Как сделать осадок в химии

Обновлено: 07.07.2024

Создание оптимальных условий осаждения при количественных определениях имеет еще большее значение, чем при качественном анализе, так как всякая потеря вещества здесь совершенно недопустима. Поэтому необходимо остановиться на этом - подробнее.

Прежде всего рассмотрим процесс образования осадков. Этот процесс, несомненно, сложнее, чем можно ожидать на основании уравнения реакции. Так, судя по уравнению

Ba 2+ + SO4 2- - BaSO4

можно думать, что для образования сульфата бария нужно только, чтобы встретились в растворе два иона: Ba2+ и SO2T. Но это, конечно, не так.

Осадок BaSO4 выпадает в виде кристаллов, а из двух ионов кристаллическая решетка построена быть не может. Процесс образования твердой фазы в растворе очень сложен.

Почти всегда наблюдается так называемый индукционный период, который длится от момента смешения растворов реагентов, содержащих реагирующие вещества, до появления видимого осадка. Для различных веществ индукционный период различен; например, при осаждении BaSO* он сравнительно велик, при осаждении AgCl - очень непродолжителен.

Наличие индукционного периода объясняется тем, что образование осадка проходит через ряд стадий. В начале образуются зародышевые, или первичные кристаллы. Для их образования в пространстве должно встретиться в определенном соотношении и при определенном расположении довольно большое число реагирующих ионов. В растворе ионы окружены гидратной оболочкой, при формировании осадка она должна быть разрушена.

Образовавшиеся первичные кристаллы еще не создают поверхности раздела, т. е. образование этих первых частиц твердой фазы и соединение их (агрегация) в более крупные, состоящие из десятков, сотен молекул, еще не вызывает выделения вещества в осадок. Эта стадия формирования осадка соответствует существованию коллоидных систем. Затем первичные кристаллы или их агрегаты образуют более крупные частицы и выпадают в осадок. Этот процесс может идти двумя путями, которые определяют форму осадка, т. е. образование кристаллического или аморфного осадка. В первом случае при прибавлении в раствор порций осаждающего реагента не появляются новые центры кристаллизации, новые агрегаты. Раствор некоторое время остается в пересыщенном состоянии.

При постепенном введений осадителя выделение вещества из пересыщенного раствора происходит преимущественно на поверхности ранее образовавшихся зародышевых кристаллов, которые постепенно растут, так что в конце концов получается кристаллический осадок, состоящий из сравнительно небольшого числа относительно крупных кристаллов.

Так идет осаждение обычно тогда, когда растворимость осадка не слишком мала, особенно если приняты меры к повышению ее путем нагревания или прибавления тех или иных реактивов, например кислот.

Иначе происходит процесс образования аморфных осадков. В этом случае прибавление каждой порции осадителя вызывает быстрое возникновение в жидкости огромного количества мельчайших зародышевых кристаллов, которые растут уже не вследствие отложения на их поверхности соответствующего вещества, а в результате их соединения в более крупные, агрегаты, оседающие под влиянием силы тяжести на дно сосуда. Другими словами, происходит коагуляция первоначально образующегося коллоидного раствора.

Поскольку связь между отдельными зародышевыми кристаллами в получающихся агрегатах сравнительно непрочная, эти агрегаты могут снова распадаться с образованием коллоидного раствора.

Форма выделяющегося осадка зависит от индивидуальных свойств веществ. Например, полярные, сравнительно хорошо рас-, творимые вещества (BaSO4, AgCl, PbSO4 и т. п.) выпадают в кристаллическом состоянии.

Но та или иная форма осадка не только связана с индивидуальными свойствами вещества, но и зависит от условий осаждения. Например, при осаждении из разбавленных водных растворов BaSO4 выпадает в виде кристаллического осадка. Если, однако, осаждать его из смеси воды с 30-60% спирта, сильно понижающего растворимость сульфата бария, то образуется коллоидный раствор или аморфный осадок. С другой стороны, осаждая сульфиды в присутствии пиридина C5H5N, получают" некоторые из них в виде кристаллов. Можно считать экспериментально

доказанным, что любое вещество может быть получено как в виде кристаллического, так и в виде аморфного осадка. Однако образование одной из этих форм обычно связано с созданием таких условий, которые неприемлемы при количественных определениях. Поэтому, в зависимости от индивидуальных свойств образующихся соединений, одни из них получаются при анализе в виде кристаллических, другие - в виде аморфных осадков. Задача аналитика состоит в том, чтобы создать условия, при которых выпадающий осадок был бы возможно более чистым и удобным для дальнейшей обработки, т. е. для отделения фильтрованием и промывания.

Оптимальные условия осаждения и старения оказываются весьма различными в случае образования аморфных и кристаллических осадков.

