Yağış (kimya) - Precipitation (chemistry)

Sulu çözeltide kimyasal çökeltme ilkesi

Sulu solüsyonda, çökeltme çözünmüş dönüştürme işlemidir madde çözünmeyen içine katı bir gelen süper doymuş çözelti . Oluşan katıya çökelti denir . Çökelmeye yol açan inorganik bir kimyasal reaksiyon durumunda, katının oluşmasına neden olan kimyasal reaktife çökeltici denir .

Çökeltilmiş veya santrifüjlenmiş katı fazın üzerinde kalan berrak sıvı, " süpernatan" veya " süpematan" dır .

Çöktürme kavramı ayrıca kimyanın diğer alanlarına da genişletilebilir (organik kimya ve biyokimya) ve hatta katı safsızlıklar katı bir fazdan ayrıldığında katı fazlara ( örneğin metalurji ve alaşımlar) uygulanabilir.

aşırı doygunluk

Bir bileşiğin çökelmesi, konsantrasyonu çözünürlüğünü aştığında meydana gelebilir . Bunun nedeni sıcaklık değişiklikleri, solventin buharlaşması veya solventlerin karıştırılması olabilir. Kuvvetli bir şekilde aşırı doymuş bir çözeltiden çökelme daha hızlı gerçekleşir .

Bir çökelti oluşumu kimyasal bir reaksiyondan kaynaklanabilir. Bir baryum klorür çözeltisi sülfürik asit ile reaksiyona girdiğinde , beyaz bir baryum sülfat çökeltisi oluşur. Bir potasyum iyodür çözeltisi, bir kurşun(II) nitrat çözeltisi ile reaksiyona girdiğinde , sarı bir kurşun(II) iyodür çökeltisi oluşur.

çekirdeklenme

Çökeltme sürecinin önemli bir aşaması çekirdeklenmenin başlangıcıdır . Katı bir parçacığın yaratılması , çözelti ile bir ara yüz oluşumunu ima eder . Bu, çözünme reaksiyonunun serbest enerjisine ( entropi artışının eşlik ettiği endotermik veya ekzotermik süreç ) ve katı ile çözelti arasında gelişen nispi yüzey enerjisine bağlı olarak enerji değişimlerini içerir . Enerji değişiklikleri uygun değilse veya uygun çekirdeklenme bölgeleri yoksa, çökelme olmaz ve çözelti aşırı doygun kalır.

İnorganik kimya

Sulu çözeltide yağış

Sulu çözeltide yaygın bir çökelme reaksiyonu örneği gümüş klorürdür . Tüm gümüş nitrat (iyodinin 3 ) içindeki bir çözeltisine ilave edilir , potasyum klorür (KCl), beyaz bir katı madde çökelmesi (AgCI) görülmektedir.

İyonik denklem ayrıntılı tarafından bu reaksiyonun bilgileri sağlar ayrışmış iyonları sulu çözelti içinde mevcut olan.

indirgeyici yağış

Gösterimi Walden redüktör . Bir telden gelen bakır, içine daldırıldığı gümüş nitrat çözeltisinden gümüş ile yer değiştirir ve metalik gümüş kristalleri bakır telin üzerine çöker.

Walden indirgeyici bir bir gösterimidir indirgeme reaksiyonu ile doğrudan nedeniyle düşük kimyasal valans daha az çözünebilir bileşik çökelmesi ile birlikte:

Bir bakır telin bir gümüş nitrat çözeltisine daldırılmasıyla elde edilen küçük gümüş kristallerinden oluşan Walden redüktörü , gümüş çiftinin (Ag + + 1 e → Ag) üzerinde bulunan herhangi bir metalik iyonu daha düşük değerliklerine indirmek için kullanılır . redoks potansiyeli ölçeği.

çökelti renkleri

Fe oksitlerinin/hidroksitlerinin çökeltilerine karşılık gelen, kireçtaşı çekirdek numunesi üzerinde kırmızımsı kahverengi lekeler3+
.

Metal iyonları içeren birçok bileşik , belirgin renklere sahip çökeltiler üretir. Aşağıdakiler çeşitli metaller için bazı tipik renklerdir. Bununla birlikte, bu bileşiklerin çoğu, listelenenlerden çok farklı renkler üretebilir.

Metal Renk
Krom Mavi, koyu yeşil, bulanık yeşil, turuncu, sarı, kahverengi
Kobalt Pembe (nemlendirildiğinde)
Bakır Mavi
Demir (II) kirli yeşil
Demir (III) Kırmızımsı kahverengi
Manganez Soluk pembe (Mn 2+ )
Nikel Yeşil

Birçok bileşik genellikle beyaz çökeltiler oluşturur.

Anyon/katyon kalitatif analizi

Çökelti oluşumu, bir tuzdaki katyon tipinin tespitinde faydalıdır . Bunu yapmak için, bir alkali önce bilinmeyen tuzla reaksiyona girerek bilinmeyen tuzun hidroksiti olan bir çökelti üretir . Katyonu tanımlamak için çökeltinin rengi ve fazla çözünürlüğü not edilir. Benzer işlemler genellikle sırayla kullanılır - örneğin, bir baryum nitrat çözeltisi, sülfat iyonlarının mevcut olduğunu gösteren katı bir baryum sülfat çökeltisi oluşturmak için sülfat iyonlarıyla reaksiyona girer .

kolloidal süspansiyonlar

Yeterli çekim kuvvetlerinin olmadan ( örneğin , Waals der Van ), katı partiküller bir araya getirmek için ve (yerçekimi çözeltiden kaldırmak için çökelme ), bunlar kalır süspansiyon ve form koloitler . Sedimantasyon , yüksek hızlı santrifüjleme ile hızlandırılabilir . Bu şekilde elde edilen kompakt kütleye bazen 'pelet' denir.

