Вопросы для самоконтроля:
1. Как подразделяются методы качественного анализа?
2. Что входит в состав химического анализа?
3. Сульфидная система анализа катионов?
4. Кислотно-щелочная система анализа катионов.
Рекомендуемая литература:
1. Количественный анализ. –Москва: Химия, 1972.
2. и др. Аналитическая химия. –Москва: Просвещение
1987.
3. Курс аналитической химии. –Москва: Высшая
школа, 1977.
Лекция 4. Количественный анализ.
Содержание лекционного занятия:
1. История развития количественного анализа.
2. Подготовка вещества к анализу.
3. Ошибки в количественном анализе.
История развития количественного анализа. Количественный анализ существует на протяжении более 70 лет. В 1932 году впервые в Москве открылся институт аналитической химии. Аналитическая химия существует очень давно, - это врачеватели, биологи которые немогли выполнять работы без проведения анализа, - это алхимики открыли методов анализа.
Рост техники, технологии требовал все новые методы анализа, т. е. нужно было открывать специальную кафедру.
Количественный анализ делится на 2 анализа:
-объемный анализ, экспрессный, т. е. быстрый занимает всего 10-15 минут, но менее точный;
-весовой анализ, самый древний, длительный, определение вещества занимает 6-8 часов, но более точный.
Подготовка вещества к анализу. Перед анализом пробу необходимо:
I. Очистить.
А. механический путь, очистка веществ от посторонних предметов;
Б. химический путь: а) перекристаллизация, б) возгонка или сублимация, в) перегонка, дистилляция, г) высушивание.
II. Отбор средней пробы. Эта операция имеет важное значение, т. к. от нее зависит соответствие результатов анализа действительному составу. При неправильно отобранной средней пробе самый тщательный и точно выполненный анализ вещества теряет свою ценность. Общий принцип, лежащий в основе отбора средней пробы: «Средняя проба должна быть составлена из возможно большего числа порции вещества, взятых совершенно произвольно из разных точек исследуемой партии». Существует распространенный способ отбора пробы – квартование.
Малая порция подлежащая анализу: жидкой массы – 100мл, твердой массы – 100г от тонны, кг берется в разных местах.
Ошибки в количественном анализе. Как бы тщательно не проводился анализ, полученный результат, как правило, всегда отличается от действительного, т. е. содержит некоторую ошибку. Ошибки подразделяют таким образом: I. Систематические
II. Случайные
III. Промахи
I. Систематическими ошибками называют погрешности, одинаковые по знаку, происходящие от определенных причин, влияющих на результат либо в сторону увеличения, либо уменьшения. Систематические ошибки можно предусмотреть, устранить, поправить, можно подразделить: методические; от применяемых реактивов и приборов; оперативные или индивидуальные.
II. Случайные – неопределенные по величине и знаку, в появлении каждой из которых не наблюдается какой-либо закономерности. Они могут быть вызваны изменением температуры, влажности воздуха, случайными потерями вещества и т. д. Они не могут быть учтены или устранены, но увеличивая число параллельных определении их можно значительно уменьшить, например трехкратное титрование.
III. Промахи – грубые ошибки, сильно искажающие результат анализа, например, зависящие от неправильного подсчета разновесок или отсчет по шкале бюретки при титровании, от пролива части раствора, просыпа вещества или осадка. Из-за промахов результат становится неверным и его не учитывают.
Вопросы для самоконтроля:
1. Что представляет собой количественный анализ?
2. Что представляет собой подготовка вещества к анализу?
3. Ошибки в количественном анализе?
Рекомендуемая литература:
1. Количественный анализ. –Москва: Химия, 1972.
2. и др. Аналитическая химия. –Москва: Просвещение
1987.
3. Курс аналитической химии. –Москва: Высшая
школа, 1977.
Лекция 5. ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ (ВЕСОВОЙ) АНАЛИЗ
§ 55. Сущность гравиметрического анализа
В основе гравиметрического анализа лежит закон постоянства состава, по которому отношение массы элементов, входящих в состав вещества, всегда одинаково, и закон эквивалентов, по которому массы элементов, участвующих в реакции, всегда обнаруживают постоянное и неизменное отношение друг к другу.
Гравиметрический анализ состоит в определении массы и содержания какого-либо элемента, иона или химического соединения, находящегося в испытуемой пробе. Искомую составную часть выделяют либо в чистом виде, либо в виде определенного соединения и выражают в процентах.. Определение начинается с взятия навески анализируемого вещества и переведения его в раствор. Далее определяемый компонент осаждают из раствора в виде какого-либо малорастворимого соединения (осаждаемая форма), которое затем отделяют от маточного раствора, удаляют все посторонние примеси, адсорбировавшиеся на осадке, и переводят посредством высушивания или прокаливания в устойчивое соединение вполне определенного состава (весовая форма).
Определив массу выделенного соединения, можно затем легко вычислить массу определяемого компонента и его содержание в навеске в процентах.
