2. Гравиметрический метод анализа

2.1. Равновесие в системе осадок – раствор

Таблица 6. Произведения растворимости

Произведение растворимости – одна из основных характеристик осадка, численное значение которой необходимо для решения многих химико-аналитических задач:

1. расчёт растворимости осадков при заданных условиях:

• в воде (через ПР⁰ при μ → 0 или через ПР при μ > 0);

• в присутствии одноимённых ионов (через ПР⁰ при μ → 0 или через ПР при μ > 0);

• в присутствии разноимённых ионов (через ПР);

расчёт условий растворения и осаждения осадков:

• условий количественного осаждения малорастворимого соединения (см. Пример 4);

• условий начала образования осадка;

• условий, при которых осадок не выпадает;

3. прогнозирование возможности выпадения осадка при смешении растворов заданной концентрации(путём сравнения ПР⁰ и ПС);

4. выбор осадителя и осаждаемой формы для конкретного иона(см. Пример 5);

5. оценка возможности обнаружения или количественного определения конкретного иона с использованием реакций осаждения(см. Пример 6).

При решении некоторых из этих задач используются следующие условия, требования и количественные критерии.

• Осадок выпадает при условии ПС  ПР⁰.

• Осадок растворяется при условии ПС < ПР⁰.

• Осаждение считается количественным, если остаточная концентрация осаждаемого иона в растворе не превышает 10^–6 моль/л.

• Осадитель должен образовывать с определяемым ионом как можно менее растворимое соединение.

• В качестве осаждаемой формы пригодны только те осадки, для которых ПР⁰  10^–8 (для бинарных электролитов).

• Пример 4.При какой концентрации фторид-ионов магний (II) количественно осадится в видеMgF₂?

Равновесие

MgF₂Mg²⁺+ 2F^–

характеризуется табличной величиной произведения растворимости:

Поскольку в насыщенном растворе малорастворимого электролита μ → 0, то активности можно заменить на концентрации. После подстановки [Mg²⁺] = 10^–6моль/л получим:

• Пример 5.Выбрать осаждаемую форму и осадитель для гравиметрического определения алюминия (III).

Из приведённых в таблице осадков, содержащих ион алюминия (III), наименее растворимым является Al(OH)₃, следовательно, он является подходящей гравиметрической формой, а в качестве осадителя можно использовать щёлочи либо гидроксид аммония. Однако в избытке щелочей амфотерный гидроксидAl(OH)₃растворяется, поэтому осаждение надо проводить растворомNH₄OH.

• Пример 6.Можно ли использовать реакцию образованияMgC₂O₄для количественного определения магния (II) с использованием гравиметрического или перманганатометрического методов анализа ?

По значению ПР⁰= 8,6·10^–5можно сделать вывод, что осадокMgC₂O₄в заметной степени растворим, следовательно, он не может служить осаждаемой формой в гравиметрическом методе анализа и не позволит с достаточной точностью провести титриметрическое определение.

Таблица 6