Химические методы анализа - 145 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

289
VI. ОСАДИТЕЛЬНОЕ ТИТРОВАНИЕ
VI.1. Растворимость осадков
Хотя данный метод основан на получении труднорастворимого
осадка и по формальным признакам мог бы быть отнесен к весовому
методу анализа, сам способ выполнения этого анализа базируется на
установлении точного объема титрующего агента в момент эквива-
лентности и на дальнейших расчетах по закону эквивалентности реаги-
рующих веществ. Поэтому осадительное титрование можно смело от-
нести к объемным методам, несколько дистанцируя от весового, где
определяется точная масса весовой (при определении количества или
массы моль-ионов железа), иногдамасса осаждаемо-весовой формы
(при определении количества моль-ионов бария).
Рассматриваемый метод, как впрочем, и всякий метод количест-
венного анализа, по своему интересен и имеет свои очевидные пре-
имущества, выгодно отличающие его от других методов, но и не сво-
боден от некоторых недостатков. Это, надеемся, будет вами замечено и
отмечено при выполнении лабораторных работ по данной тематике.
Реакции образования малорастворимых соединений находят
широкое применение в трех важных аналитических процессах:
1) при отделении определяемого вещества в виде осадка от рас-
творимых веществ, мешающих измерению на заключительном этапе;
2) в гравиметрическом (весовом) анализе, основанном на обра-
зовании осадка, масса которого характеризует количество определяе-
мого вещества;
3) в титриметрическом методе анализа (осадительном титрова-
нии), основанном на измерении объема стандартного раствора реаген-
та, затраченного на количественное осаждение определяемого компо-
нента.
Для успешного применения реакций в каждом случае необхо-
димо, чтобы осадок обладал сравнительно низкой растворимостью,
был достаточно чистым и состоял из частиц подходящего размера.
Примеры использования произведения растворимости для рас-
четов растворимости в воде осадка, обладающего ионной структурой,
в том числе и в присутствии одноименного иона, обсуждаются при
изучении общей и неорганической химии.
В данном разделе рассмотрим, как влияют на растворимость
осадков такие факторы, как рН, концентрация реагентов и электроли-
тов.
290
VI.1.1. Влияние конкурирующих равновесий
на растворимость осадков
Растворимость осадка увеличивается в присутствии ионов или
молекул веществ, образующих с ионами осадка растворимые соедине-
ния или комплексы. Например, растворимость фторида кальция в ки-
слой среде выше, чем в нейтральной, поскольку фторид-ион реагиру-
ет с ионами водорода. Вследствие этого в насыщенном растворе фто-
рида кальция устанавливаются два равновесия:
CaF
2
(тв.) Ca
2+
+ 2F
+
2H
3
O
+
2HF + 2H
2
O
В соответствии с принципом Ле-Шателье добавление кислоты
приводит к увеличению концентрации фтороводорода. Вызванное
этим понижение концентрации фторид-иона частично компенсируется
сдвигом первого равновесия вправо, в результате растворимость осад-
ка возрастает.
Другим примером повышения растворимости в присутствии
веществ, реагирующих с ионами осадка, служат следующие равнове-
сия:
AgBr(тв.) Ag
+
+ Br
-
+
2NH
3
↑↓
Ag(NH
3
)
2
+
Молекулы аммиака понижают концентрацию ионов серебра в
растворе. В результате равновесие реакции растворения сдвигается
вправо и растворимость бромида серебра увеличивается.
VI.1.2. Описание сложных равновесий
При протекании двух (как было показано в случаях с CaF
2
и
AgBr) или более конкурирующих равновесий можно столкнуться с
проблемой расчета концентраций соединений в растворе.
