- •Введение Предмет, методы и задачи аналитической химии
- •Общие вопросы качественного анализа Аналитическая химическая реакция
- •Условия проведения аналитических химических реакций
- •Использование реакций осаждения в качественном анализе
- •Коллоидообразование и его роль в качественном анализе
- •Сравнительная характеристика свойств коллоидных растворов, истинных растворов и суспензий
- •Органические аналитические реагенты и их применение в качественном анализе
- •Систематический и дробный качественный анализ
- •Аналитические классификации катионов
- •Аналитические классификации анионов
- •Аналитические группы ионов и Периодический закон д. И. Менделеева
- •Классификация методов анализа в зависимости от величины пробы
- •Техника эксперимента в качественном анализе
- •Методы разделения и обнаружения ионов, имеющих наибольшее значение в химической технологии
- •Анализ неизвестного вещества
- •Содержание
- •220050. Минск, Свердлова, 13.
Коллоидообразование и его роль в качественном анализе
Механизм образования осадков достаточно сложен и включает ряд стадий, которые протекают последовательно, начиная с момента смешения растворов (рис. 1). Если выполняется условие образования осадка ПС > ПР, то через определённое время после смешения растворов (индукционный период) начинаетсязародышеобразование. В результате образуютсяпервичные кристаллы осадка – зародыши. Затем идётагрегация– соединение зародышей в более крупные агрегаты. При этом образуетсяколлоидный раствор, содержащий частицы осадка размером 10–5–10–7см. Частицы продолжают укрупняться. Одновременно с агрегацией происходиториентациядиполей:
В результате этих процессов начинается осаждение. Если скорость ориентации (Vор) больше скорости агрегации (Vагр), товыпадает кристаллический осадок, а если скорость агрегации больше скорости ориентации, тоаморфный.
Смешение растворов |
Индук- ционный период | |||
ПС > ПР |
|
| ||
Зародышеобразование |
|
Первичные кристаллы (зародыши) |
|
Образо-вание осадка |
|
|
|
| |
Агрегация |
|
Коллоидный раствор |
| |
|
|
|
| |
Осаждение |
|
Кристаллический (Vор>Vагр)или аморфный (Vагр>Vор)осадок |
|
Рис. 1. Механизм образования осадков
Таким образом, коллоидообразование – это промежуточная стадия образования любого осадка. Процесс перехода коллоидного раствора в осадок называется коагуляцией, а обратный ему процесс –пептизацией.
Свойства коллоидных растворов отличаются от свойств истинных растворов и суспезий – растворов, содержащих твёрдые взвешенные частицы. Сравнительная характеристика свойств, важных для химика-аналитика, приведена в табл. 1.
Таблица 1
Сравнительная характеристика свойств коллоидных растворов, истинных растворов и суспензий
Суспензия |
Коллоидный раствор |
Истинный раствор |
размер частиц 10–5 см |
размер частиц 10–5–10–7см |
размер частиц 10–7см |
осаждение частиц происходит |
осаждение частиц непроисходит | |
частицы задерживаются бумажным фильтром, центрифугируются |
частицы незадерживаются бумажным фильтром, нецентрифугируются |
Отсюда следует, что в случае коллоидообразования осадок не выпадает, его нельзя отделить от раствора фильтрованием или центрифугированием, в то время как большинство разделений в качественном анализе проводится именно с использованием реакций осаждения. Следовательно, коллоидообразование играет отрицательную рольв анализе и химику-аналитику необходимо предпринимать специальные меры с целью коагуляции коллоидных растворов.
Коагуляции способствуют:
наличие в растворе сильного электролита;
нагревание раствора;
перемешивание раствора.
Например,осаждение катионов III группы в виде сульфидов, которые склонны к образованию коллоидных растворов, ведут из горячих растворов при непрерывном перемешивании и в присутствии электролита-коагулятораNH4Cl.
Однако в ряде случаев коллоидообразование играет положительную рольв качественном анализе, т. к. при этом увеличивается чувствительность реакций и становится возможным обнаружение следовых количеств веществ.Например,малые количества ионаNH4+невозможно открыть реакцией со щёлочью, но можно обнаружить по жёлто-бурому окрашиванию коллоидного раствора, полученного при действии на пробу реактива Несслера.