Соосаждение. 
Аналитическая химия в 2 книгах. 
Книга 1. Химические методы анализа

Осадок увлекает с собой из раствора посторонние вещества. Это явление, называемое соосаждением, служит одной из серьезных причин, вызывающих погрешности при выполнении анализа методом осаждения. Соосаждение происходит в результате различных процессов. Существует четыре основных вида соосаждения.

Окклюзия — процесс захвата примесей микрокомпонентов внутрь растущих кристаллов осадка основного компонента. Удаление окклюдированных примесей из осадка представляет трудную задачу.

Изоморфное соосаждение — процесс образования смешанных кристаллов ионами основного компонента и микрокомпонента, имеющими близкие радиусы. Например, осадок сульфата бария может увлекать с собой из раствора примеси перманганата калия, так как эти вещества изоморфны.

Соосаждение с образованием химических соединений между

осаждаемым веществом и присутствующими в растворе примесями также довольно распространено. Если осаждать из раствора ионы Ва²⁺ действием серной кислоты, то вместе с ними соосаждаются примеси Fe³⁺ в виде комплексного сульфата Ba₃[Fe (S0₄)₃]₂. В таких случаях необходимо предварительное удаление примесей из раствора. Так, перед осаждением ионов Ва²⁺ примеси Fe³⁺ приходится осаждать гидроксидом аммония и отфильтровывать гидроксид железа.

Иногда для удаления примесей используют так называемое переосаждение. Например, осадок оксалата кальция СаС₂0₄, содержащий примеси оксалата магния MgC₂0₄, растворяют в хлороводородной кислоте, нейтрализуют раствор и переосаждают ион Са²⁺, т. е. повторяют осаждение его оксалатом аммония. Поскольку переосаждение происходит при значительно меньшей концентрации ионов Mg²+, чем в первый раз, осадок СаС₂0₄ оказывается практически свободным от примесей MgC₂0₄.

Соосаждение в результате адсорбции примесей на поверхности осадка особенно часто встречается при осаждении аморфных веществ.

(гидроксидов железа и алюминия, кремниевой кислоты и т. п.). Но адсорбция — это обратимый процесс. При длительном промывании осадка жидкостью поглощенные им примеси могут быть десорбированы, вымыты и удалены. Десорбции содействует также применение горячей промывной жидкости. Задача промывания и состоит в удалении посторонних примесей, адсорбированных осадком из раствора. Иногда осаждаемое вещество увлекает примеси из раствора в результате сочетания нескольких видов соосаж-дения (адсорбционная окклюзия, химическая окклюзия и т. п.).

Для удаления осажденных примесей в результате адсорбции осадки промывают различными промывными растворами.

Промывание осадка. При промывании необходимо исключить потери осажденного вещества. Поэтому выбор промывной жидкости определяется свойствами промываемого осадка.

Промывание разбавленным раствором осадителя. При промывании большинства осадков дистиллированной водой возможно частичное их растворение, приводящее к потере осажденного вещества. Во избежание потерь такие осадки промывают разбавленным раствором осадителя. Например, осадок оксалата кальция, заметно растворимый в воде, промывают разбавленным раствором осадителя, т. е. оксалата аммония.

Промывание раствором электролита-коагулятора. Если осажденное вещество склонно к пептизации, то возможна потеря его в результате прохождения коллоида через фильтр. Чтобы этого избежать, такой осадок промывают разбавленным раствором электролита-коагулятора, препятствующего пептизации. Электролитами-коагуляторами обычно служат летучие вещества, легко удаляющиеся при последующем прокаливании осадка. Так, аморфные осадки гидроксидов Fe (OH)₃ и А1(ОН)₃ промывают разбавленным раствором нитрата аммония.

Промывание дистиллированной водой. Промывание водой возможно только в тех немногих случаях, когда промываемый осадок практически не растворяется в воде, не пептизируется и не гидролизуется. Например, осадок сульфата бария промывают на фильтре дистиллированной водой. Когда повышение температуры не увеличивает потери осажденного вещества, используют не холодную, а горячую промывную жидкость, так как нагревание ускоряет десорбцию примесей. Промывание производят сначала декантацией, т. е. приливают в стакан с осадком 15—20 мл промывной жидкости, тщательно перемешивают, дают осадку осесть и возможно полнее сливают жидкость по палочке на фильтр. При таком способе отмывание примесей значительно ускоряется.

Допустим, что в стакане над осадком находится 20 мл жидкости, содержащей 0,1 г растворенных примесей. При декантации 18 мл жидкости сливают на фильтр и только 2 мл, т. е. 1/10 первоначального объема, остается в стакане. При этом уже после первой декантации в растворе над осадком останется не ОД г примесей, а 0,1: 10 = 0,01 г. Это количество распределится в 20 мл прибавляемой новой порции промывной жидкости, а при повторной декантации содержание примесей уменьшится еще в 10 раз и составит 0,01: 10 = 0,001 г. При третьей декантации удаляемых примесей останется только 0,001: 10 = 0,0001 г. Казалось бы, трехкратная декантация обеспечивает достаточно полное удаление растворенных примесей. В действительности промывать приходится больше, так как примеси могут удерживаться в осадке за счет адсорбции. При промывании декантацией, которое выполняют 3—4 раза, поры фильтра не забиваются частицами осадка.

Затем осадок количественно, без потерь, переносят на фильтр. Для этого наливают в стакан небольшую порцию промывной жидкости, взмучивают осадок и полученную суспензию осторожно сливают на фильтр по стеклянной палочке. Выполняя эту операцию, нельзя терять ни одной капли жидкости! Пользуясь промывалкой, многократно обмывают стенки стакана небольшими порциями промывной жидкости и каждый раз сливают ее на фильтр. Частицы осадка, приставшие к стенкам стакана, сначала тщательно оттирают резиновым наконечником палочки, смывают на фильтр, а затем следы осадка снимают кусочком беззольного фильтра, который помещают в ту же воронку. Стеклянную палочку также обтирают кусочком фильтра и помещают его в воронку с осадком.

Когда ни в стакане, ни на палочке не остается частиц осажденного вещества, приступают к промыванию осадка на фильтре. Промывают его многократно небольшими порциями жидкости, которой всякий раз дают полностью стечь. Это обеспечивает более быстрое удаление примесей, чем в случае больших порций жидкости. Попутно осадок смывают в нижнюю часть фильтра. Повторив промывание 4—5 раз, делают пробу на полноту удаления примесей. Для этого собирают из воронки в пробирку небольшую порцию фильтрата и прибавляют к нему реактив, дающий характерную реакцию с удаляемым из осадка ионом.

Например, выполняя пробу на полноту удаления С1^_ из осадка BaS0₄, берут 1—2 мл фильтрата, подкисляют его азотной кислотой и действуют нитратом серебра. Если муть хлорида серебра при этом не появляется, то промывание прекращают. Фильтрат при гравиметрических определениях обычно не анализируют и отбрасывают, если он совершенно прозрачен, т. е. не содержит частиц осадка.

Фильтрование и промывание осадка следует выполнять на одном и том же занятии; отфильтрованный осадок сильно высыхает при хранении и не поддается промыванию.