В действительности такие вещества состоят из отдельных кристаллов, каждый из которых включает огромное число ионов, расположенных строго определенным образом.

В первый момент образуются чрезвычайно мелкие зародышевые кристаллы, которые не могут еще выпасть в осадок. В дальнейшем идет процесс укрупнения зародышевых кристаллов. Он протекает двумя различными путями. При этом в одном случае образуются кристаллические осадки, в другом — аморфные. Если выделение вещества из раствора преимущественно идет на поверхности зародышей кристаллов и последние постепенно растут, то в дальнейшем возникает кристаллический осадок. Если же зародышевые кристаллы соединяются в более крупные агрегаты и оседают на дно, то образуется аморфный осадок. Аморфные осадки фактически состоят из мельчайших кристаллов, что и было доказано на опыте при их исследовании рентгеновскими лучами. Особенно легко образуют аморфные осадки малорастворимые вещества.

Чем больше концентрация раствора и чем меньше растворимость данного вещества, тем больше возникает зародышевых кристаллов. Если зародышей очень много, то образуются мелкие кристаллы, что бывает при быстром смешивании концентрированных растворов, дающих какой-либо осадок. Если, наоборот, растворы будут разбавленными и реактивы смешиваются постепенно, то зародышей образуется меньше, число образовавшихся кристаллов также будет меньше, но они будут крупными.

Образованию зародышевых кристаллов способствует механическое воздействие. Если на пересыщенный раствор не оказывают механического воздействия, то он может довольно долго находиться в гомогенном состоянии. Состояние равновесия при осаждении чаще всего достигается довольно медленно. На поверхности кристаллов идет процесс обмена ионов кристалла с ионами раствора. Легче переходят в раствор ионы, расположенные несовершенно в кристаллической решетке. Такие ионы более активны. Большей активностью обладают ионы на поверхности малых кристаллов, поэтому последние быстрее растворяются и за счет этого с течением времени растут более крупные кристаллы. Несовершенные кристаллы постепенно переходят в совершенные, а аморфные кристаллы имеют склонность превращаться в кристаллические. Облик одного и того же кристалла в процессе роста может изменяться. При этом грани передвигаются, но углы между ними сохраняются. Однако кристаллы, достигнув определенных размеров, в дальнейшем практически не растут. В том же случае, когда зародыши кристаллов объединяются в крупные агрегаты, образуются аморфные осадки. Последние являются как бы скрыто кристаллическими.

Условия осаждения кристаллических осадков. Для аналитических целей лучше работать с крупнокристаллическими осадками. Такие осадки легко отфильтровываются. Кроме того, они меньше адсорбируют посторонние вещества. Мелкие кристаллы способны проходить через поры фильтра, что ведет к потере осадка и, следовательно, искажает результаты анализа.

Учитывая особенности механизма образования кристаллических осадков, можно создать условия, которые способствуют получению более крупных кристаллов. Более крупные кристаллы образуются в таком растворе, который содержит меньше зародышевых кристаллов. Меньше зародышевых кристаллов будет тогда, когда при осаждении используют разбавленные растворы и при этом осадитель добавляют очень медленно, а в начальной стадии только по каплям. Росту образовавшихся зародышевых кристаллов способствует перемешивание раствора, в местах перемешивания не успевают возникнуть новые зародышевые кристаллы.

Для уменьшения степени пересыщения раствора нужно повысить растворимость осадка. Для этого осаждение проводят при нагревании из горячих растворов. Повышение температуры способствует быстрому растворению мелких кристаллов, и за счет этого увеличению крупных кристаллов. Кроме того, используют и другой фактор повышения растворимости, а именно, понижение рН раствора, т. е. увеличение кислотности среды. Например, при осаждении BaS04 добавляют HN03, а осаждение кальция в виде оксалата ведут в кислом растворе. Для достижения возможно большей полноты осаждения в конце операции повышенную растворимость вновь понижают. Это достигается добавлением избытка осадителя и регулированием кислотности раствора.

Несмотря на указанные меры, известная часть осадка выпадает в виде мелких кристаллов, способных проходить через поры фильтра. Но если осадок выдержать несколько часов или еще лучше до следующего дня, то при этом он претерпевает так называемое созревание, в ходе которого мелкие кристаллы растворяются и за счет этого увеличиваются более крупные. Созреванию способствуют повышенная температура и перемешивание раствора. Учет указанных факторов позволяет получить осадки, которые хорошо отфильтровываются, и дает возможность избежать потери вещества за счет повышенной растворимости.

Условия осаждения аморфных осадков. Аморфные осадки возникают за счет слипания коллоидных частиц в крупные агрегаты, а последние оседают из раствора в виде хлопьев. Поэтому при работе с аморфными осадками очень важно предотвратить пептизацию и вызвать коагуляцию. Для этого осаждение ведут в присутствии соответствующего электролита-коагулятора. Эту роль очень часто выполняют различные соли

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию