Гравиметрическое определение бария в минерале альстонит: этапы определения, возможные формулы осадителей, осаждаемой и гравиметрической формы,

механизм образования осадка, возможные варианты загрязнения осадка, приемы повышения чистоты осадка, погрешности определения. Условия аналитического выделения осадков бария. Гравиметрическое определение алюминия в каолине: этапы определения, возможные формулы осадителей, осаждаемой и гравиметрической формы, механизм образования осадка, возможные варианты загрязнения осадка, приемы повышения чистоты осадка, погрешности определения. Преимущества органических осадителей. Условия аналитического выделения осадков алюминия

Ответы

В гравиметрическом методе осаждения существуют понятия осажденной

и гравиметрической форм вещества. Осажденной формой называют соединение, в виде которого определяемый компонент осаждается из раствора. Гравиметрической (весовой) формой называют соединение, которое взве­шивают. Иначе ее можно определить как осажденную форму после соответ­ствующей аналитической обработки осадка. Представим схемы гравиметрического определения ионов SO­42 — , Fe3+, Мg2+

S0­42 — + Ва2+ ↔ BaS0­­4↓ → BaS0­4

Fe3+ + 3OH‾ ↔ Fe(OH)­­3↓ → Fe2O3

Mg2+ + НРО­­­4 2 -+ NH4∙H2O ↔ Mg NH4 P04↓ + H2O → Mg2 P2 O7 определ. осадитель осажденная форма гравиметрич. форма

Из приведенных примеров видно, что не всегда гравиметрическая форма совпадает с осажденной формой вещества. Различны и требования, предъяв­ляемые к ним.

Осажденная форма должна быть:

· достаточно малорастворимой, чтобы обеспечить практически полное

выделение определяемого вещества из раствора. В случае осаждения

бинарных электролитов ( AgCl; BaS04; СаС2О4 и т. п.) достигается

практически полное осаждение, так как произведение растворимости этих

осадков меньше, чем 10 — 8;

· полученный осадок должен быть чистым и легко фильтрующимся (что определяет преимущества кристаллических осадков);

· осажденная форма должна легко переходить в гравиметрическую форму.

После фильтрования и промывания осажденной формы ее высушивают или прокаливают до тех пор, пока масса осадка не станет постоянной, что подтверждает полноту превращения осажденной формы в гравиметрическую и указывает на полноту удаления летучих примесей. Осадки, полученные при осаждении определяемого компонента органическим реагентом (диацет­илдиоксимом, 8-оксихинолином, α-нитрозо-β-нафтолом и т. д.), обычно высуши­вают. Осадки неорганических соединений, как правило, прокаливают

Основными требованиями к гравиметрической формеявляются:

· точное соответствие ее состава определенной химической формуле;

· химическая устойчивость в достаточно широком интервале темпера­тур, отсутствие гигроскопичности;

· как можно большая молекулярная масса с наименьшим содержанием

в ней определяемого компонента для уменьшения влияния погрешностей

при взвешивании на результат анализа.

Гравиметрический анализ включает два экспериментальных измерения: определение массы навески mнанализируемого вещества и массы продукта известного состава, полученного из этой навески, то есть массы гравиметри­ческой формы mгр.ф анализируемого вещества.

На основании этих данных несложно вычислить массовую процентную долю w, % определяемого компонента в навеске:

w, % = mгр.ф­ ∙ F ∙ 100 / mн ,

где F - гравиметрический фактор (фактор пересчета, аналитический мно­житель) рассчитывают как отношение молекулярной массы определяемого компонента к молекулярной массе гравиметрической формы с учетом стехио­метрических коэффициентов.

Значение гравиметрических факторов, рассчитанное с высокой точнос­тью, приводится в справочной литературе.

Пример 1. Сколько граммов Fе2О3 можно получить из 1,63 г Fе3О4? Рас­считайте гравиметрический фактор.

Р е ш е н и е. Необходимо допустить, что 3О4количественно превраща­ется в 2О3 и для этого имеется достаточное количество кислорода:

2 Fе3О4 + [О] ↔ 3 Fе2О3

Из каждого моля Fе3О4 получается 3/2 моля Fе2О3. Таким образом, число молей Fе2О3 больше, чем число молей Fе3О4, в 3/2 раза, то есть:

nM(Fе2О3) = 3/2 nM(Fе3О4);

m(Fе2О3) / М(Fе2О3) = 3/2 m(Fе3О4) / М(Fе3О4)

где n — число молей определяемого компонента, из которого получается один моль гравиметрической формы; m — масса вещества, г; М — молярная масса вещества, г/моль.

Из формулы m(Fе2О3) = 3/2 (m(Fе3О4) ∙ М(Fе2О3)) / М(Fе3О4)

получаем

m(Fе2О3) = m(Fе3О4) ∙ 3М(Fе2О3) / 2М(Fе3О4)

и подставляем в нее численные значения:

m(Fе2О3) = 1,63 ∙(3 ∙ 159,7) / (2 ∙ 231,5) = 1,687 ≈ 1,69 г.

Гравиметрический фактор F равен:

F = 3М(Fе2О3) / 2М(Fе3О4) = 1,035.

Следовательно, в общем случае гравиметрический фактор определяют по формуле:

F = (а ∙ Мопред.в-во) / (b ∙ Мгр.ф),

где аи b — небольшие целые числа, на которые нужно умножить молекуляр­ные массы, чтобы число молей в числителе и знаменателе было химически эквивалентно.

Однако не во всех случаях эти расчеты применимы. При косвенном опре­делении железа в Fе2(SО4)3, которое заключается в осаждении и взвешивании BaSО4 (гравиметрическая форма), при расчете аналитического фактора в чис­лителе и знаменателе формулы нет общего элемента. Здесь необходим другой способ выражения химической эквивалентности между этими величинами:

2 M(Fe3+) ≡≡ l М(Fе2(SО4)3) ≡≡ 3 M(SO42-) ≡≡ 3 M(BaSО4).

Гравиметрический фактор для массовой процентной доли железа будет выражаться:

F = 2M(Fe3+) / 3M(BaSО4) .

Пример 2. Раствор препарата Nа3РО4 ( mн = 0,7030 г) осадили в виде MgNН4РО4∙ 6Н2О. После фильтрования и промывания осадок прокалили при 1000 ˚С. Масса полученного осадка Mg2P2О7 составила 0.4320 г. Рассчитайте массовую процентную долю фосфора в навеске

14.10.16
Рекомендуем личную консультацию

Михаил Александров

Сейчас на сайте
Помогу подготовиться к работам и экзаменам (ЕГЭ, ГИА), сделать домашние задания, в том числе и вузовский курс (кроме теории вероятности и статистики), проконсультирую и настрою на систему обучения
Посмотреть всех экспертов из раздела Учеба и наука > Химия