沉澱物

沉澱物

沉澱物，在化學上指從溶液中析出固體物質的過程；也指在沉澱過程中析出的固體物質。事實上沉澱多為難溶物（20°C時溶解度<0.01g）。在化學實驗和生產中廣泛套用沉澱方法進行物質的分離。

基本介紹

  • 中文名：沉澱物
  • 外文名：precipitation
  • 拼音：chén diàn wù
  • 釋義：從溶液中釋出的難溶解的固體物質
  • 反應：化學反應
  • 原理：從過飽和溶液中析出的難溶物質
標識,科學術語,原理,分類,製取,作用,種類,pH值,反應,類型,

標識

通常在化學反應方程式中沉澱會被標上“↓”，如：
Ca(OH)2+CO2→CaCO3↓+H2O
從液相中產生可分離固相物的過程。

科學術語

原理

從液相中產生一個可分離的固相的過程，或是從過飽和溶液中析出的難溶物質。沉澱作用表示一個新的凝結相的形成過程，或由於加入沉澱劑使某些離子成為難溶化合物而沉積的過程。產生沉澱的化學反應稱為沉澱反應。物質的沉澱和溶解是一個平衡過程，通常用溶度積常數Ksp來判斷難溶鹽是沉澱還是溶解。溶度積常數是指在一定溫度下，在難溶電解質的飽和溶液中，組成沉澱的各離子濃度的乘積為一常數。分析化學中經常利用這一關係，借加入同離子而使沉澱溶解度降低，使殘留在溶液中的被測組分小到可以忽略的程度。

分類

沉澱可分為晶形沉澱和非晶形沉澱兩大類型。硫酸鋇是典型的晶形沉澱，Fe2O3·nH2O是典型的非晶形沉澱。晶形沉澱內部排列較規則，結構緊密，顆粒較大，易於沉降和過濾；非晶形沉澱顆粒很小，沒有明顯的晶格，排列雜亂，結構疏鬆，體積龐大，易吸附雜質，難以過濾，也難以洗乾淨。

製取

實驗證明，沉澱類型和顆粒大小，既取決於物質的本性，又取決於沉澱的條件。在實際工作中，須根據不同的沉澱類型選擇不同的沉澱條件，以獲得合乎要求的沉澱。對晶形沉澱，要在熱的稀溶液中，在攪拌下慢慢加入稀沉澱劑進行沉澱。沉澱以後，將沉澱與母液一起放置，使其“陳化”，以使不完整的晶粒轉化變得較完整，小晶粒轉化為大晶粒。而對非晶形沉澱，則在熱的濃溶液中進行沉澱，同時加入大量電解質以加速沉澱微粒凝聚，防止形成膠體溶液。沉澱完畢，立即過濾，不必陳化。

作用

在經典的定性分析中，幾乎一半以上的檢出反應是沉澱反應。在定量分析中，它是重量法和沉澱滴定法的基礎。沉澱反應也是常用的分離方法，既可將欲測組分分離出來，也可將其它共存的干擾組分沉澱除去。
沉澱物

種類

氯化銀沉澱；
Cu(OH)2藍色絮狀沉澱；
BaSO4白色沉澱；
Mg(OH)2白色沉澱；
Al(OH)3白色沉澱；
BaCO3白色沉澱；
CuO黑色沉澱；
Cu2O紅色沉澱；
Cu2(OH)2CO3暗綠色沉澱；
CaCO3白色沉澱；
Fe(OH)3紅褐色沉澱；
Fe(OH)2為白色絮狀沉澱（在空氣中很快變成灰綠色，再變成Fe(OH)3紅褐色沉澱）；
Fe2O3紅棕色沉澱；
FeO黑色沉澱；
FeCO3灰色沉澱；
FeS2黃色沉澱；
AgBr淡黃色沉澱；
Ag2CO3 黃色沉澱；
AgBr 淺黃色沉澱；
AgCl白色沉澱；
Ag3PO4黃色沉澱；
PbS黑色沉澱。

pH值

金屬離子
pH值
開始沉澱
完全沉澱
Fe3+
2.7
3.7
Al3+
3.7
4.7
Cu2+
4.4
6.4
Zn2+
6
8
Co2+
6.7
8.7
Fe2+
7.6
9.6
Mn2+
7.8
9.8
Mg2+
9.3
10.8

