Cơ sở hóa học phân tích - quá trình tạo thành kết tủa Lâm Ngọc Thụ

" Cơ sở hóa học phân tích - quá trình tạo thành kết tủa Lâm Ngọc Thụ " được biên soạn nhằm giúp ích cho các bạn tự học, ôn thi, với phương pháp trình bày hay, thú vị, rèn luyện kỹ năng giải đề, nâng cao vốn kiến thức cho các bạn trong các kỳ thi sắp tới, rất hay để các bạn đào sâu kiến thức hóa Tác giả hy vọng tài liệu này sẽ giúp ích cho các bạn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Cơ sở hóa học phân tích - quá trình tạo thành kết tủa Lâm Ngọc Thụ 1Chương 6. Quá trình tạo thành kết tủa Lâm Ngọc Thụ Cơ sở hóa học phân tích. NXB Đại học quốc gia Hà Nội 2005.Từ khoá: Cơ sở hóa phân tích, Trung tâm kết tinh, kết tinh Becker – Doring, Kết tinhChristiansen - Nielsen.Tài liệu trong Thư viện điện tử ĐH Khoa học Tự nhiên có thể được sử dụng cho mụcđích học tập và nghiên cứu cá nhân. Nghiêm cấm mọi hình thức sao chép, in ấn phụcvụ các mục đích khác nếu không được sự chấp thuận của nhà xuất bản và tác giả.Mục lục Chương 6 Quá trình tạo thành kết tủa ......................................................................... 2 6.1 Nghiên cứu thực nghiệm quá trình tạo kết tủa ...................................................... 2 6.2 Lý thuyết cổ điển về sự tạo thành các trung tâm kết tinh ..................................... 5 6.3 Lý thuyết về sự tạo thành các trung tâm kết tinh Becker - Doring....................... 7 6.4 Lý thuyết tạo thành các trung tâm kết tinh Christiansen - Nielsen....................... 8 2Chương 6Quá trình tạo thành kết tủa Cơ chế quá trình tạo thành kết tủa là đề tài tranh luận trong nhiều năm. Có nhiều ý kiếnrất khác nhau về vấn đề này. Vì vậy, chúng ta bắt đầu ở những quan sát thực nghiệm, sau đóxem xét những giải thích lý thuyết những quan sát đó.6.1 Nghiên cứu thực nghiệm quá trình tạo kết tủa Có thể xem thời kỳ tiếp xúc kéo dài từ lúc trộn các thuốc thử đến khi xuất hiện kết tủanhìn thấy được, là giai đoạn luôn xảy ra và là hiện tượng đáng chú ý nhất. Thời lượng của thờikỳ tiếp xúc thường rất khác nhau: khi kết tủa bari sunfat thời kỳ tiếp xúc rất dài trong khi kếttủa bạc clorua giai đoạn đó lại rất ngắn. Hai muối này được nghiên cứu rất cẩn thận, vì chúngcó độ tan tính theo mol gần như đồng nhất. Điều đó tạo nên mối quan tâm lớn khi nghiên cứuso sánh hai kết tủa. Nielsen đã so sánh những thời kỳ tiếp xúc của những kết tủa khác nhau theo những dữ kiệncủa nhiều nhà nghiên cứu và đã rút ra được phương trình thực nghiệm sau: tiCon = k (6.1) ti là thời kỳ tiếp xúc; Co là nồng độ ban đầu ngay sau khi trộn lẫn các thuốc thử; n, k là các hằng số thực nghiệm. Đối với các kết tủa AgCl, Ag2CrO4, CaF2, CaC2O4 và KClO4, giá trị n thu được từ nhiềunhà nghiên cứu khá phù hợp và bằng các giá trị tương ứng 5; 4,7; 9; 3,3 và 2,6; còn đối vớibari sunfat những giá trị thu được rất khác nhau. Thời lượng của thời kỳ tiếp xúc không phụ thuộc vào phương pháp quan sát. Khi quan sáttrực tiếp bằng mắt cũng thu được kết quả giống như khi sử dụng các thiết bị quang học có độnhạy cao hoặc đo độ dẫn điện. Theo các số liệu của Johnson và O’Rourke, độ dẫn điện trong 3thời kỳ tiếp xúc hầu như không biến đổi. Do vậy, trong thời gian đó chỉ một phần nhỏ chất tanở dạng cặp ion hoặc những liên hợp ion lớn hơn. Khi kết tủa bari sunfat, thời lượng của thời kỳ tiếp xúc phụ thuộc vào phương pháp trộnthuốc thử. Từ những số liệu của Lamer và Dinegar có thể rút ra kết luận, trong trường hợpđiều chế ion sunfat trong dung dịch đồng thể theo phản ứng: S2O82– + 2S2O32– → 2SO42– + S4O62– (6.2) Khi có mặt ion Ba2+, dung dịch tạo thành ở mức độ quá bão hòa xác định không sinh rakết tủa trong khoảng thời gian tương đối dài so với chính dung dịch đó nhưng được điều chếbằng cách trộn trực tiếp các thuốc thử. Sử dụng phương pháp kết tủa đồng thể, Lamer vàDinegar đã đi đến kết luận, kết tủa chỉ xuất hiện khi độ quá bão hoà đạt mức xác định: aBa2+ .aSO2− 4 = 21,5 KM không phụ thuộc vào nồng độ ion bari hoặc tốc độ tạo thành ion sunfat. Trong công trình muộn hơn, Collins và Leineweber chỉ rõ rằng giá trị mức độ quá bãohòa chuẩn phụ thuộc vào độ tinh khiết của thuốc thử. Khi kết tinh lại nhiều lần và lọc cácdung dịch thuốc thử, các tác giả trên đã thu được giá trị mức độ quá bão hòa chuẩn bằng 32.Các tác giả đã rút ra kết luận, trong trường hợp này không tạo thành các trung tâm kết tinhđồng thể và sự kết tinh bắt đầu trên những trung tâm lạ, có thể là lưu huỳnh nguyên tố tồn tạitrong dung dịch tiosunfat là trung tâm kết tinh. Nielsen cho rằng, khi làm sạch cẩn thận bìnhkết tủa bằng cách xử lý hơi trong thời gian dài, lượng tinh thể bari sunfat trên một đơn vị thểtích giảm đi 10 lần và có thể trên 10 lần. Do đó ông ta quả quyết rằng, ở những điều kiện kếttủa bình thường, phần lớn trung tâm kết tinh được tạo thành trên thành bình thủy tinh. Ngoài ra, nhiều bằng chứng đáng tin cậy về sự tạo thành những trung tâm kết tinh lạtrong các dung dịch bari clorua vừa mới được điều chế đã được công bố và sự khẳng định vềsự giảm lượng, đồng thời tăng kích thước hạt bari sunfat được tạo thành khi sử dụng các dungdịch bari clorua già hóa và đã được lọc cũng đã được xác nhận. Còn có một nhóm quan sát rấtquan trọng khác về sự phụ thuộc của kích thước và lượng hạt kết tủa vào nồng độ chất kết tủa.Von Weimarn đã hoàn thành công trình nghiên cứu cổ điển về sự tạo thành kết tủa: đo kíchthước tinh thể bari sunfat thu được bằng cách trộn nhanh những dung dịch bari tioxianat vàmangan(II) sunfat có nồng độ phân tử bằng nhau. Ở độ loãng ≈ 10–4 M, nói chung kết tủakhông xuất hiện. Khi tăng nồng độ trong giới hạn 10–4 – 10–3 M, ...