沉淀的形成過程及影響因素（應(yīng)用化學(xué)課件）

沉淀的形成過程構(gòu)晶離子成核作用晶核長大沉淀微粒長大聚集定向排列無定形沉淀晶形沉淀

沉淀的形成是一個(gè)復(fù)雜的過程，近年來，由于納米材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，這一領(lǐng)域的研究比較活躍。

在此重點(diǎn)介紹與沉淀重量法相關(guān)的理論。沉淀的形成過程：形成哪種類型沉淀？--取決于“聚集速度”和“定向速度”沉淀類型類別顆粒直徑特性實(shí)例晶形沉淀0.1-1μm顆粒大，內(nèi)部排列規(guī)則，緊密，極易沉于容器底部粗晶：MgNH4PO4細(xì)晶：BaSO4無定形沉淀（非晶形沉淀）＜0.02μm內(nèi)部排列雜亂無章，疏松，絮狀沉淀，體積龐大，含大量水，不易沉底。Al(OH)3Fe(OH)3凝膠狀沉淀（介于晶形和無定形之間0.1-0.02μm介于兩者之間AgCl無定形沉淀過程：

聚集速度＞定向速度Ba2+SO42-SO42-Ba2+SO42-Ba2+Ba2+SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+SO42-SO42-Ba2+Ba2+SO42-Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+晶形沉淀過程：定向速度＞聚集速度SO42-SO42-Ba2+SO42-Ba2+Ba2+SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+SO42-SO42-Ba2+Ba2+SO42-Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+晶形沉淀過程：定向速度＞聚集速度SO42-SO42-Ba2+SO42-Ba2+Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+SO42-Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+晶形沉淀過程：定向速度＞聚集速度SO42-SO42-Ba2+Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+SO42-SO42-Ba2+SO42-SO42-晶形沉淀過程：定向速度＞聚集速度SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+SO42-Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+晶形沉淀過程：定向速度＞聚集速度沉淀?xiàng)l件的選擇1）晶形沉淀稀熱慢攪陳化相對(duì)過飽和度小，濃度相對(duì)均勻，沉淀處于平衡狀態(tài)減少雜質(zhì)吸附量增大溶解度，減少相對(duì)過飽和度增大擴(kuò)散速度，減少吸附有利于沉淀長大；不斷攪拌并緩慢滴加稀沉淀劑，避免局部相對(duì)過飽和度過大，有利于沉淀長大減少雜質(zhì)包藏；使沉淀晶形完整化，目的：沉淀純凈且易于分離和洗滌2）無定形沉淀目的：沉淀結(jié)構(gòu)緊密，便于過濾和洗滌，減少雜質(zhì)吸附熱大量電解質(zhì)立即過濾減少水合，結(jié)構(gòu)緊密，減少表面吸附雜質(zhì)濃減少水合沉淀完后，加入熱水稀釋攪拌，減少雜質(zhì)吸附快，攪不斷攪拌并快速滴加沉淀劑，減少水合，使結(jié)構(gòu)緊密利于凝聚、沉降（殘留電解質(zhì)可通過灼燒除去）沉淀?xiàng)l件的選擇避免沉淀失去水分，聚集緊密而難以洗去吸附的雜質(zhì)3）均相沉淀法

通過緩慢的化學(xué)反應(yīng)過程，逐步地、均勻地在體系中產(chǎn)生沉淀劑，使沉淀在整個(gè)溶液中均勻、緩慢地的形成，使得生成的沉淀顆粒較大。例如：在含有鋇離子的試液中加入硫酸甲脂，利用脂水解產(chǎn)生硫酸根離子，均勻、緩慢地生成硫酸鋇沉淀。沉淀?xiàng)l件的選擇影響沉淀純度的因素共沉淀coprecipitation后沉淀postprecipitation表面吸附adsorption吸留/包夾occlusion產(chǎn)生混晶mixedcrystal影響沉淀純度的因素定義：

當(dāng)沉淀從溶液中析出時(shí)，溶液中的某些可溶性雜質(zhì)混入沉淀一起沉淀下來。

例如：硫酸鋇重量法測(cè)定鋇離子時(shí)，若有鐵離子存在時(shí)，生成的沉淀中會(huì)含有Fe2(SO4)3：

Ba2+(Fe3+)+SO42-→BaSO4↓(白色）

Fe2(SO4)3

產(chǎn)生共沉淀的原因：表面吸附、吸留（包夾）和混晶。二、影響沉淀純度的因素

1.共沉淀影響沉淀純度的因素——共沉淀1）表面吸附沉淀吸附雜質(zhì)量的影響因素：減少表面吸附的主要措施：

洗滌①與沉淀的總表面積有關(guān)。同量的沉淀，顆粒愈小，比表面愈大，與溶液的接觸面也愈大，吸附的雜質(zhì)也就愈多。②與溶液的溫度有關(guān)。因?yàn)槲阶饔檬且粋€(gè)放熱過程，因此，溶液溫度升高時(shí)，吸附雜質(zhì)的量就減少。③與溶液中雜質(zhì)的濃度有關(guān)。雜質(zhì)的濃度越大，吸附雜質(zhì)的量就越多。產(chǎn)生原因：

如果溶液中雜質(zhì)離子與沉淀構(gòu)晶離子的半徑相近，晶體結(jié)構(gòu)相似，雜質(zhì)會(huì)進(jìn)入晶格排列形成混晶共沉淀。例如:BaSO4與PbSO4，AgCl與AgBr，MgNH4PO4

6H2O與MgNH4AsO4

6H2O

消除措施：

減少和消除混晶的最好的方法就是將這類雜質(zhì)離子預(yù)先分離除去。

影響沉淀純度的因素——共沉淀

2）生成混晶產(chǎn)生原因：吸留是由于沉淀劑加入太快，使沉淀急速生長，沉淀表面吸附的雜質(zhì)來不及離開就被隨后生成的沉淀所覆蓋，使雜質(zhì)和母液機(jī)械地嵌入沉淀內(nèi)部所致。消除措施：通過改變沉淀?xiàng)l件、陳化或重結(jié)晶的方法予以減免。影響沉淀純度的因素——共沉淀

3）

吸留(包夾)總結(jié)——提高沉淀純度的方法：

1）降低易被吸附的雜質(zhì)離子的濃度

2）選擇適當(dāng)?shù)某恋韯?/p>

3）選擇適當(dāng)?shù)某恋項(xiàng)l件

4）必要時(shí)再沉淀

5）選擇適當(dāng)?shù)南礈煲?/p>

6）選擇適當(dāng)?shù)姆治龀绦颍▽?duì)于沉淀重量分析法）影響沉淀純度的因素共沉淀coprecipitation后沉淀postprecipitation表面吸附adsorption吸留/包夾occlusion產(chǎn)生混晶mixedcrystal影響沉淀純度的因素

指一種本來難以析出沉淀的物質(zhì)或形成穩(wěn)定的過飽和溶液而不能單獨(dú)沉淀的物質(zhì)，在另一種組分沉淀之后被“誘導(dǎo)”而隨之也沉淀下來且其沉淀的量隨放置的時(shí)間延長而增多的現(xiàn)象。影響沉淀純度的因素——后沉淀

后沉淀例：在0.01mol/LZn2+的0.15mol/LHCl溶液中通H2S,放置一個(gè)月也無ZnS沉淀析出。但當(dāng)在上述溶液中加入Cu2+,最初得到的CuS沉淀中夾雜