Курсовая работа: Гравиметрический анализ
где C – концентрация осаждаемого вещества в растворе, получаемая в момент внесения осадителя; S – растворимость.
1.3 Осаждаемая и гравиметрическая формы
При осаждении форма осадка может быть различной в зависимости от условий, в которых оно проводится. Важно подобрать такие условия, при которых не происходит потери вещества. Поэтому осаждение считают важнейшей операцией гравиметрического анализа. При его выполнении необходимо правильно выбрать осадитель, рассчитать его количество, соблюсти определенные условия осаждения, убедиться в полноте осаждения иона из раствора.
Осадок в процессе анализа приходится доводить до постоянной массы. Поэтому в гравиметрическом анализе различают две формы: осаждаемую и гравиметрическую.
Осаждаемая форма – тот осадок, который получается в результате химической реакции между осаждаемым ионом и осадителем.
Например: Ba2+ + SO4 2– → BaSO4
К осаждаемой форме предъявляются следующие требования:
· малая величина растворимости, около 1•10–6 моль/л,
· осадок должен быть крупнокристаллическим,
· осаждаемая форма должна легко и полно превращаться в гравиметрическую форму.
Гравиметрическая форма – то вещество, которое получается после прокаливания осаждаемой формы.
В некоторых случаях осаждаемая и гравиметрическая формы одинаковы (например, BaSO4 ). В других случаях их состав отличается друг от друга:
| Осаждаемая форма | Гравиметрическая форма |
| CaCO3 | CaO |
| Fe(OH)3 | Fe2 O3 |
| Al(OH)3 | Al2 O3 |
Требования, предъявляемые к гравиметрической форме:
1. Состав гравиметрической формы должен точно соответствовать определенной стехиометрической формуле.
2. Она не должна менять своей массы на воздухе из-за поглощения паров H2 O и CO2 или частичного разложения.
3. Содержание определяемого элемента в гравиметрической форме должно быть как можно меньше, т. к. в таком случае погрешности взвешивания в меньшей степени сказываются на результате.
Перечисленные требования к осадкам в свою очередь определяют требования к осадителям:
1. Осадитель должен образовывать с исследуемым компонентом осадок, обладающий наименьшей растворимостью.
2. Осадитель должен быть летуч, чтобы примеси его можно было удалить при прокаливании.
3. Осадитель должен быть специфичным, т. е. осаждать избирательно.
1.4 Растворимость осадков
Влияние ионной силы раствора. В аналитической практике образование и растворение осадка всегда происходит в присутствии посторонних электролитов. Так, при взаимодействии, например, растворов, содержащих стехиометрические количества BaCl2 и Na2 SO4 , в системе наряду с образовавшимся BaSO4 и одноименными с осадком ионами Ba2+ и SO4 2– будут находиться разноименные с осадком ионы Na+ и Cl– . Нахождение в растворе электролита, содержащего разноименные с осадком ионы, увеличивает ионную силу раствора I . При этом существенное влияние оказывают как концентрация ионов, находящихся в растворе, так и их заряд:
где Ci – молярная концентрация i -го иона; Z – заряд i -го иона.
Таким образом, введение в насыщенный раствор малорастворимого вещества раствора электролита, не содержащего одноименных с малорастворимым веществом ионов, вызывает увеличение растворимости малорастворимого вещества.
Влияние одноименных ионов. Введение в раствор одноименных с осадком ионов приводит к сдвигу равновесия и, соответственно, к уменьшению растворимости осадка.
Следует отметить, что в некоторых случаях при введении в раствор избыточного количества ионов, одноименных с осадком, растворимость осадка может увеличиваться вследствие образования растворимых комплексов.
Влияние pH среды. Если осадок представляет собой соль слабой кислоты, то при добавлении более сильной кислоты анионы осадка, находящиеся в растворе, будут взаимодействовать с ионами водорода с образованием слабой кислоты. При этом равновесие сдвигается вправо за счет протекания реакций и растворимость осадка увеличивается.
Влияние комплексообразующих реагентов. При введении в систему раствор – осадок соединений, образующих устойчивые комплексы с катионами малорастворимого электролита, растворимость осадка увеличивается.