Требования к осаждаемой форме:

1) Малая растворимость осаждаемой формы соединения, содержащего определенное вещество и как более низкое содержание в ней определяющего вещества.

осаждаемая форма весовая форма

Требование к осаждению – малая растворимость.

Произведение растворимости

К ним относятся: AgCl, BaSO₄, Fe(OH)₃, Sb₂S₃

2) Структура осадка должна отвечать условиям фильтрования и позволять отмывку осадков с достаточной скоростью.

Мелкокристаллические осадки, могут пройти через поры фильтра. Наиболее удобны крупнокристаллические осадки, т.к. они не забивают поры фильтра, имеют слабо развитую поверхность, мало адсорбируют посторонние ионы и легко отмываются от них. Фильтруются через фильтр средней плотности, маркируемый Белой лентой. Аморфные осадки, например, многие гидроксиды имеют сильно развитую поверхность, адсорбируют посторонние вещества из раствора и трудно от них отмываются. Фильтрование таких осадков проводят через неплотный фильтр, маркируемый Красной лентой. Самые мелкокристаллические осадки (например, BaSO₄), фильтруются через фильтр с Синей лентой.

Окклюзия – внедрение посторонних ионов в структуру кристаллической решетки.

BaSO₄

°	xBa 2+	°	x
x	°	K+	°

K⁺ - 1, 37 A

Na⁺ - 0, 95 A

Ba⁺² -1,35 A

3) Важно, чтобы осаждаемая форма легко переходила в весовую.

Осаждаемая и весовая формы должны быть химически инертными, чтобы не приводить к количественным ошибкам.

Пример:

1)

2)

CaO - высокореакционное вещество, это означает, что оно может «захватить» пары воды или углекислый газ

белая лента

красная лента фильтры

синяя лента

Требования к весовой форме:

1) Точное соответствие ее состава химической формуле. Если такого соответствия нет, вычисление результатов невозможно.

2) Химическая устойчивость весовой формы.

3) Содержание определяемого в весовой форме должно быть как можно меньшим, тогда погрешности определения меньше скажутся на окончательном результате анализа.

Искомое процентное содержание ( Р ) рассчитывают по формуле:

,

где b – количество весовой формы

a – навеска исследуемого вещества

F – фактор пересчета

Фактор пересчета показывает, скольким граммам определяемого элемента соответствует 1 г весовой формы.

Из двух возможных гравиметрических методов определения элемента при прочих равных условиях будет более точным тот, для которого фактор пересчета будет меньше.

; ;

Анализ может быть:

а) частным – определяется один или несколько веществ, а другие не интересуют

б) полным – на содержание всех входящих составных частей (Σ = 100%).

Полный анализ проводится для того, чтобы узнать все составные части данного вещества.

Цемент – CaO, MgO, Fe₂O₃, Al₂O₃, SiO₂, CaSO₄, SO₃.

FeCl₃ + NH₄OH → Fe₂(OH)₃.

Тема 3. Титриметрический анализ [4] стр. 199-205

Титрование – процесс определения содержания вещества по количеству израсходованного стандартного реагента. При титровании расходуется количество реагента, эквивалентное количеству титруемого вещества, в соответствии со стехиометрией реакции между ними при условии, что эта реакция практически необратима. Конечную точку титрования фиксируют по изменению окраски титруемого раствора или индикатора, который добавляют в ходе реакции, или устанавливают по излому или скачку на кривой титрования. По типу реакции, используемой при титровании, различают: кислотно-основное, окислительно-восстановительное, осадительное и комплексонометрическое титрование; по способу индикации конечной точки титрования – визуальное, потенциометрическое, фотометрическое, кондуктометрическое, амперометрическое титрование. Титрование проводят двумя способами: пипетирования и отдельных навесок.

Стандартный раствор (титрант) – раствор с точно известной концентрацией.

Исходное вещество – химическое соединение, используемое для приготовления раствора с точно известной концентрацией (первичный стандарт), удовлетворяющее ряду требований: 1) вещество должно быть химически чистым; 2) состав вещества должен точно соответствовать формуле; 3) вещество должно быть устойчивым при хранении; 4) должно иметь, возможно, большую молярную массу эквивалента. Лишь немногие вещества удовлетворяют этим требованиям.

Первичный стандарт – раствор, концентрация которого точно известна, приготовленный из исходного вещества. Первичные стандарты используют как для обычных титриметрических определений, так и для установления точной концентрации растворов вторичных стандартов.

