Условия получения чистых осадков и гравиметрических форм. Старение осадков. Изменения, происходящие с осадком при его стоянии в маточном растворе, называются старением

Старение осадков. Изменения, происходящие с осадком при его стоянии в маточном растворе, называются старением. Эти изменения ведут к освобождению боль-шей части первоначально включенных в осадок примесей. В процессе старения кристаллы осадка укрупняются. Последнее связано с тем, что при одних и тех же условиях меньшие частицы обладают гораздо большей растворимостью, чем крупные. Поэтому по отношению к крупным кристаллам раствор является пересыщенным и на их поверхности будет отлагаться твердая фаза. Наименьшие частицы, которые имеют большую растворимость, могут снова раствориться.

В результате этого процесса осадок непрерывно улучшает свой состав - уменьшается число первоначально образованных мельчайших и мелких частиц, а более крупные частицы увеличивают свои размеры, т. е. крупные кристаллы растут за счет растворения мелких. При осаждении образуются не только отдельные кристаллы, но и агрегаты (друзы) из хаотично ориентированных мелких частиц, которые на своей внутренней поверхности и в пустотах содержат значительное количество примесей. Вследствие старения осадка устраняются дефекты кристаллической решетки, что также улучшает чистоту осадка.

Старение осадка не может привести к его очищению, если примеси обусловлены изоморфными включениями или процессами последующего осаждения. Оно не используется также в случае аморфных осадков (гидроксидов, сульфидов), где процессы очищения осадков практически не происходят.

Повторное осаждение (переосаждение). Количество адсорбированных осадком примесей уменьшается при понижении их концентрации в маточном растворе. Этот факт успешно используется для получения более чистых осадков путем их многократного (чаще двухкратного) осаждения. Если в исходном растворе концентрация примеси была высокой, то будет большое количество её адсорбировано и осадком. Если после промывания и фильтрования осадок растворить в подходящем растворителе, например, в кислоте и раствор разбавить, концентрация примеси в этом растворе будет во много раз (на два и более порядков) ниже, чем в исходном растворе.

Если повторить осаждение, то количество соосажденной примеси резко уменьшится. Переосаждение особенно выгодно, когда осаждаемая форма представляет собой объёмный аморфный осадок (Al(OH)₃, Fe(OH)₃ и др.), который нельзя подвергнуть старению, а из-за большой поверхности он адсорбирует очень много примеси.

Промывание осадков. Адсорбция примесей на осадках - процесс равновесный, так как количество адсорбированной примеси зависит от её концентрации в растворе. Поэтому, если осадок промывать чистым растворителем, определенное количество адсор-бированной примеси может перейти обратно в промывную жидкость. Промывание осадка сочетают с его фильтрованием: после сливания маточного раствора над осадком через фильтр в стакан, где находится осадок, добавляют промывную жидкость и перемешивают раствор с осадком, где происходит его промывание. Дают осадку отстоятся и сливают раствор через воронку с фильтром. Процесс промывания повторяют (2-3 раза), пока проверка осадка на чистоту не даст положительный результат. Затем осадок переносят на фильтр.

Такой способ промывания называют декантированием. Иногда при промывании осадка, имеющего значительную растворимость в воде, в качестве промывной жидкости используют водно-спиртовый или водно-ацетоновый раствор, понижающий растворимость осадка.

Промывание чистым растворителем осадков, полученных путем коагуляции коллоидных растворов, может привести к частичной пептизации осадка, а следовательно, к серьезным потерям.

В таких случаях промывают осадок горячим раствором электролита, который предотвращает пептизацию осадка. Чаще всего для этих целей используют разбавленные растворы летучих кислот, аммиака или солей аммония. Их адсорбция не страшна, так как при прокаливании осадка они разлагаются на газообразные продукты, которые улетучиваются.

Превращение в гравиметрическую форму. Отделенный и промытый осадок превращают в гравиметрическую форму путем высушивания или прокаливания. Если осаждаемая и гравиметрическая формы идентичны, то обычно достаточно одного высушивания при 105-110 °С для удаления влаги. В этом случае фильтрование проводят с помощью фильтра-тигля, снабженного пористой фильтровальной пластинкой. Фильтр-тигель взвешивают, затем фильтруют через него осадок, высушивают его вместе с фильт-ром и снова взвешивают. Массу осадка находят по разности двух взвешиваний.

Если осадок отфильтровывают на бумажном фильтре, его помещают вместе с фильтром в предварительно прокаленный и взвешенный фарфоровый тигель, ставят тигель в муфельную печь и вначале фильтр осторожно озоляют, а затем прокаливают до постоянного веса при более высокой температуре и после охлаждения взвешивают. Для прокаливания осадков используют также фарфоровые тигли-фильтры с пористой керамической фильтровальной перегородкой, выдерживающей температуру до 1000 °С.

Старение осадков - изменения, происходящие с осадком при его стоянии в маточном растворе.

Пептизация - переход аморфного осадка снова в коллоидное состояние. Часто имеет место при промывании аморфных осадков водой.

Декантирование - сливание жидкости над осадком.

1.4. Расчёты в гравиметрии