
共沉澱(coprecipolution)在化學中定義為溶液中多種可溶性組分伴隨目标沉澱物一同析出的現象。其核心機制是雜質離子通過吸附、包裹或晶格取代等方式與主沉澱結合,形成混合固态物質。該過程在分析化學中常用于痕量元素的富集,例如通過氫氧化鐵沉澱吸附溶液中的砷酸鹽(AsO₄³⁻),在材料科學領域則用于制備複合納米材料,如磁性Fe₃O₄與石墨烯的共沉澱合成。
根據國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)術語數據庫,共沉澱須滿足兩個條件:①沉澱相與母液達到熱力學平衡;②雜質濃度超過其在沉澱中的固有溶解度。實驗表明,pH值、攪拌速率和離子強度是影響共沉澱效率的關鍵參數。例如在飲用水處理中,鋁鹽混凝劑與氟化物的共沉澱反應可表示為:
$$ Al^{3+} + 3H_2O rightarrow Al(OH)_3↓ + 3H^+
$$
$$
F^- + Al(OH)_3 rightarrow Al-F(OH)_2↓
$$
參考來源:
共沉澱是指當某種沉澱從溶液中析出時,原本可溶的雜質離子或化合物被夾帶一同沉澱的現象。這種現象在化學分析(如重量法)和材料制備中均有重要意義,以下是詳細解釋:
共沉澱的核心特征是可溶性物質隨主沉澱析出。例如,用氯化鋇沉澱硫酸根(SO₄²⁻)時,溶液中若存在K⁺、Fe³⁺等離子,部分硫酸鉀(K₂SO₄)和硫酸鐵(Fe₂(SO₄)₃)可能被硫酸鋇(BaSO₄)沉澱夾帶下來,形成雜質。
共沉澱的産生機制主要包括以下三種:
若溶液中同時存在Ba²⁺、SO₄²⁻、K⁺和Fe³⁺,當BaSO₄沉澱時,K⁺可能因表面吸附被帶入沉澱,而Fe³⁺可能形成混晶或包埋于沉澱内部。
通過理解共沉澱的機制,可優化實驗條件以減少雜質幹擾,或利用其特性合成特定功能材料。
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