В.Н. Алексеев - Количественный анализ (1054949), страница 17
Текст из файла (страница 17)
К обработке осадка реагентами приходится прибегать и в тех случаях, когда осадок при прокалнвании частично восстанавливается углем и продуктами неполного сгорания фильтра. 3. Наконец, желательно, чтобы содержание определяемого элемента в весовой форме было как можно меньшим, так как погрешности определения (например, ошибки взвешивания, потери от растворимости осадка или от недостаточно полного перенесения его на фильтр и т. дз) при этом меньше скажутся на окончательном результате анализа. Например, одинаковая по абсолютной величине погрешность при определении массы осадков ВаСгО» и СгзО» влияет на найденное содержание хрома в первом случае в 3,5 раза меньше, чем яо втором.
Действительно, потеря 1 мг осадка при анализе соответ- ствует следующим ошибкам при определении массы хрома: Весовая форма ВгСгО» я 253,3 мг ВвСзО, содержится 52 мг Ст и 1 мг ВяСзО» » х мг Сг х= — ° 1 02мгСг 52 253,3 Весовая форма Сг,Оз в 152 мг Сг,О, сояержится 104 мгСг е 1 мгСг,О, » х мгСт х = — ° 1 0,7 мг Сг 104 152 Перечисленные выше требования к осадкам в значительной мере определяют выбор осадителя. Кроме того, приходится принимать во внимание также следующие обстоятельства. Опыт показывает, что при выделении осадка из раствора он всегда увлекает из раствора различные посторонние вещества илн ионы.
К ним принадлежат также и ионы осаднтеля, от которых осадки приходится отмывать. Поскольку это отмывание может оказаться недостаточно полным, выгодно, чтобы осадитель был веществом летучим, так как в этом случае не удаленная часть его при промывании улетучится нри прокаливанин. Именно поэтому Гезз осаждают действием ХН»ОН, а не КОН или )!аОН; Ваз' действием Нз30», а не ХазЬО» или КТО», Ай действием НС1, а не )»)аС! и т. д. Конечно, не всегда это правило может быть соблюдено.
Например, при осаждении Снз' в виде Сп(ОН)х приходится применять не ХН»ОН, в избытке которого осадок растворим, а )»!аОН или КОН и т. д. Понятно, что в таких случаях промывать осадки следует особенно тщательно. В большинстве анализов осаждать определяемый ион приходится в присутствии ряда других ионов. Поэтому необходимо считаться с возможностью осаждения применяемым реагентом наряду с нужными также и других малорастворимых веществ. Чтобы этого не произошло, весьма важно выбрать такой осадитель, который осаждал бы только данный ион, т. е. являлся бы достаточно специфическим. Например, А!"-ион нередко определяют, осаждая его аммиаком в виде водной окиси и взвешивая образующуюся после прокаливания окись алюминия А!зОз.
Однако если в растворе присутствует Ге'+-ион, то он тоже будет осаждаться, В этом случае удобнее применить тиосульфат натрия,ЫагЬхОз, который реагирует с А!" по уравнению: 2А!" + 33»0» + ЗНзΠ— » 2А!(ОН)з)+334+330 ) Отфнльтровав н промыв осадок А!(ОН)з+ Ь, его прокалнвают, прн этом сера сгорает, а А!(ОН), превращается в А1зОз. Ионы Гез» при действии !ч!аЬхОз не осаждаются, а лишь восстанавливаются до Ге". то Глава !!. Гразиметрическиа (весовой) анализ Конечно, специфический осадитель удается найти не всегда, поэтому приходится применять маскировку мешающих определению ионов, т.
е. связывать их в достаточно прочные комплексы, не осаждаемые данным реактивом; если же маскировка невозможна, тем или иным способом удаляют эти ионы из раствора. Применяемые при этом методы будут подробнее рассмотрены в дальнейшем. $ 18. Количество осадителя Раствор какого-либо малорастворимого электролита становится насьпценным тогда, когда произведение концентраций (точнее, активностей) ' его ионов оказывается равным произведению растворимости при данной температуре. Для раствора сульфата свинца можно написать: [РЬ")[50,'-[=ПРпьзо,-)Д.
1О ' Если [РЬ ![504 1<16*!О то раствор будет ненасыщенным и при данной температуре в нем можно растворить еще некоторое количество сульфата свинца. Если произведение растворимости «превышена», т. е. [РЬ") [502-]>1,5. !О ' то раствор пересыщен и должно выделиться некоторое количество осадка РЬЗОо Следовательно, согласно правилу произведения растворимости образование осадков происходит лишь при условии, если произведение концентраций (точнее, активностей) соответствующих ионов превысит величину произведения растворимости осаждаемого соединения при данной температуре. Поэтому, если смешать равные объемы 0,0001 М растворов РЬ(Ь)Оз)2 и Ха250ь то осадок РЬ50ь не образуется. Действительно, при смешении равных объемов растворов концентрации каждого из указанных веществ уменьшатся вдвое и станут равными 0,00005 М, или 5.!О ' М. Поскольку соли как сильные элйктролиты в водных растворах диссоциированы практически нацело, а каждая молекула указанных солей, диссоциируя, образует по одному иону 2+ 2- РЬ и 50,, концентрации этих ионов после смешения будут также равны: [РЬ ]=[504 1 5'!О з-иоя!л ' Табличные значения ПР всегда нредстзвляют собой произведение активностей (ПР,), поэтому во всех расчетах будем пользоваться табличными денными ПР без учета коэффнннентов активности.
