В.Н. Алексеев - Количественный анализ (1054949), страница 16

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 16)

е. от 7,97' до 8,23% ) . ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ (ВЕСОВОЙ) АНАЛИЗ $16. Сущность гравиметрического (весового) анализа Гравиметрическим анализом называют метод количественного химического анализа, основанный на точном измерении массы определяемого компонента пробы, выделенного либо в элементарном виде, либо в виде соединения определенного состава.

Гравнметрические методы подразделяют на две группы: 1) методы отгонни, 2) методы осаждения. В методах отгонки определяемую составную часть исследуемого объекта отгоняют. Методы отгонки могут быть прямыми и косвенными. Примером прямого метода может служить метод определения двуокиси углерода в карбонатных породах, Из навескн карбоната (например, СаСО,) действием соляной кислоты выде.

ляют двуокись углерода, которую отгоняют в предварительно взве. шенный приемник с поглотителем (в данном случае с натроиной известью, т. е. смесью СаО с )ЧаОН). По увеличению массы прием- нина рассчитывают количество СОз. В косвенных методах отгонки летучий компонент отгоняют из навески исследуемого вещества и по уменьшению ее массы судят о содержании летучего компонента. Так можно определять количество кристаллизационной воды в солях, высушивая навеску соли при определенной температуре.

Методы отгонки ие являются универсальными и могут применяться тогда, когда проба содержит летучий компонент или когда определяемый номпонент при той или иной реакции может превращаться в летучее вещество. Поэтому большое значение имеют методы осаждения. В методах осаждения навеску анализируемого вещества тем или иным способом переводят в раствор, после чего определяемый элемент осаждают в виде какого-либо малорастворимого соединения (или выделяют в элементарном виде). Выпавший осадок отделяют фильтрованием, тщательно промывают, прокаливают (или высушивают) и точно взвешивают.

По массе осадка и его формуле рассчитывают содержание в нем определяемого элемента и выражают содержание этого элемента в процентах от навески. Из всех перечисленных операций наиболее важной является осаждение. От того, насколько удачно выбран осадитель, какое количество его прибавлено, в каких условиях проведено осаждение, в значительной степени зависит точность результатов анализа.

Осаждение иногда сопровождается осложнениями (например, 3 зак. ззе 67 б 77. Требования к осадкам. Вмбор осадителя Глава П. Грааиметрический (иеговой) анализ образованием коллоидного раствора, соосажденнем посторонних веществ и т. д.), которые могут сделать результаты анализа совершенно неправильными, если аналитик не примет надлежащих мер. Поэтому вопросы теории образования осадков, нх чистоты, растворимости являются очень важными для аналитической химии, Это заставляет остановиться на теории и практике процесса осаждения в первую очередь.

й 17. Требования к осадкам. Выбор осаднтеля Использование какого-либо малорастворимого соединения данного элемента для гравнметрического определения методом осаждения возможно лишь в том случае, если это соединение удовлетворяет ряду требований, Прежде чем перейти к рассмотрению этих требований, обратим внимание на то обстоятельство, что полученные в ходе анализа осадки обычно приходится прокаливать. При прокаливанни многие осадки претерпевают химические изменения. Таким образом, взвешивают часто какое-то другое соединение, а не то, которое было получено при осаждении.

Вследствие этого в гравиметрическом анализе различают осаждаемую форму и весовую форму. Осаждаемой формой (или формой осаждения) называется то соединение, которое осаждается из раствора при взаимодействии с соответствующим реагентом, а весовой формой — соединение„которое взвешивают для получения окончательного результата анализа. Например, при определении Ре" и А1ат осаждаемой формой являются обычно водные окиси РеаОз пН,О и А!аО, пНэО (также обозначаемые формулами Ре(ОН)з и А1(ОН)э и называемые гидроокисями), получаемые действием ХНлОН на анализируемый раствор. Весовой формой являются безводные окиси РевОэ и А1эО,„ образующиеся из указанных водных окисей при прокаливании их, например: РеэОз ° кН,Π— и РеэОэ+ аН,О При определении Са" осаждаемой формой будет оксалат кальция СаСаО, НвО,, а весовой формой может быть окись кальции СаО, образующаяся нз него прн прокаливании: СаСз04 ° Н,Π— и СаО+ СОэт+ СОТ+ НзОТ В отдельных случаях осаждаемая форма и весовая форма могут представлять собой одно и то же соединение.

Например, Вав'- и БОл~ -ионы осаждают из раствора и взвешивают в виде сульфата бария, который не изменяется химически при прокаливанни. Точно так же при определении Ад' (или С! ) осаждаемой н весовой формой является хлорид серебра АВС! и т. д.

