الترسيب (الكيمياء)

في المحلول المائي ، الترسيب هو "ترسيب مادة صلبة (راسب) من محلول سائل". ^[1]^[2] تسمى المادة الصلبة المتكونة بالراسب . [ ^3] في حالة حدوث تفاعل كيميائي غير عضوي يؤدي إلى الترسيب، يسمى الكاشف الكيميائي الذي يسبب تكوين المادة الصلبة بالراسب . [ ^4]

يُطلق أيضًا على السائل الشفاف المتبقي فوق الطور الصلب المترسب أو الطارد المركزي اسم السائل الفوقي أو السائل العائم .

يمكن أيضًا توسيع مفهوم الترسيب إلى مجالات أخرى من الكيمياء ( الكيمياء العضوية والكيمياء الحيوية ) وحتى تطبيقه على المراحل الصلبة (مثل علم المعادن والسبائك ) عندما تنفصل الشوائب الصلبة عن المرحلة الصلبة.

التشبع الفائق

قد يحدث ترسيب مركب ما عندما يتجاوز تركيزه قابليته للذوبان . وقد يكون هذا بسبب تغيرات درجة الحرارة، أو تبخر المذيب، أو عن طريق خلط المذيبات. يحدث الترسيب بشكل أسرع من محلول مشبع بشدة.

يمكن أن يحدث تكوين راسب نتيجة لتفاعل كيميائي. فعندما يتفاعل محلول كلوريد الباريوم مع حمض الكبريتيك ، يتكون راسب أبيض من كبريتات الباريوم . وعندما يتفاعل محلول يوديد البوتاسيوم مع محلول نترات الرصاص (II) ، يتكون راسب أصفر من يوديد الرصاص (II) .

الكيمياء غير العضوية

إن تكوين الرواسب مفيد في الكشف عن نوع الكاتيون في الملح . للقيام بذلك، يتفاعل القلوي أولاً مع الملح غير المعروف لإنتاج راسب هو هيدروكسيد الملح غير المعروف. لتحديد الكاتيون، يتم ملاحظة لون الراسب وقابليته للذوبان في الفائض. غالبًا ما تُستخدم عمليات مماثلة بالتسلسل - على سبيل المثال، يتفاعل محلول نترات الباريوم مع أيونات الكبريتات لتكوين راسب كبريتات الباريوم الصلب ، مما يشير إلى أنه من المحتمل وجود أيونات الكبريتات.

من الأمثلة الشائعة للترسيب من المحلول المائي هو كلوريد الفضة . فعند إضافة نترات الفضة (AgNO3 ₎ إلى محلول كلوريد البوتاسيوم (KCl)، يُلاحظ ترسيب مادة صلبة بيضاء (AgCl). ^[5]^[6]

{\ce {AgNO3 + KCl -> AgCl (v) + KNO3}}

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

{\ce {Ag+ + NO3^- + K+ + Cl^- -> AgCl (v) + K+ + NO3^-}}

هطول الأمطار التخفيضية

يعتبر مُختزل والدن مثالاً على تفاعل اختزال مصحوب بشكل مباشر بترسيب مركب أقل قابلية للذوبان بسبب قيمته الكيميائية المنخفضة:

{\ce {Cu + 2 Ag+ -> Cu^2+ + 2 Ag}}

يستخدم مُختزل والدن المصنوع من بلورات فضية صغيرة يتم الحصول عليها عن طريق غمر سلك نحاسي في محلول نترات الفضة لاختزال أي أيون معدني يقع فوق زوج الفضة (Ag ⁺ + 1 e ^– → Ag) في مقياس جهد الأكسدة والاختزال إلى تكافؤه الأدنى .

المعلقات الغروانية

بدون قوى جذب كافية ( على سبيل المثال ، قوة فان دير فالس ) لتجميع الجسيمات الصلبة معًا وإخراجها من المحلول عن طريق الجاذبية ( الترسيب )، فإنها تظل معلقة وتشكل غرويات . يمكن تسريع الترسيب عن طريق الطرد المركزي عالي السرعة . يشار إلى الكتلة المدمجة التي تم الحصول عليها بهذه الطريقة أحيانًا باسم "الحبيبات".

الهضم وتسبب الشيخوخة

يحدث الهضم، أو شيخوخة الرواسب ، عندما يتم ترك الرواسب المتكونة حديثًا، عادةً عند درجة حرارة أعلى ، في المحلول الذي تترسب منه. وينتج عن ذلك جزيئات معاد تبلورها أنقى وأكبر حجمًا. تسمى العملية الفيزيائية والكيميائية التي تكمن وراء الهضم نضج أوستوالد . ^[7]^[8]

الكيمياء العضوية

تترسب بلورات *ميزو* -تيتراتوليل بورفيرين من حمض البروبيونيك عند التبريد. صورة لقمع بوخنر أعلى قارورة بوخنر .

