沉淀的形成过程及影响因素（应用化学课件）

沉淀的形成过程构晶离子成核作用晶核长大沉淀微粒长大聚集定向排列无定形沉淀晶形沉淀

沉淀的形成是一个复杂的过程，近年来，由于纳米材料科学技术的发展，这一领域的研究比较活跃。

在此重点介绍与沉淀重量法相关的理论。沉淀的形成过程：形成哪种类型沉淀？--取决于“聚集速度”和“定向速度”沉淀类型类别颗粒直径特性实例晶形沉淀0.1-1µm颗粒大，内部排列规则，紧密，极易沉于容器底部粗晶：MgNH4PO4细晶：BaSO4无定形沉淀（非晶形沉淀）＜0.02µm内部排列杂乱无章，疏松，絮状沉淀，体积庞大，含大量水，不易沉底。Al(OH)3Fe(OH)3凝胶状沉淀（介于晶形和无定形之间0.1-0.02μm介于两者之间AgCl无定形沉淀过程：

聚集速度＞定向速度Ba2+SO42-SO42-Ba2+SO42-Ba2+Ba2+SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+SO42-SO42-Ba2+Ba2+SO42-Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+晶形沉淀过程：定向速度＞聚集速度SO42-SO42-Ba2+SO42-Ba2+Ba2+SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+SO42-SO42-Ba2+Ba2+SO42-Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+晶形沉淀过程：定向速度＞聚集速度SO42-SO42-Ba2+SO42-Ba2+Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+SO42-Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+晶形沉淀过程：定向速度＞聚集速度SO42-SO42-Ba2+Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+SO42-SO42-Ba2+SO42-SO42-晶形沉淀过程：定向速度＞聚集速度SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+SO42-Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+晶形沉淀过程：定向速度＞聚集速度沉淀条件的选择1）晶形沉淀稀热慢搅陈化相对过饱和度小，浓度相对均匀，沉淀处于平衡状态减少杂质吸附量增大溶解度，减少相对过饱和度增大扩散速度，减少吸附有利于沉淀长大；不断搅拌并缓慢滴加稀沉淀剂，避免局部相对过饱和度过大，有利于沉淀长大减少杂质包藏；使沉淀晶形完整化，目的：沉淀纯净且易于分离和洗涤2）无定形沉淀目的：沉淀结构紧密，便于过滤和洗涤，减少杂质吸附热大量电解质立即过滤减少水合，结构紧密，减少表面吸附杂质浓减少水合沉淀完后，加入热水稀释搅拌，减少杂质吸附快，搅不断搅拌并快速滴加沉淀剂，减少水合，使结构紧密利于凝聚、沉降（残留电解质可通过灼烧除去）沉淀条件的选择避免沉淀失去水分，聚集紧密而难以洗去吸附的杂质3）均相沉淀法

通过缓慢的化学反应过程，逐步地、均匀地在体系中产生沉淀剂，使沉淀在整个溶液中均匀、缓慢地的形成，使得生成的沉淀颗粒较大。例如：在含有钡离子的试液中加入硫酸甲脂，利用脂水解产生硫酸根离子，均匀、缓慢地生成硫酸钡沉淀。沉淀条件的选择影响沉淀纯度的因素共沉淀coprecipitation后沉淀postprecipitation表面吸附adsorption吸留/包夹occlusion产生混晶mixedcrystal影响沉淀纯度的因素定义：

当沉淀从溶液中析出时，溶液中的某些可溶性杂质混入沉淀一起沉淀下来。

例如：硫酸钡重量法测定钡离子时，若有铁离子存在时，生成的沉淀中会含有Fe2(SO4)3：

Ba2+(Fe3+)+SO42-→BaSO4↓(白色）

Fe2(SO4)3

产生共沉淀的原因：表面吸附、吸留（包夹）和混晶。二、影响沉淀纯度的因素

1.共沉淀影响沉淀纯度的因素——共沉淀1）表面吸附沉淀吸附杂质量的影响因素：减少表面吸附的主要措施：

洗涤①与沉淀的总表面积有关。同量的沉淀，颗粒愈小，比表面愈大，与溶液的接触面也愈大，吸附的杂质也就愈多。②与溶液的温度有关。因为吸附作用是一个放热过程，因此，溶液温度升高时，吸附杂质的量就减少。③与溶液中杂质的浓度有关。杂质的浓度越大，吸附杂质的量就越多。产生原因：

如果溶液中杂质离子与沉淀构晶离子的半径相近，晶体结构相似，杂质会进入晶格排列形成混晶共沉淀。例如:BaSO4与PbSO4，AgCl与AgBr，MgNH4PO4

6H2O与MgNH4AsO4

6H2O

消除措施：

减少和消除混晶的最好的方法就是将这类杂质离子预先分离除去。

影响沉淀纯度的因素——共沉淀

2）生成混晶产生原因：吸留是由于沉淀剂加入太快，使沉淀急速生长，沉淀表面吸附的杂质来不及离开就被随后生成的沉淀所覆盖，使杂质和母液机械地嵌入沉淀内部所致。消除措施：通过改变沉淀条件、陈化或重结晶的方法予以减免。影响沉淀纯度的因素——共沉淀

3）

吸留(包夹)总结——提高沉淀纯度的方法：

1）降低易被吸附的杂质离子的浓度

2）选择适当的沉淀剂

3）选择适当的沉淀条件

4）必要时再沉淀

5）选择适当的洗涤液

6）选择适当的分析程序（对于沉淀重量分析法）影响沉淀纯度的因素共沉淀coprecipitation后沉淀postprecipitation表面吸附adsorption吸留/包夹occlusion产生混晶mixedcrystal影响沉淀纯度的因素

指一种本来难以析出沉淀的物质或形成稳定的过饱和溶液而不能单独沉淀的物质，在另一种组分沉淀之后被“诱导”而随之也沉淀下来且其沉淀的量随放置的时间延长而增多的现象。影响沉淀纯度的因素——后沉淀

后沉淀例：在0.01mol/LZn2+的0.15mol/LHCl溶液中通H2S,放置一个月也无ZnS沉淀析出。但当在上述溶液中加入Cu2+,最初得到的CuS沉淀中夹杂