Sindirim ve yaşlanmayı hızlandırır

Sindirim veya çökelme yaşlanması , yeni oluşmuş bir çökelti, çökeldiği çözeltide, genellikle daha yüksek bir sıcaklıkta bırakıldığında meydana gelir. Daha saf ve daha büyük yeniden kristalize parçacıklarla sonuçlanır. Sindirimin altında yatan fiziko-kimyasal sürece Ostwald olgunlaşması denir .

Organik Kimya

Kristalleri mezo bir mesafede -tetratolylporphyrin geri akış arasında propiyonik asit soğutma çökelti. Bir Büchner şişesinin üzerindeki Büchner hunisinin fotoğrafı .

Çöktürme reaksiyonları pigment yapmak , su arıtımında ve klasik kalitatif inorganik analizde çözeltiden iyonları uzaklaştırmak için kullanılabilirken , çökeltme ayrıca çalışma ve saflaştırma işlemleri sırasında organik bir reaksiyonun ürünlerini izole etmek için yaygın olarak kullanılır . İdeal olarak, reaksiyonun ürünü, reaksiyon için kullanılan çözücü içinde çözünmezdir. Bu nedenle, oluştukça çökelir, tercihen saf kristaller oluşturur . Bunun bir örneği, geri akan propiyonik asitte porfirinlerin sentezi olabilir . Reaksiyon karışımının oda sıcaklığına soğutulmasıyla, porfirin kristalleri çöker ve aşağıdaki fotoğrafta gösterildiği gibi bir Büchner filtresi üzerinde süzülerek toplanır:

porfirin sentezi

Bir anti- çözücü (ürünün içinde çözünmediği bir çözücü) eklendiğinde de çökelme meydana gelebilir ve bu da istenen ürünün çözünürlüğünü büyük ölçüde azaltır. Daha sonra çökelti, boşaltma , süzme veya santrifüjleme yoluyla kolayca ayrılabilir . Bir örnek Cr sentez olabilecektir 3+ tetraphenylporphyrin klorid: su eklenir dimetilformamid (DMF) , reaksiyon meydana geldiği çözeltisi ve ürün çöker. Çökeltme, diğer birçok ürünün saflaştırılmasında yararlıdır: örneğin , ham bmim -Cl, asetonitril içine alınır ve çökeldiği etil asetat içine bırakılır .

biyokimya

Proteinlerin saflaştırılması ve ayrılması, çözücünün doğasını veya dielektrik sabitinin değerini değiştirerek ( örneğin , suyu etanol ile değiştirerek ) çökeltme yoluyla veya çözeltinin iyonik gücünü artırarak gerçekleştirilebilir . Proteinler, spesifik katlanmaları ve çeşitli zayıf moleküller arası etkileşimleri ( örneğin , hidrojen köprüleri) nedeniyle karmaşık üçüncül ve dördüncül yapılara sahip olduklarından , bu üst yapılar modifiye edilebilir ve proteinler denatüre edilebilir ve çökeltilebilir. Bir antisolventin bir başka önemli uygulaması , DNA'nın etanol çökeltilmesidir .

Metalurji ve alaşımlar

Katı fazlarda, örneğin hızlı söndürme veya iyon implantasyonu nedeniyle bir katının konsantrasyonu konakçı katıdaki çözünürlük limitinin üzerindeyse ve sıcaklık, difüzyonun çökeltilere ayrılmaya yol açabileceği kadar yüksekse çökelme meydana gelir. Katılardaki çökeltme rutin olarak nanokümelerin sentezlenmesi için kullanılır .

Gelen metalürji , bir çökeltme katı bir çözelti , aynı zamanda bir yöntemdir alaşımlar güçlendirilmesi .

Çökelmesi seramik fazları içinde metalik alaşımlar gibi zirkonyum hidritleri de zircaloy kaplamasına nükleer yakıt pimleri, aynı zamanda, metalik alaşım gevreğe işlemek ve mekanik yetmezliğine yol açabilir. Bu nedenle kullanılmış nükleer yakıtları soğuturken hassas sıcaklık ve basınç koşullarına doğru şekilde hakim olmak, kaplamalarına zarar vermemek ve kullanılmış yakıt elemanlarının bütünlüğünü kuru depolama fıçılarında ve jeolojik imha koşullarında uzun vadede korumak için çok önemlidir.

Endüstriyel işlemler

Hidroksit çökeltme, çökeltici olarak kalsiyum hidroksit ( sönmüş kireç ) veya sodyum hidroksit ( kostik soda ) eklenerek metal hidroksitlerin oluşturulduğu muhtemelen en yaygın kullanılan endüstriyel çökeltme işlemidir .

Tarih

Farklı çökeltme işlemlerinden elde edilen tozlar da tarihsel olarak 'çiçek' olarak bilinmektedir.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Ek okuma

Dış bağlantılar