Фиксанал – запаянная ампула, в которой находится определенное количество соответствующего вещества. Фиксаналы используют для приготовления растворов первичных стандартов.

Вторичные стандарты – растворы, приготовленные с примерно известной концентрацией, а затем их точную концентрацию устанавливают(стандартизируют) по раствору первичного стандарта.

Титр (Т) стандартного (рабочего) раствора – масса вещества (в граммах), содержащаяся в одном миллилитре данного раствора, г/мл.

Титр по определяемому веществу ( ТА/В) – масса определяемого вещества (А), с которой реагирует один миллилитр данного раствора (В).

Эквивалент – реальная или условная частица вещества, которая в кислотно-основной реакции эквивалентна одному иону водорода или (в окислительно-восстановительной реакции) одному электрону.

Фактор эквивалентности [fэквив.(А)] – число, обозначающее, какая доля реальной частицы вещества А эквивалентна одному иону водорода или одному электрону.

Молярная концентрация эквивалента [С(А)⋅f ] – масса моля эквивалента, численно равная произведению фактора эквивалентности на молярную массу вещества.

Правило эквивалентов – вещества реагируют в объемах, обратно пропорциональных молярным концентрациям их эквивалентов: C1 ⋅ V1 = C2 ⋅V2.

Прямое титрование – определяемое вещество в процессе титрования непосредственно реагирует с раствором титранта: А + В → продукты реакции, где А – раствор определяемого вещества; В – раствор титранта.

Обратное титрование – к раствору определяемого вещества добавляют точно известное количество другого вещества в избытке (титрант 1); не вступившее в реакцию количество титранта 1 оттитровывают титрантом 2:

А + В1 → продукты реакции + остаток В1,

В1 + В2 → продукты реакции.

Титрование заместителя (косвенное титрование) – к раствору определяемого вещества добавляют вспомогательный раствор реагента (заведомо в избытке, для смещения равновесия реакции вправо). Продукт реакции (заместитель), количество эквивалентов которого в точности равно количеству эквивалентов определяемого вещества, оттитровывают раствором титранта:

А + Д → продукты реакции + С,

С + В → продукты реакции,

где Д – раствор вспомогательного реагента; С – заместитель; В – раствор титранта.

Точка эквивалентности (т. эк.) – момент, когда определяемое вещество полностью прореагировало с раствором титранта. Т. эк. – понятие теоретическое.

Точка конца титрования (т. к. т.) – момент изменения физического свойства (изменение окраски) титруемого раствора, связанный с эквивалентностью.

Чаще всего это изменение фиксируется индикаторным или инструментальным способом. Следовательно, т. к. т. – понятие практическое. Разность объемов титранта в т. эк. и т. к. т. мала, но она существует из-за неадекватности изменения физического свойства и нашей способности наблюдать его. V (т. эк.) ≠ V(т. к. т.). Этим обусловливается наличие индикаторной ошибки титрования.

Индикаторы – химические вещества, изменяющие окраску, люминесценцию или образующие осадок при изменении концентрации того или иного компонента в растворе. Существуют кислотно-основные, окислительно-восстановительные, адсорбционные и комплексонометрические (металл индикаторы) индикаторы.

Рисунок 1. Пипетки Рисунок 2. Бюретки

Титриметрический анализ – метод определения количества вещества путем точного измерения объема растворов веществ, вступающих между собой в реакцию.

Титр– количество г. вещества содержащегося в 1 мл. раствора или эквивалентное определяемому веществу. Например, если титр H₂SO₄ равен 0,0049 г/мл, это значит, что каждый мл раствора содержит 0,0049 г. серной кислоты.

Раствор, титр которого известен, называется титрованным.

Титрование– процесс добавления к исследуемому раствору или его аликвотной части эквивалентного количества титрованного раствора. При этом используются стандартные растворы – фиксаналы – растворы с точной концентрацией вещества (Na₂CO₃, HCl).

Реакция титрования должна отвечать следующим требованиям:

1) высокая скорость реакции;

2) реакция должна протекать до конца;

3) реакция должна быть высоко стехиометричной;

4) иметь удобный метод фиксирования конца реакции.

HCl + NaOH → NaCl + H₂O

Главная задача титриметрического анализа – не только использовать раствор точно известной концентрации (фиксанал), но и правильно определить точку эквивалентности.

Способы фиксации точки эквивалентности:

I. По собственной окраске ионов определяемого элемента, например марганца в виде аниона MnO₄^-