Раздел II
РАСЧЕТЫ В ГРАВИМЕТРИЧЕСКОМ АНАЛИЗЕ
Гравиметрические методы анализа основаны на точном измерении массы соединения известного состава, содержащего определяемый компонент. Чаще всего гравиметрический анализ выполняется по методу осаждения. В этом случае определяемый компонент выделяется из раствора в виде малорастворимого соединения (осаждаемая форма), которое отделяется от раствора фильтрованием, промывается, а затем высушивается или прокаливается для получения гравиметрической формы – чистого соединения известного состава, по массе которого вычисляются результаты анализа.
Любое гравиметрическое определение предполагает выполнение ряда предварительных приближенных расчетов (массы или объема аналитической пробы, объема осадителя, объема промывной жидкости), а также точный расчет массы или массовой доли определяемого компонента в анализируемом объекте и математико-статистическую обработку результатов анализа.
1. Расчет массы аналитической пробы (навески)
Масса анализируемого вещества, достаточная для единичного гравиметрического определения (аналитическая проба, навеска), зависит от задаваемой точности анализа, чувствительности используемых аналитических весов, массовой доли определяемого компонента в анализируемом объекте, природы осаждаемой и гравиметрической форм.
Как правило, масса гравиметрической формы - m(ГФ) является наименьшей из масс, определяемых в ходе анализа. Поэтому относительная погрешность в определении массы гравиметрической формы – Еr = Еr(взв.) чаще всего определяет и общую точность анализа.
Так как погрешность единичного взвешивания на наиболее распространенных аналитических весах составляет ±1·10-4 г, а масса гравиметрической формы - m(ГФ) определяется по разности результатов двух взвешиваний, то абсолютная погрешность ее определения - ∆m(ГФ) может составить 2∙10-4 г. Поэтому, чтобы относительная погрешность гравиметрического определения не превышала 0,2%, масса аналитической пробы должна быть такой, чтобы масса полученной из нее гравиметрической формы была не меньше 0,1 г.
Очевидно, что точность гравиметрического определения, при прочих равных условиях, тем выше, чем больше масса гравиметрической формы, а, следовательно, и осаждаемой формы. Однако получение большого количества осадка существенно увеличивает временные затраты на проведение анализа. Оптимальной считается масса гравиметрической формы 0,1 г, получаемая из объемных аморфных осадков, 0,1 – 0,2 г – из легких кристаллических осадках и 0,2 – 0,5 г – из тяжелых кристаллических осадков.
Масса навески анализируемого вещества зависит также от массовой доли определяемого компонента Х в нем и от массовой доли Х в гравиметрической форме (величины гравиметрического фактора, фактора пересчета, аналитического множителя, обозначаемого как F(x/ГФ).
С учетом перечисленных выше факторов масса навески вещества, достаточная для единичного определения в нем компонента Х, гравиметрической формой которого является соединение XaYb, вычисляется по формуле:
где m(нав.) – масса навески, г.;
m(ГФ) – масса гравиметрической формы, г;
ω%(Х) – массовая доля Х в анализируемом
веществе, %;
– гравиметрический фактор.
2. Расчет результатов гравиметрического анализа
Результаты гравиметрического анализа представляются чаще всего в виде массы или массовой доли определяемого компонента Х в анализируемом веществе.
Если анализ выполнен по методу осаждения, то расчеты проводятся по следующим формулам:
m(X) = m(ГФ) F(X/ГФ)
(2.2)
На основании результатов анализа устанавливается простейшая формула, которая может не совпадать с истинной формулой соединения: простейшую формулу СН имеют соединения С2Н2 и С6Н6; соединения Na2S2O8 и Na2C2O4 имеют простейшие формулы NaSO4 и NaCO2, соответственно. Для определения истинной формулы соединения необходимо знать значение его молярной массы. Число n, на которое следует умножить индексы в простейшей формуле соединения, есть частное от деления молярной массы соединения на молярную массу его простейшей формулы.
