ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
11
II.2.4. Разделение соединений в виде сульфидов
Сульфиды большинства металлов (за исключением щелоч-
ных и щелочноземельных металлов) трудно растворимы в воде.
В табл. 2.2 приведены некоторые условия осаждения сульфидов
металлов при контролируемом значении рН растворов и усло-
вия, при которых невозможно осаждение.
Таблица 2.2
Примеры осаждения некоторых сульфидов
Сульфид Условия
осаждения
Осадок
не образуется
HgS, CuS,Ag
2
S 1, 2, 3, 4
−
As
2
S
5
, As
2
S
3
, Sb
2
S
5
, Sb
2
S
3
1, 2, 3 4
Bi
2
S
3
, CdS, PbS, SnS 2, 3, 4 1
SnS
2
2, 3 1, 4
ZnS, CoS, NiS 3, 4 1, 2
FeS, MnS 4 1,2,3
Примечания: 1 − HCl (3M); 2 − HCl (0.3M); 3 − ацетатная
буферная смесь с рН = 6; 4 − буферная смесь NH
3
и (NH
4
)
2
S с рН
= 9.
II.2.5. Соосаждение
Соосаждение − это процесс распределения микрокомпо-
нента между раствором (жидкая фаза) и осадком (твердая фаза)
без образования собственной твердой фазы.
Различают несколько видов соосаждения: адсорбцию, окк-
люзию, образование твердого раствора (изоморфное соосажде-
ние).
II.2.5.1.Адсорбция
Причиной адсорбции принято считать нескомпенсирован-
ность заряда ионов на поверхности кристаллов. Это экзотерми-
ческий процесс, т.е. в данном случае повышение температуры
снижает степень загрязненности осадка.
12
При рассмотрении данного процесса следует учитывать
ряд правил, регулирующих предпочтение (очередность) адсорб-
ции ионов.
1. Если в растворе присутствуют различные ионы, которые
могут адсорбироваться, то согласно правилу Паннета − Фаянса −
Хана из двух одинаково заряженных ионов равной концентра-
ции преимущественно адсорбируется тот, который сильнее при-
тягивается ионами кристалла. Сила ионного притяжения тем
больше, чем ниже растворимость соединения, образуемого этим
ионом с ионом решетки, чем больше поляризуемость аниона и
поляризующая сила катиона. Сильнее притягиваются собствен-
ные ионы осадка. В результате поверхность частиц заряжается
положительно или отрицательно и из раствора адсорбируются
противоионы. Например, на поверхности иодида серебра в при-
сутствии нитрата серебра и ацетат - ионов адсорбируются ионы
серебра, а в качестве противоионов - ацетат-ионы, поскольку
растворимость ацетата серебра ниже, а степень ковалентности
выше, чем у нитрата серебра. Схематически это можно записать
следующим образом:
AgI · Ag
+
¦ CH
3
COO
−
Разберем правило Паннета −Фаянса −Хана на примере. Ес-
ли в растворе, из которого происходит осаждение бария (хлори-
да бария) в виде сульфата бария (при взаимодействии с серной
кислотой), кроме ионов хлора присутствуют ионы NO
3
−
, BrO
3
−
,
F
−
и C
2
O
4
2−
в приблизительно равных количествах, то в первую
очередь будут адсорбироваться оксалат − ионы. Далее по спо-
собности к адсорбции ионы располагаются в следующем поряд-
ке: BrO
3
−
, F
−
и NO
3
−
, так как растворимость соответствующих
солей на 1000 мл воды равна: для BaC
2
O
4
− 3.65·10
−6
моль, для
Ba(BrO
3
)
− 3.8·10
−3
, для BaF
2
− 4.6·10
−3
и для Ba(NO
3
)
2
−
1.95·10
−1
моль.