Произведение растворимости является одной из основных характеристик осадка. Пользуясь этой характеристикой, можно изменять растворимость осадка, рассчитывать оптимальные условия осаждения, предвидеть, какими реакциями осаждения лучше пользоваться для определения тех или иных ионов.

Из уравнения (3.1.) вытекают условия образования в растворе осадка:

Осадок малорастворимого электролита образуется только в том случае, когда произведение концентраций его ионов (П) в растворе превышает величину произведения растворимости этого соединения, т.е. когда раствор становится пересыщенным относительно данного малорастворимого соединения. Из ненасыщенного раствора осадок не выделяется, происходит растворение твёрдой фазы.

ПРИМЕР 3.6 Определить, образуется ли осадок PbCО 3 при смешении 400 мл 0,001 М Pb(NO) 2 и 100 мл 0,01 М К 2 СО 3 .

Решение: Найдём молярные концентрации веществ в момент смешения по формуле:

Концентрации ионов, образующих осадок, равны:

См 2 (Pb(NO) 2), т.к. при диссоциации из 1 моль соли образуется 1 моль ионов свинца.

[СО 3 2- ]= См 2 (К 2 СО 3), т.к. при диссоциации из 1 моль соли образуется 1 моль ионов СО 3 2- .

Отсюда ПР = ·[СО 3 2- ]= 0,0008·0,002=1,6·10 -5 .

Полученное значение больше ПРPbCO 3 = 7,5·10 -14 , следовательно, раствор пересыщен относительно карбоната свинца и осадок образуется.

ПРИМЕР 3.7 При каком соотношении концентраций ионов Ва 2+ и Рb 2+ их карбонаты при введении ионов СО 3 2- будут выпадать одновременно? ПРВаСО 3 =7∙10 -9 , ПРРbСО 3 =1,5∙10 -13 .

Решение: Концентрацию вводимых карбонат-ионов обозначим через ССО 3 2- , тогда:

Итак, карбонаты бария и свинца будут выпадать одновременно из раствора, если СВа 2+ >СРb 2+ в 46700 раз. Если отношение СВа 2+ / СPb 2+ >46700, то первым из раствора будет выпадать ВаСО 3 до тех пор, пока отношение СВа 2+ / СPb 2+ не будет равным 46700. И только после этого начнется одновременное выпадение осадков. Если же отношение концентрации ионов бария и свинца меньше 46700, то первым начнет осаждаться карбонат свинца. Осаждение карбоната свинца будет протекать до тех пор, пока отношение СВа 2+ / СPb 2+ не достигнет значения, при котором ВаСО 3 и РbСО 3 будут осаждаться одновременно.

Алгоритм линейной цифровой фильтрации. Условие физической реализуемости.
Базисные условия поставки – Инкотермс-2000. Условия группы E, F, C, D. Условие FOB и условие CIF.
Билет 1. Циклический алгоритм. Блок-схемы циклов с предусловием, с постусловием и цикла с параметром. Программирование циклического процесса
Важным условием успеха фирмы является надежная система слежения за конкурентами и анализа их действий.
Возрастание и убывание функций, необходимое и достаточное условие.
Вопрос 1. Ядерная реакция. Условием протекания цепной ядерной реакции деления
Вопрос № 13. Окисление углерода в электропечи, механизм и условие удаления пузырька СО.

ОБРАЗОВАНИЕ И РАСТВОРЕНИЕ ОСАДКОВ

1. Произведение растворимости и растворимость. Условие выпадения осадка

2. Произведение растворимости при неполной диссоциации малорастворимого соединения

3. Факторы, влияющие на полноту осаждения

4. Растворение осадков

Произведение растворимости и растворимость.

Условие выпадения осадка

Гетерогенными называются химические и физико-химические процессы, которые происходят в системах, состоящих из нескольких фаз. Фазы могут быть жидкими, твердыми и газообразными.

Фаза – это отдельные части гетерогенной системы, разграниченные поверхностями раздела.

Мы будем рассмотривать фазовое равновесие жидкость – твердое вещество, как имеющее наибольшее значение для разделения элементов, качественного и количественного определения.

Рассмотрим равновесие в системе малорастворимого сильного электролита А а В в, опустив для простоты заряды ионов:

А а В втв ó aA + bВ

Это равновесие описывается термодинамической константой равновесия:

Активность твердой фазы есть величина практически постоянная, произведение двух констант даст новую константу, которую называют термодинамическим произведением растворимости (ПР) :

В растворе над осадком малорастворимого сильного электролита произведение активностей ионов в степенях соответствующих стехиометрических коэффициентов есть величина постоянная при данных условиях (температура, давление, растворитель).

ПР Т = f (T, р, природы растворителя)

В немецкой литературе ПР обозначается Lp (löslichkeitsprodukt), в английской – Sp (solubility product).

