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陳化

(化學名詞)

鎖定
陳化,是指在沉澱過程中,待沉澱完全後,使溶液在一定條件下靜止存放一段時間。目的是為了令裏邊的組份得到充分的反應,或令懸浮物沉降。如釀酒,剛出來的酒跟陳化過的酒是不一樣的原因是經過很長的時間,裏邊少量的高碳醇跟酯產生反應了,生成新的脂肪酸酯,不同的脂肪酸酯都有它不同的特定氣味。再如香水,放置一段時間後,裏邊會發生酯交換反應,形成新的脂肪酸酯,令得氣味更加醇和芳香。
中文名
陳化
外文名
Ageing effect
別    名
老化、熟化
含    義
讓沉澱與母液一起放置一段時間
作用1
去除沉澱中包藏的雜質
作用2
使其粒徑分佈比較均勻

陳化基本性質

沉澱完全後,讓初生成的沉澱與母液一起放置一段時間,這個過程稱為“陳化”,其目的是:
1、去除沉澱中包藏的雜質。
2、讓沉澱晶體生長增大晶體粒徑,並使其粒徑分佈比較均勻。 [1] 

陳化顆粒長大

陳化再凝結

同樣物質微小顆粒的溶解度要比大顆粒的大,小顆粒的溶解促使大顆粒的成長。
由開爾文(Kelvin)公式相關形式In(c/c*)=2σM/prRT可看出,顆粒越細,溶解度越大。在大顆粒和細顆粒沉澱粒子同時存在的情況下,若大顆粒沉澱處於飽和狀態,則小顆粒沉澱必然不飽和,其結果是小顆粒沉澱物溶解增大了溶液的濃度。由於溶液濃度超過了大顆粒沉澱物的飽和濃度,溶質又可以在大顆粒表面上沉澱出來,從而使大顆粒繼續長大。
這種通過溶解—再沉澱,物質由小顆粒轉移到大顆粒表面上而使沉澱粒子成長的現象叫再凝結,又稱為Ostwald陳化。在同一晶體內也會發生Ostwald陳化現象。由於粒度之間的差別,誘發了奧斯特沃爾德熟化作用( Ostwald ripening)。粒度較小的顆粒的溶解度大,溶解後又沉積到粒度較大的顆粒上,總的粒子數下降。再凝結或Ostwald陳化現象不僅發生在沉澱過程結束之後,也發生成沉澱進行過程中。它促使沉澱物粒子長大,所以有利於生成大顆粒沉澱物。 [2] 

陳化聚結

指顆粒互相接觸,合併長大。如在乾燥濕物料時,物質從球形顆粒的凸面向顆粒接觸所形成的凹彎月面處進行傳遞,最後形成大顆粒。顆粒長大速率取決於溶解度的大小,當溶液中存在雜質時,溶解度增大,容易得到大的顆粒。

陳化晶型完善及晶型轉變

舉例:在製備重整催化劑載體採用三氯化鋁與氨水生產湃鋁石和諾水鋁石混合晶相Al(OH)3,新生成的沉澱物,其x射線衍射圖譜不出現明顯峯線,經過陳化14 h才能得到結晶完整的湃鋁石和諾水鋁石,如圖1:
圖1 陳化過程 圖1 陳化過程
即初生的沉澱不一定具有穩定的結構,例如草酸鈣在室温下沉澱時得到的是CaC2O4·2H2O和CaC2O4·3H2O的混合沉澱物,它們與母液在高温下一起放置,將會變成穩定的CaC2 04 - H20。
某些新鮮的無定形或膠體沉澱,在陳化過程中逐步轉化而結晶也是可能的。例如分子篩、水合氧化鋁等的陳化,即是這種轉化最典型的實例。 像氫氧化鋁氫氧化鐵這類多晶態的沉澱物常利用不同的老化條件來得到不同晶型的物質。如:
陳化過程 陳化過程
這樣,陳化的時間、温度及母液的pH值等便會成為陳化所應考慮的幾項影響因素。另外,在陳化過程中,沉澱物的孔隙結構和表面積也會發生相應的變化。

陳化相關擴展

糧食陳化
生理變化:糧食陳化的生理變化無論是含胚與不含胚的糧食主要表現為酶的活性和代謝水平的變化。糧食在儲藏中,生理變化多是在各種酶的作用下進行的。若糧食中酶的活性減弱或喪失,其生理作用也隨之而減弱或停止。隨着陳化的進行糧食的生活力逐漸喪失,與呼吸有關的酶類,如過氧化氫酶的活性趨向降低,呼吸作用也隨之減弱;而水解酶類,如植酸酶,蛋白酶和磷脂酶活性都增加。
1、化學成分變化:糧食化學成分的變化,無論含胚與不含胚的糧食,一般説多以脂肪變化較快,蛋白質其次,澱粉變化很微弱。
2、脂肪的變化 :糧食儲藏過程中,由於脂肪易於水解,遊離脂肪酸在糧食中首先出現。特別是在環境條件適宜時,儲糧黴菌開始繁殖,分泌出脂肪酶,參加脂肪水解,使糧食中脂肪酸增多,糧食陳化加深。
3、蛋白質的變化:糧食儲藏過程中,受外界物理、生物 等因素的影響,蛋白質的水解和變性。蛋 白質水解後,遊離氨基酸上升,酸度增加。 蛋白質變性後,空間結構鬆散,肽鍵展延, 非極性基外露,親水基內藏,蛋白質由溶膠變為凝膠、溶解度降低,糧食陳化加深。
4、澱粉的變化:糧食儲藏過程中,澱粉水解成的麥芽 糖與糊精繼續水解,還原糖增加,糊精相對減少,粘度下降,糧食開始陳化。
5、物理性質的變化:糧食陳化時物理性質變化很大。
表現為:糧粒組織硬化,柔性與韌性變弱,米質變脆,米粒起筋,身骨收縮,澱粉細胞變硬,細胞膜透性增強,糊化及吸水率降低,持水率亦降低,米飯破碎,粘性較差, 口感有“陳味”。
參考資料
  • 1.    吳婉娥,張劍,李淑豔,馬嵐,李茸.無機及分析化學實驗:西北工業大學出版,2015
  • 2.    劉漫紅,孫瑞雪,肖海連.納米材料及其製備技術:冶金工業出版社,2014