Основы-аналитической-химии-Скуг-Уэст-т1 (1108740), страница 27
Текст из файла (страница 27)
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Ршйаз А., Тппгпеггпапз А. М., Ви!1. 5ос. СЫпь Ве!без, 46, 46 — 73 (!937). 2. Нагпеб Н, Я,, Н?лйеу С. Р., 3. Аптег. СЬепь Вос., 59, 1289 (1937). 3. !?ебуе Р., Нйсйе! Е., РЬузй. Е., 24, 185 (1923). 4. К!еЛапа 7., 3. Агпег. СЬепь $ос„59, !675 (1937). 5. уагпагпо?о Т., Виоь 1пз1. РЬуз, Кез. (То)гуо), 9, 352 (1930). 6.
?бпйе )Р'. С., Беме11 5о!иЫ111!ез о( !погдап(с апб Ме!а1-Отдан!с Согароипдв, 4!Ь еб., чо1. 1, 9(азмпд!оп, Э. С.. Агпег)сап СЬега!са1 Бос)е!у, 1958, р. 685. глм, 6 Гравиметрический анализ Гравиметрический анализ основан на измерении массы вещества известного состава, химически связанного с определяемым компонентом. Известны две группы гравиметрических методов. В методах осаждения определяемый компонент вступает в химическую реакцию с реагентом, образуя малорастворимый продукт; после фильтрования и других необходимых операций твердый осадок известного химического состава взвешивают. В методах отгонни определяемый компонент выделяется из пробы в виде газа; в этом случае анализ основан либо на определении массы отогнанного вещества, либо на определении массы остатка.
В основном мы будем рассматривать методы осаждения, поскольку их используют чаще. Вычисление результатов ло данным гравиметрического анализа Гравнметрический анализ включает два экспериментальных измерения: взвешивание навески и взвешивание продукта известного состава, полученного из этой навески. На основании этих данных путем несложных вычислений обычно получают процентное содержание определяемого компонента. Если А в определяемый компонент, можно записать, что масса А масса навески ' Чаше всего масса А непосредственно не измеряется. Вместо этого выделяют и взвешивают вещество, либо содержащее А, либо химически связанное с А. В любом случае возникает необходимость введения некоторого фактора для пересчета массы осадка в соответствующую массу А.
Сущность этого фактора удобно показать на примерах. Глава Ь Пример. Сколько граммов С) содержится в 0,204 г осадка АяС)? Из формулы АпС) видно, что число молей АйС) = число молей С). Поскольну 0,204 число молей АяС) = „ ' А С = число молек С!, масса С! = число молей С).мол. масса С), то мол, масса С) 35,45 масса С! = 0,204м л масс А С) — — 0,204 !43 3 — — 0,204 0,2414 0,0505 г. Пример. Какова масса Л1С1„соответствующая 0,204 г АяС)? Мы знаем, что из каждой молекулы А)С1, получаются три молекулы АяС). Поэтому 1 1 0,204 число молей А)С)з = — число молей АяС) = 3 ° мол. масса Ай Проводя вычисления, аналогичные описанным выше, получим мол. масса А1С)з масса А!С!з=0,204 3 мот масса А С) 0,204 3 !43 3 = 0,204.0,310 = 0,0633 г. 133,3 Отметим сходство приведенных расчетов.
В обоих примерах масса одного вещества выражается через произведение известной массы другого вещества и отношения соответствующих молекулярных масс. Это отношение называется гравижетрическим фактором. Во втором примере молекулярную массу хлорида серебра необходимо умножить на 3, чтобы уравнять количество хлорида в числителе и знаменателе гравиметрического фактора. Пример. Сколько граммов Ге,О, можно получить из 1,63 г ГезО,? Найдите гравиметрический фактор. В этом случае необходимо допустнтзч что ГезОз количественно превращается в ГезОз и что для превращения имеется вполне достаточно кислорода: 2Ге,О, + [0[ = ЗГе,О,.
Мы видим, что из каждого моля Гез04 получается з[з моля Ге,Оз. Таким образом, число молей Ге,Оз больше, чем число молей Ге,04 в з)з раза, или 3 число молей Ге Оз — — 2 число молей ГезОз; масса Ге,Оз 3 масса Гез04 мол. масса ГезОз 2 мол. масса ГезОз 3 масса ГезОз масса ГезОз — — — , мол. масса Ге 0 , мол. масса гезОз 139 Гревиметрический инвпиз После преобразований 3 мол, масса ГетОв масса РевОв ™асса ГевОе 2 мол.
асса Ге 0 3 е и подстановка численных значений получим 3 169,7 масса ГевОв = 1,63 2 231 6 — — 1,687 = 1,69 г. В данном примере З.мол, масса Ре,Ов гравиметрическнй фактор = ' „, = ,936. В общем случае гравиметрическнй фактор определяется следующим образом; а мол. масса определяемого вещества --р - нй ф -» мол, масса взвешиваемого вещ ва' где и и Ь вЂ” небольшие целые числа, на которые нужно умножить молекулярные массы, чтобы число молей в числителе и знаменателе были химически эквивалентны.
Уравнение (6-1) можно представить теперь в форме, более удобной для практического использования: а мол, масса А овА = ( Ь.мол, масса ) масса навескн Типичные примеры гравнметрических факторов Оиреаеааемое вещество Гравикетричечкак форма Гравииетричеекиа фактор 2.мол масса 1п 1п 1пвОв мол. масса 1птОт 5.мол. масса Н60 нко Нна (10а) и нй (РО ) КвР1С1а мол. масса Няв(10а)в 2.мол, масса 1 мол.