Растворимость S – это способность веществ образовывать гомогенную систему с растворителем.

Растворимость измеряют в моль/л, г/100мл, г/мл и т.д.

Чем меньше растворимость, тем труднее растворяется электролит

BaSO 4 (ПР = 1,05·10 -10) с трудом при кипячении растворяется только в концентрированной серной кислоте,

CaSO 4 (ПР = 9,1·10 -6) довольно хорошо растворим в воде – гипсовая вода

Для малорастворимого сильного электролита АВ, который состоит из ионов одинаковой зарядности, растворимость S – это равновесная концентрация иона А или иона В.

Если обозначить эту концентрацию через x, то

ПР = [A]·[B] = x 2

Для осадка электролита, состоящего из ионов разной зарядности А a B b , равновесие в насыщенном растворе

А а В b тв ó aA + bВ

Отсюда [A] = a·S и [B] = b·S

ПР (А а В b)= [A] a ·[B] b = a ·[ b·S] b = a a ·b b ·S a+b . Отсюда

Если произведение концентраций ионов (ионное произведение) труднорастворимого электролита меньше его произведения растворимости, раствор является ненасыщенным. В тот момент, когда ионное произведение достигнет величины ПР данного электролита, раствор станет.насыщенным относительно этого электролита. Если ионное произведение превысит величину ПР, начинается выпадение осадка:

i" nP Ag ci -пересыщенный [раствор.

Осадок образуется в том случае, когда произведение концентраций. ионов малорастворимого электролита превысит величину произведения растворимости электролита при данной температуре.

Когда ионное произведение станет равным величине ПР, выпадение осадка прекращается. Зная объем и концентрацию смешиваемых растворов, можно рассчитать, будет ли выпадать осадок образующейся соли.

Пример. Выпадает ли осадок при смешении равных объемов 0,2 М растворов РЬ(.ЫОз) 2 и NaCl? ПРрьс1 2 =2,4-10~ 4 .

Решение. При смешении объем раствора возрастет вдвое и концентрация каждого иэ> веществ уменьшится вдвое, т. е. станет 0,1 М или 1-Ю -1 моль/л. Таковы же будут концентрации РЬ 2 + и С1~. Следовательно

Полученная величина превышает ПРрьа 2 (2,4-Ю -4). Поэтому часть соли PbCfo выпадет в осадок.

Из всего сказанного выше мы можем сделать вывод о влиянии различных факторов на образование осадков.

1. Влияние концентрации растворов. Трудиораство-римый электролит с достаточно большой величиной ‘ПР нельзя осадить из разбавленных растворов. Например, осадок РЬСЬ не будет выпадать при смешении равных объемов 0,1 М растворов Pb(N0 3)2 и NaCl.

При смешении равных объемов концентрации каждого из веществ станут 0,1: 2 = 0,05 М или 5-10 ~ 2 моль/л. Ионное произведение

Полученная величина меньше ПР Р ьс1 2 . следовательно выпадения осадка не произойдет.

2. Влияние количества осадителя. Для возможно более полного осаждения употребляют избыток осадителя.
Например, осаждаем соль ВаС0 3:

ВаС1 2 + Na 2 C0 3 = BaC0 3 J + 2NaCl

Большое значение имеет степень диссоциации осадителя. Концентрация ионов, вступающих в реакцию, у слабого электролита во ‘много раз меньше концентрации самого электролита, а следовательно, осаждение мало-диссоциированным реактивом будет гораздо менее полным.

3. Влияние одноименного иона. Растворимость труднорастворимых электролитов понижается в присутствии
других сильных электролитов, имеющих одноименные ионы.

Если к ненасыщенному раствору BaS0 4 прибавлять понемногу раствор Na 2 S04, то ионное произведение, которое ‘было сначала меньше nP Ba so 4 (1,1-Ю -10), постепенно достигнет ПР и превысит его. Начнется выпадение осадка.

Соли с одноименным ионом понижают растворимость солей с довольно большой растворимостью.

4. Солевой эффект. Соли, не имеющие одноименного иона, тоже влияют на растворимость электролитов, но влияни в данном случае противоположное: растворимость электролита повышается. Так, например, раство римость PbS0 4 повышается в присутствии нитратов калия или натрия, а растворимость AgCl повышается в присутствии сульфатов «атрия или калия. Описанное явление называется солевым эффектом.

5. Влияние температуры. Произведение растворимости является постоянной величиной при постоянной температуре. С увеличением температуры величина произведения растворимости возрастает, поэтому осаждение, как правило, проводят из холодных растворов. Осаждение из горячих растворов проводят лишь тогда, когда температура благоприятно влияет на характер осадка (переход из аморфного состояния в кристаллическое, предотвращение образования коллоидных растворов и т. д.).

