Основные этапы гравиметрического определения методом осаждения

Типичная методика гравиметрического определения методом осаждения включает в себя следующие этапы:

  • ? взятие навески анализируемого образца;
  • ? растворение навески;
  • ? осаждение;
  • ? отделение осадка от раствора;
  • ? промывание осадка;
  • ? получение гравиметрической формы;
  • ? измерение массы гравиметрической формы;
  • ? расчет результата анализа.

Взятие навески. Оптимальная масса навески определяется величиной неопределенности измерения массы с помощью аналитических весов (±1 • 10“4 г) и характером образующегося осадка.

Аморфный осадок занимает больший объем, чем имеющий такую же массу кристаллический осадок, поэтому оптимальная масса для аморфных осадков меньше, чем для кристаллических. Обычно массу навески берут такой, чтобы масса аморфного осадка была равна приблизительно 0,1 г, а масса кристаллического — от 0,1 г (легкий осадок типа СаС03) до 0,5 г (очень тяжелый осадок типа PbS04).

Растворение навески. Навеску растворяют в воде. Раствор нагревают и добавляют к нему необходимые вспомогательные реагенты.

Осаждение. Осадитель всегда добавляют в некотором избытке: больше на 30-50 %, если осадитель нелетучий, и 2-3-кратный избыток его, если он летучий. При получении кристаллических осадков осадитель добавляют медленно, по каплям. Раствор непрерывно перемешивают. Для получения скоагулированного аморфного осадка осаждение проводят быстро, используя концентрированный раствор осадителя.

Выпавшие кристаллические осадки оставляют в растворе на 2-24 ч для «созревания» («старения»). Аморфные осадки оставляют лишь на короткое время в горячем растворе для уплотнения.

Отделение осадка от раствора. Обычно осадок отделяют от раствора фильтрованием через бумажный беззольный фильтр. Для большинства осадков используют фильтры со средним размером пор («белая лента»). Для мелкокристаллических осадков используют плотные фильтры («синяя лента»). Чтобы фильтрование происходило с приемлемой скоростью, вначале через фильтр пропускают прозрачную надосадочную жидкость и только затем количественно переносят осадок на фильтр с помощью стеклянной палочки с резиновым наконечником (рис. 12.6).

Фильтрование осадка

Рис. 12.6. Фильтрование осадка

Промывание осадка. Состав жидкости, которую используют для промывания, зависит от свойств осадка. Малорастворимые кристаллические осадки промывают горячей дистиллированной водой. Для уменьшения растворимости осадка к промывной жидкости может быть добавлен осадитель. Если осадок склонен к пептизации, то к промывной жидкости добавляют летучий сильный электролит (NH4N03, NH4C1). Осадок обычно промывают несколько раз малыми порциями (10-20 мл) промывной жидкости. Иногда в качестве промывной жидкости применяют насыщенный раствор соединения, находящегося в осадке. Например, осадок PbS04 промывают насыщенным раствором этого вещества.

В отличие от крупнокристаллических осадков, которые промывают непосредственно на фильтре, аморфный осадок перед нанесением на фильтр промывают декантацией. Вначале сливают через фильтр надосадочную жидкость, после чего к осадку добавляют промывную жидкость, взмучивают осадок, ожидают некоторое время и прозрачную жидкость сливают на фильтр. Затем приступают к перенесению на фильтр осадка (см. выше). Остатки осадка смывают со дна и стенок стакана струей промывной жидкости из промывалки.

Получение гравиметрической формы. Гравиметрическую форму получают из осаждаемой путем высушивания либо высушивания и прокаливания. Процесс ведут до достижения постоянной массы, т.е. до тех пор, пока разность между результатом двух взвешиваний не будет меньше 2 • ИГ4 г. Осадки органических соединений или осадки, полученные в результате реакций с органическими осадителями, обычно высушивают в сушильном шкафу при определенной температуре. Осадки неорганических веществ, как правило, прокаливают. При высушивании до постоянной массы вещество помещают в бюкс. При проведении прокаливания осадок вместе с фильтром помещают в тигель. Прокаливание проводится в муфельной печи, фильтр при этом полностью сгорает.

Используемая посуда (тигли, бюксы, выпарительные чашки) должна быть предварительно доведена до постоянной массы.

Измерение массы гравиметрической формы. Измерение массы гравиметрической формы проводят после того, как температура осадка сравняется с температурой окружающей среды. До достижения этого момента тигель (бюкс) с осадком должен находиться в эксикаторе.

Расчет результата анализа. Проще всего проиллюстрировать расчет результата гравиметрического анализа на конкретном примере.

Пример 12.1. Навеску мази массой 2,3426 г, содержащей оксид цинка, обработали кислотой. Ионы Zn2+, перешедшие в раствор, осадили в виде ZnNH4P04. При прокаливании полученного осадка был получен Zn2P207 (М = 304,72 г/моль) массой 0,4450 г. Рассчитайте массовую долю ZnO (М = 81,39 г/моль) в мази.

Решение

В основу данного гравиметрического определения положен следующий процесс:

Массовую долю (%) определяемого вещества в анализируемом образце можно рассчитать по формуле

где vonp — стехиометрический коэффициент для определяемого вещества; Мопр — молярная масса определяемого вещества; vrpM — стехиометрический коэффициент для гравиметрической формы; Мгрм — молярная масса гравиметрической формы; а — масса гравиметрической формы; g — масса навески. Таким образом,

Отношение произведений стехиометрических коэффициентов и молярных масс определяемого вещества и гравиметрической формы называется фактором пересчета (гравиметрическим фактором или множителем):

Для рассмотренного выше примера 12.1 величина F составит:

Фактор пересчета имеет примерно тот же смысл и то же предназначение, что и титр соответствия в титриметрии. Таким образом, массовая доля ZnO при использовании в качестве гравиметрической формы Zn2P207 может быть рассчитана по формуле

Чем меньше величина F, тем выше чувствительность гравиметрического определения (см. 2.8.4).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >