ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД АНАЛИЗА

В гравиметрическом методе анализа выполняются расчеты навески пробы для анализа, количества осадителя, потерь при промывке осадка и содержания компонента в анализируемом объекте.

Массу определяемого компонента (Х) в анализируемом образце можно рассчитать по уравнению реакции, если известна масса гравиметрической формы (ГФ). Часто в таких расчетах используют аналитический (стехиометрический) фактор (F), представляющий собой отношение молярной массы определяемого компонента к молярной массе гравиметрической формы с учетом стехиометрических коэффициентов:

. (12)

 

Для определения гравиметрического фактора следует составить стехиометрическую схему (определяемый компонент → гравиметрическая форма) и расставить коэффициенты. Например, при определении Fe³⁺ в качестве гравиметрической формы получают Fe₂O₃, тогда, в соответствии со стехиометрией,

2 Fe³⁺ → Fe₂O₃ (а=2, b=1)

.

Значения F для многих методик гравиметрического анализа приведены в справочнике [3] и могут быть использованы при решении задач.

 

Расчет результатов гравиметрического анализа

 

Пример 14 поможет Вам при решении задач № 1–50.

Пример 14. Рассчитать массовую долю (%) серебра в сплаве, если для анализа взята навеска m₁ = 0, 4368 г, которая переведена в раствор (V₁=300 мл), а из аликвоты (V₂ = 125 мл) получено m₂ = 0, 0958 г Ag₂CrO₄.

Решение. Массовая доля серебра рассчитывается по формуле

w = m (Ag)/m₁ · 100%.

Для определения m (Ag) запишем схему анализа и установим стехиометрические соотношения между соединениями:

2 Ag ® Ag₂CrO₄.

Рассчитаем гравиметрический фактор F по формуле (12):

Массу серебра определим следующим образом:

m′ (Ag) = m(гравиметр. формы) ∙ F = 0, 0958 · 0, 6503 = 0, 0623 г;

0, 0623 г Ag содержится в 125 мл раствора;

х г Ag содержится в 300 мл раствора,

тогда полное содержание Ag рассчитаем по формуле

m(Ag) = m′ (Ag) ∙ V₁/V₂ = 0, 0623 ∙ 300/125 = 0, 1495 г.

Отсюда массовая доля серебра в сплаве

w = (0, 1495/0, 4368) ∙ 100% = 34, 23%.

 

Расчет количества осадителя

 

Пример 15 поможет Вам при решении задач № 51–66.

Пример 15. Какой объем 4 %-ного раствора Na₂HPO₄ необходим для практически полного осаждения Mn²⁺ из раствора, содержащего 0, 6452 г MnSO₄ · 4H₂O?

Решение. Запишем реакцию осаждения:

2MnSO₄ + (NH₄)₂SO₄ + 2Na₂HPO₄ ® 2MnNH₄PO₄¯ + 2Na₂SO₄ + H₂SO₄

В соответствии со стехиометрией реакции рассчитаем необходимую массу Na₂HPO₄:

m(Na₂HPO₄) = 0, 6452 ∙ 141, 96 / 223, 06 = 0, 4106 г.

Рассчитаем массу 4 %-ного раствора Na₂HPO₄:

Принимая плотность раствора Na₂HPO₄ равной единице, так как w< 5%, находим необходимый объем осадителя:

V_р-ра (Na₂HPO₄) = 10, 27 мл.

Поскольку осадитель нелетучий, то для практически полного осаждения необходимо взять его полуторакратный избыток, т. е.

10, 27 ∙ 1, 5 = 15, 40 мл.

 

Расчет потерь осадка при промывании

 

При промывании осадка водой и другими промывными жидкостями часть осадка переходит из твердой фазы в раствор. Потери при промывании можно рассчитать исходя из произведения растворимости осадка, объема раствора и состава промывной жидкости.

Так как переход осадка в раствор при промывании происходит постепенно и равновесие этого процесса устанавливается во времени, то вводится понятие «насыщаемости». Например, насыщаемость раствора при промывании осадка BaSO₄ составляет 80%. Для того чтобы определить потери осадка при этом условии, необходимо принять количество растворенного BaSO₄, рассчитанное на основании ПР, за 100%.

Задачи № 67–85 необходимо решать в следующем порядке

1. Записать уравнение химического равновесия осадка с ионами в насыщенном растворе и выражение для ПР осадка.

2. Если в качестве промывной жидкости используется раствор сильного электролита, то необходимо привести уравнение его диссоциации. Определить, какие ионы содержит раствор электролита: общие (одноименные) с осадком или другие (разноименные). Сделать вывод о влиянии ионов электролита на растворимость осадка (влияние одноименного иона или солевой эффект).

3. Затем, как показано в примерах 3, 6 и 7, рассчитать концентрацию перешедшего в раствор соединения или иона при условии полного насыщения раствора.

4. Далее рассчитать величину, указанную в условии задачи, с учетом взятых для промывки объемов и насыщаемости промывного раствора.

 

ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: