降水量と共沈量

分析化学において、沈殿は溶液から化合物/物質を分離するための重要な技術である。不溶性、純度、ろ過の容易さ、雰囲気物質との非反応性など、沈殿物の重要な特性は、分析目的に有用なものである。

降水量

沈殿物は、溶液中の粒子からなる固体である。固形物は溶液中の化学反応の結果であることもある。これらの固体粒子は、その密度から最終的に沈殿することになり、これを沈殿物と呼びます。遠心分離では、得られた沈殿物のことをペレットともいう。沈殿物の上にある溶液を上澄み液と呼びます。析出物の粒子の大きさは、ケースによって異なります。コロイド懸濁液には小さな粒子が含まれており、簡単に沈殿しないため、ろ過されにくい。結晶はろ過されやすく、サイズも大きくなります。

沈殿物の生成機構は多くの科学者によって研究されているが、その生成過程については完全には解明されていない。しかし、沈殿物の粒径は、沈殿物の溶解度、温度、反応物の濃度、反応物の混合速度に影響されることが分かっています。析出物の形成には、核生成と粒子成長の2つの方法がある。核生成では、多数のイオン、原子または分子**が集まって安定した固体を形成する。この小さな固体を核と呼びます。通常、この核は浮遊する固体汚染物質の表面に形成される。この核がさらにイオン、原子、分子と接触すると、さらなる核生成、粒子の成長が起こる。核生成が続くと、多数の小粒子を含む析出物が生成される。逆に、成長が優勢な場合は、少量の大きな粒子が生成される。相対的過飽和度が高くなると、核生成の速度が速くなる。通常、析出反応は遅い。そのため、沈殿剤を分析対象物溶液にゆっくりと添加すると過飽和が起こる。(過飽和溶液とは、飽和溶液よりも高濃度の溶質を含む不安定な溶液である)。

共沈

共沈とは、通常は溶解する化合物を、沈殿物によって溶液から取り出すことである。共沈には、表面吸着、混合結晶体形成、ブロッキング、メカニカルトラップの4種類がある。表面吸着は、大きな表面積を持つ沈殿物で起こる。このパーティ**は、特殊な固形化コロイドを汚染する。混晶の場合、格子の中のあるイオンが別のイオンと置き換わる。表面吸着と混合結晶形成は平衡過程であり、他の2つの過程は動力学的な現象である。結晶が急速に成長すると、成長した結晶の中に汚染物質が閉じ込められることがあり、これをブロッキングという。メカニカルトラップとは、結晶の中に一定量の溶液を閉じ込める仕組みのことである。これは、成長している2つの結晶が互いに接近しているときに発生します。