基本介紹
- 中文名：均相沉澱
- 不良現象：溶液中其他物質的共沉澱
- 現象：局部過濃現象
- 反應：CO(NH2)2+H2O─→2NH3+CO2
簡史,分類,
簡史
1930年中國學者唐寧康在H.H.威拉德的實驗室里工作時，在一份酸性的硫酸鋁溶液中加入尿素，觀察到溶液中並無任何反應發生，溶液是完全澄清的。但將這份溶液加熱近沸時，尿素則逐漸水解：
CO(NH2)2+H2O─→2NH3+CO2所生成的氨使溶液的pH逐漸升高，同時釋出的二氧化碳能起攪拌溶液的作用，防止發生崩濺現象。於是，在整個溶液中就緩慢地生成鹼式硫酸鋁沉澱，它是很緊密的、較重的無定形沉澱，體積很小，雜質很少，可與很多元素很好地分離。1937年威拉德和唐寧康在發表他們的研究成果時，把這個方法命名為均相沉澱。唐寧康的貢獻在於，他不但找到尿素這個性能良好的均相沉澱劑，避免了局部過濃現象，更重要的是他考慮了陰離子對沉澱的密實性的影響，找到製取密實沉澱的方法。
分類
按照所遵循化學反應機理的不同，可將均相沉澱法分成六類：
控制溶液pH的均相沉澱
上述尿素水解法就屬於這一類。尿素水解不但可用來製取緊密的、較重的無定形沉澱,也可用於沉澱草酸鈣、鉻酸鋇等晶態沉澱,因為草酸鈣可溶於酸性溶液中，藉助於尿素水解緩慢升高pH，草酸鈣就生長為晶形良好的粗粒沉澱。這類方法也包括緩慢降低溶液pH的辦法，例如藉助於β-羥乙基乙酸酯水解生成的乙酸,緩慢降低pH，可以使【Ag(NH3)2】Cl分解，生成大顆粒的氯化銀晶體沉澱。
酯類或其他化合物
水解產生所需的沉澱離子。這類方法所用的試劑種類很多,控制釋出的離子有PO婯、SO娸、C2O娸、S、CO娫、Cl等,以及8－羥基喹啉,N－苯甲醯胲等有機沉澱劑。所得的沉澱絕大部分屬於晶態沉澱，只要控制好反應的速率，常能得到晶形良好的大顆粒晶體，從而減小了共沉澱現象，取得好的分離效果。
絡合物分解以釋出待沉澱離子
1950年中國學者顧翼東等使鎢的氯絡合物或草酸絡合物緩慢分解，以析出密實沉重的鎢酸沉澱。這是首次採用控制金屬離子釋出速率的辦法進行均相沉澱。類似的方法還有利用乙二胺四乙酸(EDTA)絡合金屬離子，然後以過氧化氫氧化分解EDTA，使釋出金屬離子進行均相沉澱。絡合物分解法通常能獲得良好的沉澱，但由於反應過程中破壞了絡合劑，有時候沉澱分離的選擇性會受到影響。
氧化還原反應產生所需的沉澱離子
例如,用ClO婣氧化I成IO婣，使釷沉澱成為碘酸釷。IO婣離子也可由高碘酸還原而得。中國學者蔡淑蓮則在有 IO婣的硝酸溶液中，用過硫酸銨或溴酸鈉作氧化劑，把Ce(Ⅲ)氧化為Ce(Ⅳ)，這樣所得的碘酸高鈰，質地密實，便於過濾和洗滌，可使鈰與其他稀土元素很好地分離，灼燒成氧化物後，適合於作鈰的定量分析。
合成螯合沉澱劑法
除了讓一種試劑分解產生所需的沉澱離子外，也可在溶液中讓構造簡單的試劑合成為結構複雜的螯合（見螯合作用）沉澱劑，以進行均相沉澱，即在能生成沉澱的介質條件下，直接合成有機試劑，使它邊合成，邊沉澱。例如，藉助於亞硝酸鈉與β-萘酚反應合成 α-亞硝基-β-萘酚，可均相沉澱鈷；藉助於丁二酮與羥胺合成丁二酮肟，可均相沉澱鎳和鈀；用苯胲與亞硝酸鈉合成N-亞硝基苯胲，可均相沉澱銅、鐵、鈦、鋯等。
酶化學反應
20世紀70年代,酶化學反應也套用到均相沉澱中。例如,Mn(Ⅱ)和8-羥基喹啉生成的螯合物在pH為5時並不沉澱。加入尿素,置於35℃恆溫水浴中,由於該溫度下尿素基本不水解,仍不起反應,溶液依然是澄清的。加入很少量的脲酶後，脲酶對尿素水解有催化作用,溶液的pH才緩慢上升,這樣可得性能良好的Mn(C9H6ON)2沉澱。過濾洗淨後，在170℃烘乾稱重，即可測定錳。
均相沉澱不僅能改善沉澱的性質和沉澱分離的效能，而且是研究沉澱和共沉澱過程的很有效的工具。