反應

CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4 藍色沉澱生成、上部為澄清溶液質量守恆定律實驗；
沉澱物
Ca(OH)2+CO2= CaCO3↓+ H2O澄清石灰水變渾濁套用CO2檢驗和石灰漿粉刷牆壁；
HCl+AgNO3= AgCl↓+HNO3 生成白色沉澱、不溶解於稀硝酸檢驗Cl-的原理；
Ba(OH)2+ H2SO4=BaSO4↓+2H2O 生成白色沉澱、不溶解於稀硝酸檢驗SO42-的原理；
BaCl2+ H2SO4=BaSO4↓+2HCl 生成白色沉澱、不溶解於稀硝酸檢驗SO42-的原理；
Ba(NO3)2+H2SO4=BaSO4↓+2HNO3 生成白色沉澱、不溶解於稀硝酸檢驗SO42-的原理；
FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl 溶液黃色褪去、有紅褐色沉澱生成；
AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl 有白色沉澱生成；
MgCl2+2NaOH = Mg(OH)2↓+2NaCl有白色沉澱產生；
CuCl2+2NaOH = Cu(OH)2↓+2NaCl 溶液藍色褪去、有藍色沉澱生成；
CaO+ H2O = Ca(OH)2 白色塊狀固體變為粉末、生石灰製備石灰漿；
Ca(OH)2+SO2=CaSO3↓+ H2O 有白色沉澱生成 國中一般不用；
Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH 有白色沉澱生成 工業製取燒鹼、實驗室制少量燒鹼；
Ba(OH)2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaOH 有白色沉澱生成；
Ca(OH)2+K2CO3=CaCO3↓ +2KOH 有白色沉澱生成；
AgNO3+NaCl = AgCl↓+NaNO3 白色不溶解於稀硝酸的沉澱（其他氯化物類似反應） 套用於檢驗溶液中的氯離子；
BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4↓+2NaCl 白色不溶解於稀硝酸的沉澱（其他硫酸鹽類似反應） 套用於檢驗硫酸根離子；
CaCl2+Na2CO3= CaCO3↓+2NaCl 有白色沉澱生成；
MgCl2+Ba(OH)2=BaCl2+Mg(OH)2↓ 有白色沉澱生成。

類型

按照水中懸浮顆粒的濃度、性質及其絮凝性能的不同，沉澱可分為以下幾種類型。
飲料瓶中的沉澱物
1.自由沉澱。懸浮顆粒的濃度低，在沉澱過程中呈離散狀態，互不粘合，不改變顆粒的形狀、尺寸及密度，各自完成獨立的沉澱過程。這種類型多表現在沉砂池、初沉池初期。
沉澱物
2.絮凝沉澱。懸浮顆粒的濃度比較高（50~500mg/L），在沉澱過程中能發生凝聚或絮凝作用，使懸浮顆粒互相碰撞凝結，顆粒質量逐漸增加，沉降速度逐漸加快。經過混凝處理的水中顆粒的沉澱、初沉池後期、生物膜法二沉池、活性污泥法二沉池初期等均屬絮凝沉澱。
3.擁擠沉澱。懸浮顆粒的濃度很高（大於500mg/L），在沉降過程中，產生顆粒互相干擾的現象，在清水與渾水之間形成明顯的交界面（混液面），並逐漸向下移動，因此又稱成層沉澱。活性污泥法二沉池的後期、濃縮池上部等均屬這種沉澱類型。
4.壓縮沉澱。懸浮顆粒濃度特高（以至於不再稱水中顆粒物濃度，而稱固體中的含水率），在沉降過程中，顆粒相互接觸，靠重力壓縮下層顆粒，使下層顆粒間隙中的液體被擠出界面上流，固體顆粒群被濃縮。活性污泥法二沉池污泥斗中、濃縮池中污泥的濃縮過程屬此類型。

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