Знание численной величины произведения растворимости позволяет сделать прогноз, будет ли выпадать осадок малорастворимого соединения в результате обменной реакции. Например, для того чтобы при сливании растворов AgNO 3 и K 3 PO 4 выпал осадок Ag 3 PO 4 в результате обменной реакции

3 Ag + + PO 4 3– ® Ag 3 PO 4 ¯

необходимо, чтобы образующийся раствор был перенасыщен ионами серебра и фосфат-ионами. Важно понимать, что ПР – это характеристика, относящаяся к насыщенному раствору, поэтому выпадение осадка произойдёт в том случае, если, в полученном растворе произведение концентраций (ПК) ионов, образующих осадок, больше, чем произведение растворимости (ПР) или, более кратко, условие выпадения осадка: ПК > ПР .

Пример 5.2. Определить будет ли выпадать осадок Ag 3 PO 4 при сливании 1 литра раствора Na 3 PO 4 с концентрацией 5·10 –5 моль/л и 1 литра раствора AgNO 3 с концентрацией 2·10 –3 моль/л. ПР(Ag 3 PO 4) = 1,3·10 –20 .

При решении подобных задач необходимо в первую очередь найти в исходных растворах число моль тех ионов, которые могут образовать осадок (в данном случае – это ионы Ag + и PO 4 3–).

В растворе Na 3 PO 4: n(Na 3 PO 4) = C(Na 3 PO 4)·V раствора (Na 3 PO 4);

n(Na 3 PO 4) = 5·10 –5 моль/л · 1 л = 5·10 –5 моль = n(PO 4 3–).

В растворе AgNO 3: n(AgNO 3) = C(AgNO 3)·V раствора AgNO 3 ;

n(AgNO 3) = 2·10 –3 моль/л · 1 л = 2·10 –3 моль = n(Ag +).

В растворе, образующемся после смешивания, число моль ионов Ag + и PO 4 3– до образования осадка будет таким же, как и в исходных растворах, а объём раствора станет равен 2 литрам:

V общий ≈ V раствора Na 3 PO 4 + V раствора AgNO 3 = 1 л + 1 л = 2 л.

C(Ag +) = n(Ag +) / V общий = 2·10 –3 моль / 2 л = 1·10 –3 моль/л;

C(PO 4 3–) = n(PO 4 3–) / V общий = 5·10 –5 моль / 2 л = 2,5·10 –5 моль/л.

Образование осадка происходит в результате реакции, протекающей по уравнению 3 Ag + + PO 4 3– ® Ag 3 PO 4 ¯, поэтому произведение концентраций (ПК) ионов Ag + и PO 4 3– в полученном растворе следует рассчитывать по уравнению:

ПК = C 3 (Ag +)·C(PO 4 3–) = (1·10 –3) 3 ·2,5·10 –5 = 2,5·10 –14 .

Так как ПК = 2,5·10 –14 > ПР(Ag 3 PO 4) = 1,3·10 –20 , раствор перенасыщен ионами Ag + и·PO 4 3– , следовательно, осадок Ag 3 PO 4 образуется.

Пример 5.3. Определить будет ли выпадать осадок PbCl 2 при сливании 200 мл 0,005 М раствора Pb(NO 3) 2 и 300 мл 0,01М раствора NaCl ПР(PbCl 2) = 1,6·10 –5 .

Расчёт количеств ионов Pb 2+ и Cl – в исходных растворах:

В растворе Pb(NO 3) 2: n(Pb(NO 3) 2) = C(Pb(NO 3) 2)·V раствора (Pb(NO 3) 2);

n(Pb(NO 3) 2) = 0,005 моль/л · 0,2 л = 0,001 моль = n(Pb 2+).

В растворе NaCl: n(NaCl) = C(NaCl)·V раствора NaCl;

n(NaCl) = 0,01 моль/л · 0,3 л = 0,003 моль = n(Cl –).

В растворе, образующемся после смешивания, число моль ионов Pb 2+ и Cl – до образования осадка будет таким же, как и в исходных растворах, а объём раствора станет равен 0,5 литра:

V общий ≈ V раствора Pb(NO 3) 2 + V раствора NaCl = 0,2 л + 0,3 л = 0,5 л.

Концентрации ионов Ag + и PO 4 3– в полученном растворе будут следующими:

C(Pb 2+) = n(Pb 2+) / V общий = 0,001 моль / 0,5 л = 0,002 моль/л = 2·10 –3 моль/л;

C(Cl –) = n(Cl –) / V общий = 0,003 моль / 0,5 л = 0,006 моль/л = 6·10 –3 моль/л.

