Fällningsprocess

Fällningsprocess är en kemisk process där ett fast ämne bildas och avskiljs från en lösning när lösligheten överstiger det som kan hållas löst under givna förhållanden. Denna process är vanlig inom kemi, materialvetenskap och miljöteknik och används både i laboratorier och i industriella sammanhang för att avskilja lösta ämnen genom bildning av ett fällning (precipitat).

Fällning uppstår när lösningen blir mättad eller översmält i någon komponent, så att joner eller molekyler reagerar och bildar ett oxider, hydroxid, sulfidsalt eller ett annat svårlösligt ämne. Processen omfattar nucleation (bildandet av nya kristaller) och kristallväxt; i vissa fall förekommer homogen nucleation i lösningen medan heterogen nucleation sker vid ytor eller partiklar. Storleken och morfologin hos kristallerna påverkas av faktorer som temperatur, pH, jonstyrka, närvaro av komplexbildare och tillsatser som fungerar som kärnor eller inhibitorer.

Termodynamiskt regleras fällningen av löslighetsprodukten (Ksp) och jämviktsförhållanden mellan jonutbytet i lösningen och i fällningen. När jonprodukten överstiger Ksp uppstår fällning. Kinetiska faktorer som hastighet på blandning, närvaro av kärnor och tillsatser påverkar hur snabbt och vilka kristallstorlekar som bildas.

Tillämpningar inkluderar vatten- och avloppsrening där fällning används för att avlägsna metaller eller hårdhetsbildare genom hydroxid-, karbonat- eller sulfidsfällning, samt i materialproduktion där specifika fällningar används som förutsättning för vidare bearbetning. Efter fällningen följer vanligtvis separation genom sedimentation, filtrering eller centrifugering. Redissolution och bildning av mikroskopiska partiklar kan påverka processens effektivitet och avfallshantering.