Химические методы анализа - 199 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

397
нии) в насыщенном растворе, но расчеты показывают, что концентра-
ция одноименных ионов, добавленных для уменьшения растворимости,
во всех случаях значительно превышают (иногда на несколько поряд-
ков) концентрации ионов в насыщенном растворе, в котором образует-
ся трудно растворимый осадок.
Таким образом, растворимость осадка уменьшается при добав-
лении избытка осаждающего реактива и зависит от концентрации при-
бавленного общего с ионом, образующим осадок. Кроме того, зависит
также от численного значения произведения растворимости малорас-
творимого соединения ПР
KtAn
, причем чем меньше оно, тем меньше
растворимость осадка.
Например, для уменьшения растворимости СаСО
3
необходимо
добавить в раствор или ионы Са
2+
, или СО
3
2
. Так, при осаждении Са
2+
приливают избыток раствора, содержащего ионы СО
3
2
, а если осаж-
дают СО
3
2
, то прибавляют избыток Са
2+
. Этот факт мог бы быть под-
твержден расчетами, но это было показано в другой главе (Осади-
тельное титрование).
Другим, не менее важным, способом понижения растворимости
трудно растворимого осадка является осаждение в среде органических
(неводных) растворителей. Например, растворимость того же СаСО
3
в
среде этилового спирта или другого подходящего растворителя значи-
тельно (на несколько порядков) понижается.
Улучшить условия осаждения анализируемого вещества можно
с помощью нескольких параллельных определений (которые должны
достаточно хорошо сходиться), исключающих в большинстве случаев
грубые ошибки или так называемые промахи.
Реакции, протекающие в весовом анализе, должны также отли-
чаться удовлетворительной специфичностью, которую можно повы-
сить несколькими приемами, в частности:
а) удалением разными способами посторонних ионов, осаж-
дающихся осадителем;
б) созданием с помощью тех или иных буферных растворов оп-
ределенного значения рН раствора, благоприятного для эффективного
выполнения количественного анализа. Так если осаждение ведут в сла-
бокислой среде (рН = 4…5), то наиболее приемлем ацетатно-
буферный, а в слабо щелочной среде (рН = 8…10) – аммиачно-
буферный растворы;
в) связыванием в некоторых случаях мешающих ионов в проч-
ные комплексные соединения. Здесь хочется привести пример связы-
вания ионов железа (III), мешающих полному осаждению ионов алю-
миния, добавлением связывающего ионы железа фторида натрия.
398
Разумеется, известны и другие способы повышения специфич-
ности отдельных реакций, улучшающие условия полного осаждения
определяемого вещества. Возможен, как говорится, и несколько иной
сценарий событий.
VIII.5.6. Выбор оптимальных условий
для весовых определений
Главной задачей любого экспериментатора, в особенности хими-
ка-аналитика, специалиста по обсуждаемой проблеме, является полу-
чение как можно более точных и воспроизводимых результатов анали-
за. В свете этого выбор оптимальных условий количественного опре-
деления весовым методом актуален. Рассмотрим наиболее значимые,
теоретически обоснованные условия.
VIII.5.6.1. Выбор осадителя
В этом случае огромное значение приобретает величина раство-
римости образующегося в результате реакции осадка. Если имеется ряд
соединений с различными величинами растворимости, то нужно вы-
брать наиболее оптимальный реагент, образующий наименее раство-
римый осадок.
Например, если известны величины растворимости малораство-
римых осадков:
Осадок CaCrO
4
CaSO
4
CaC
2
O
4
Растворимость, моль/л 2.66·10
2
5.00·10
3
4.80·10
5
для количественного определения ионов кальция наиболее оптималь-
ным и пригодным является СаС
2
О
4
, т.е. в качестве осадителя предпоч-
тителен раствор оксалата аммония (NH
4
)
2
C
2
O
4
, либо другой осадитель,
имеющий ион С
2
О
4
2
.
Следует иметь в виду, что не всякое плохо растворимое соеди-
нение может быть применено в количественном весовом анализе, так
как оно должно отвечать ряду требований, рассмотренных ранее.