Образование осадка происходит в результате реакции, протекающей по уравнению Pb 2+ + 2 Cl – ® PbCl 2 ¯, поэтому произведение концентраций (ПК) ионов Pb 2+ и Cl – в полученном растворе следует рассчитывать по уравнению:

Сертификат и скидка на обучение каждому участнику

Признаки химических реакций

Для выполнения заданий № 6, 18, 22 в ОГЭ необходимо точно описывать признаки химических реакций. Как правило, эти реакции являются реакциями ионного обмена. При реакциях ионного обмена чаще всего признаком реакции является выпадение осадка. Определяем это с помощью таблицы растворимости (данные вещества обозначены н)

Осадки бывают разных цветов и разной консистенции. Все это является частью описания признака реакции.

Осадки белого цвета образуют практически все нерастворимые соединения Ca , Ba , Mg , Al , Zn , Be , Pb . Ag .

Осадок светло – желтый, мелкокристаллический - Ag ₂ CO ₃

Осадок желтый, мелкокристаллический – Ag ₃ РО ₄

Осадок зеленого цвета, постепенно буреющий – Fe ( OH ) ₂

Не менее распространенным признаком реакции является выделение газа.

Газы без цвета с резким запахом, ядовитые - NH ₃ (запах нашатырного спирта), H ₂ S (запах тухлых яиц), SO ₂ (резкий кислый запах). Остальные описываем как газы с неприятным запахом - NO, N ₂ О

Газы окрашенные, с неприятным запахом, ядовитые - NO ₂ (бурый газ), Cl ₂ (желто – зеленый газ с запахом хлорки), О ₃ ( газ синего цвета с резким запахом)

Газ без цвета и запаха, ядовитый – CO (угарный газ)

Газ, поддерживающий горение (вспыхивает тлеющая лучинка) - О ₂

Газ, сгорающий с характерным хлопком - H _2.

Газ, вызывающий помутнение известковой или баритовой воды, выделяется с характерным шипением - CO ₂

Признаком реакции также является образование воды .

При сливании двух бесцветных растворов появление воды зрительно зафиксировать невозможно, поэтому в заданиях, описывающих признаки реакций, обычно значится: нет видимых признаков реакции.

Капельки воды обычно фиксируют при нагревании нерастворимых гидроксидов металлов.

Необходимо также знать реакции, идущие с изменением цвета. Это превращение гидроксида железа ( II ) в гидроксид железа ( III ) (цвет меняется с зеленого на бурый);

оксида меди ( II ) в растворимые соли меди ( II ) (цвет меняется с черного на голубой, хлорид меди зеленого цвета!);

гидроксида меди ( II ) в оксид меди ( II ) (цвет меняется с голубого на черный).

Если для реакции берут твердые вещества (оксиды, гидроксиды металлов, некоторые нерастворимые соли), а получают в результате реакции растворы, то признаком реакции значится : растворение вещества.

\u0447\u0442\u043e\u0431\u044b \u043e\u043f\u0440\u0435\u0434\u0435\u043b\u0438\u0442\u044c, \u0447\u0442\u043e \u0432 \u0440\u0435\u0437\u0443\u043b\u044c\u0442\u0430\u0442\u0435 \u0440\u0435\u0430\u043a\u0446\u0438\u0438 \u0432\u044b\u043f\u0430\u0434\u0430\u0435\u0442 \u043e\u0441\u0430\u0434\u043e\u043a, \u043d\u0430\u0434\u043e \u043f\u043e\u0441\u043c\u043e\u0442\u0440\u0435\u0442\u044c \u0432 \u0442\u0430\u0431\u043b\u0438\u0446\u0435 \u0440\u0430\u0441\u0442\u0432\u043e\u0440\u0438\u043c\u043e\u0441\u0442\u0438. \n

1. \u0447\u0442\u043e\u0431\u044b \u043e\u0441\u0430\u0434\u043e\u043a \u0432\u044b\u0440\u0430\u0434\u0430\u043b, \u043d\u0430\u0434\u043e \u0447\u0442\u043e\u0431\u044b \u0438\u0441\u0445\u043e\u0434\u043d\u044b\u0435 \u0432\u0435\u0449\u0435\u0441\u0442\u0432\u0430 \u0431\u044b\u043b\u0438 \u0440\u0430\u0441\u0442\u0432\u043e\u0440\u0438\u043c\u044b. \n

2. \u043e\u0434\u043d\u043e \u0438\u043b\u0438 \u043d\u0435\u0432\u043a\u043e\u043b\u044c\u043a\u043e \u043e\u0431\u0440\u0430\u0437\u0443\u044e\u0449\u0438\u0445\u0441\u044f \u0432\u0435\u0449\u0435\u0441\u0442\u0432 \u0431\u044b\u043b\u0438 \u043d\u0435 \u0440\u0430\u0441\u0442\u0432\u043e\u0440\u0438\u043c\u044b. \n

