沉淀物 编辑

沉淀物沉淀物

沉淀物,在化学上指从溶液中析出固体物质的过程;也指在沉淀过程中析出的固体物质。事实上沉淀多为难溶物(20°C时溶解度<0.01g)。在化学实验和生产中广泛应用沉淀方法进行物质的分离。

目录

标识

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通常在化学反应方程式中沉淀会被标上“↓”,如:

Ca(OH)2+CO2→CaCO3↓+H2O

从液相中产生可分离固相物的过程。

科学术语

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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

沉淀物沉淀物

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

氯化银沉淀;

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。

pH值

金属离子

pH值

开始沉淀

完全沉淀

Fe3+

2.7

3.7

Al3+

3.7

4.7

Cu2+

4.4

6.4

Zn2+

6

8

Co2+

6.7

8.7

Fe2+

7.6

9.6

Mn2+

7.8

9.8

Mg2+

9.3

10.8

反应

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澄清溶液质量守恒定律实验澄清溶液质量守恒定律实验

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;

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

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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。

饮料瓶中的沉淀物

沉淀物沉淀物

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。

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