การตกตะกอนร่วมคือการปนเปื้อนของสารที่ไม่ละลายน้ำซึ่งมีตัวละลายที่ละลายอยู่ในตัวกลางของเหลว ในที่นี้คำว่า 'การปนเปื้อน' ถูกนำไปใช้กับกรณีที่ตัวละลายที่ละลายน้ำได้ซึ่งตกตะกอนโดยการสนับสนุนที่ไม่ละลายน้ำเป็นสิ่งที่ไม่พึงปรารถนา แต่เมื่อไม่เป็นเช่นนั้นวิธีการวิเคราะห์หรือสังเคราะห์ทางเลือกก็อยู่ในมือ
ในทางกลับกันการสนับสนุนที่ไม่ละลายน้ำคือสารที่ตกตะกอน สิ่งนี้สามารถนำพาตัวถูกละลายที่ละลายน้ำได้ภายใน (การดูดซึม) หรือบนพื้นผิว (การดูดซับ) วิธีที่คุณทำจะเปลี่ยนคุณสมบัติทางเคมีฟิสิกส์ของของแข็งที่เกิดขึ้นโดยสิ้นเชิง
ที่มา: Gabriel Bolívar
แม้ว่าแนวคิดของการเร่งรัดร่วมอาจดูสับสนเล็กน้อย แต่ก็เป็นเรื่องปกติมากกว่าที่คุณคิด ทำไม? เนื่องจากของแข็งที่ปนเปื้อนง่าย ๆ จึงเกิดสารละลายที่เป็นของแข็งของโครงสร้างที่ซับซ้อนและอุดมไปด้วยส่วนประกอบที่ประเมินค่าไม่ได้ ดินที่พืชได้รับการหล่อเลี้ยงเป็นตัวอย่างของการตกตะกอนร่วม
ในทำนองเดียวกันแร่ธาตุเซรามิกดินเหนียวและสิ่งสกปรกในน้ำแข็งก็เป็นผลผลิตจากปรากฏการณ์นี้เช่นกัน มิฉะนั้นดินจะสูญเสียองค์ประกอบที่จำเป็นส่วนใหญ่ไปแร่ธาตุจะไม่เป็นไปตามที่ทราบกันในปัจจุบันและจะไม่มีวิธีการสำคัญในการสังเคราะห์วัสดุใหม่
Co-precipitation คืออะไร?
เพื่อให้เข้าใจแนวคิดของการเร่งรัดร่วมได้ดีขึ้นตัวอย่างต่อไปนี้มีให้
ด้านบน (ภาพบน) มีภาชนะบรรจุน้ำสองใบซึ่งมี NaCl ละลายอยู่ NaCl เป็นเกลือที่ละลายน้ำได้สูง แต่ขนาดของจุดสีขาวนั้นเกินจริงเพื่อวัตถุประสงค์ในการอธิบาย จุดสีขาวแต่ละจุดจะเป็นมวลรวมขนาดเล็กของ NaCl ในสารละลายที่ใกล้จะอิ่มตัว
ส่วนผสมของโซเดียมซัลไฟด์ Na 2 S และซิลเวอร์ไนเตรต AgNO 3 ที่เติมลงในภาชนะทั้งสองจะตกตะกอนของแข็งสีดำที่ไม่ละลายน้ำของซิลเวอร์ซัลไฟด์ AgS:
นา2 S + AgNO 3 => AgS + NaNO 3
ดังที่เห็นได้จากภาชนะบรรจุน้ำแรกของแข็งสีดำ (ทรงกลมสีดำ) จะตกตะกอน อย่างไรก็ตามของแข็งนี้ในภาชนะที่มี NaCl ละลายจะมีอนุภาคของเกลือนี้ (ทรงกลมสีดำมีจุดสีขาว) NaCl สามารถละลายได้ในน้ำ แต่เมื่อ AgS ตกตะกอนจะถูกดูดซับบนพื้นผิวสีดำ
จากนั้นจึงกล่าวว่า NaCl จะทำงานร่วมกับ AgS หากวิเคราะห์ของแข็งสีดำจะเห็นไมโครคริสตัลของ NaCl บนพื้นผิว