В тех случаях, когда рзстворнмость соединения срзвннтельно велика нлн когда в растворе присутствуют влектролнты, этн коэффннпенты учнтывзются. б !3. Количество осадителя Ионное произведение (т. е. произведение концентраций встретившихся в растворе ионов) в рассматриваемом случае равняется: [РЬ [[50', [=5 10 ° 5 ° 1О =25 ° 10 =2,5 ° 1О Поскольку 2,5 10 '(1,6.10 ', т. е.
меньше величины ПРр при данной температуре, раствор получится ненасыщенным относительно РЬЯОи и рсадок этой соли не образуется. Когда ионное произведение [РЬ '[[50л [ больше 1,6 10 ', раствор оказывается пересыщенным относительно сульфата свинца и начинается его осаждение. По мере осаждения концентрации соответствующих ионов в растворе постепенно уменьшаются, и когда произведение их станет равным вели !ине произведения растворимости осадка, между осадком и раствором устанавливается динамическое равновесие и дальнейшее осажденне прекращается.
Жидкая"фаза представляет собой насыщенный раствор РЬ50ь при данной температуре. Абсолютно нерастворимых в воде веществ не существует, поэтому величина ПР всегда больше нуля. Отсюда следует, ао теоретически ни одно осаждение не бывает совгрисенно полным. Часть осаждаемых ионов, соответствующая величине произведения растворимости осадка, всегда остается в растворе.
Но, как и в качественном анализе, нас интересует, конечно, не теоретическая, а практическая полнота осаждения. В качественном анализе осаждение какого-либо иона считается практически полным тогда, когда остающиеся в растворе количества его настолько малы, что никаким дальнейшим операциям анализа помешать не могут. Подобно этому, в гравимгтрическом анализе осаждениг считается практически полным, когда остающееся в растворе количество осаждаемого соединения находится за пределами точности взвешивания, т. е.
не превышает 0;0002 г. Для того чтобы осаждение того или иного иона могло быть практически полным, нужно, очевидно, взять достаточное количество осаднтеля. Сколько его потребуется, можно приблизительно вычислить по уравнению реакции. Предположим, что надо определить содержание свинца в ацетате свинца РЬ(СНзСОО)2 ЗН20 путем осаждеция РЬ"-иона серной кислотой: РЬ(СНзСОО)з ЗН20+ Н250с — ь РЬ504+ 2СНзСООН + ЗН20 Если взятая для анализа навеска РЬ(СН,СОО)2 ЗН20 равнялась 0,6525 г, то можно написать: 1 моль РЬ(СН,СОО), ° ЗН,О взвнмодействует с ! моль Н,БО, 0,6525 з РЬ(СЙзСОО)з ° ЗН20 с х.з Н2504 Рассматриваемое нычисленне носит ориентировочный характер, большой точности от него не требуется, поэтому при выполнении 73 Гаага П. Граеиигтричгскиа (весовой) анализ й 19. Влилыиг ионов на растаорииость осадка его соответствующие величины следует округлять.
Так, величину иавески 0,6525 г можно округлить до 0,7 г, а величины молекуляр. ных весов РЬ(СНзСОО)г ЗНзО н Нз50з следует округлить соответственно до 380 и 98. Отсюда: 380 г РЬ(СНзСОО), ° ЗН,О взаимодействует с 98 г Нз80, 0,7 г РЬ(СНзСОО)з'ЗНзО Э с хгН,ЗО, 0,7 ° 98 х ' -"0,2г Так как осадитель употребляется обычна в виде раствора какой-либо определенной концентрации, то от найденной массы серной кислоты нужно перейти к объему ее раствора. Концентрации растворов выражают в весовых процентах— число граммов вещества, содержащихся в 100 г раствора; молях на ! л раствора; грамм-эквивалентах на 1 л раствора (нормальные растворы).
Допустим, например, что для осаждения РЬ" применяют раствор 1О г Нз50з в 100 мл. В таком случае требуемый объем его найдем" из пропорции: 100 ил раствора содержат 1О г Н,ЗОз х мл з 0,2 г Нз80з 0,2 100 х= ' =2 ма 1О Когда концентрации растворов-осадителей выражают в молях на литр, то требуемый объем раствора-осадителя может быть вычислен таким образом. Если концентрация раствора серной кислоты равна 0,5 М (т.
е. 1 н.), то поскольку 1 моль Нз50з содержится в 2 л этого раствора, можно написать: 380 г РЬ(СНзСОО)з ЗНзО 0,7 г РЬ(СН,СОО); ° ЗН,О осаждаются 2000 мл 0,6 М раствора Н,ЗО, ь х мл 06 М в Нз804 0,7. 2000 х= 4 ма концентрация каждого из них будет (РЬ ) =1!80', 1= тт 1,6 ° !О ~ 1,6 ° !О г-ионул Посмотрим теперь, насколько полным будет осаждение РЬ50з прн употреблении вычисленного по уравнению реакции количества осаднтеля. Так как с этим количеством его на каждый РЬ"-ион вводят в раствор также по одному 504 -иону, концентрации указанных ионов по окончании осаждения должны быть, очевидно, равны между собой. Поскольку произведение их равняется 1РЬ ) )801 )=Прпьзо,=! 6'1О Если бы все эти оставшиеся в растворе РЬг'- и 50з:ионы выпали в осадок, то получилось бы 1,3 10-' моль илн 1,3.10 з 303 г РЬ50, из каждого литра раствора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