Осаждение. При осаждении, если не соблюдать определенные условия/форма осадков может получиться различная. При неправильном осаждении кристаллических осадков могут получиться мелкокристаллические, которые будут проходить через фильтр и сильно загрязнять осадки. Полученные осадки в ходе анализа приходится прокаливать. При прокаливании осадки химически изменяются. Поэтому в гравиметрическом анализе различают осаждаемую и весовую формы. В некоторых случаях осаждаемая и весовая формы по своему.
Таким образом, на осаждение бария из навески 0,5234 г ВаС12-2Н20 потребуется-приблизительно 2 мл 2 н. раствора серной кислоты. Нам известно, что абсолютно нерастворимых в воде веществ нет. Как бы мала ни была растворимость осадка, мы всегда будем иметь потери вещества вследствие его недоосаждения. Поэтому при анализе исследователя интересует не абсолютная, а практическая полнота осаждения. Практически полным осаждением считается такое оса'ждение, когда количество остающегося в растворе вещества не выходит за пределы точности взвешиваний на аналитических весах, т. е. не превышает 0,0001 г. Этому условию отвечает небольшое количество осадков. В большинстве случаев работающему приходится принимать меры, с тем чтобы понизить растворимость осадков. Степень полноты осаждения зависит' от количества прибавляемого осадителя.
Для того чтобы уменьшить концентрацию ионов Ва2+ в растворе после их осаждения эквивалентным количеством ионов SO|~ необходимо увеличить концентрацию ионов SO|", т. е. действовать избытком осадителя серной кислоты H2S04. Так, например, если мы возьмем не 2 мл раствора серной кислоть^ как вычислено, а 3 мл, то осаждение иона Ва2+ должно стать практически полным. Обычно употребление полуторного избытка осадителя является достаточным. Поясним сказанное на примерах.
1. Допустим, что мы осаждаем ионы Ва2+ вычисленным по уравнению реакции количеством серной кислоты (2 мл 2 н. раствора). Сколько сульфата бария BaS04 останется при этом в растворе?-
Используя вычисленное количество осадителя на каждый ион
бария:,, вводят в раствор по одному иону SQ42". Следовательно,
и по окончании осаждения концентрации этих ионов должны быть
равны между собой. Так как произведение их концентраций равно
[Ва2+] [S042~] = 1,08-10"10, то концентрация каждого из них
будет: '
В единицу времени с единицы поверхности мелкокристаллического осадка растворяется его больше, чем с единицы поверхности' крупнокристаллического осадка. Для крупнокристаллического осадка:
Для мелкокристаллического осадка: As
S2 > St в п раз и соответственно р2 > рх в п раз (где п> 1), следовательно, сг — К>ъ • Si • п —-— = —2- • сх, так как Кг > Kit то
Pin Кг с2 > ct.
Рис. 29. Фильтрование.
Фильтрование и промывание. Фильтрование проводят через обеззоленные фильтры. При сгорании и прокаливании такого фильтра он оставляет весьма мало золы, масса которой выходит за пределы чувствительности весов. Если же масса золы превышает 0,0002 г, то ее приходится вычитать из массы осадка. Беззольные фильтры бывают различной плотности и применяются в зависимости от размеров частиц осадка. Для фильтрования аморфных осадков применяются наименее плотные, быстро фильтрующие фильтры (черная лента), а для фильтрования кристаллических осадков следует брать фильтры средней плотности (белая лента) и, наконец, для отделения мелкокристаллического осадка берут наиболее плотные фильтры (синяя лента). Перед фильтрованием необходимо правильно поместить фильтр в воронку. Сложенный вчетверо фильтр прижимают так, чтобы он плотно прилегал к стенкам воронки. Правильной формы воронки обычно имеют угол 60°, но бывают и отклонения. В таком случае фильтр необходимо подогнать к воронке, изменив угол изгиба. Воронка при этом должна быть совершенно сухой. Вставленный в воронку фильтр должен не доходить до краев ее на 5-—15 мм. После этого, придерживая пальцем, смачивают фильтр дистиллированной водой. Как только фильтр будет достаточно смочен, он перестает «выскакивать» из воронки. Воронку с влажным фильтром помещают в малое кольцо штатива, подставив под нее чистый стакан так, чтобы конец трубки воронки касался стенки стакана (рис. 29). Фильтрование начинают, сливая (декантируя) жидкость над осадком через носик стакана по стеклянной палочке с резиновым наконечником. Фильтруемую жидкость наливают на 4—5 мм ниже верхней кромки фильтра. Затем осадок заливают промывной жидкостью, помешивают стеклянной палочкой, дают осесть и снова сливают отстоявшуюся жидкость. Подобное декантирование производят несколько раз и только потом переносят осадок на фильтр. Для перенесения осадка на фильтр его взмучивают промывной жидкостью, количество которой должно быть таким, чтобы поместилось на фильтре в один прием. Потеря одной капли суспензии может привести к ошибке анализа. Маленькими порциями промывной жидкости стараются возможно полнее перенести осадок на фильтр. Приставшие к стенке стакана частицы осадка снимают резиновым наконечником стеклянной палочки. Эти операции удобнее всего делать при помощи промывалки. Под конец кусочком фильтровальной бумаги обтирают палочку и помещают осадок на фильтр.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 |
