Химические методы анализа - 208 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

415
Фаянса-Гана). Например, нитрат бария менее растворим, чем хлорид
бария, поэтому нитрат сильнее хлорида соосаждается на сульфате ба-
рия. В связи с этим, нитрат, хлорат и другие анионы должны быть
предварительно удалены тем или иным способом. Так, их можно уда-
лить двух- или трехкратным выпариванием раствора досуха с концен-
трированной соляной кислотой:
NO
3
+ 3Cl
+ 4H
+
Cl
2
+ NOCl + 2H
2
O;
ClO
3
+ 5Cl
+ 6H
+
3Cl
2
+ 3H
2
O.
Известны другие методы анализа сульфат-ионов. Например,
вместо прокаливания и различных операций предлагалась методика,
основанная на высушивании осадка, помещенного в керамический ти-
гель, промывании его этанолом или эфиром. Промытый осадок реко-
мендуется подсушить воздухом 20-25 мин, затем выдерживают в экси-
каторе 5-10 мин и взвешивают. При этом отмечается значительное со-
кращение продолжительности анализа (большая экспрессность), при-
водящее к повышению воспроизводимости определений.
Результаты модифицированного выше метода анализа неплохо
согласуются с данными классического весового анализа серы: для об-
разца пирита получено среднее содержание серы из нескольких опре-
делений 54.1% рассмотренным чуть выше методом и 54.0% - по клас-
сическому методу прокаливания осадка.
В общепринятой методике продолжительность анализа состав-
ляет несколько часов. Было найдено, что замораживание осадка сме-
сью твердого СО
2
(сухого льда) с ацетоном в течение 15 мин и после-
дующее оттаивание его водой при температуре 60-70
0
С в течение 15
мин оказывает такое же действие, как и продолжительное созревание
осадка (что является, пожалуй, одним из важнейших процессов) при
комнатной температуре. Этот метод применим для ускоренного созре-
вания не только сульфата бария, но и MgNH
4
PO
4
и оксалатов тяжелых
металлов. При этом время анализа сокращается до 2 часов по сравне-
нию с 10-12 часами при гравиметрическом определении.
Большое влияние на скорость образования и роста осадка (кри-
сталлов) BaSO
4
, а также на скорость седиментации оказывает рН рас-
твора, избыток осадителя (соли бария) и концентрация ионов бария и
сульфата. Исследованиями было установлено, что кристаллы наиболее
оптимальных (максимальных) размеров с наибольшей скоростью обра-
зуются при рН = 3.0-3.5.
Было показано, что высокие концентрации солей, образованных
галогенидами и нитратами щелочных металлов, существенно мешают
росту кристаллов сульфата бария даже при высокой степени пересы-
416
щения. Это обстоятельство, безусловно, нужно учитывать при выпол-
нении анализа.
Методика определения
Если мешающие ионы присутствуют, то они могут быть удале-
ны с помощью описанных выше методов. При использовании катион-
ного обмена обычно применяют колонку диаметром 2 см и длиной 10
см с сильнокислым катионитом, промытым 4-5 М раствором HCl. Ана-
лизируемый раствор медленно пропускают через подготовленную ко-
лонку с катионитом. Если в анализируемом растворе также присутст-
вуют ионы щелочных металлов, то разбавленный раствор осадителя,
например, хлорида бария (10 мл 10%-ного раствора BaCl
2
разбавляют
дистиллированной водой до 100 мл), нагревают до кипения и быстро
приливают к анализируемому раствору, минимизируя тем самым со-
осаждение щелочных металлов.
Если анализируемый раствор сульфата был предварительно под-
кислен соляной кислотой, то раствор должен иметь рН = 1.3-1.5.
Ход анализа. Анализируемый раствор сульфата с содержанием
0.3 г сульфатов разбавляют до 250 мл и приливают 2 мл концентриро-
ванной соляной кислоты. Раствор нагревают почти до кипения и при
медленном помешивании приливают 10 мл 10%-ного раствора хлорида
бария. После седиментации проверяют полноту осаждения, добавляя
по каплям небольшой объем осадителя, после чего горячий раствор с
осадком желательно оставить на 1.5-2 часа на горячей плитке.
Раствор отделяют от осадка фильтрованием через бумажный
фильтр, осадок промывают горячей водой, периодически отбирая про-
бу из фильтрата на присутствие хлорид-ионов реакцией с нитратом
серебра. Промывание осадка продолжают до отрицательной реакции на
хлорид-ион. Фильтр с осадком переносят в предварительно подготов-
ленный и взвешенный до постоянной массы тигель и приступают к
прокаливанию при температуре 800-900
0
С в течение 1.5-2 часов. Через
некоторое время тигель с весовой формой (BaSO
4
) осторожно, с помо-
щью тигельных щипцов, переносят в эксикатор и после охлаждения до
комнатной температуры взвешивают на аналитических весах и присту-
пают к расчетам (см. Расчеты в весовом анализе).