อย่างไรก็ตามคริสตัลเหล่านี้อาจอยู่ภายใน AgS ดังนั้นของแข็งจะ "เปลี่ยน" เป็นสีเทา (ขาว + ดำ = เทา)
ประเภท
ทรงกลมสีดำที่มีจุดสีขาวและทรงกลมสีเทาแสดงให้เห็นว่าตัวทำละลายที่ละลายน้ำได้สามารถตกตะกอนร่วมกันได้หลายวิธี
ในตอนแรกมันทำอย่างผิวเผินดูดซับบนส่วนรองรับที่ไม่ละลายน้ำ (AgS ในตัวอย่างก่อนหน้านี้); ในขณะที่อย่างที่สองจะทำให้เกิดการ "เปลี่ยน" สีดำของตะกอนภายใน
รับของแข็งชนิดอื่นได้ไหม? นั่นคือทรงกลมที่มีระยะขาวดำนั่นคือของ AgS และ NaCl (พร้อมด้วย NaNO 3ที่รวมกันด้วย) นี่คือจุดที่ความฉลาดในการสังเคราะห์ของแข็งและวัสดุใหม่ ๆ เกิดขึ้น
อย่างไรก็ตามเมื่อย้อนกลับไปที่จุดเริ่มต้นโดยพื้นฐานแล้ว coprecipitates ที่ละลายน้ำได้จะสร้างของแข็งประเภทต่างๆ ประเภทของการตกตะกอนร่วมและของแข็งที่เป็นผลมาจากพวกเขาจะกล่าวถึงด้านล่าง
รวม
เราพูดถึงการรวมเข้าด้วยกันเมื่ออยู่ในตาข่ายคริสตัลหนึ่งในไอออนสามารถถูกแทนที่ได้ด้วยสารที่ละลายน้ำร่วมกันตกตะกอน
ตัวอย่างเช่นหาก NaCl เกิดการตกตะกอนร่วมกันผ่านการรวมไอออน Na +จะเข้ามาแทนที่ Ag +ในส่วนของอาร์เรย์คริสตัล
อย่างไรก็ตามการตกตะกอนร่วมทุกประเภทมีโอกาสน้อยที่สุด เนื่องจากสิ่งนี้จะเกิดขึ้นรัศมีไอออนิกต้องใกล้เคียงกันมาก กลับไปที่รูปทรงกลมสีเทาของภาพการรวมจะถูกแทนด้วยโทนสีเทาที่อ่อนกว่า
ดังที่ได้กล่าวไปแล้วการรวมเกิดขึ้นในของแข็งที่เป็นผลึกและเพื่อให้ได้มานั้นเราต้องมีความเชี่ยวชาญด้านเคมีของสารละลายและปัจจัยหลายประการ (T, pH, เวลากวน, อัตราส่วนโมลาร์ ฯลฯ )
การอุด
ในการบดเคี้ยวไอออนจะถูกขังอยู่ภายในโครงตาข่ายคริสตัล แต่ไม่มีการแทนที่ไอออนใด ๆ ในอาร์เรย์ ตัวอย่างเช่นผลึก NaCl ที่เกิดขึ้นสามารถก่อตัวขึ้นภายใน AgS ในรูปแบบกราฟิกมันสามารถมองเห็นได้เป็นคริสตัลสีขาวล้อมรอบด้วยคริสตัลสีดำ
การตกตะกอนร่วมประเภทนี้เป็นสิ่งที่พบได้บ่อยที่สุดและด้วยเหตุนี้จึงมีการสังเคราะห์ของแข็งที่เป็นผลึกใหม่ ไม่สามารถกำจัดอนุภาคที่เกิดขึ้นได้ด้วยการซักแบบธรรมดา ในการทำเช่นนี้จำเป็นต้องติดตั้งชุดประกอบใหม่ทั้งหมดนั่นคือส่วนรองรับที่ไม่ละลายน้ำ
ทั้งการรวมและการบดเคี้ยวเป็นกระบวนการดูดซึมที่กำหนดในโครงสร้างผลึก
การดูดซับ
