- •Методы аналитической химии
- •Теоретические основы аналитической химии
- •2.1. Общая характеристика реакций в растворе
- •2.2. Кислотно-основные равновесия
- •2.2.1. Растворы сильных кислот и оснований
- •2.2.2. Растворы слабых кислот и оснований
- •2.2.3. Буферные системы
- •2.3. Осаждение и растворение малорастворимых соединений
- •2.3.2. Расчет растворимости осадка
- •2.4. Реакции комплексообразования
- •2.5. Реакции окисления–восстановления
- •2.5.1. Окислительно–восстановительные потенциалы
- •25.2. Направление окислительно-восстанови-тельных процессов
- •3. Методы количественного анализа
- •3.1. Гравиметрический метод анализа
- •3.1.1. Образование осадков
- •3.1.2. Промывание осадков
- •3.1.3. Гравиметрическая форма
- •3.1.4. Расчеты в гравиметрическом анализе
- •3.2. Титриметрический анализ
- •3.2.1. Способы выражения концентрации растворов
- •3.2.2. Основные приемы титрования
- •3.3. Методы титриметрического анализа кислотно-основное титрование
- •3.3.1. Кривые титрования
- •3.3.2. Выбор индикатора
- •3.3.3. Расчеты в титриметрическом анализе
- •Окислительно-восстановительное титрование (редоксиметрия)
- •3.4.1. Перманганатометрия
- •Иодометрия
- •3.5. Титрование по методу осаждения
- •3.6. Комплексонометрическое титрование
3.1.2. Промывание осадков
Крупнокристаллические легкофильтрующиеся осадки промы-вают непосредственно на фильтре. Мелкокристаллические и аморфные осадки перед перенесением на фильтр промывают декантацией.
Осадок промывают небольшими порциями промывной жидкости, в качестве которой редко применяют воду. При выборе промывной жидкости учитываются растворимость осадка, возможность гидролиза. Чтобы уменьшить потери при промывании за счет растворимости осадка, в промывную жидкость вводят электролит, имеющий общий ион с осадком. Обычно берут раствор соли аммония, разбавленный раствор аммиака или азотной кислоты, т. е. те электролиты, которые легко удаляются при прокаливании.
3.1.3. Гравиметрическая форма
На заключительной стадии анализа осадок после фильтрования и промывания высушивают или прокаливают и получают гравиметри-ческую форму.
Соединение, в виде которого производят взвешивание, называется гравиметрической (весовой) формой. Гравиметрическая форма по составу может отличаться от формы осаждения, например, осадок гидроксида железа переходит в оксид:
2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O
Гравиметрическая форма должна обладать определенной хими-ческой устойчивостью. Желательно, чтобы у гравиметрической формы была большая относительная молекулярная масса и содержание определяемого элемента в ней было возможно меньшим. В этом случае на результатах анализа будут меньше сказываться погрешности взвешивания.
3.1.4. Расчеты в гравиметрическом анализе
Массу определяемого компонента рассчитывают, исходя из массы гравиметрической формы − mB.
mA = mBF
Массовая доля компонента рассчитывается по выражению:
= mB F.
где а — навеска анализируемого вещества. г; F — гравиметрический фактор, определяемый как отношение молярной массы определяемого компонента к молярной массе гравиметрической формы с учетом стехиометрических коэффициентов. Численные значения гравиметрических факторов (факторов пересчета) для большинства практически важных определений приведены в справочниках.
Гравиметрический анализ − один из наиболее универсальных методов, Он применяется для определения почти любого элемента. В большей части гравиметрических методик используется прямое определение, когда из анализируемой смеси выделяется необходимый компонент, который взвешивается в виде индивидуального соединения. Часть элементов (соединения щелочных металлов) анализируется по косвенным методикам. Гравиметрия используется при анализе силикатов, известняков, некоторых руд, горных пород и других объектов.
Гравиметрия относится к методам, дающим наиболее правильные результаты. Поэтому, несмотря на длительность определений, этот метод применяется как проверочный в арбитражных анализах.
Пример 1: Вычислить массовую долю (%) FeO в образце технического железного купороса, если из навески 0,9200 г в результате анализа получили 0,2545 г Fe2O3?
Решение: Можно предложить 2 способа решения:
1). по молярным массам определяемого вещества и грави-метрической формы:
М (FeO) = 71,85 г/моль; М (Fe2O3) = 159,69 г/моль
Из 2 моль FeO образуется 1 моль Fe2O3
2 . 71,85 г ––––––––––––– 159,69 г
х г FeO –––––––––––––– 0,2545 г Fe2O3,
х = m FeO = 0,2545 . 143,7/ 159,69 = 0,2290 г
FeO = = 24,89%
2). в справочнике находим фактор пересчета для анализи-руемой системы FeO/Fe2O3 - f = 0,8998
FeO = 0,2545 . 0,8998 = 24,89 %
Пример 2: Вычислить потери SrCO3 (г и %) за счет растворимости осадка, если 0,1238 г осадка SrCO3 промыли 200 мл 0,01 М раствора Na2CO3.
Решение: = 9,42 . 10-10 ; М (SrCO3) = 147.63 г/моль
На основании правила произведения растворимости определяем равновесную концентрацию [Sr2+] и равную ей концентрацию [SrCO3] в насыщенном растворе:
[Sr2+] [CO32-] = 9,42 . 10-10, обозначим [Sr2+] = х
х . (х + 0,01) = 9,42 . 10-10
[SrCO3] = х = 9,42 . 10-8 моль/л
Растворимость SrCO3 в граммах в 200 мл раствора составляет: 2,78 . 10-8 . 147,63 . 0,2 = 2,78 . 10-6,
что составляет: =2,25 . 10-3 %.
Потери при промывании находятся за пределами чувстви-тельности аналитических весов.