沉淀

从均相混合物中析出固体的一切过程
沉淀(Precipitate)是指溶液中难溶物质的产生和沉淀的过程,通常被归属于结晶学科,可被狭义定义为“快速反应结晶”,同时,化学发应是引发沉淀的主要手段[2]。沉淀的形成首先是要有构晶离子,构晶离子在过饱和溶液中形成晶核,晶核进一步生长即形成沉淀[1][3]
按照沉淀的物理性质,可将其分为晶形沉淀和无定形沉淀(非晶形沉淀)两种[4],介于两者之间的沉淀被称为凝乳状沉淀[3]。常见的无机沉淀有氯化银AgCl)、硫酸[bèi](BaSO₄)、碳酸钡(BaCO₃)、碳酸钙CaCO₃)、氢氧化镁(Mg(OH)₂)、氢氧化铝(Al(OH)₃)、氢氧化铁(Fe(OH)₃)[5];有机沉淀物有白细胞、红细胞、管型、上皮细胞核和精子,也有重烃(石腊或沥青质),它们一般沉淀在油管、射孔眼和地层[6][7];生物沉淀主要有酵母、细菌等[8]
沉淀从溶液中提取分离出来需采取过滤、洗涤、干燥等后处理方法[4]。沉淀反应可应用于医药、分析化学、废水处理及矿物冶炼等领域,如在分析药品中重金属铅的含量是否超过药典规定的标准限度时,可取样品与硫化氢反应产生棕色或暗棕色浑浊的硫化铅沉淀,然后以用标准铅溶液在相同条件下与硫化氢试液的作用结果为标准进行比较,即可判断铅是否超标;在去除废水中的重金属污染时,可加入石灰石等中和沉淀剂,使重金属在弱碱性条件下形成溶解度较小的氢氧化物沉淀或碳酸盐沉淀而去除[9][10][11];此外,沉淀发应还能生产催化剂[12]、磁电材料[13]、起爆药和有机颜料等多种化工产品[14][15]

产生机理

沉淀物产生时就会形成新相,这是因为溶质分子必须要有足够的能量才能克服液固相界面阻力,碰撞聚集生成新的固相晶核。同时为使溶液中生成的晶核长大成晶体,需要一定的溶度差作为扩散的推动力,为此只有在饱和溶液才能生成沉淀[16]