VIII.7.4.Определение кристаллизационной
воды в соединении BaCl
2
·2H
2
O
Фаянса-Гана). Например, нитрат бария менее растворим, чем хлорид      щения. Это обстоятельство, безусловно, нужно учитывать при выпол-
бария, поэтому нитрат сильнее хлорида соосаждается на сульфате ба-    нении анализа.
рия. В связи с этим, нитрат, хлорат и другие анионы должны быть                            Методика определения
предварительно удалены тем или иным способом. Так, их можно уда-
лить двух- или трехкратным выпариванием раствора досуха с концен-            Если мешающие ионы присутствуют, то они могут быть удале-
трированной соляной кислотой:                                         ны с помощью описанных выше методов. При использовании катион-
               NO3− + 3Cl− + 4H+ → Cl2 + NOCl + 2H2O;                 ного обмена обычно применяют колонку диаметром 2 см и длиной 10
                  ClO3− + 5Cl− + 6H+ → 3Cl2 + 3H2O.                   см с сильнокислым катионитом, промытым 4-5 М раствором HCl. Ана-
       Известны другие методы анализа сульфат-ионов. Например,        лизируемый раствор медленно пропускают через подготовленную ко-
вместо прокаливания и различных операций предлагалась методика,       лонку с катионитом. Если в анализируемом растворе также присутст-
основанная на высушивании осадка, помещенного в керамический ти-      вуют ионы щелочных металлов, то разбавленный раствор осадителя,
гель, промывании его этанолом или эфиром. Промытый осадок реко-       например, хлорида бария (10 мл 10%-ного раствора BaCl2 разбавляют
мендуется подсушить воздухом 20-25 мин, затем выдерживают в экси-     дистиллированной водой до 100 мл), нагревают до кипения и быстро
каторе 5-10 мин и взвешивают. При этом отмечается значительное со-    приливают к анализируемому раствору, минимизируя тем самым со-
кращение продолжительности анализа (большая экспрессность), при-      осаждение щелочных металлов.
водящее к повышению воспроизводимости определений.                           Если анализируемый раствор сульфата был предварительно под-
       Результаты модифицированного выше метода анализа неплохо       кислен соляной кислотой, то раствор должен иметь рН = 1.3-1.5.
согласуются с данными классического весового анализа серы: для об-           Ход анализа. Анализируемый раствор сульфата с содержанием
разца пирита получено среднее содержание серы из нескольких опре-     ∼0.3 г сульфатов разбавляют до 250 мл и приливают 2 мл концентриро-
делений 54.1% рассмотренным чуть выше методом и 54.0% - по клас-      ванной соляной кислоты. Раствор нагревают почти до кипения и при
сическому методу прокаливания осадка.                                 медленном помешивании приливают 10 мл 10%-ного раствора хлорида
       В общепринятой методике продолжительность анализа состав-      бария. После седиментации проверяют полноту осаждения, добавляя
ляет несколько часов. Было найдено, что замораживание осадка сме-     по каплям небольшой объем осадителя, после чего горячий раствор с
сью твердого СО2 (сухого льда) с ацетоном в течение 15 мин и после-   осадком желательно оставить на 1.5-2 часа на горячей плитке.
дующее оттаивание его водой при температуре 60-700С в течение 15             Раствор отделяют от осадка фильтрованием через бумажный
мин оказывает такое же действие, как и продолжительное созревание     фильтр, осадок промывают горячей водой, периодически отбирая про-
осадка (что является, пожалуй, одним из важнейших процессов) при      бу из фильтрата на присутствие хлорид-ионов реакцией с нитратом
комнатной температуре. Этот метод применим для ускоренного созре-     серебра. Промывание осадка продолжают до отрицательной реакции на
вания не только сульфата бария, но и MgNH4PO4 и оксалатов тяжелых     хлорид-ион. Фильтр с осадком переносят в предварительно подготов-
металлов. При этом время анализа сокращается до 2 часов по сравне-    ленный и взвешенный до постоянной массы тигель и приступают к
нию с 10-12 часами при гравиметрическом определении.                  прокаливанию при температуре 800-9000С в течение 1.5-2 часов. Через
       Большое влияние на скорость образования и роста осадка (кри-   некоторое время тигель с весовой формой (BaSO4) осторожно, с помо-
сталлов) BaSO4, а также на скорость седиментации оказывает рН рас-    щью тигельных щипцов, переносят в эксикатор и после охлаждения до
твора, избыток осадителя (соли бария) и концентрация ионов бария и    комнатной температуры взвешивают на аналитических весах и присту-
сульфата. Исследованиями было установлено, что кристаллы наиболее     пают к расчетам (см. Расчеты в весовом анализе).
оптимальных (максимальных) размеров с наибольшей скоростью обра-
зуются при рН = 3.0-3.5.
       Было показано, что высокие концентрации солей, образованных
галогенидами и нитратами щелочных металлов, существенно мешают                    VIII.7.4.Определение кристаллизационной
росту кристаллов сульфата бария даже при высокой степени пересы-                        воды в соединении BaCl2·2H2O



                               415                                                                   416