масса Нйв(10а)в 2 мол. масса КаРО, К РО 3 мол. масса КтР(С)а Некоторые гравнметрические факторы дополнительно приведены в табл. 6-1. В большинстве химических справочников имеются таблицы этих факторов и их логарифмов. Для всех гравиметрических факторов, рассматриваемых до сих пор, химическая эквивалентность соединений в числителе и знаТаблица б-1 Главе 6 менателе устанавливалась простым уравниванием числа атомов элемента (кроме кислорода), общего для обоих соединений. Иногда такой прием не приводит к удовлетворительным результатам.
Рассмотрим, например, косвенное определение железа в сульфате железа(111), которое заключается в осаждении н взвешивании сульфата бария. В данном случае в числителе и знаменателе формулы для гравиметрического фактора нет общего элемента, и мы должны искать другой способ выражения химической эквивалентности между этими величинами. Заметим, что 2 люль Ренн 1 моль Ре,(30 )зюЗ моль БОез-жЗ моль ВаБОю Гравиметрический фактор для вычисления процентного содержания Ре будет выражаться следующим образом: 2.мол.
масса Ре гравиметрический фактоР = 3 ВаЗО Таким образом, хотя соединения, стоящие в формуле для расчета гравиметрического фактора, не связаны непосредственно через общий элемент, мы можем установить их эквивалентность, зная стехиометрические соотношения между ними. Следующие примеры иллюстрируют применение гравиметрического фактора для вычислений результатов анализа. Пример. 0,703 г моющего препарата прокалили для разрушенияорганического вещества.
Остаток затем обработали горячей НС! для превращения Р в НзРОь Фосфат осадили в виде Мк)ЧН,РОыбН,О добавлением Мкзь с последУющей нейтрализацией водным раствором ХНз. После фильтрования и промывания оса. док перевели в МпзРзОг прокаливавием при 1000 'С. Масса полученного осадка 0,432 г. Рассчитайте процентное содержание Р в пробе: 2 мол, масса Р мол, масса МкзР От 0,432 0,2783 100 100 % 0 703 0 703 Пример. При повышенной температуре оксалат натрия превращается в карбонат: !ЧазСзОа — ~ !ЧазСОз+ СО. При прокаливании 1,3906 г загрязненного оксалата натрия получился остаток массой 1,1436 г.
Определнте степень чистоты образца. В данном случае следует допустить, что разница между исходной и конеч. ной массой соответствует потере окиси углерода при прокаливавии; в основе анализа лежит измерение этой потери. Из уравнения реакции мы видам, что число молей СО = число молей ХазСзОа. Таким образом мол масса )Ча С,О мол. масса СО е ге !ЧазСзОе масса навески 100 = (1,3906 — 1,1436) 4,784 100 1,3906 141 Грмеимееричесиий вивпил Пример. 0,2795 г образца инсектицида, содержащего только линдзи С,НеС!е (мол, мзссз=290,8) и ДДТ СыН,С1е (мол.
масса=354,5), сожгли в токе кислородз в кварцевой трубке, в продукты (СОз, Нзо и НС1) пропустили через раствор МзНСОе. После подкисления из раствора выделили хлорид в виде А8С! массой 0,7161 г. Рассчитайте процентное содержание лнндзнз и ДДТ в образце. Здесь двз неизвестных, поэтому мы должны составить двз независимых урзвиения, решаемых совместно: масса С Н,С!, + масса С, НеС!е 0 2795 г н масса АВС! из СеНС!е+ масса АВС1 из СзеНоС!е = 0,7161 г. После введения во второе уравнение соответствующих грзвиметрических факторов получим, что 6 мол. масса АВС! масса СеНеС!е мол. асса С Н С! + мол. масса е е е 5 мол.
масса АВС! + месса СееНоС)е сл мэсси С Н С1 или масса СеНеС1е 2,957 + масса С,еН,С1о 2,021 = 0,7161. Подставим массу СыНоС!е нз первого уравнения: 2,957 масса СоНоС1е+ 2,021 (0,2795 — масса СоНоС1о) = 0,7161. Отсюда масса С,НоС!е — 0,1616 г 0,1616 /оСоНеС1о = 0 2795 100 = 57,82, о4СзеНеС!о = 100 — 57,82 42,!8. Свойства осадков и осадителей Идеальный осадитель в гравиметрическом анализе должен реагировать только с определяемым компонентом, образуя осадок, который обязан: 1) иметь достаточно низкую растворимость, чтобы потерей из-за растворимости можно было пренебречь, 2) легко фильтроваться и отмываться от загрязнений, 3) не подвергаться воздействию окружающей среды и иметь известный состав после высушивания илн, если необходимо, после прокаливания.
Всем этим требованиям отвечает очень небольшое число осадков и осадителей; поэтому химику часто приходится проводить анализ, используя продукты илн реакции, далекие от идеальных. Факторы, влияющие на растворимость осадков, рассматривались в гл. б; теперь мы должны обсудить, как получить чистый и легко фнльтруемый осадок. 142 Глава 6 Фильтруемость и чистота осадка Фильтруемость и легкость очистки определяются размерами частиц твердой фазы. Между размерами частиц и фильтруемостью имеется прямая связь. Крупнозернистые осадки легко задерживаются пористыми материалами, что обеспечивает быстрое фильтрование.
Мелкодисперсные осадки приходится фильтровать, для чего требуются плотные фильтры, и в результате скорость фильтрования уменьшается. Более сложно влияние размеров частиц на чистоту осадка. Чаще всего увеличение размеров частиц сопровождается уменьшением загрязнения осадка. Касаясь вопроса чистоты осадков, мы будем пользоваться термином соосаждение. Этот термин характеризует процесс захвата образующимся осадком тех компонентов, которые обычно при используемых условиях находятся е растворах. Студент должен четко представлять, что загрязнение осадка веществом, для которого произведение растворимости уже достигнуто, не яеляегся собственно соосаждением.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
