Выбор оптимальных условий для гравиметрических (весовых) определений

В связис тем, что точность весового анализа во многом зависит от того, насколько хорошо прошлообразование осаждаемого соединения,удовлетворяющего предъявляемым к нему требованиям, необходимо снизить до минимума влияние различных факторов, нарушающих нормальный процесс выделения твердой фазы.

Образование кристаллических осадков. Для осаждения кристаллических осадков необходимо соблюдать следующие условия.

1. Вести осаждение из достаточно разбавленных растворов разбавленными растворами осадителя.

2. Прибавлять осадитель медленно, по каплям. При быстром осаждении сразу появляется много центров кристаллизации. В результате получается много мелких кристаллов.

3. Перемешивать растворстеклянной палочкой, чтобы избежатьсильных местных перенасыщений при прибавлении осадителя. Перемешивание способствует созданию благоприятных условий для роста крупных кристаллов.

4. Вести осаждение из горячего раствора горячим же раствором осадителя. При нагревании увеличивается растворимость мелких кристаллов и за их счёт образуются крупные кристаллы.

5. В некоторых случаях на отдельных стадиях процесса осаждения необходимо добавлять вещества, повышающие растворимость формирующегося осадка.

Соблюдение перечисленных условий осаждения даёт возможность получать кристаллические осадки высокого качества. Для уменьшения явления окклюзии следует прибавлять осадитель медленно, по каплям, так, чтобы в момент образования кристаллов не было избытка посторонних ионов в растворе. Избыток осаждающего иона следует прибавлять по окончании осаждения.

При образовании кристаллических осадков для полного выделения веществ из раствора требуется некоторое время. После прибавления избытка реактива осадку дают возможность созреть.

Образование аморфных осадков. При осаждении аморфных осадков необходимо вести осаждение из горячего раствора и в присутствии коагулирующего электролита. Это осаждение проводят из концентрированных растворов. При этом осадки хорошо свёртываются, их легче отфильтровать и промывать. К раствору с осадком по окончании осаждения приливают большой объём (до 100 мл) воды и смесь перемешивают. Происходит нарушение адсорбционного равновесия.

Осадок не рекомендуется оставлять в соприкосновении с раствором длительное время.

Абсолютной полноты осаждения достичь нельзя, но можно уменьшить потери до нескольких сотых долей процента. Важную роль играет при этом выбор осадителя и его количество. Осадитель, по возможности выбираютлетучим, чтобы при недостаточном промывании осадка от маточного раствора, избыток осадителя улетучился при прокаливании, так, для осаждения бария следует выбирать H₂SO₄, а не Na₂SO₄. Количество осадителя берут с избытком обычно в полтора, два раза больше расчетного для уменьшения растворимости осадка. Расчет количества осадителя ведут по массе формы осаждения.

Фильтрование - это отделение осадка от раствора с помощью какого- нибудь пористого материала (фильтра), задерживающего осадок.

В качестве пористого материала в зависимости от свойств осадка могут использоваться фильтры из асбеста, фарфора, платины, чаще из пористого стекла, а также бумажные беззольные фильтры, которые получают из обычной фильтровальной бумаги, обрабатывая её соляной и фтористоводородной кислотами. При этом из бумаги вымываются минеральные примеси (CaCO₃, Al₂O₃, Fe₂O₃, SiO₂), поэтому после сжигания беззольного фильтра практически не остается золы (вес золы после сгорания фильтра равен 0,00003-0,0007 г, что значительно меньше точности взвешивания).

Промывание осадка - это удаление примесей адсорбированных на поверхности осадка, а также маточного раствора, пропитывающего осадок. Выбор промывной жидкости зависят от свойств осадка. Обычно используют дистиллированную воду, содержащую определенные добавки, назначение добавок показано в табл.4.

Однако эти вещества должны легко удаляться из осадка при подготовке его к взвешиванию. При выборе промывной жидкости учитываются растворимость осадка, возможность гидролиза при промывании и склонность осадка к пептизации. Чтобы уменьшить потери при промывании осадка за счёт растворимости, в промывную жидкость вводят электролит, имеющий общий ион с осадком.

По правилу ПР присутствие в растворе общего иона будет понижать растворимость осадка. Гидролизующиеся осадки промывают раствором реагента, подавляющего гидролиз, или неводным растворителем (часто спиртом), а склонные к пептизации осадки – раствором соли аммония или другого подходящего электролита.

Аморфные осадки промывают разбавленными растворами электролитов (например NH₄NO₃), избыток которых улетучивается при прокаливании осадка.

Таблица 4

Выбор промывной жидкости

После промывания на фильтре находится практически чистый осадок (форма осаждения), который высушиванием или прокаливанием превращают в гравиметрическую форму - соединение пригодное для взвешивания.