الترسيب (الكيمياء)

في غياب قوى تجاذب كافية ( مثل قوى فان دير فالس ) لتجميع الجسيمات الصلبة معًا وفصلها عن المحلول بفعل الجاذبية ( الترسيب )، تبقى هذه الجسيمات معلقةً في المحلول مُشكِّلةً غرويات . ويمكن تسريع عملية الترسيب باستخدام جهاز طرد مركزي عالي السرعة . وتُسمى الكتلة المضغوطة الناتجة أحيانًا بـ"الحبيبة".

تحدث عملية الهضم، أو تقادم الراسب ، عندما يُترك راسب حديث التكوين، عادةً عند درجة حرارة أعلى ، في المحلول الذي ترسب منه. وينتج عن ذلك جزيئات مُعاد تبلورها أنقى وأكبر حجماً. تُسمى العملية الفيزيائية الكيميائية الكامنة وراء الهضم بنضج أوستوالد . ^{[ 5 ] [ 6 ]}

يُعدّ تكوين الراسب خطوة أساسية في التحليل الوزني ، الذي يُستخدم لتحديد الأيونات وقياس كميتها . ومن الأمثلة الشائعة على الترسيب من المحاليل المائية ترسيب كلوريد الفضة . فعند إضافة نترات الفضة (AgNO₃ ₎ إلى محلول كلوريد البوتاسيوم (KCl)، يُلاحظ ترسب مادة صلبة بيضاء (AgCl). ^{[ 7 ] [ 8 ]}

AgNO₃ + _KCl → AgCl↓ + _KNO₃

تسمح المعادلة الأيونية بكتابة هذا التفاعل من خلال تفصيل الأيونات المتفككة الموجودة في المحلول المائي.

Ag⁺ ⁺ NO₃⁻ + K⁺ ⁺ Cl⁻ ^→ AgCl ↓ + ^K⁺ + NO₃⁻

يُقاس البوتاسيوم كمياً باستخدام حمض الهيكساكلوروبلاتينيك كعامل ترسيب. ^{[ 9 ]} معالجة محلول يحتوي على أيونات البوتاسيوم (K ⁺⁾ بفائض من حمض البلاتينيك هذا ينتج كمياً هيكساكلوروبلاتينات البوتاسيوم ، وهو مركب يسهل وزنه وغير مسترطب.

2 K ⁺ + H ₂ [ PtCl ₆ ] → K ₂ [ PtCl ₆ ] + 2 H ⁺

تتضمن عملية الترسيب المتجانس تكوين الراسب من محلول متجانس واحد، كما هو الحال في كبريتات الباريوم . ^{[ 10 ]} يُعالج محلول عينة يحتوي على أيونات الباريوم بفائض من حمض السلفاميك . يُسخن هذا المحلول لتحفيز تحلل حمض السلفاميك إلى بيكبريتات .

2 H ₂ NSO ₃ H + 2 H ₂ O → 2 NH + 4 + 2 H SO − 4

يتفاعل البيسلفات بسهولة مع أيونات الباريوم ليعطي الكبريتات:

2 HSO − 4 + Ba ²⁺ → BaSO ₄ + 2 H ⁺

ربما يكون ترسيب الهيدروكسيد هو عملية الترسيب الصناعية الأكثر استخدامًا والتي يتم فيها تكوين هيدروكسيدات المعادن عن طريق إضافة هيدروكسيد الكالسيوم ( الجير المطفأ ) أو هيدروكسيد الصوديوم ( الصودا الكاوية ) كعامل ترسيب.

يُعد الترسيب إحدى استراتيجيات فصل النويدات المشعة الخطرة عن النفايات المشعة. ومن المجالات ذات الأهمية الخاصة إزالة السيزيوم ^-137 . ^{[ 11 ]}

يمكن تنقية البروتينات وفصلها عن طريق الترسيب بتغيير طبيعة المذيب أو قيمة سماحيته النسبية ( مثل استبدال الماء بالإيثانول )، أو بزيادة القوة الأيونية للمحلول. ولأن البروتينات تمتلك بنى ثلاثية ورباعية معقدة نتيجة طيها المحدد وتفاعلاتها الجزيئية الضعيفة المتعددة ( مثل الروابط الهيدروجينية)، يمكن تعديل هذه البنى الفائقة، وبالتالي تمسخ البروتينات وترسيبها. ومن التطبيقات المهمة الأخرى للمذيبات المضادة ترسيب الحمض النووي ( DNA) باستخدام الإيثانول .

في المواد الصلبة، يحدث الترسيب إذا تجاوز تركيز أحد المواد الصلبة حد الذوبان في المادة الصلبة المضيفة، نتيجةً لعوامل مثل التبريد السريع أو زرع الأيونات ، وكانت درجة الحرارة مرتفعة بما يكفي ليؤدي الانتشار إلى انفصال المواد وتكوين رواسب. يُستخدم الترسيب في المواد الصلبة بشكل روتيني لتخليق التجمعات النانوية . ^{[ 12 ]}

في علم المعادن ، يعد الترسيب من محلول صلب أيضًا طريقة لتقوية السبائك .

قد يؤدي ترسب الأطوار الخزفية في السبائك المعدنية ، مثل هيدريدات الزركونيوم في غلاف الزيركالوي لقضبان الوقود النووي ، إلى جعل هذه السبائك هشةً، ما قد يتسبب في فشلها الميكانيكي. لذا، يُعدّ التحكم الدقيق في درجة الحرارة والضغط أثناء تبريد الوقود النووي المستهلك أمرًا بالغ الأهمية لتجنب إتلاف غلافه، وللحفاظ على سلامة عناصر الوقود المستهلك على المدى الطويل في حاويات التخزين الجافة وفي ظروف التخلص الجيولوجي.