BaCl2 + H2SO4 = BaSO4 + 2HCl \n

BaSO4 - \u043d\u0430\u0445\u043e\u0434\u0438\u043c \u0432 \u0442\u0430\u0431\u043b\u0438\u0446\u0435 \u0440\u0430\u0441\u0442\u0432\u043e\u0440\u0438\u043c\u043e\u0441\u0442\u0438 \u0432 \u0441\u0442\u0440\u043e\u043a\u0435 \"\u043a\u0430\u0442\u0438\u043e\u043d\u044b\" \u0431\u0430\u0440\u0438\u0439(2+) \u0438 \u0432 \u0441\u0442\u043e\u043b\u0431\u0446\u0435 \"\u0430\u043d\u0438\u043e\u043d\u044b\"\u00a0 SO4(2-) .\u043d\u0430 \u043f\u0435\u0440\u0435\u0441\u0435\u0447\u0435\u043d\u0438\u0438 \u044d\u0442\u0438\u0445 \u0441\u0442\u0440\u043e\u043a\u0438 \u0438 \u0441\u0442\u043e\u043b\u0431\u0446\u0430 \u0441\u0442\u043e\u0438\u0442 \u0431\u0443\u043a\u0432\u0430 \u041d - \u043d\u0435\u0440\u0430\u0441\u0442\u0432\u043e\u0440\u0438\u043c. \n

\u0427\u0442\u043e\u0431\u044b \u043e\u043f\u0440\u0435\u0434\u0435\u043b\u0438\u0442\u044c \u0446\u0432\u0435\u0442 \u043e\u0441\u0430\u0434\u043a\u0430, \u043d\u0430\u0434\u043e \u043f\u0440\u043e\u0432\u0435\u0441\u0442\u0438 \u0440\u0435\u0430\u043a\u0446\u0438\u044e, \u043f\u043e\u0441\u043c\u043e\u0442\u0440\u0435\u0442\u044c \u043d\u0430 \u0446\u0432\u0435\u0442 \u0438 \u0437\u0430\u043f\u043e\u043c\u043d\u0438\u0442\u044c. \n

\u0415\u0441\u043b\u0438 \u043f\u0440\u043e\u0432\u0435\u0441\u0442\u0438 \u043d\u0435 \u0443\u0434\u0430\u0435\u0442\u0441\u044f, \u0442\u043e \u0441\u043c\u043e\u0442\u0440\u0438\u043c \u0432 \u0441\u043f\u0440\u0430\u0432\u043e\u0447\u043d\u0438\u043a\u0435 \u0438 \u0441\u043d\u043e\u0432\u0430 \u0437\u0430\u043f\u043e\u043c\u0438\u043d\u0430\u0435\u043c. \u0412 \u0443\u0447\u0435\u0431\u043d\u0438\u043a\u0435 \u041d\u043e\u0432\u043e\u0448\u0438\u043d\u0441\u043a\u0438\u0445 \u0434\u043b\u044f 9 \u043a\u043b\u0430\u0441\u0441\u0430 \u0432 \u0442\u0430\u0431\u043b\u0438\u0446\u0435 \u0440\u0430\u0441\u0442\u0432\u043e\u0440\u0438\u043c\u043e\u0441\u0442\u0438 \u043f\u0440\u0438\u0432\u0435\u0434\u0435\u043d\u044b \u0446\u0432\u0435\u0442\u0430 \u043e\u0441\u0430\u0434\u043a\u043e\u0432 (\u0442\u043e\u043b\u044c\u043a\u043e \u0446\u0432\u0435\u0442 \u0433\u0438\u0434\u0440\u043e\u043a\u0441\u0438\u0434\u0430 \u0436\u0435\u043b\u0435\u0437\u0430(II) \u0442\u0430\u043c \u0443\u043a\u0430\u0437\u0430\u043d \u0431\u0435\u043b\u044b\u0439, \u0430 \u043d\u0430 \u043f\u0440\u0430\u043a\u0442\u0438\u043a\u0435 \u043e\u043d \u0441\u0435\u0440\u043e-\u0437\u0435\u043b\u0435\u043d\u044b\u0439. \n

\u0425\u0438\u043c\u0438\u044f - \u043d\u0430\u0443\u043a\u0430 \u044d\u043a\u0441\u043f\u0435\u0440\u0438\u043c\u0435\u043d\u0442\u0430\u043b\u044c\u043d\u0430\u044f, \u0432\u0441\u0435 \u043e\u043f\u0440\u0435\u0434\u0435\u043b\u044f\u0435\u0442\u0441\u044f \u043e\u043f\u044b\u0442\u043d\u044b\u043c \u043f\u0443\u0442\u0435\u043c! \n

Царская водка – вода царей — Aqua Regia на латыни – смесь двух кислот, соединенных вместе. Азотная и соляная кислоты берутся в пропорции один к трем. Это баланс по массе, при пересчете на чистые вещества один к двум. Издает неприятный хлорный запах. Уникальная особенность состава – возможность растворять ряд драгоценных металлов – золота, платины и др. Используется для очищения золота от примесей путем фильтрования и осаждения металла.