Понятно, что к осаждаемой и весовой формам предъявляются разные требования. Рассмотрим их здесь отдельно. Требования к осаждаемой форме. 1. Осаждаемая форма должна обладать достаточно малой растворимостью, без чего невозможно достижение практически полного осаждения определяемого иона (элемента). Как известно, растворимость малорастворимых электролитов характеризуется величиной их произведения растворимости (ПР). Опыт показывает, что в случае бинарных электролитов (т. е.

соединений, каждая молекула которых образует при диссоциации два иона, например ВаЬОь АяС! н т, п.), практически полное осаждение может быть достигнуто лишь тогда, когда' ПР осадка не превышает ! 10 '. Поэтому соединения с ПР :з 10 " в качестве осаждаемой формы в гравиметрическом анализе, как правило, не применяются. Но, конечно, возможность или невозможность применения для указанных целей того илн иного соединения зависит также от точности данного анализа. 2. Желательно далее, чтобы структура осадка давала возможность с достаточной скоростью вести фильтрование и отмывание от примесей. Очень удобны для работы сравнительно квупнрккйиг сталлические осадки, так как они почти не забивают поры фильтра и, имея слабо развитую поверхность, мало адсорбируют посторонние вещества из раствора и легко отмываются от них *.

Очень мелкокристаллические осадки, такие, как ВаЗОл или СаСгОь в этом отношении менее удобны. Кроме того, при неправильном проведении осаждения такие осадки легко проходят через поры фильтра, что в весовом анализе, конечно, совершенно недопустимо. Аморфные осадки, особенно студенистые, вроде А!(ОН)ь имеют сильно развитую поверхность и потому значительно адсорбируют посторонние вещества нз раствора н трудно отмываются от них. Кроме того, и фильтрование происходит очень медленно.

Но если соединений, обладающих более удобными для анализа свойствами, не существует, то приходится работать и с такими осадками. В этом случае стараются создать условия, при которых уменьшаются неудобства, связанные с применением аморфных осадков. 3. Необходимо, чтобы осаждаемая форма достаточно легко и полностью превращалась в весовую форму. Требования к весовой форме.

1. Важнейшим требованием, предъявляемым к весовой форме, является точное соответствие ее состава химической формуле. Ясно, что если бы такое соответствие не имело места, например если бы взвешиваемый осадок был химически не индивидуальным веществом строго определенного, ' Вопрос об увлечении осадками посторонних веществ иэ раствора вследствие адсорбпнн и других причин подробнее рассматривается ниже. 3» 69 Глава ТА Гравимгтрический (весовой) анализ Э 17.

Требования к осадкам, Выбор осадителя соответствующего формуле состава, а какой-либо неопределенной смесью, то вычисление результатов анализа было бы невозможным. Между тем многие из получаемых прн анализе осадков не удовлетворяют этому требованию. Например, осадок гидроокиси железа не соответствует точно формуле Ге(ОН)з, а содержит переменное, зависящее от условий осаждения и неизвестное количество воды. Таким образом, формулу его следует писать в виде ГезО, пНхО. Прн прокаливанни гидроокиси железа вся эта вода удаляется и образуется соединение вполне определенного состава, строго соответствующего формуле Г»~Оз. Именно вследствие того что первоначально выпадающие осадки часто не удовлетворяют требованию соответствия состава формуле, и приходится прибегать к их прокаливанию. Кроме того, при прокаливании полностью удаляется из осадка удерживаемая им вода и неотмытые летучие примеси, а также происходит озоление фильтра. 2.

Вторым требованием является достаточная химическая устойчивость весовой формы. Очевидно, работа затруднится, если весовая форма будет легко изменять свой состав вследствие, например, поглощения водяных паров или СОз из воздуха, окисления (нлн восстановления), разложения и тому подобных процессов.

Ведь при этом нарушается то соответствие состава осадка формуле, о котором говорилось выше. Наличие у осадка подобных свойств, хотя и не сделало бы определение невозможным, но потребовало бы соблюдения ряда предосторожностей, предупреждающих изменение состава осадка, и тем самым усложнило бы анализ. Во избежание этого нередко предпочитают превращать обладающие подобными свойствами осадки в более удобную весовую форму, обрабатывая их соответствующими реагентами. Например, осадок СаО, легко поглощающий Н,О и СОз из воздуха (что за. трудняет точное взвешивание его), иногда превращают в СаВО» путем обработки его в тигле серной кислотой, избыток которой удаляют выпариванием.

Характеристики

Список файлов книги