Kết tủa là quá trình hình thành chất rắn từ dung dịch sau khi phản ứng hóa học xảy ra trong chất dịch lỏng. Nếu không chịu tác dụng của trọng lực (lắng đọng) để gắn kết các hạt rắn lại với nhau thì các chất sẽ tồn tại trong dung dịch ở dạng huyền phù. Sau khi lắng đọng, đặc biệt là khi sử dụng phương pháp ly tâm trong phòng thí nghiệm để nén chặt phần kết tủa thành khối, chất kết tủa có thể được xem là ‘viên’.
Sự kết tủa có thể được coi như một môi trường. Chất lỏng không kết tủa còn lại ở trên được gọi là dịch nổi hay supernate hoặc supernatant. Bột thu được từ quá trình kết tủa được gọi là bông (tụ)’.
Đôi khi sự hình thành chất kết tủa thể hiện sự có mặt của phản ứng hóa học. Ví dụ, nếu dung dịch bạc nitrat đổ vào dung dịch natri chloride thì phản ứng hóa học xảy ra tạo thành chất kết tủa có màu trắng là bạc chloride. Hoặc khi dung dịch kali iodide phản ứng với dung dịch chì (II) nitrat, thì hình thành kết tủa màu vàng của chì (II) iodide.
Kết tủa cũng có thể xuất hiện nếu hàm lượng hợp chất vượt ngưỡng tan của nó (xuất hiện khi trộn các dung môi hoặc thay đổi nhiệt độ của chúng). Sự kết tủa có thể xảy ra rất nhanh từ dung dịch bão hòa.
Quá trình chất rắn xuất hiện ở dạng sợi xenllulozo được gọi là sự tái sinh (regeneration).
Ứng dụng của kết tủa là gì?
Các phản ứng kết tủa có thể được sử dụng trong làm chất tạo màu, loại muốn ra khỏi nước của quá trình xử lý nước thải, và trong phân tích định lượng truyền thống chất vô cơ.
Kết tủa cũng hữu ích trong việc phân lập các sản phẩm của phản ứng trong quá trình diễn ra sau phản ứng. Trong trường hợp lý tưởng, sản phẩm của phản ứng này là chất không tan trong dung môi phản ứng. Do đó, nó tạo thành chất kết tủa, đáng chú ý là tạo các tinh thể tinh khiết. Ví dụ cho trường hợp này là sự tổng hợp porphyrin trong dòng axit propionic. Bằng cách làm lạnh hỗn hợp phản ứng đến nhiệt độ phòng, các tinh thể của porphyrin được kết tủa, và thu sản phẩm bằng phương pháp lọc:
Sự kết tủa cũng có thể xuất hiện khi một phản dung môi (một dung môi mà trong đó sản phẩm không tan) được thêm vào, làm giảm mạnh tính tan của sản phẩm mong muốn. Sau đó, chất kết tủa có thể được tách ra dễ dàng bằng các phương pháp như lọc, tẩy, ly tâm. Ví dụ như việc tổng hợp cromic tetraphenylporphyrin chloride: nước được thêm vào dung dịch phản ứng DMF, và sản phẩm kết tủa.
– Thông qua phản ứng và màu sắc chất kết tủa được tạo thành để xác định các cation hoặc anion trong muối như một phần của phân tích định tính trong hóa học. Kim loại chuyển tiếp đặc biệt được gọi để tạo màu sắc khác nhau của chất kết tủa phụ thuộc vào sắc tố và trạng thái oxy hóa.
– Phản ứng kết tủa được sử dụng để loại bỏ muối ra khỏi nước, cô lập các sản phẩm và để chuẩn bị sắc tố cần thiết. Dưới những điều kiện được kiểm soát, một phản ứng kết tủa có thể tạo ra các tinh thể tinh khiết của kết tủa.
– Trong luyện kim, nước mưa được sử dụng để tăng cường độ bền cứng cho hợp kim (quá trình solid solutin strengthening)
– Chất kết tủa cũng có thể xuất hiện khi có phản dung môi được thêm vào và làm giảm mạnh tính tan của sản phẩm mong muốn, sau đó được tách ra bằng phương pháp ly tâm hoặc lọc.
Một số phương pháp được sử dụng để lọc chất kết tủa
– Lọc: Trong phương pháp lọc, các dung dịch chứa chất kết tủa được đổ lên trên một bộ lọc. Lúc này, chất lỏng sẽ đi qua bộ lọc còn chất kết tủa thì bị giữ lại ở trên đó. Phần chất lỏng đi qua có thể vẫn còn chứa chất kết tủa sẽ tiếp tục được lọc lần 2 để thu thêm kết tủa.
– Ly tâm: Đây là giải pháp thu kết tủa nhanh chóng, dễ thực hiện. Đối với kỹ thuật lọc ly tâm này, lượng chất kết tủa phải dày đặc hơn so với lượng chất lỏng. Kết tủa thu được tụ lại thành viên và có thể thu được bằng cách đổ ra khỏi chất lỏng. Với phương pháp này, lượng kết tủa ít bị hao hụt hơn là sử dụng phương pháp lọc và nó phù hợp với chất kết tủa có kích thước nhỏ.
– Gạn: Với phương pháp gạn, lớp chất lỏng được đổ khỏi hỗn hợp dung dịch và kết tủa. Trong một số trường hợp, người ta có thể thêm vào một dung môi bổ sung để tách các chất kết tủa.
Một số ví dụ về phản ứng tạo chất kết tủa
– Dung dịch bạc nitrat (AgNO3) được thêm vào dung dịch chứa kali clorua (KCl). Sản phẩm thu được sau phản ứng có chất kết tủa màu trắng là bạc clorua (AgCl).
AgNO3 + KCl → AgCl + KNO3
– Cho Bari Clorua tác dụng với Kali Sunfat để hình thành kết tủa trắng là bari sunfat
BaCl2 + Na2SO4 → BaSO4 + 2NaCl
Bari sunfat có kết tủa màu trắng
– Cho đồng sunfat tác dụng với xút lỏng, kết tủa màu xanh lam của đồng hydroxit được hình thành
CuSO4 + NaOH → Cu(OH)2 + Na2SO4
Kết tủa đồng hydroxit màu xanh lam
– Cho bạc nitrat tác dụng với kali cromat thu được kết tủa màu cam của cromat bạc
2AgNO3 + K2CrO4 → Ag2CrO4 + 2KNO3
Kết tủa màu cam của cromat bạc
– Cho Canxi clorua tác dụng với natri cacbonat thu được kết tủa trắng là canxi cacbonat
CaCl2+ Na2CO3→ CaCO3 + 2NaCl
Hoahocngaynay.com
