28. Схема образования осадка. Свойства кристаллических и аморфных осадков. Влияние различных факторов на структуру и дисперсность осадков. Способы получения чистых осадков.

При протекании реакций обмена осадок трудно- и среднерастворимых электролитов образуется в том случае, если произведение концентраций (произведение активностей) ионов в растворе превышает величину его произведения растворимости при данной температуре. Однако выпадение осадка может начаться не сразу, а спустя некоторое время, так как при сливании растворов могут образоваться пересыщенные растворы, которые лишь при стоянии или при потирании стенок пробирки стеклянной палочкой выделяют осадок. Также следует знать интервал рН, в котором происходит образование и и полное осаждение осадка.

CaCl₂(ж) + 2AgNO₃(ж)  Ca(NO₃)₂(ж) + 2AgCl↓(тв)

Образование первичного кристалла возможно только при столкновении довольно большого количества реагирующих ионов в определённом соотношении и при определённом расположении в пространстве. Кроме того, в растворах электролиты окружены гидратной оболочкой и довольно прочно связаны с ней. Большинство осадков не содержит воды или содержит её значительно меньше, чем было связано с ионами в растворе. Очевидно, при образовании осадков одновременно разрушается гидратная оболочка реагирующих ионов.

Процесс образования осадка протекает в несколько стадий. Вначале образуются центры кристаллизации, первичные кристаллы. Затем эти первичные кристаллы или их небольшие агрегаты соединяются в значительно более крупные частицы и выпадают в осадок. Эта последняя стадия может проходить разными путями, в зависимости от которых получается тот или иной вид осадка.

Аморфный осадок. Быстрое прибавление осадителя к концентрированному раствору вызывает образование мелких агрегатов, которые соединяются в более крупные объёмистые частицы, слабо связанные между собой. Существенной характеристикой аморфного осадка является большая общая поверхность. В связи с этим на поверхности аморфного осадка происходит адсорбция посторонних веществ. Аморфный осадок образуют многие сульфиды металлов, гидрооксиды металлов, кремниевая кислота и др. Аморфные осадки отделяют сразу после осаждения.

Кристаллический осадок. Постепенное медленное прибавление осадителя к разбавленному раствору вызывает образование новых центров кристаллизации. Вещество некоторое время остается в пересыщенном растворе. При постепенном добавлении осадителя происходит рост образовавшихся ранее кристаллических центров. В результате образуется кристаллический осадок, состоящий из крупных кристаллов. Кристаллические осадки требуют времени для созревания от 30 мин до суток в зависимости от природы вещества. С кристаллическими осадками работать удобнее, чем с аморфными.

Способы очистки осадков: фильтрование, промывание, высушивание и прокаливание.

29. V аналитическая группа катионов. Общая характеристика катионов этой группы. Характерные и специфические реакции катионов: Fe2+, Fe3+, Bi3+, Mn2+, Mg2+.

Реакции катионов железа (III)

FeCl₃ + 3 NH₄CNS ↔ Fe(CNS)₃ + 3 NH₄Cl

Fe³⁺ + 3 CNS‾ ↔ Fe(CNS)₃

Калия гексацианоферрат (II) K₄[Fe(CN)₆] (желтая кровяная соль) образует темно-синий осадок «берлинской лазури»:

4 FeCl₃ + 3 K₄[Fe(CN)₆] → Fe₄[Fe(CN)₆]₃↓ + 12 KCl

4 Fe³⁺ + 3 [Fe(CN)₆]⁴‾ → Fe₄[Fe(CN)₆]₃↓

Na₂HPO₄ + NH₄OH + FeCl₃ → FePO₄↓ + 2 NaCl + NH₄Cl + H₂O

HPO₄²‾ + NH₄OH + Fe³⁺ → FePO₄↓ + 2 NH₄⁺ + H₂O

2 FeCl₃ + 3 (NH₄)₂CO₃ + H₂O → 2 FeOHCO₃↓ + 6 NH₄Cl + CO₂↑

2 Fe³⁺ + 3 CO₃²‾ + H₂O → 2 FeOHCO₃↓ + CO₂

Работа с осадком: FeOHCO₃ + 3 HCl → FeCl₃ + 2 H₂O + CO₂↑

FeOHCO₃ + 3 H⁺ → Fe³⁺ + 2 H₂O + CO₂

FeCl₂ + 2 NH₄OH → Fe(OH)₂↓ + 2 NH₄Cl

Fe²⁺ + 2 NH₄OH → Fe(OH)₂↓ + 2 NH₄⁺

4 Fe(OH)₂↓ + O₂ + 2 H₂O → 4 Fe(OH)₃↓

Работа с осадком: р-м в HCl: Fe(OH)₂↓ + 2 HCl → FeCl₂ + 2 H₂O

Fe(OH)₂↓ + 2 H⁺ → Fe²⁺ + 2 H₂O