في حين يمكن استخدام تفاعلات الترسيب لصنع الأصباغ ، وإزالة الأيونات من المحلول في معالجة المياه ، وفي التحليل غير العضوي النوعي الكلاسيكي ، يستخدم الترسيب أيضًا بشكل شائع لعزل منتجات التفاعل العضوي أثناء عمليات المعالجة والتنقية. من الناحية المثالية، يكون ناتج التفاعل غير قابل للذوبان في المذيب المستخدم للتفاعل. وبالتالي، فإنه يترسب أثناء تكوينه، ويفضل أن يشكل بلورات نقية . ومن الأمثلة على ذلك تخليق البورفيرينات في حمض البروبيونيك المكرر . عن طريق تبريد خليط التفاعل إلى درجة حرارة الغرفة، تترسب بلورات البورفيرين ، ويتم جمعها عن طريق الترشيح على مرشح بوخنر كما هو موضح في الصورة هنا بجانب: ^[9]

قد يحدث الترسيب أيضًا عند إضافة مضاد مذيب (مذيب يكون المنتج فيه غير قابل للذوبان)، مما يقلل بشكل كبير من قابلية ذوبان المنتج المطلوب. بعد ذلك، يمكن فصل الراسب بسهولة عن طريق الترسيب أو الترشيح أو الطرد المركزي . ومن الأمثلة على ذلك تخليق كلوريد رباعي فينيل بورفيرين الكروم ³⁺ : يُضاف الماء إلى محلول ثنائي ميثيل فورماميد (DMF) الذي حدث فيه التفاعل، ويترسب المنتج. ^[10] الترسيب مفيد في تنقية العديد من المنتجات الأخرى: على سبيل المثال ، يتم امتصاص bmim -Cl الخام في أسيتونتريل ، وإسقاطه في أسيتات الإيثيل ، حيث يترسب. ^[11]

الكيمياء الحيوية

يمكن إجراء تنقية البروتينات وفصلها عن طريق الترسيب عن طريق تغيير طبيعة المذيب أو قيمة نفاذيته النسبية ( على سبيل المثال ، عن طريق استبدال الماء بالإيثانول )، أو عن طريق زيادة القوة الأيونية للمحلول. نظرًا لأن البروتينات لها هياكل ثلاثية ورباعية معقدة بسبب طياتها المحددة والتفاعلات الجزيئية الضعيفة المختلفة ( على سبيل المثال ، الجسور الهيدروجينية)، يمكن تعديل هذه الهياكل الفوقية وتحلل البروتينات وترسيبها. تطبيق مهم آخر لمضاد المذيبات هو ترسيب الحمض النووي بالإيثانول .

علم المعادن والسبائك

في المراحل الصلبة، يحدث الترسيب إذا كان تركيز مادة صلبة واحدة أعلى من حد الذوبان في المادة الصلبة المضيفة، بسبب التبريد السريع أو زرع الأيونات ، وكانت درجة الحرارة مرتفعة بما يكفي بحيث يمكن أن يؤدي الانتشار إلى الانفصال إلى رواسب. يتم استخدام الترسيب في المواد الصلبة بشكل روتيني لتصنيع مجموعات نانوية . ^[12]

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

إن ترسب الأطوار الخزفية في السبائك المعدنية مثل هيدريدات الزركونيوم في الكسوة الزركالوي لدبابيس الوقود النووي يمكن أن يجعل السبائك المعدنية هشة ويؤدي إلى فشلها الميكانيكي. لذلك فإن إتقان ظروف درجة الحرارة والضغط الدقيقة عند تبريد الوقود النووي المستنفد أمر ضروري لتجنب إتلاف الكسوة والحفاظ على سلامة عناصر الوقود المستنفد على المدى الطويل في براميل التخزين الجاف وفي ظروف التخلص الجيولوجية.

العمليات الصناعية

ترسيب الهيدروكسيد هو على الأرجح عملية الترسيب الصناعي الأكثر استخدامًا على نطاق واسع والتي يتم فيها تكوين هيدروكسيدات معدنية عن طريق إضافة هيدروكسيد الكالسيوم ( الجير المطفأ ) أو هيدروكسيد الصوديوم ( الصودا الكاوية ) كمرسب.

تاريخ

وكانت المساحيق المشتقة من عمليات الترسيب المختلفة تُعرف تاريخيًا أيضًا باسم "الزهور".

