في هذه المقالة سنتعرف على على الفرق بين الراسب البلوري والراسب الغروي. بالإضافة إلى العوامل المؤثرة في حجم دقائق الراسب. لكن قبل ذلك دعونا نتعرف على بعض المفاهيم الأساسية.
ما هو الراسب؟
الفرق بين الراسب الكريستالي والغروي
الفرق الأساسي يتلخص في حجم الجزيئات المتكونة. في حالة الراسب الغروي يكون حجم الجزيئات المتكونة صغير جدا في حدود 0.0004 إلى 0.0000007 سم. وبالتالي لا يمكن تكوين الراسب بسهولة.
أما في الراسب البلوري (الكريستالي)، فإن حجم الجزيئات كبير مقارنة بالراسب الغروي، حوالي عشر المليمتر. ويمكن أن تكون الراسب بسهولة.
الراسب الكريستالي يمكن ترشيحه، في حين يصعب ترشيح الغروي لذلك يضاف إليه بعض المواد أو تغيير ظروف التكوين حتى يكون قابلا للترشيح. وهذا ينتج عن تأثير الجاذبية حيث يكون أكبر على الجزيئات الكبيرة ما يجعلها تستقر في قاع أنبوبة الاختبار.
أمثلة
تشكيل راسب بلوري: تتشكل الترسبات البلورية عندما تتحد الأيونات في المحلول لتكوين مادة صلبة تشبه الشبكة. عادة ما تستقر هذه الرواسب خارج المحلول بسرعة وتكون مرئية للعين المجردة. فيما يلي مثالان:
1. ترسيب كبريتات الباريوم :
يحدث تفاعل الإزاحة المزدوجة الكلاسيكي هذا عندما يتم خلط المحاليل المائية لكلوريد الباريوم (BaCl₂) وكبريتات الصوديوم (Na₂SO₄). كبريتات الباريوم الناتجة (BaSO₄) غير قابلة للذوبان إلى حد كبير وتشكل راسبًا بلوريًا أبيض كثيفًا:
\[\ce{BaCl₂ (aq) + Na₂SO₄ (aq) → BaSO₄ (s) + 2NaCl (aq)}\]
2. ترسيب كلوريد الفضة:
مثال مبدع آخر يتضمن خلط محاليل نترات الفضة (AgNO₃) وكلوريد الصوديوم (NaCl). كلوريد الفضة (AgCl) هو راسب حساس للضوء يشكل بلورات مميزة تشبه الإبرة:
\[\ce{AgNO₃ (aq) + NaCl (aq) → AgCl (s) + NaNO₃ (aq)}\]
تشكيل راسب غروي: في المقابل، تتشكل الرواسب الغروية من جسيمات صغيرة تظل معلقة في المحلول بسبب قوى التنافر بينها. عادة ما تكون هذه الجسيمات أصغر بكثير من تلك الموجودة في الرواسب البلورية وتعطي المحلول مظهرًا غائمًا أو عكرًا. فيما يلي مثالان:
1. تكوين رغوة الصابون:
عندما تتفاعل جزيئات الصابون (غالبًا ستيرات الصوديوم) مع أيونات الكالسيوم أو المغنيسيوم الموجودة في الماء العسر، فإنها تشكل ستيرات الكالسيوم أو المغنيسيوم غير القابلة للذوبان. تظهر هذه الرواسب على شكل زبد على سطح الماء:
\[\ce{2NaC₁₈H₃₅O₂ (aq) + Ca²⁺ (aq) → Ca(C₁₈H₃₅O₂)₂ (s) + 2Na⁺ (aq)}\]
2. تأثير تيندال:
يمكن أن تظهر المعلقات الغروية تأثير تيندال، حيث يصبح شعاع الضوء المتناثر بواسطة الجسيمات مرئيًا. ويمكن ملاحظة ذلك في الحليب الذي يحتوي على غرويات بروتين الكازين عند إضاءته من الجانب.
\[\ce{2NaC₁₈H₃₅O₂ (aq) + Ca²⁺ (aq) → Ca(C₁₈H₃₅O₂)₂ (s) + 2Na⁺ (aq)}\]
العوامل التي تؤثر على حجم دقائق الرواسب:
- درجة الحرارة: تزداد قابلية ذوبان الراسب في الوسط الذي يتشكل فيه مع ارتفاع درجة الحرارة.
