Співосадження в гравіметричного аналізу

Утворення осаду в розчині ускладнюється протіканням різних супутніх процесів, званих соосаждением. тобто спільним осадженням.

Під соосаждением розуміють випадання в осад сполук, твір розчинності яких ще не досягнуто, тому під час відсутності інших опадів вони не осідають.

За механізмом захоплення сторонніх речовин розрізняють кілька видів співосадження: адсорбцію. окклюзию. утворення твердого розчину (ізоморфізм).

Адсорбцією називається взаємодія речовини з поверхнею твердого тіла (адсорбенту).

Адсорбіровнние частки знаходяться в рівновазі з частинками в розчині, тобто процес адсорбції звернемо. Залежність кількості адсорбованого речовини від концентрації розчину при постійній температурі називають ізотермою адсорбції. Математично ця залежність виражається рівнянням Ленгмюра

де n - кількість адсорбованого речовини при рівновазі, n∞ - максимально можлива кількість речовини, яке може бути адсорбувати, b - постійна, з - концентрація речовини в розчині. В області невеликих концентрацій ізотерма лінійна. Дійсно, якщо bc <<1, знаменатель дроби будет равен единице, тогда

де Г - константа Генрі. Це рівняння лінійної адсорбції.

За теорією Ленгмюра, на поверхні твердого тіла є місця з мінімальною енергією, на яких можуть сорбироваться молекули або іони з розчину, утворюючи мономолекулярний шар. Число таких місць (n∞) визначає максимально можливу кількість речовини, яке може бути адсорбувати. Однак відомі випадки, коли залежність кількості адсорбованого речовини від концентрації нелінійна. Це може бути викликано утворенням на поверхні адсорбенту полімолекулярного шару, що не передбачено теорією Ленгмюра.

При адсорбції кількох речовин кількість адсорбованого речовини визначається не тільки його концентрацією в розчині, а й спорідненістю до адсорбентів.

Адсорбція осадом іонів з розчину дещо відрізняється від адсорбції молекул. Відповідно до правила Панета-Фаянсу-Гана. осад адсорбує з розчину ті іони, які утворюють найменш розчинна або найменш диссоциированное з'єднання з одним з іонів осаду. В першу чергу на поверхні осаду адсорбуються іони, що входять до складу осаду і наявні в розчині в надлишку.

Оклюзія - вид соосаждения, при якому відбувається захоплення домішок з розчину всередину кристала.

Загальне правило оклюзії: в осаді будуть переважати оклюдованого сторонні аніони, коли в розчині під час осадження в надлишку міститься загрожених катіон, і в осаді будуть переважати оклюдованого сторонні катіони, коли в розчині при осадженні в надлишку знаходиться загрожених аніон.

Для боротьби з оклюдованого домішками найбільш ефективним прийомом є переосадження. Осад розчиняють у відповідному розчиннику і знову осаджують. Так як однієї з причин оклюзії є захоплення сторонніх речовин в процесі росту кристалів, то ясно, що кількість домішок в повторно обложеному осаді буде менше.

Ізоморфізм - властивість іонів заміщати один одного в кристалі з утворенням фаз змінного складу: змішаних кристалів або твердих розчинів.

При утворенні твердого розчину один з іонів заміщається в кристалічній решітці іншим іоном за умови, що заряд їх однаковий, розміри близькі (різниця до 10-15%), а будова кристалічної решітки обох сполук однаково. Типовим прикладом служить изоморфное співосадження BaSO 4 і RaSO 4.

Ізоморфне співосадження підпорядковується правилу Хлопіна (його називають також законом Хлопіна)

де D - коефіцієнт кристалізації, що не залежить від концентрації, х - частка мікрокомпонента, що перейшла в осад, у - частка макрокомпонента, що перейшла в осад.

Від ізоморфних домішок звільнитися переосажденіем або промиванням осаду неможливо, тому тут потрібні превентивні (попереджувальні) заходи - зміна заряду або виду соосаджуються іона, наприклад, комплексоутворення.