Этапы гравиметрического анализа.

1.2.1. Расчет масс навесок анализируемого вещества и осадителя.

Масса навески, предназначенной для анализа, берётся не произвольно. Слишком маленькая масса приводит к большой относительной ошибке анализа; слишком большая - замедляет все этапы анализа. Расчёт оптимальной массы навески производят, исходя из того, что масса гравиметрической формы должна быть не менее 0,1 - 0,3 г, если осаждаемая форма - аморфное вещество, и 0,1 – 0,5 г, если осаждаемая форма - кристаллическое вещество.

Пример 1. Рассчитать массынавесок анализируемого вещества и осадителя по уравнению реакции (1):

H₂SO₄ + BaCl₂ = BaSO₄↓+ 2HCl (1),

где H₂SO₄ – анализируемое вещество; BaCl₂ - осадитель. BaSO₄ – осаждаемая форма - кристаллический осадок. Оптимальная масса для дальнейшего прокаливания - 0,5 г.

Рассчитаем массу навески H₂SO₄, согласно выше приведённой реакции по пропорции:

= г.

где - масса H₂SO₄ в анализируемой пробе, г: - молярная масса H₂SO₄ , г/моль; - молярная масса ВаSO₄, г/моль.

Определив с помощь ареометра плотность и по соответствующей таблице примерную концентрацию H₂SO₄ (в % масс), воспользуемся известными соотношениями и рассчитаем по массе навески H₂SO₄ её объём (жидкости удобнее приливать, чем взвешивать):

Если анализируют большое количество образцов одного и того же материала, для расчёта массы навески удобно пользоваться гравиметрическим фактором (коэффициентом пересчёта) F. Тогда нижний предел оптимальной массы m_(х) исходной навески анализируемого вещества рассчитывается по формуле (1):

,г(1),

или (1а)

где – масса гравиметрической формы в г, F– гравиметрический фактор (фактор пересчёта), W_(х) - массовая доля в процентах определяемого компонента в анализируемом веществе

Гравиметрический факторF равен массе определяемого компонента в граммах, соответствующей 1 грамму гравиметрической формы. Гравиметрический фактор F рассчитывается по формуле (2):

(2) ,

где М_Х– молярная масса определяемого компонента x, а M_г.ф. - молярная масса гравиметрической формы, n – число молей определяемого компонента, из которого получается 1 моль гравиметрической формы. Например, из 2 молей хлорида алюминия AlCl₃ получается 1 моль оксида Al₂O₃, следовательно, в данном случае n=2. А из 1 моля нитрата бария Ba(NO₃)₂ можно получить 1 моль хромата бария BaCrO₄, cледовательно, в последнем случае n = 1.

Чем ниже F , тем ниже относительная погрешность результатов определения, поэтому в качестве осадителей часто используют органические молекулы с большой массой

Гравиметрические факторы, наиболее часто используемые в аналитической практике, приведены ниже в таблице I.

Расчёт количества (объёма или массы) осадителя ведут с учётом возможного содержания определяемого компонента в анализируемой пробе .

Расчёт проводим с учётом кристаллизационной воды в составе твёрдой соли также по уравнению реакции (1):

= г

. Необходимое минимальное количество осадителя рассчитывается по уравнению реакции в соответствии с навеской определяемого вещества. Для более полного осаждения осадитель берут в избытке в ≈ 1,5 раза, если осадитель не летуч (как BaCl₂∙2Н₂О). Если осадитель летуч, то есть удаляется при нагревании осадка (например, раствор HCl) то берут 2-3 - кратный избыток его по сравнению с рассчитанным количеством.

Слишком большой избыток может вызвать растворение осадка вследствие комплексообразования, амфотерности, солевого эффекта и т.п.

Взвешивание.

Важнейшей операцией в количественном анализе, а в гравиметрическом особенно, является взвешивание.