Царская водка: история названия, пропорция кислот и химические свойства

Свойства Aqua Regia была описаны еще до того момента, как была открыта соляная кислота в 14 веке. Состав получил широкое распространение и свое название в эпоху расцвета алхимии на Европейском континенте. Алхимик из Германии Альберт Великий (Кельнский), который был наставником Фомы Аквинского, назвал ее aqua secunda как производное от aqua prima, азотной кислоты.

Aqua regia — очень сильная кислота

Символ Aqua Regia, принятый у алхимиков: ▽R. перевернутый треугольник — знак воды.

Химические продукты, соединяясь, взаимодействуют и образуют состав продуктов, который отличается высокой активностью. Это проявляется в сильном запахе с оттенками хлора и диоксида азота. Газообразная двуокись азота желтого цвета напоминает дым такого тона.

Сначала царская водка не имеет цвета, но постепенно приобретает желто-оранжевый оттенок, становясь очень сильным окислителем. Если ее хранить некоторое время, постепенно разлагается, выделяя газообразные вещества.

Скорость травления, то есть окисления, или уровня растворимости, золота — около 10 мкм/мин. Другие благородные металлы требуют для прохождения реакции нагрева до определенных температур. Это относится к родию и иридию. Иными свойствами отличается такой металл, как серебро. Растворение в Aqua Regia не наступает, на поверхности образуется слой AgCl, хлорида драгоценного металла.

Растворение золота в царской водке

Какой состав царской водки для растворения золота и какая реакция в домашних условиях возможна

Точный взвешенный состав двух кислот описывается как 65-68% по массе HNO3 и 32-36% HCl. Уравнение реакции, которая происходит при травлении золотого металла в двойном растворе кислот:

Итог: тетрахлораурат водорода (золотохлористоводородная кислота), оксид азота, вода.

По составу Тетрахлораурата водорода понятно, что соединение происходит между золотом и соляной кислотой. Азотная кислота присутствует в процессе, как катализатор со свойствами окислителя.

Добыча золота

Весь процесс проходит за три стадии:

Растворение золота в царской водке.
Фильтрование полученного раствора.
Процесс осаждения золота после выпаривания.

Правила безопасности при работе с химическими реагентами

Домашняя химическая лаборатория для аффинажных процессов похожих на алхимические процедуры, требует максимальной осторожности и собранности.

Очистка золота такими сложными реагентами, как высокоактивные кислоты предъявляет серьезные требования к соблюдению правил безопасности. Процесс длится несколько часов, по ходу выпариваются ядовитые газы NOCl, Cl2, NO, NO₂. Это означает, что все должно происходить либо на открытом воздухе, либо в помещении, которое хорошо проветривается, либо организована мощная система вытяжной вентиляции.

Необходимо защищать глаза специальными очками, лицо – респиратором, тело – соответствующей защитной одеждой. Ни один реактив не должен попасть на части тела и лицо.

Добывание золота из разных деталей , чипов, сим-карт

Важность соблюдения сроков и пропорций

Для того, чтобы реакция прошла успешно, необходимо соблюсти правильные пропорции: 65-68% HNO₃, к 32-35% HCl.

Для получения 1 г золота потребуется порядка 5 г реактива или 3,75 миллилитра соляной кислоты. Эта пропорция вытекает из химической формулы получения тетрахлораурата водорода. Работая с ломом драгметалла для соблюдения пропорций, следует прежде, чем опускать его в кислотный раствор, пройтись по нему магнитом, что позволит удалить частицы металлов, обладающих ферромагнитными свойствами.

Дальнейшая обработка сырья проходит химическими методами.

Предварительная очистка золота в азотной кислоте

Один из методов очистки золотого лома или изделий, содержащих благородный металл — очистка азотной кислотой. Она удаляет почти все накопленные примеси.

После этого происходит растворение золота с применением соляной кислоты.

Химический метод извлечения золота

Процедура растворения металла в кислотах и их постепенное выпаривание

Механизм реакции травления срабатывает при подогревании смесового раствора и добавлении азотной кислоты, катализирующей процесс. Когда весь металл растворился, ее больше не добавляют, а переходят к отстаиванию — выдерживают состав такого вида около получаса. Вслед за этим наступает этап фильтрации. Для этих целей пригодится фильтровальная бумага различного качества. К фильтру нередко добавляют сульфид железа – FeS.

