khiết
Thường kết tủa khơng thể tách ra ở dạng tinh khiết mà cĩ kèm theo tạp chất. Khi tạp chất kết tủa đồng thời với kết tủa chính thì gọi là cộng kết và khi tạp chất kết tủa sau khi kết tủa chính đã kết tủa hết thì gọi là kết tủa sau. Cộng kết và kết tủa sau là nguyên nhân làm cho kết tủa khơng tinh khiết.
a) Cộng kết bề mặt
Cộng kết bề mặt là sự hấp phụ các tạp chất trên bề mặt kết tủa.
Nguyên nhân của sự hấp phụ là những ion hay phân tử ở bề mặt của kết tủa cịn cĩ khả năng thêm những ion hay phân tử trong dung dịch. Vì khác với các ion và phân tử ở bên trong kết tủa, những ion và phân tử ở bề mặt cĩ lực hố trị tự do nên cĩ thể liên kết tiếp với các tiểu phân trong dung dịch.
Hấp phụ là một hiện tượng thuận nghịch vì những ion hay phân tử bị hấp phụ cĩ thể trở lại trong dung dịch hay cịn gọi là hiện tượng giải hấp phụ.
Khi tốc độ hập phụ bằng tốc độ giải hấp phụ thì đạt đến cần bằng hấp phụ, khi đĩ lượng tạp chất bị hấp phụ khơng thay đổi. Cĩ nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ như: điện tích bề mặt, nồng độ, nhiệt độ, bản chất của kết tủa và ion bị hấp phụ, điều kiện kết tủa...
b) Cộng kết trong
Cộng kết trong thường xảy ra đối với kết tủa tinh thể. Dựa vào đặc điểm cĩ thể chia cộng kết trong làm hai loại:
94
- Cộng kết do phản ứng giữa kết tủa và thuốc thử dư
Ví dụ: Khi cho Zn2+ phản ứng với K4[Fe(CN)6] thì khơng sinh ra kết tủa Zn2[Fe(CN)6] mà sinh ra kết tủa K2Zn3[Fe(CN)6]2. Khả năng ion kim loại kiềm đi vào phức chất phụ thuộc vào thể tích và hydrat hố của ion đĩ. Ion càng nhỏ càng dễ vào mạng lưới của kết tủa và càng ít tan. Ion hydrat hố càng yếu vào mạng lưới càng dễ.
- Cộng kết đồng hình
Nguyên nhân của loại cộng kết này là kết tủa và tạp chất là những chất đồng hình, tức là những chất cĩ khả năng kết tinh trong cùng một mạng lưới tinh thể.
Ví dụ: phèn nhơm KAl(SO4)2.12H2O khơng màu đồng hình với phèn crom
KCr(SO4)2.12H2O màu tím, và khi chúng cùng kết tinh với nhau thì sẽ cĩ tinh thể màu tím đậm nhạt tuỳ theo nồng độ tương đối của chúng.
c) Cộng kết cơ học
Những tinh thể thường cĩ mạng lưới khơng hồn tồn nên cĩ khe hở đựng đầy nước cái chứa tạp chất. Những tinh thể nhỏ khi kết hợp với nhau cũng cĩ thể giữ tạp chất ở giữa.
d) Nội hấp
Trong quá trình lớn lên tinh thể cĩ thể mang theo tạp chất trước đĩ bị hấp phụ. Thứ tự cho các thuốc thử và dung dịch tác dụng với nhau rất ảnh hưởng đến chất bị hấp phụ.
Ví dụ nếu thêm dần H2SO4 vào BaCl2 thì tinh thể BaSO4 lớn dần trong dung dịch cĩ dư Ba2+ nên hấp phụ nhiều Ba2+ kéo theo ion Cl-. Ion SO42- sẽ đẩy dần ion Cl- ra một phần nhưng vẫn cịn một lượng nhỏ trên kết tủa.
Ngược lại nếu thêm dần BaCl2 vào H2SO4 thì tinh thể BaSO4 lớn dần trong dung dịch cĩ dư SO42- nên hấp phụ ion SO42- kéo theo cation khác trong dung dịch.
Tốc độ thêm thuốc thử cũng ảnh hưởng đến lượng tạp chất bị hấp phụ. Nếu thêm ngay một lượng thuốc thử đến dư thì kết tủa sẽ hấp phụ tạp chất nhiều. Nếu thêm từ từ thì kết tủa sẽ tinh khiết hơn vì kết tủa lớn hơn nên hấp phụ tạp chất ít hơn và tạp chất cũng dễ bị thay thế bởi ion của kết tủa hơn.
e) Kết tủa sau
Các loại cộng kết ở trên chỉ xảy ra khi tạo thành kết tủa, nhưng cũng cĩ loại cộng kết chỉ xảy ra sau khi đã hồn thành kết tủa một thời gian, đĩ là kết tủa sau.
Ví dụ: Nếu lọc ngay kết tủa CuS khi kết tủa bằng H2S trong mơi trường axit cĩ ion Zn2+ thì khơng cĩ ZnS trong kết tủa. Nhưng nếu để lâu kết tủa trong dung dịch trước khi lọc, trong kết tủa sẽ cĩ cả ZnS.
95
Cĩ thể giải thích như sau: kết tủa CuS tiếp xúc lâu với dung dịch bão hồ H2S sẽ hấp phụ H2S lên bề mặt làm cho nồng độ H2S tăng lên đủ để ZnS kết tủa mặc dù nồng độ axit trong dung dịch khá lớn.