В качестве более общего случая рассмотрим малорастворимое
соединение АВ, которое растворяется с образованием ионов А и В:
АВ(тв) А + В
+ +
С D
↑↓ ↑↓
AC BD
              VI. ОСАДИТЕЛЬНОЕ ТИТРОВАНИЕ                                         VI.1.1. Влияние конкурирующих равновесий
                                                                                            на растворимость осадков
                   VI.1. Растворимость осадков
                                                                              Растворимость осадка увеличивается в присутствии ионов или
       Хотя данный метод основан на получении труднорастворимого       молекул веществ, образующих с ионами осадка растворимые соедине-
осадка и по формальным признакам мог бы быть отнесен к весовому        ния или комплексы. Например, растворимость фторида кальция в ки-
методу анализа, сам способ выполнения этого анализа базируется на      слой среде выше, чем в нейтральной, поскольку фторид-ион реагиру-
установлении точного объема титрующего агента в момент эквива-         ет с ионами водорода. Вследствие этого в насыщенном растворе фто-
лентности и на дальнейших расчетах по закону эквивалентности реаги-    рида кальция устанавливаются два равновесия:
рующих веществ. Поэтому осадительное титрование можно смело от-                  CaF2 (тв.) ↔ Ca2+ + 2F−
нести к объемным методам, несколько дистанцируя от весового, где                                      +
определяется точная масса весовой (при определении количества или                                   2H3O+ ↔ 2HF + 2H2O
массы моль-ионов железа), иногда – масса осаждаемо-весовой формы              В соответствии с принципом Ле-Шателье добавление кислоты
(при определении количества моль-ионов бария).                         приводит к увеличению концентрации фтороводорода. Вызванное
       Рассматриваемый метод, как впрочем, и всякий метод количест-    этим понижение концентрации фторид-иона частично компенсируется
венного анализа, по своему интересен и имеет свои очевидные пре-       сдвигом первого равновесия вправо, в результате растворимость осад-
имущества, выгодно отличающие его от других методов, но и не сво-      ка возрастает.
боден от некоторых недостатков. Это, надеемся, будет вами замечено и          Другим примером повышения растворимости в присутствии
отмечено при выполнении лабораторных работ по данной тематике.         веществ, реагирующих с ионами осадка, служат следующие равнове-
        Реакции образования малорастворимых соединений находят         сия:
широкое применение в трех важных аналитических процессах:                                    AgBr(тв.) ↔ Ag+ + Br-
       1) при отделении определяемого вещества в виде осадка от рас-                                       +
творимых веществ, мешающих измерению на заключительном этапе;                                             2NH3
       2) в гравиметрическом (весовом) анализе, основанном на обра-                                        ↑↓
зовании осадка, масса которого характеризует количество определяе-                                       Ag(NH3)2+
мого вещества;                                                                Молекулы аммиака понижают концентрацию ионов серебра в
       3) в титриметрическом методе анализа (осадительном титрова-     растворе. В результате равновесие реакции растворения сдвигается
нии), основанном на измерении объема стандартного раствора реаген-     вправо и растворимость бромида серебра увеличивается.
та, затраченного на количественное осаждение определяемого компо-
нента.                                                                               VI.1.2. Описание сложных равновесий
       Для успешного применения реакций в каждом случае необхо-
димо, чтобы осадок обладал сравнительно низкой растворимостью,               При протекании двух (как было показано в случаях с CaF2 и
был достаточно чистым и состоял из частиц подходящего размера.         AgBr) или более конкурирующих равновесий можно столкнуться с
       Примеры использования произведения растворимости для рас-       проблемой расчета концентраций соединений в растворе.
четов растворимости в воде осадка, обладающего ионной структурой,            В качестве более общего случая рассмотрим малорастворимое
в том числе и в присутствии одноименного иона, обсуждаются при         соединение АВ, которое растворяется с образованием ионов А и В:
изучении общей и неорганической химии.                                                    АВ(тв) ↔ А + В
       В данном разделе рассмотрим, как влияют на растворимость                                      + +
осадков такие факторы, как рН, концентрация реагентов и электроли-                                   С D
тов.                                                                                                 ↑↓ ↑↓
                                                                                                    AC BD


                                289                                                                   290