类型。 1.自由沉淀。悬浮颗粒的浓度低,在沉淀过程中呈离散状态,互不粘合,不改变[[颗粒]]的形状、尺寸及密度,各自完成独立的沉淀过程。这种类型多表现在沉砂池、初沉池初期。 2.絮凝沉淀。悬浮颗粒的浓度比较高(50~500mg/L),在沉淀过程中能发生凝聚或絮凝作用,使悬浮颗粒互相碰撞凝结,颗粒质量逐渐增加,沉降速度逐渐加快。经过混凝处理的水中颗粒的沉淀、初沉池后期、生物膜法二沉池、活性污泥法二沉池初期等均属[[絮凝]]沉淀。 3.拥挤沉淀。悬浮颗粒的浓度很高(大于500mg/L),在沉降过程中,产生颗粒互相干扰的现象,在清水与浑水之间形成明显的交界面(混液面),并逐渐向下移动,因此又称成层沉淀。活性污泥法二沉池的后期、浓缩池上部等均属这种[[沉淀]]类型。 4.压缩沉淀。悬浮颗粒浓度特高(以至于不再称水中颗粒物浓度,而称固体中的含水率),在沉降过程中,颗粒相互接触,靠重力压缩下层颗粒,使下层颗粒间隙中的液体被挤出界面上流,固体颗粒群被浓缩。活性污泥法二沉池污泥斗中、浓缩池中污泥的[[浓缩]]过程属此类型。 ==滤过和干燥== (一)沉淀的滤过 滤过是使沉淀和[[母液]]分开,与过量沉淀剂、共存组分或其他杂质分离,从而得到纯净的沉淀。 若后续处理需要灼烧的沉淀,用定量滤纸过滤,这种滤纸已用HCl和HF处理,大部分[[无机物]]已被除去,每张滤纸灼烧后残留灰分小于0.2mg。根据沉淀的性质,选择疏密程度不同的定量滤纸。①一般无定形沉淀,应选用疏松的快速滤纸;②粗粒的晶形沉淀,可选用较紧密的中速滤纸;③较细粒的晶形沉淀,应选用最紧密的慢速滤纸。若只需烘干即可得到称量形式的沉淀,常用[[玻璃]]砂芯坩埚或玻璃砂芯漏斗减压抽滤,根据沉淀的性状选择不同型号滤器。 过滤时均采用“倾泻法”。若沉淀的溶解度随温度变化不大,采用趁热过滤更好。 (二)沉淀的洗涤 沉淀的洗涤是为了洗去沉淀表面吸附的杂质和混杂在沉淀中的母液。洗涤时选择合适的洗液,可减少沉淀的[[溶解]]损失和避免形成胶体。选择洗液的原则是:①溶解度小而不易形成胶体的沉淀可采用蒸馏水洗涤;②溶解度大的晶形沉淀可用稀沉淀剂(干燥或灼烧可除去)溶液或沉淀的饱和溶液洗涤;③对于易胶溶的无定形沉淀,应选用易挥发的电解质稀溶液洗涤;④沉淀的溶解度随温度变化不大时,可用热溶液洗涤。采用倾泻法洗涤沉淀,洗涤过程遵循少量多次原则,洗涤[[干净]]与否可采用特效反应进行检查。 (三)沉淀的干燥或灼烧和恒重 为了除去沉淀中的水分和挥发性[[物质]],以及使沉淀分解为组分恒定的称量形式,沉淀需要干燥或灼烧。干燥是在110~120℃烘40~60分钟,除去沉淀中的水分和挥发性物质得到沉淀的称量形式。灼烧是在800℃以上,彻底去除水分和[[挥发性]]物质,并使沉淀分解为组成恒定的称量形式。 == 参考来源 == <center> {{#iDisplay:o303598cdrp|480|270|qq}} <center>已经沉金,金粉沉淀中!</center> </center> == 参考资料 == [[Category: 340 化學總論]]
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