انظر أيضا

مراجع

^ "هطول الأمطار". كتاب IUPAC الذهبي .
^ "الترسيب الكيميائي". موسوعة بريتانيكا . تم استرجاعه في 2020-11-28 .
^ "رسب". قاموس ميريام وبستر.كوم . ميريام وبستر . تم الاسترجاع في 2020-11-28 .
^ "precipitant". قاموس ميريام وبستر.كوم . ميريام وبستر . تم الاسترجاع في 2020-11-28 .
^ Zumdahl, Steven S.; DeCoste, Donald J. (2012). Chemical Principles. Cengage Learning. ISBN 978-1-133-71013-4.
^ Zumdahl, Steven S.; DeCoste, Donald J. (2018). الكيمياء التمهيدية: الأساس. Cengage Learning. ISBN 978-1-337-67132-3.
^ Vengrenovitch, RD (1982). "حول نظرية نضج أوستوالد". Acta Metallurgica . 30 (6): 1079–1086. doi :10.1016/0001-6160(82)90004-9. ISSN 0001-6160.
^ Voorhees, PW (1985). "نظرية نضوج أوستوالد". مجلة الفيزياء الإحصائية . 38 (1-2): 231-252. Bibcode :1985JSP....38..231V. doi :10.1007/BF01017860. ISSN 0022-4715. S2CID 14865117.
^ AD Adler؛ FR Longo؛ JD Finarelli؛ J. Goldmacher؛ J. Assour؛ L. Korsakoff (1967). "تركيب مبسط لميزو-تيترافينيل بورفين". J. Org. Chem. 32 (2): 476. doi :10.1021/jo01288a053.
^ آلان د. أدلر؛ فريدريك ر. لونجو؛ فرانك كامباس؛ جان كيم (1970). "حول تحضير البورفيرينات المعدنية". مجلة الكيمياء غير العضوية والنووية . 32 (7): 2443. doi :10.1016/0022-1902(70)80535-8.
^ Dupont, J., Consorti, C., Suarez, P., de Souza, R. (2004). "تحضير سوائل أيونية في درجة حرارة الغرفة تعتمد على 1-بيوتيل-3-ميثيل إيميدازوليوم". التخليقات العضوية{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)؛ المجلدات المجمعة ، المجلد 10، ص 184.
^ دارا، س. (2007). "تكوين وديناميكيات وتوصيف البنى النانوية بواسطة الإشعاع بحزمة الأيونات". المراجعات النقدية في علوم الحالة الصلبة والمواد . 32 (1): 1-50. رمز Bibcode : 2007CRSSM..32....1D. doi : 10.1080/10408430601187624. S2CID 98639891.

قراءة إضافية

زومدال، ستيفن س. (2005). المبادئ الكيميائية (الطبعة الخامسة). نيويورك: هوتون ميفلين. ISBN 0-618-37206-7.

روابط خارجية

تفاعلات ترسيب بعض الكاتيونات
أجهزة الهضم
أطروحة حول تكوين الأنماط في تفاعلات الترسيب

Original text

Rate this translation

Your feedback will be used to help improve Google Translate

[1] "هطول الأمطار". كتاب IUPAC الذهبي .

[2] "الترسيب الكيميائي". موسوعة بريتانيكا . تم استرجاعه في 2020-11-28 .

[3] "رسب". قاموس ميريام وبستر.كوم . ميريام وبستر . تم الاسترجاع في 2020-11-28 .

[4] "precipitant". قاموس ميريام وبستر.كوم . ميريام وبستر . تم الاسترجاع في 2020-11-28 .

[ZumdahlDeCoste2012-5] Zumdahl, Steven S.; DeCoste, Donald J. (2012). Chemical Principles. Cengage Learning. ISBN 978-1-133-71013-4.

[ZumdahlDeCoste2018-6] Zumdahl, Steven S.; DeCoste, Donald J. (2018). الكيمياء التمهيدية: الأساس. Cengage Learning. ISBN 978-1-337-67132-3.

[Vengrenovitch1982-7] Vengrenovitch, RD (1982). "حول نظرية نضج أوستوالد". Acta Metallurgica . 30 (6): 1079–1086. doi :10.1016/0001-6160(82)90004-9. ISSN 0001-6160.

[Voorhees1985-8] Voorhees, PW (1985). "نظرية نضوج أوستوالد". مجلة الفيزياء الإحصائية . 38 (1-2): 231-252. Bibcode :1985JSP....38..231V. doi :10.1007/BF01017860. ISSN 0022-4715. S2CID 14865117.

[9] AD Adler؛ FR Longo؛ JD Finarelli؛ J. Goldmacher؛ J. Assour؛ L. Korsakoff (1967). "تركيب مبسط لميزو-تيترافينيل بورفين". J. Org. Chem. 32 (2): 476. doi :10.1021/jo01288a053.

[10] آلان د. أدلر؛ فريدريك ر. لونجو؛ فرانك كامباس؛ جان كيم (1970). "حول تحضير البورفيرينات المعدنية". مجلة الكيمياء غير العضوية والنووية . 32 (7): 2443. doi :10.1016/0022-1902(70)80535-8.

[11] Dupont, J., Consorti, C., Suarez, P., de Souza, R. (2004). "تحضير سوائل أيونية في درجة حرارة الغرفة تعتمد على 1-بيوتيل-3-ميثيل إيميدازوليوم". التخليقات العضوية{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)؛ المجلدات المجمعة ، المجلد 10، ص 184.

[12] دارا، س. (2007). "تكوين وديناميكيات وتوصيف البنى النانوية بواسطة الإشعاع بحزمة الأيونات". المراجعات النقدية في علوم الحالة الصلبة والمواد . 32 (1): 1-50. رمز Bibcode : 2007CRSSM..32....1D. doi : 10.1080/10408430601187624. S2CID 98639891.

اللغة	العربية (RTL)
روابط موسوعية	30 رابطاً
المصدر الأصلي	ويكيبيديا ↗