Подбирая состав промывной жидкости, можно изменить
состав вещества, адсорбирующегося на поверхности осадка. Так,
если осадок сульфата бария, полученный осаждением из раство-
ра, где в качестве примеси присутствуют ионы F
−
, и в результате
этого на своей поверхности имеющий примеси BaF
2
, промывать
раствором KNO
3
, то происходит замещение ионов F
−
на ионы
II.2.4. Разделение соединений в виде сульфидов При рассмотрении данного процесса следует учитывать ряд правил, регулирующих предпочтение (очередность) адсорб- Сульфиды большинства металлов (за исключением щелоч- ции ионов. ных и щелочноземельных металлов) трудно растворимы в воде. 1. Если в растворе присутствуют различные ионы, которые В табл. 2.2 приведены некоторые условия осаждения сульфидов могут адсорбироваться, то согласно правилу Паннета − Фаянса − металлов при контролируемом значении рН растворов и усло- Хана из двух одинаково заряженных ионов равной концентра- вия, при которых невозможно осаждение. ции преимущественно адсорбируется тот, который сильнее при- Таблица 2.2 тягивается ионами кристалла. Сила ионного притяжения тем Примеры осаждения некоторых сульфидов больше, чем ниже растворимость соединения, образуемого этим ионом с ионом решетки, чем больше поляризуемость аниона и Сульфид Условия Осадок поляризующая сила катиона. Сильнее притягиваются собствен- осаждения не образуется ные ионы осадка. В результате поверхность частиц заряжается HgS, CuS,Ag2S 1, 2, 3, 4 − положительно или отрицательно и из раствора адсорбируются As2S5, As2S3, Sb2S5, Sb2S3 1, 2, 3 4 противоионы. Например, на поверхности иодида серебра в при- Bi2S3, CdS, PbS, SnS 2, 3, 4 1 сутствии нитрата серебра и ацетат - ионов адсорбируются ионы SnS2 2, 3 1, 4 серебра, а в качестве противоионов - ацетат-ионы, поскольку ZnS, CoS, NiS 3, 4 1, 2 растворимость ацетата серебра ниже, а степень ковалентности FeS, MnS 4 1,2,3 выше, чем у нитрата серебра. Схематически это можно записать следующим образом: Примечания: 1 − HCl (3M); 2 − HCl (0.3M); 3 − ацетатная AgI · Ag+ ¦ CH3COO− буферная смесь с рН = 6; 4 − буферная смесь NH3 и (NH4)2S с рН Разберем правило Паннета −Фаянса −Хана на примере. Ес- = 9. ли в растворе, из которого происходит осаждение бария (хлори- да бария) в виде сульфата бария (при взаимодействии с серной II.2.5. Соосаждение кислотой), кроме ионов хлора присутствуют ионы NO3−, BrO3−, F− и C2O42− в приблизительно равных количествах, то в первую Соосаждение − это процесс распределения микрокомпо- очередь будут адсорбироваться оксалат − ионы. Далее по спо- нента между раствором (жидкая фаза) и осадком (твердая фаза) собности к адсорбции ионы располагаются в следующем поряд- без образования собственной твердой фазы. ке: BrO3−, F− и NO3−, так как растворимость соответствующих Различают несколько видов соосаждения: адсорбцию, окк- солей на 1000 мл воды равна: для BaC2O4 − 3.65·10−6 моль, для люзию, образование твердого раствора (изоморфное соосажде- Ba(BrO3) − 3.8·10−3, для BaF2 − 4.6·10−3 и для Ba(NO3)2 − ние). 1.95·10−1 моль. Подбирая состав промывной жидкости, можно изменить II.2.5.1.Адсорбция состав вещества, адсорбирующегося на поверхности осадка. Так, если осадок сульфата бария, полученный осаждением из раство- Причиной адсорбции принято считать нескомпенсирован- ра, где в качестве примеси присутствуют ионы F−, и в результате ность заряда ионов на поверхности кристаллов. Это экзотерми- этого на своей поверхности имеющий примеси BaF2, промывать ческий процесс, т.е. в данном случае повышение температуры раствором KNO3, то происходит замещение ионов F− на ионы снижает степень загрязненности осадка. 11 12
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- …
- следующая ›
- последняя »