Золото дураков, пирит - формула и применение загадочного камня, похожего по физико-химическим свойствам на золото

Кислота обеспечивает осаживание серебра, свинца, алюминия и цинка, если они еще остаются после фильтрования, и удаление азотной кислоты.

Выпаривание проводят неспешно с медленным нагреванием, не допуская закипания. Происходит добавление HCl до исходного состояния, а затем H₂О, пропорция 1 к 1. Затем состав стоит 24 часа для того, чтобы пошел процессе осаждения серебра на дно емкости.

Для травления золота используется азотная кислота

Химическое уравнение для расчета пропорций кислот: азотной, соляной и серной

В процессе травления необходимо выдерживать постоянно пропорции содержания кислот. Для получения 1 гр. золота потребуется порядка 5 гр. реактива или 3,75 миллилитра соляной кислоты. Добавление азотной кислоты по соотношению к соляной проводится как два к одному.

Серная кислота добавляется на этапе выпаривания 5 мл на 100 мл раствора.

Точного уравнения не существует, так как условия каждого этапа процесса растворения, фильтрации и выпаривания могут несколько различаться.

Осаждение золота с применением различных реактивов в течение суток

После этапа выпаривания наступает время осадить золотой металл из раствора. Оно проводится с применением одного из химических реагентов:

ТОП5 веществ для осаждения золота

гидразин сильный растворитель, не очень пригодный для домашней лаборатории, если все же применяют, добавляют по каплям, иначе возможен взрыв;
железный купорос; FeSO₄, его добавляют водным раствором, соотношение 1 к 2.
щавелевая кислота не очень подходит для первичного осаждения, но успешно проводит вторичное;
пиросульфит натрия подходит для вторичного осаждения, добавляют в чистом виде, требует осторожности: если что-то сделать не так – произойдет выделение вредных газообразных веществ;
перекись водорода должна иметь высокую концентрацию, чтобы процесс пошел.

Магнитится ли золото: проверка на подлинность, сплавы, которые притягиваются и отталкиваются от магнита

Если процедуры проведены правильно золото будет осаждаться как красный или оранжевый тяжелый осадок. Он будет концентрироваться на дне емкости.

Железный купорос — FeSO4

Формула реакции с железным купоросом (НАuСl4 + 3FеSО4 = Fе2 (SО4) 3 + FеСl3 + НСl + Аu)

Осаждение золота из царской водки на основе добавления железного купороса, описывается формулой:

Сульфата двухвалентного железа требуется не меньше, чем 13 г на 1 гр. металла, который планируют получить. Наблюдают за реакцией: раствор должен помутнеть, если этого не происходит, и при этом раздается шипение – это признак не удаленной до конца азотной кислоты. Тогда процесс выпаривания повторяют с добавлением большего количества сернокислого соединения железного купороса. Таким безопасным способом на этапе восстановления устраняются следы азотной кислоты.

Вещества, которые могут навредить процессу восстановления золота

Наряду с описанными реагентами, способствующими осаждению золота, есть еще несколько таких, которые могут быть эффективны в отдельных, особых, случаях, но при стандартном аффинаже не помогут или окажут вредное воздействие.

Экспериментировать с этими веществами не стоит.

Нитрат ртути

Окончательное промывание золотого осадка в кислоте и растворе аммиака

Когда золото осело на дне в виде кусочков, крупных капель, песка, раствор аккуратно сливают. Металлический материал промывают сначала соляной кислотой, а затем нашатырным спиртом. Эти процедуры нужны, чтобы убрать остатки меди.

В самом конце горячая вода устранит частицы гидроксида аммония и приведет золото в надлежащий вид.

Переплавка золотого песка в тигле для получения золота 999 пробы

Полученная россыпь золотых кусочков может быть приведена доведена до состояния гранул или выплавлена как слиток или брусок. Для этого пригодится тигель, который перед нагреванием обрабатывают тетрокарбонатом натрия. Это будет способствовать лучшему стеканию золота по стенкам наряду с очисткой емкости от окислов.

Тройская унция - королевский стандарт чистоты и качества меры драгоценных металлов: золота, серебра, палладия и платины, сколько грамм, чему равна, Калькулятор для перевода

Золотые слитки 999,9 пробы

Температура плавления драгоценного металла — 1063 градусов С. Поскольку горелка обеспечивает меньшую температуру горения, емкость и сам материал обрабатывают бораксом. Он снижает уровень необходимого для плавления теплового воздействия.

Это способ получения 24-х каратного золота из лома или золотосодержащих изделий.

Видео: много ли золота в вашем золоте. Извлечение золота химическим путем

Читайте также: