Koprecipitace je kontaminace nerozpustné látky, která nese rozpuštěné rozpuštěné látky s kapalným médiem. Zde se slovo „kontaminace“ používá v případech, kdy jsou rozpustné rozpuštěné látky vysrážené nerozpustným nosičem nežádoucí; ale pokud tomu tak není, je k dispozici alternativní analytická nebo syntetická metoda.
Na druhé straně je nerozpustným nosičem vysrážená látka. To může nést rozpustnou rozpustnou látku uvnitř (absorpce) nebo na jejím povrchu (adsorpce). Způsob, jakým to uděláte, zcela změní fyzikálně-chemické vlastnosti výsledné pevné látky.
Zdroj: Gabriel Bolívar
I když se koncept společného srážení může zdát trochu matoucí, je běžnější, než si myslíte. Proč? Protože se tvoří více než jednoduché kontaminované pevné látky, vznikají pevná řešení složitých struktur a bohatá na neocenitelné komponenty. Půda, ze které jsou rostliny vyživovány, jsou příklady ko-srážení.
Rovněž minerály, keramika, jíly a nečistoty v ledu jsou také produktem tohoto jevu. Jinak by půda ztratila velkou část svých základních prvků, minerály by nebyly tak, jak jsou v současnosti známy, a nebyla by důležitá metoda pro syntézu nových materiálů.
Co je ko-srážení?
Pro lepší pochopení myšlenky společného vysrážení je uveden následující příklad.
Nad (horní obrázek) jsou dvě nádoby s vodou, z nichž jedna obsahuje rozpuštěný NaCl. NaCl je vysoce rozpustná sůl, ale velikosti bílých teček jsou pro vysvětlující účely přehnané. Každý bílý bod budou malé agregáty NaCl v roztoku na pokraji saturace.
Směs sulfid sodný, Na 2 S, a dusičnanu stříbrného, s dusičnanem stříbrným 3, přidá se do obou nádobách, se vysráží neřešitelný černé pevné látky sulfidu stříbra, AGS:
Na 2 S + AgNO 3 => AGS + NaNO 3
Jak je vidět v první nádobě s vodou, precipituje černá pevná látka (černá koule). Tato pevná látka v nádobě s rozpuštěným NaCl však nese částice této soli (černá koule s bílými tečkami). NaCl je rozpustný ve vodě, ale jak se sražuje AgS, je adsorbován na černém povrchu.
Poté se říká, že NaCl se koprecipitoval na AgS. Pokud byla analyzována černá pevná látka, byly na povrchu viditelné mikrokrystaly NaCl.
Tyto krystaly by však mohly být také uvnitř AgS, takže by se pevná látka „zčervenala“ (bílá + černá = šedá).
Typy
Černá koule s bílými tečkami a šedá koule ukazují, že rozpustný solut se může ko-precipitovat různými způsoby.
V prvním případě se tak povrchně adsorbuje na nerozpustný nosič (AgS v předchozím příkladu); zatímco v druhé, to dělá interně, "mění" černou barvu sraženiny.
Můžete získat jiné typy pevných látek? To znamená koule s černými a bílými fázemi, tj. AgS a NaCl (spolu s NaNO 3, který se také sráží). Zde vzniká vynalézavost syntézy nových pevných látek a materiálů.
Vrátíme-li se však zpět k výchozímu bodu, v zásadě se rozpustný rozpuštěný materiál spolu sráží za vzniku různých typů pevných látek. Druhy koprecipitace a pevné látky, které z nich vyplývají, budou uvedeny níže.
Zařazení
Hovoříme o inkluzi, když v krystalové mřížce může být jeden z iontů nahrazen jednou z ko-precipitovaných rozpustných látek.
Například, pokud by se NaCl koprecipitoval začleněním, ionty Na + by nahradily Ag + v části krystalového pole.
Avšak ze všech typů ko-srážek je to nejméně pravděpodobné; protože k tomu musí být iontové poloměry velmi podobné. Vrátíme-li se k šedé sféře obrazu, začlení se reprezentovat jeden ze světlejších šedivých tónů.
Jak již bylo zmíněno, inkluze se vyskytuje v krystalických pevných látkách a pro jejich získání je nutné ovládat chemii roztoků a několik faktorů (T, pH, doba míchání, molární poměry atd.).
Okluze
V okluzi jsou ionty zachyceny v krystalové mřížce, ale bez nahrazení jakéhokoli iontu v poli. Například uzavřené krystaly NaCl se mohou tvořit v AgS. Graficky by to mohlo být vizualizováno jako bílý krystal obklopený černými krystaly.
Tento typ ko-srážení je jedním z nejběžnějších a díky němu dochází k syntéze nových krystalických pevných látek. Uniklé částice nelze odstranit pouhým omytím. Za tímto účelem by bylo nutné rekrystalizovat celou sestavu, tj. Nerozpustnou podporu.
Jak inkluze, tak okluze jsou absorpční procesy uvedené v krystalických strukturách.
Adsorpce
Při adsorpci leží koprecipitovaná pevná látka na povrchu nerozpustného nosiče. Velikost částic tohoto nosiče definuje typ získané pevné látky.
Pokud jsou malé, získá se koagulovaná pevná látka, ze které lze snadno odstranit nečistoty; ale pokud jsou velmi malé, pevná látka absorbuje velké množství vody a bude želatina.
Při návratu do černé koule s bílými tečkami mohou být krystaly NaCl koprecipitované na AgS promyty destilovanou vodou. Tak dále, dokud není AgS vyčištěn, který pak může být zahříván k odpaření veškeré vody.
Aplikace
Jaké jsou aplikace společného srážení? Některé z nich jsou následující:
- Umožňuje kvantifikovat rozpustné látky, které nejsou snadno vysráženy z média. Tedy prostřednictvím nerozpustné podpory nese například radioaktivní izotopy, jako je francium, pro další studium a analýzu.
- Při koprecipitaci iontů v želatinových pevných látkách se kapalné médium čistí. V těchto případech je ještě výhodnější okluze, protože nečistota nebude moci uniknout ven.
-Srážení umožňuje začlenění látek do pevných látek během jejich tvorby. Pokud je pevná látka polymer, absorbuje rozpustné rozpuštěné látky, které se potom uvnitř uvnitř ko-precipitují, což mu dává nové vlastnosti. Pokud je to například celulóza, mohl by se v ní současně vysrážet kobalt (nebo jiný kov).
- Kromě výše uvedeného je koprecipitace jednou z klíčových metod pro syntézu nanočástic na nerozpustném nosiči. Díky tomu byly mimo jiné syntetizovány bionanomateriály a magnetitové nanočástice.
Reference
- Day, R., & Underwood, A. (1986). Kvantitativní analytická chemie (páté vydání). PEARSON Prentice Hall.
- Wikipedia. (2018). Koprecipitace. Obnoveno z: en.wikipedia.org
- NPTEL. (sf). Srážky a spolurážení. Obnoveno z: nptel.ac.in
- Wise Geek. (2018). Co je to Coprecipitation. Obnoveno z: wisegeek.com
- Wilson Sacchi Peternele, Victoria Monge Fuentes, Maria Luiza Fascineli, et al. (2014). Experimentální zkoumání koprecipitační metody: přístup k získání magnetitových a maghemitových nanočástic se zlepšenými vlastnostmi. Journal of Nanomaterials, sv. 2014, ID článku 682985, 10 stran.