Растворение навески.

Навеску растворяют в подходящем растворителе и в условиях, предусмотренных методикой анализа. Наиболее часто в качестве растворителя применяют дистиллированную воду или водный раствор кислот. При необходимости применяют концентрированные растворы кислот, а также органические растворители (этиловый спирт, уксусную кислоту и т.д.).

1.2.4.Осаждение. Механизм образования осадков

Наиболее важной операцией гравиметрического анализа является осаждение. В этой операции необходимо добиться количественного перевода в осадок определяемого компонента. От состава, формы и структуры полученного осадка в значительной степени зависят точность и надежность результатов гравиметрического анализа.

При выборе осадителя решающее значение имеет растворимость образующегося осадка. Удобно, если осадитель – летучее вещество, т.к. в этом случае он может быть легко удалён при дальнейшем прокаливании.

Согласно аналитическому правилу выпадения осадков, осадок образуется только при условии, если произведение концентраций (точнее . активностей) соответствующих ионов в растворе превышает произведение растворимости осаждаемого соединения при данной температуре:

≥

Осаждение продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто состояние гетерогенного равновесия, а затем прекратиться.

Практически полное осаждение избытком осадителя может быть достигнуто, если ПР осаждаемого соединения не превышает 10^-8. Поэтому в гравиметрическом анализе не применяют в качестве осаждаемой формы вещества с ПР > 10^-8. Определяемый компонент должен выделяться в осадок количественно, при этом его концентрация в растворе после осаждения не должна превышать 10^-6 моль/л. Осаждение считается количественным, когда остаточное количество осаждаемого вещества лежит за пределами точности взвешивания на аналитических весах (0,0002 г).

Для выполнения гравиметрического анализа желательно получить осадок, который легко промывать и фильтровать.

Время с момента смешивания растворов до появления видимого осадка называется индукционным периодом. Его продолжительность зависит от природы осадка. Например, он очень мал при выпадении хлорида серебра, но сравнительно велик для сульфата бария.

Процесс осаждения может идти двумя путями, приводя к образованию аморфного или кристаллического осадка.

Если при добавлении осадителя в растворе быстро возникает большое количество мельчайших частиц осадка – зародышевых, или первичных кристаллов, образуется аморфный осадок. Зародышевые кристаллы, сталкиваясь в растворе с ионами, растут в трёх измерениях и превращаются в коллоидные макрочастицы в результате химического взаимодействия (агрегации). Затем образуются ещё более крупные частицы – агрегаты, оседающие под действием силы тяжести, и выпадает аморфный осадок малорастворимого соединения.

При образовании кристаллического осадка центры кристаллизации образуются не сразу, раствор некоторое время находится в пересыщенном состоянии.

Оптимальные условия осаждения для аморфных и кристаллических осадков существенно различаются.

При осаждении кристаллических осадков необходимо создать такие условия, чтобы получить крупнокристаллический осадок и уменьшить соосаждение, или т.н. «окклюзию» примесей из раствора. Для этого необходимо:

1) осаждение вести из разбавленных растворов и осадитель добавлять очень медленно, по каплям (особенно в начале процесса) при постоянном перемешивании стеклянной палочкой во избежание местных пересыщений при добавлении осадителя;

2) осаждение вести из горячих растворов;

3) полученный осадок оставить для созревания, при котором более крупные кристаллы растут за счёт растворения в горячем растворе более мелких.

При осаждении аморфных осадков необходимо создать условия, исключающие образование коллоидных растворов и уменьшающие соосаждение за счёт адсорбции посторонних ионов. Для этого необходимо:

1) вести осаждение из горячих концентрированных растворов;

2) осадок не оставлять надолго в контакте с раствором.

Требования к осадкам. Осаждаемая и гравиметрическая формы должны отвечать следующим требованиям.

1) Для практически полного осаждения осаждаемая форма должна иметь ПР<10^-8.

2) Структура осадка должна быть такой, чтобы его можно было легко отмыть от примесей и достаточно быстро отфильтровать.

3) Осаждаемая форма должна легко и полностью превращаться в гравиметрическую, а её состав точно соответствовать химической формуле.

4) Гравиметрическая форма должна быть достаточно химически устойчива (например, не должна поглощать пары воды и СО₂, окисляться или восстанавливаться, разлагаться и т.п.)

Огромную роль играет выбор осадителя. Важнейшие осадители приведены в таблице I.

Таблица 1.