Лекция 42. Расчет результатов гравиметрического анализа. Фактор пересчета

Ключевые слова: расчет результатов гравиметрического анализа, фактор пересчета.

В гравиметрическом анализе обычно находят не абсолютное количество определяемого компонента, а его содержание (масс. доля, %) в анализируемом веществе. Гравиметрический анализ включает два экспериментальных измерения: взвешивание навески и взвешивание продукта известного состава, полученного из этой навески. На основании этих данных обычно рассчитывают содержание определяемого компонента. Если А – определяемый компонент, можно записать

где ω_А - массовая доля (%) определяемого компонента;

m_нав – масса навески образца анализируемого вещества;

m_А – масса определяемого компонента в анализируемом образце.

Например, содержание влаги (влажность) определяют, взвешивая навеску влажного образца до и после высушивания. Массу удаленной при высушивании воды рассчитывают по разности:

m(H₂O) = m(влаж нав) - m(сух нав);

m(влаж нав) – масса влажной навески анализируемого вещества;

m(сух нав)– масса этой же навески после высушивания.

Содержание воды (влаги, влажность) рассчитывают по соотношению

Чаще всего масса определяемого компонента непосредственно не измеряется. В методах осаждения выделяют и взвешивают вещество, либо содержащее, либо химически связанное с определяемым компонентом.

Расчеты результатов гравиметрического анализа базируются на основных стехиометрических законах химии и могут быть проведены по уравнениям реакций. Рассмотрим некоторые расчеты на примерах.

Пример 1. Определение процентного содержания бария в образце, содержащем дигидрат хлорида бария BaCl₂·2H₂O.

Осаждение иона бария проводят по реакции

BaCl₂·H₂O + H₂SO₄ → BaSO₄ + 2HCl + 2H₂O.

В соответствии с законами стехиометрии, поскольку из одного моля BaCl₂·2H₂O образуется один моль BaSO₄, справедливо следующее соотношение:

в 1 моль (233,4 г) BaSO₄ содержится 1 моль (137,3 г) Ва,

в m г BaSO₄ содержится x г Ва

Процентное содержание бария в навеске дигидрата хлорида бария рассчитывают по формуле

.

При проведении большого числа однотипных, серийных анализов для вычислений в гравиметрии используют фактор пересчета F, называемый также гравиметрическим(аналитическим) фактором(аналитическим множителем):

,

где а и b - числа, необходимые для уравнивания числа молей определяемого компонента в числителе и знаменателе.

Зная фактор пересчета, легко рассчитать массу определяемого компонента (m_A) в весовой форме (m_ос):

m_A = F·m_ос

Процентное содержание определяемого компонента в анализируемом веществе можно рассчитать по формуле

.

Например, расчет процентного содержания бария в дигидрате хлорида бария BaCl₂·2H₂O также можно провести через фактор пересчета:

где F – фактор пересчета, равный отношению молярных масс определяемого вещества (Ва) к молярной массе весовой формы BaSO₄. В данном случае F=137,3/233,4=0,5883.

Пример 2.Определение массы Fe₂O₃, которую можно получить из m г Fe₃O₄.

Превращение Fe₃O₄ в Fe₂O₃ осуществляется по схеме

2 Fe₃O₄ + [O] → 3 Fe₂O₃.

Отсюда следует, что из каждого моля Fe₃O₄ получается 3/2 моля Fe₂O₃.

Число молей Fe₂O₃ = 3/2 моля Fe₃O₄

, откуда .

Преобразуем полученное выражение: .

В данном примере фактор пересчета F равен:

.

Список рекомендуемой литературы

Основная