Методика определения

К раствору соли кальция в стакане для осаждения добавляют 100 мл дистиллированной воды и 40 мл 5% раствора оксалата аммония (из расчета на 0,1г кальция). Выделившийся осадок не фильтруя растворяют в 6М растворе НС1, добавляя ее по каплям при перемешивании стеклянной палочкой. Полученный раствор нагревают до 60 – 70⁰, добавляют 2 капли индикатора метилового оранжевого и нейтрализуют медленно, при перемешивании, добавляя по каплям раствор аммиака до изменения окраски индикатора в желтую. Осадок настаивают в маточном растворе не менее 2 часов.

Фильтрование проводят через плотный фильтр с синей лентой методом декантации. В качестве промывной жидкости используют 1% раствор оксалата аммония. Промывание ведут до отрицательной реакции на хлорид-ион. Осадок на фильтре подсушивают в сушильном шкафу до полувлажного состояния, переносят в доведенный до постоянной массы тигель и озоляют. Прокаливание ведут в муфельной печи. Тигель с осадком охлаждают в эксикаторе. Осадок в тигле осторожно смачивают несколькими каплями дистиллята из пипетки во избежание бурной реакции гашения оксида кальция, а затем добавляют 2-3 мл 4М раствора серной кислоты. Избыток серной кислоты удаляют осторожным выпариванием на песочной бане под тягой и доводят полученный осадок СаSO₄ до постоянной массы.

Гравиметрическое определение магния

При количественном определении магний осаждают в виде двойного фосфата магния и аммония MgNH₄PO₄. 6H₂O или в виде оксихинолината магния Mg(C₆H₉NO)₂ 2H₂O. Здесь рассматривается второй метод. 8-оксихинолин при рН 9,5-12,7 количественно осаждает магний в виде желтого кристаллического осадка. Это соединение может служить гравиметрической формой, если осадок фильтровать через стеклянный пористый тигель и просушиватть при 105⁰. При высушивании при 130⁰осадок теряет воду и гравиметрической формой является Mg(C₆ H₉NO)₂. При осаждении магния в растворе должны отсутствовать все элементы, кроме щелочных металлов.

Осадитель – раствор 8-оксихинолина в 2м уксусной кислоте, 5%; Осаждаемая форма – Mg(с6н9no)2 2h2o;

Гравиметрическая форма – Mg(C₆H₉NO)₂ 2H₂O.

Реагенты

НС1, конц.;

8-оксихинолин,5% раствор в 2М уксусной кислоте;

NH₃, 1:1;

Индикатор – фенолфталеин.

Методика определения

Исследуемый раствор соли магния разбавляют до 150 мл (содержание магния примерно 0,05 г), добавляют 5 мл конц. НС1, 5-7 капель фенолфталеина и нагревают до 80⁰, добавляют 15 мл 5% раствора 8-оксихинолина в 2М уксусной кислоте и прибавляют по каплям при помешивании раствор аммиака 1:1 до слабого запаха (раствор окрашивается в розовый цвет). Раствор с осадком нагревают на водяной бане 30-40 мин. Затем отфильтровывают осадок через стеклянный фильтрующий тигель, промывают осадок горячей водой, пока фильтрат не станет бесцветным. Тигель с осадком высушивают в сушильном шкафу при 130⁰ до постоянной массы.

ГРАВИМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХЛОРА В РАСТВОРИМЫХ ХЛОРИДАХ

Гравиметрическим методом хлор-ион определяется в виде хлорида серебра (ПР=1,78^.10^-10 ). Поскольку осадок AgС1 легко образует коллоидные растворы, осаждение ведется в присутствии коагулянта (раствора HNO₃), давая осадку постоять несколько часов для созревания. По той же причине промывают осадок водой, подкисленной раствором азотной кислоты. Возрастание растворимости под действием HNO₃ так мало, что не создает ошибок при обычной аналитической работе, если прибавлять некоторый избыток раствора осадителя AgNO₃.

На свету хлорид серебра разлагается с образованием металлического серебра, причем сначала осадок становится фиолетовым, а затем чернеет. Почернение указывает на значительное разложение хлорида серебра и является недопустимым. Поэтому нельзя осадок оставлять на прямом солнечном свету и долго держать на рассеянном свету. Лучше всего при отстаивании обернуть стакан с осадком черной бумагой и работать в помещении с черными шторами. Хлорид серебра очень легко разлагается также и при нагревании. Обычно используется высушивание осадка до постоянной массы при 130⁰; при этом фильтрование ведут через стеклянные фильтрующие тигли.

Осадитель – раствор AgNO₃;

Осаждаемая форма – AgCI;

Гравиметрическая форма – AgCI.

Реагенты

HNО₃, 1:1;

AgNO₃, 0,1М раствор;

HNO₃, 2М раствор.

Методика определения

Навеску пробы берут с таким расчетом, чтобы масса полученного осадка AgCI составляла примерно 0,3г. Взятую навеску растворяют в 100,150 мл дистиллированной воды, добавляют к раствору 1 мл HNO₃ (1:1) и нагревают почти до кипения (но не кипятить!). К нагретому раствору прибавляют медленно при энергичном перемешивании 0,1М раствор AgNO₃ (объем осадителя рассчитывают и прибавляют около 5 мл избытка). После добавления осадителя содержимое стакана несколько минут энергично перемешивают стеклянной палочкой, не касаясь стенок стакана. Кислая среда, нагревание, избыток осадителя и перемешивание способствуют коагуляции частиц осадка. Которые собираются при этом в крупные творожистые хлопья, быстро оседающие на дно стакана. Затем, прекратив помешивание, испытывают полноту осаждения, добавив несколько мл раствора осадителя и т.д. Добившись полного осаждения, раствор с осадком оставляют до следующего занятия для созревания. Стакан прикрывают и обертывают черной бумагой.