- ذوبانية الراسب: كلما قلّت قابلية ذوبان الراسب، زاد عدد البؤر النووية التي تتجمع بسرعة لتشكل راسبًا بلوريًا ناعمًا أو راسبًا غير متبلور (غرواني) يصعب ترشيحه.
- تركيز المتفاعلات: تؤثر تركيزات المتفاعلات على عدد البؤر النووية وبالتالي حجم جزيئات الراسب. حيث يؤدي التركيز العالي للمتفاعلات إلى زيادة عدد البؤر النووية وتشكيل جزيئات صغيرة.
- سرعة خلط المتفاعلات: يلعب معدل خلط المتفاعلات دورًا مهمًا في حجم جزيئات الراسب. فالمزج البطيء يقلل من سرعة تشكل البؤر النووية ويؤدي إلى جزيئات أكبر وأسهل في الترشيح.
- علاقة فون وييمارن: تمثل هذه العلاقة التشبع النسبي للمحلول، حيث تشير قيمة R العالية إلى تشبع عالٍ وبالتالي جزيئات صغيرة، والعكس صحيح.
بخصوص علاقة فون وييمارن (Von Weimarn). يقول Douglas A. Barlow وآخرون (2003):
ومنذ أكثر من 75 عاما، لخص فون فايمارن ملاحظاته حول اعتماد متوسط حجم البلورة على التركيز الأولي النسبي الفائق السائد في المحلول الذي تنمو منه البلورات. ومنذ ذلك الحين، أصبحت قواعده المشتقة تجريبيًا جزءًا من تقاليد النمو البلوري. تؤكد أول هذه القواعد أن متوسط حجم البلورة المقاس في نهاية التبلور يزداد مع انخفاض القيمة الأولية للتشبع الفائق النسبي. تنص القاعدة الثانية على أنه خلال فترة تبلور معينة، يمر متوسط حجم البلورة بحد أقصى كدالة للتشبع الفائق النسبي الأولي.
ملاحظات:
- للحصول على جزيئات أكبر وأسهل في الترشيح، يُنصح باستخدام المحاليل المخففة للمتفاعلات، وتسخين الخليط أثناء المزج لزيادة الذوبانية، وضبط الحموضة للمحلول، ومزج المتفاعلات جيدًا لتجنب التشبع الموضعي.
- قد تتشكل الرواسب الغروانية أو المعلقة عندما تكون قيمة R غير منخفضة كفاية. ويمكن معالجة هذه الرواسب بالتسخين وإضافة إلكتروليتات خاملة.
طرق التحكم في حجم البلورات:
- الترسيب من المحلول الساخن.
- ضبط درجة الحموضة للمحلول.
- إضافة عامل الترسيب ببطء مع التحريك.
- تخمير الراسب.
الرواسب الغروانية:
تتميز جزيئات هذه الرواسب بحجمها الصغير وحركتها البراونية التي تمنعها من الترسيب. ويمكن معالجتها بالتسخين والتحريك وإضافة إلكتروليت مناسب للمحلول.
عملية التفتيت: هي عكس عملية التخثر وتؤدي إلى تحلل الجزيئات الكبيرة إلى جزيئات صغيرة غروانية يصعب ترشيحها. ويمكن منع حدوثها بغسل الراسب بمحلول إلكتروليت مناسب وتجنب غسله بالماء المقطر.
منع تفتيت الراسب الغرواني:
- غسل الراسب بمحلول إلكتروليت مناسب.
- غسل المواد الغريبة على سطح الراسب بحمض مخفف أو محلول ملح الأمونيوم.
- إضافة كمية صغيرة من الجيلاتين لزيادة ثبات جزيئات الراسب.
_______________
المراجع
1. https://pediaa.com/difference-between-colloidal-and-crystalline-precipitate/
2. العوامل المؤثرة على حجم دقيقة الراسب. جامعة بابل، العراق.