VIII.5.6.2. Количество осадителя
Осадок выпадает в том случае, если произведение концентраций
соответствующих ионов в растворе больше величины произведения
растворимости (обычно табличной величины) осаждаемого соедине-
ния при данной температуре. Отметим, что абсолютно нерастворимых
в воде веществ нет (даже при небольшом ПР осадка наблюдается рас-
нии) в насыщенном растворе, но расчеты показывают, что концентра-            Разумеется, известны и другие способы повышения специфич-
ция одноименных ионов, добавленных для уменьшения растворимости,       ности отдельных реакций, улучшающие условия полного осаждения
во всех случаях значительно превышают (иногда на несколько поряд-      определяемого вещества. Возможен, как говорится, и несколько иной
ков) концентрации ионов в насыщенном растворе, в котором образует-     сценарий событий.
ся трудно растворимый осадок.
       Таким образом, растворимость осадка уменьшается при добав-                    VIII.5.6. Выбор оптимальных условий
лении избытка осаждающего реактива и зависит от концентрации при-                            для весовых определений
бавленного общего с ионом, образующим осадок. Кроме того, зависит
также от численного значения произведения растворимости малорас-             Главной задачей любого экспериментатора, в особенности хими-
творимого соединения ПРKtAn, причем чем меньше оно, тем меньше         ка-аналитика, специалиста по обсуждаемой проблеме, является полу-
растворимость осадка.                                                  чение как можно более точных и воспроизводимых результатов анали-
       Например, для уменьшения растворимости СаСО3 необходимо         за. В свете этого выбор оптимальных условий количественного опре-
добавить в раствор или ионы Са2+, или СО32−. Так, при осаждении Са2+   деления весовым методом актуален. Рассмотрим наиболее значимые,
приливают избыток раствора, содержащего ионы СО32−, а если осаж-       теоретически обоснованные условия.
дают СО32−, то прибавляют избыток Са2+. Этот факт мог бы быть под-
твержден расчетами, но это было показано в другой главе (Осади-                           VIII.5.6.1. Выбор осадителя
тельное титрование).
       Другим, не менее важным, способом понижения растворимости             В этом случае огромное значение приобретает величина раство-
трудно растворимого осадка является осаждение в среде органических     римости образующегося в результате реакции осадка. Если имеется ряд
(неводных) растворителей. Например, растворимость того же СаСО3 в      соединений с различными величинами растворимости, то нужно вы-
среде этилового спирта или другого подходящего растворителя значи-     брать наиболее оптимальный реагент, образующий наименее раство-
тельно (на несколько порядков) понижается.                             римый осадок.
       Улучшить условия осаждения анализируемого вещества можно              Например, если известны величины растворимости малораство-
с помощью нескольких параллельных определений (которые должны          римых осадков:
достаточно хорошо сходиться), исключающих в большинстве случаев        Осадок                        CaCrO4         CaSO4     CaC2O4
грубые ошибки или так называемые промахи.                              Растворимость, моль/л        2.66·10−2     5.00·10−3   4.80·10−5
       Реакции, протекающие в весовом анализе, должны также отли-      для количественного определения ионов кальция наиболее оптималь-
чаться удовлетворительной специфичностью, которую можно повы-          ным и пригодным является СаС2О4, т.е. в качестве осадителя предпоч-
сить несколькими приемами, в частности:                                тителен раствор оксалата аммония (NH4)2C2O4, либо другой осадитель,
       а) удалением разными способами посторонних ионов, осаж-         имеющий ион С2О42−.
дающихся осадителем;                                                         Следует иметь в виду, что не всякое плохо растворимое соеди-
       б) созданием с помощью тех или иных буферных растворов оп-      нение может быть применено в количественном весовом анализе, так
ределенного значения рН раствора, благоприятного для эффективного      как оно должно отвечать ряду требований, рассмотренных ранее.
выполнения количественного анализа. Так если осаждение ведут в сла-
бокислой среде (рН = 4…5), то наиболее приемлем ацетатно-                               VIII.5.6.2. Количество осадителя
буферный, а в слабо щелочной среде (рН = 8…10) – аммиачно-
буферный растворы;                                                           Осадок выпадает в том случае, если произведение концентраций
       в) связыванием в некоторых случаях мешающих ионов в проч-       соответствующих ионов в растворе больше величины произведения
ные комплексные соединения. Здесь хочется привести пример связы-       растворимости (обычно табличной величины) осаждаемого соедине-
вания ионов железа (III), мешающих полному осаждению ионов алю-        ния при данной температуре. Отметим, что абсолютно нерастворимых
миния, добавлением связывающего ионы железа фторида натрия.            в воде веществ нет (даже при небольшом ПР осадка наблюдается рас-


                                397                                                                   398