Для фильтрования подготавливают стеклянный фильтрующий тигель n 4. Для этого его тщательно промывают при слабом отсасывании сначала горячей азотной кислотой (5 мл 2М раствора на 100мл воды), затем горячей водой и высушивают его до постоянной массы при 130⁰.После этого тигель снова вставляют в колбу Бунзена и приступают к фильтрованию. Декантируют жидкость по стеклянной палочке в фильтрующий тигель, наполняя его не более, чем на ¾ объема. По окончании фильтрования несколько раз промывают осадок декантацией холодной водой, к которой прибавлено несколько капель 2М раствора HNO₃. Количественно переносят осадок, пользуясь палочкой с резиновым наконечником, в фильтрующий тигель и тщательно промывают сначала водой, подкисленной HNO₃, а затем водой. Снова высушивают тигель с осадком при 130⁰ до постоянной массы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ПО ГРАВИМЕТРИИ

1. Сущность метода и области его применения. Прямые и косвенные методы анализа.

2. Характеристика осаждаемой и гравиметрической форм, осадителя. Требования, предъявляемые к ним. Условия перевода осаждаемой формы в гравиметрическую.

3. Важнейшие органические и неорганические осадители.

4. Факторы, влияющие на растворимость осадков (влияние одноименного иона,постороннего электролита, рН, гидролиза катиона и аниона, комплексообразования, структуры и размера частиц).

5. Условия аналитического осаждения. Зависимость структуры осадка от условий осаждения.

6. Теория образования центров кристаллизации.

7. Обоснование условий осаждения кристаллических и аморфных осадков, их свойства.

8. Осаждение из гомогенного раствора (метод возникающих реагентов).

9. Причины загрязнения осадков (совместное осаждение, соосаждение, последующее осаждение).

10. Виды соосаждения. Адсорбция. Виды адсорбции. Факторы, влияющие на адсорбцию. Правила Панета-Фаянса-Гана.

11. Образование твердых растворов. Закон распределения.

12. Борьба с загрязнением осадков.

13. Старение осадков. Прокаливание осадков.

14. Определение различных форм воды в твердых веществах.

15. Схемы гравиметрического определения галогенов, серы, магния, кальция, никеля, алюминия, бария, фосфора, железа.

16. Основные источники ошибок в гравиметрии.

17. Расчеты в гравиметрии: массы навески, осадителя, потерь при промывании, объема промывной жидкости, массы продукта реакции, расчет загрязнений по закону распределения.

18. Какой объем раствора аммиака необходим для определения железа в красном железняке Fe₂ O_3, содержащем 10% пустой породы, если для анализа взята навеска 0,3140г. Указать способ переведения пробы в растворимое состояние. Написать уравнения реакции осаждения. Какие условия необходимо создать для получения осаждаемой формы? Назвать преимущественный механизм загрязнения осадка. На каких стадиях анализа загрязнения можно удалить? Рассчитать область рН осаждения железа (Ш) в виде гидроксида.

19. Сравнить количество примесей в осадке гидроксида железа (Ш) после промывания декантацией шестью порциями по 15 мл и восемью порциями по 10 мл промывной жидкости. Концентрация примесей в исходном растворе равна 0,1М, объем жидкости после декантации 3 мл.

20. Сколько г сульфата свинца будет потеряно при промывании осадка 200 мл:

а) воды;

б) 0,001М раствора серной кислоты?

21.Сколько мл 0,1М сульфата аммония нужно прибавить к 300 мл воды, чтобы при промывании осадка 0,5 г сульфата бария этим раствором потери за счет растворимости не превышали 0,01%?

22.Коэффициент распределения для системы MgNH₄PO_4,, MgNH₄AsO₄ равен 5,6. Ответить на следующие вопросы:

а) Какое из перечисленных двух веществ более растворимо в чистом виде?

б) Сколько процентов арсената останется в растворе, если к 1л 10^-7 М арсената добавить фосфат до концентрации 0,1М и затем осадить 99,9% фосфата в виде MgNH₄PO₄^.6H₂O? Ответ 0,56%.

23.Типовые вопросы и задачи: 1.-С.100-105; 2. – С.207-208 nn10-1 – 10-4; 7. С.65-67,71-80.

Рекомендуемая литература:

1. Дорохова Е.Н., Прохорова Г.В. Задачи и вопросы по аналитической химии. М.: МГУ,-1984,гл.6.

2. Лайтинен Г.А., Харрис В.Е. Химический анализ. М.: Химия,-1979, гл.8-10.

3. Скуг Д., Уэст Д. Основы аналитической химии. М.: Мир,-1979. Т.1, гл.6; т.2, гл. 27,28.

4. Основы аналитической химии / под ред. Ак. РАН Ю.А.Золотова/. М.: Высшая школа,-2000, Т.2, гл.9.1.

5. Фритц Дж., Шенк Г. Количественный анализ. М.: Мир,-1978, гл.2,4.

6. Ушакова Н.Н., Николаева Е.Р., Моросанова С.А. Пособие по аналитической химии. Количественный анализ. М.: МГУ,-1978, гл.1.

7. Сборник вопросов и задач по аналитической химии /Под ред. Васильева В.П./. М.: Высшая школа, 1976, гл.7.

8. Янсон Э.Ю.,Путнинь Я.К. Теоретические основы аналитической химии. М.: Высшая школа,-1980, гл.2.

9. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Химия,-1989.-448с.

10. Алексеев В.Н. Количественный анализ. М.: Химия,-1972, гл.П-IV.