Основные операции гравиметрического анализа

Загрязнение осадков

Механизм образования осадка и условия осаждения

Для получения точных результатов в гравиметрическом анализе необходимо образование чистых крупнокристаллических осадков. Поэтому необходимо предусмотреть условия осаждения, при которых образуются крупные кристаллы.

Образование осадка начинается с формирования зародышей или центров кристаллизации. Если скорость образования центров кристаллизации небольшая по сравнению со скоростью роста кристаллов, то в растворе образуется небольшое число крупных кристаллов. Если скорость образования центров кристаллизации превышает скорость роста кристаллов, то в растворе образуется больше мелких кристаллов.

Для уменьшения числа центров кристаллизации необходимо уменьшить концентрацию определяемого вещества и увеличить перед началом осаждения его растворимость. С этой целью перед осаждением раствор разбавляют и нагревают. Для увеличения растворимости также вводят электролит — чаще всего соли аммо­ния, или подкисляют раствор. Но существуют соединения (гидроксиды алюминия, железа и др.), растворимость осадков которых нельзя увеличить перед осаждением, не удается получить в виде крупнокристаллических образований, и они выпадают в виде мелкокристаллических или аморфных.

Основная причина загрязнения осадков — соосаждение — загрязнение осадка посторонними веществами, которые в данных условиях не осаждаются используемым осадителем.

Соосаждение может быть двух видов:

§ соосажденная примесь находится на поверхности частиц. Та­кой вид загрязнений называют поверхностной адсорбцией;

§ захвачена частицами осадка. Такой вид соосаждения называется окклюзией (от лат. occlusio — скрывание).

Для уменьшения загрязнения осадка за счет адсорбции желательно получать кристаллические осадки (приемами, указанными в предыдущем разделе), а не аморфные осадки с сильно развитой поверхностью. Снизить загрязнения за счет адсорбции удается по­вышением температуры при осаждении и промывании осадка.

Наиболее надежный способ уменьшения с захваченными внутрь осадка (окклюзированными) примесями — переосаждение или повторное осаждение. Для этого осадок фильтруют, промывают на фильтре, растворяют в кислоте и снова осаждают. Содержание примесей во вновь полученном осадке резко снижается.

Средняя проба. Во избежание разницы между составами образца, взятого для анализа, и всего анализируемого материала отбирают представительную или среднюю пробу.

Существуют разные способы ее отбора. При работе с твердыми веществами используют способ квартования; крупные куски анализируемого образца измельчают до величины грецкого ореха и рассыпают равномерным слоем толщиной 2 — 3 см на листе бума­ги в виде квадрата. Квадрат делят диагоналями на четыре тре­угольника. Куски двух противоположных треугольников отбрасы­вают, а двух других соединяют, измельчают и вновь рассыпают в квадрат. Эту операцию повторяют несколько раз, усредняя и по­стоянно получая все меньшую пробу вещества, до 10 — 20 г. Пос­леднюю еще раз хорошо измельчают. Ее называют лабораторной или паспортной. Из нее отбирают аналитическую пробу. Для ана­лиза взвешивают обычно около 1 г аналитической пробы.

Взятие навески аналитической пробы. Это — первый этап гра­виметрического анализа.

После расчета навески необходимо отвесить ее на техно-ана­литических, а затем на аналитических весах с точностью до четы­рех десятичных знаков.

Растворение навески. После взятия навески приступают к ее растворе-нию (в воде или кислоте). Количество растворителя дол­жно соответствовать концентрации раствора определяемого ком­понента 0,5—1 %.

Навеску растворяют при слабом нагревании, не доводя до ки­пения во избежание разбрызгивания. Хорошо растворимое веще­ство растворяют без нагревания, на холоду.

Осаждение. Цель этого этапа гравиметрического анализа — ко­личественный перевод определяемого компонента в определенное химическое соединение.

По массе осадка можно рассчитать содержание определяемого компонента. Чем полнее выполнено осаждение, тем точнее ре­зультат анализа.

Одна из причин, которые могут вызывать неполный переход в осадок определяемого компонента, связана с растворимостью осадка.

Абсолютной полноты осаждения достичь нельзя, но можно уменьшить потери до нескольких сотых долей процента. Следует выбирать осадитель, образующий наименее растворимый осадок. При осаждении берут избыток осадителя для уменьшения рас­творимости осадка в присутствии одноименного иона — обычно в 1,5—2 раза больше, чем необходимо.

Для осаждения кристаллических осадков необходимы условия:

из разбавленных растворов — разбавленными растворами оса­дителя;

из подогретых растворов — горячими растворами осадителей;

избыток раствора осадителя.

Осаждение считают законченным по достижении его полноты.

Созревание осадка. После осаждения осадку дают «созреть», выдерживая раствор с осадком при повышенной температуре. Осев­ший осадок состоит из крупных тяжелых кристаллов. Во взвешен­ном состоянии над осадком находятся мелкие кристаллы, и они полностью не оседают. В процессе созревания осадка мелкие кри­сталлы растворяются, а более крупные растут.

После того, как раствор над осадком станет совершенно про­зрачным, его проверяют на полноту осаждения: в раствор с от­стоявшимся осадком осторожно, по стенке стакана приливают несколько капель осадителя. Если в месте попадания осадителя в раствор не образуется мути, значит, достигнуто полное осаждение.

Фильтрование и промывание. После полного осаждения необ­ходимо тщательно отделить осадок от сопутствующих веществ. Отделяют и промывают осадок от раствора в несколько деканта­ций, сливая раствор на приготовленный фильтр по стеклянной палочке. При выполне­нии этой операции, как и всех последующих, нужно обращать особое внимание на то, чтобы не потерять даже мельчайших частиц осадка.

Перевод осадка в гравиметрическую форму. После всех опера­ций на фильтре находится практически чистый осадок.

Фильтр с осадком подсушивают. Для количественного снятия осадка с фильтра в большинстве случаев фильтр сжигают, а оса­док прокаливают. При сгорании беззольных фильтров образуется очень мало золы, а осадок или остается неизменным, или коли­чественно превращается в другое соединение. Существует несколько способов прокаливания, но во всех случаях его продолжают до тех пор, пока масса не станет разниться от предыдущей не более чем на 0,2 мг. Тогда прокаливание считают законченным и приступа­ют к расчетам.

Дата добавления: 2014-12-26