ในการดูดซับของแข็งที่ตกตะกอนจะอยู่บนพื้นผิวของส่วนรองรับที่ไม่ละลายน้ำ ขนาดของอนุภาคของส่วนรองรับนี้กำหนดชนิดของของแข็งที่ได้รับ
หากมีขนาดเล็กจะได้ของแข็งที่แข็งตัวซึ่งง่ายต่อการกำจัดสิ่งสกปรก แต่ถ้ามีขนาดเล็กมากของแข็งจะดูดซับน้ำจำนวนมากและจะเป็นวุ้น
เมื่อกลับไปที่ทรงกลมสีดำที่มีจุดสีขาวคริสตัล NaCl ที่ตกตะกอนบน AgS สามารถล้างด้วยน้ำกลั่น ต่อไปจนกว่า AgS จะบริสุทธิ์ซึ่งสามารถอุ่นเพื่อระเหยน้ำทั้งหมดได้
การประยุกต์ใช้งาน
การประยุกต์ใช้การเร่งรัดร่วมคืออะไร? บางส่วนมีดังต่อไปนี้:
- ช่วยให้สามารถหาปริมาณสารที่ละลายน้ำได้ซึ่งไม่ตกตะกอนได้ง่ายจากตัวกลาง ดังนั้นผ่านการสนับสนุนที่ไม่ละลายน้ำจึงมีไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีเช่นแฟรนเซียมเพื่อการศึกษาและวิเคราะห์เพิ่มเติม
- ด้วยไอออนที่ตกตะกอนร่วมกันในของแข็งที่เป็นเจลาตินตัวกลางของเหลวจะถูกทำให้บริสุทธิ์ การบดเคี้ยวเป็นที่ต้องการมากขึ้นในกรณีเหล่านี้เนื่องจากสิ่งเจือปนจะไม่สามารถหลุดออกไปภายนอกได้
- การตกตะกอนทำให้สามารถรวมสารเข้ากับของแข็งในระหว่างการก่อตัวได้ ถ้าของแข็งเป็นโพลีเมอร์ก็จะดูดซับตัวละลายที่ละลายน้ำได้ซึ่งจะร่วมกันตกตะกอนภายในทำให้มีคุณสมบัติใหม่ ตัวอย่างเช่นถ้าเป็นเซลลูโลสโคบอลต์ (หรือโลหะอื่น ๆ ) อาจตกตะกอนอยู่ภายในได้
- นอกเหนือจากทั้งหมดข้างต้นแล้วการตกตะกอนร่วมยังเป็นหนึ่งในวิธีการสำคัญในการสังเคราะห์อนุภาคนาโนด้วยการรองรับที่ไม่ละลายน้ำ ด้วยเหตุนี้จึงมีการสังเคราะห์วัสดุไบโออะโนมิกส์และอนุภาคนาโนแมกนีไทต์และอื่น ๆ อีกมากมาย
อ้างอิง
- Day, R. , & Underwood, A. (1986). เคมีวิเคราะห์เชิงปริมาณ (ฉบับที่ห้า) PEARSON Prentice Hall.
- วิกิพีเดีย (2018) สารตั้งต้น สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
- NPTEL (เอสเอฟ) การตกตะกอนและการตกตะกอนร่วม กู้คืนจาก: nptel.ac.in
- ฉลาดเกินบรรยาย (2018) Coprecipitation คืออะไร สืบค้นจาก: wisegeek.com
- Wilson Sacchi Peternele, Victoria Monge Fuentes, Maria Luiza Fascineli และคณะ (2014) การตรวจสอบการทดลองของวิธีการตกตะกอนร่วมกัน: แนวทางในการได้รับอนุภาคนาโนของแมกนีไทต์และแมกฮีไมต์ที่มีคุณสมบัติที่ดีขึ้น Journal of Nanomaterials, vol. 2014, รหัสบทความ 682985, 10 หน้า