Kopräzipitation

In der Chemie ist Kopräzipitation (CPT) oder Co-Fällung das Abtragen von Substanzen durch einen Niederschlag, die normalerweise unter den verwendeten Bedingungen löslich sind. Analog dazu ist Kopräzipitation in der Medizin speziell die Ausfällung eines ungebundenen „Antigens zusammen mit einem Antigen-Antikörper-Komplex“.

Kopräzipitation ist ein wichtiges Thema in der chemischen Analytik, wo es oft unerwünscht ist, aber in einigen Fällen kann es ausgenutzt werden. In der gravimetrischen Analyse, die darin besteht, den Analyten auszufällen und seine Masse zu messen, um seine Konzentration oder Reinheit zu bestimmen, ist die Copräzipitation ein Problem, da unerwünschte Verunreinigungen oft mit dem Analyten copräzipitieren, was zu einer überschüssigen Masse führt. Dieses Problem kann oft durch „Aufschluss“ (Warten auf das Gleichgewicht des Niederschlags und Bildung größerer, reinerer Partikel) oder durch erneutes Auflösen der Probe und erneutes Ausfällen gemildert werden.

Typische Co-Fällungsmethode für die Synthese von Mikro- und Nanopartikeln

Andererseits ist bei der Analyse von Spurenelementen, wie es in der Radiochemie häufig der Fall ist, die Kopräzipitation oft die einzige Möglichkeit, ein Element zu trennen. Da das Spurenelement zu verdünnt ist (manchmal weniger als ein Teil pro Billion), um mit herkömmlichen Mitteln auszufallen, wird es typischerweise mit einem Träger copräzipitiert, einer Substanz, die eine ähnliche kristalline Struktur aufweist, die das gewünschte Element enthalten kann. Ein Beispiel ist die Trennung von Francium von anderen radioaktiven Elementen durch Copräzipitieren mit Cäsiumsalzen wie Cäsiumperchlorat. Otto Hahn ist für die Förderung der Verwendung von Kopräzipitation in der Radiochemie gutgeschrieben.

Es gibt drei Hauptmechanismen der Kopräzipitation: Einschluss, Okklusion und Adsorption. Ein Einschluss tritt auf, wenn die Verunreinigung eine Gitterstelle in der Kristallstruktur des Trägers einnimmt, was zu einem kristallographischen Defekt führt; Dies kann passieren, wenn der Ionenradius und die Ladung der Verunreinigung denen des Trägers ähnlich sind. Ein Adsorbat ist eine Verunreinigung, die schwach an die Oberfläche des Niederschlags gebunden (adsorbiert) ist. Eine Okklusion tritt auf, wenn eine adsorbierte Verunreinigung während des Wachstums physisch im Kristall eingeschlossen wird.

Neben seinen Anwendungen in der chemischen Analytik und in der Radiochemie ist die Kopräzipitation auch „potenziell wichtig für viele Umweltprobleme, die eng mit den Wasserressourcen zusammenhängen, einschließlich der Entwässerung von sauren Minen, der Radionuklidmigration in verschmutzten Abfalllagern, des Transports von Metallkontaminanten an Industrie- und Verteidigungsstandorten, der Metallkonzentrationen in aquatischen Systemen und der Abwasserbehandlungstechnologie“.

Kopräzipitation wird auch als Methode der magnetischen Nanopartikelsynthese verwendet.

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