Прежде, чем приступить к выполнению гравиметрического анализа, необходимо провести расчет массы навески определяемого вещества (ОВ) и объема осадителя (РВ). Вычисления основываются на практически найденной оптимальной массе весовой форме m(ВФ): для кристаллических осадков она равняется 0,5 г, для аморфных – 0,1 г.
Массу навески рассчитывают по формуле:
(52)
где а – стехиометрический коэффициент в уравнении реакции перед
определяемым веществом;
b – стехиометрический коэффициент в уравнении реакции перед
соединением весовой формы;
m(BФ) – практически найденный коэффициент, равный оптимальной
массе весовой формы.
Объем осадителя рассчитывают по формуле:
(53)
Расчеты по обеим формулам носят ориентировочный характер. Поэтому полученные значения m(OB) и V(РВ) округляют до 0,1.
Пример. Рассчитайте массу навески квасцов КАI(SO4)2×12H2O, которую следует взять для определения алюминия в виде оксида алюминия, и требующийся для этого объем осадителя.
Решение.
Один из известных способов гравиметрического определения ионов алюминия в его растворимых солях заключается в осаждении осадка Al(ОН)3 при взаимодействии с раствором аммиака с последующим прокаливанием Al(OH)3 и Al2O3.
В данном случае
KAl(SO4)2×12H2O – анализируемое соединение, ОВ;
NH3×H2O(NH4OH)- осадитель, РВ;
Al(OH)3 – осаждаемая форма;
Al2O3 - весовая форма;
Al – определяемый элемент.
1. Записываем уравнения химических реакций, протекающих при этом:
Al3+ + 3ОН- Al(OH)3t |
Название | Формула | КД | рКД |
HNO2 | 5,1×10-4 | 3,29 | ||
Бензойная | C6H5COOH | 6,3×10-5 | 4,20 | |
Борная (орто) К1 К2 К3 | H3BO3 | 7,1×10-10 1,8×10-13 1,6×10-14 | 9,15 12,74 13,80 | |
Борная (мета) | HBO2 | 7,5×10-10 | 9,12 | |
Бромноватая | HbrO3 | 2,0×10-1 | 0,70 | |
Бромноватистая | HbrO | 2,2×10-9 | 8,66 | |
Муравьиная | HCOOH | 1,8×10-4 | 3,75 | |
Уксусная | CH3COOH | 1,74×10-5 | 4,75 | |
|
HCN | 5,0×10-10 | 9,30 | ||
Гидрат аммиака | NH4OH | 1,76×10-5 | 4,755 | |
Бария гидроксид К2 | Ba(OH)2 | 2,3×10-1 | 0,64 | |
Кальция гидроксид К2 | Ca(OH)2 | 4,0×10-2 | 1,40 | |
Лития гидроксид | LiOH | 6,8×10-1 | 0,17 |
Элемент | Высшая степень окисления | Количество электронов (n) | Низшая степень окисления | j0, В |
As | AsO43-+2H2O | + 2e | AsO2-+4OH- | -0,71 |
Br | Br2 | +2e | 2Br- | +1,087 |
Ce | Ce4+ | +e | Ce3+ | +1,77 |
Cl | Cl2 ClО3-+6H+ | +2e +6e | 2Cl- Cl-+3H2O | +1,359 +1,45 |
Cr | Cr2O72- | +6e | 2Cr3++7H2O | +1,33 |
Fe | Fe3+ | +1e | Fe2+ | +0,771 |
H | 2H+ | +2e | H2 | 0,000 |
I | I2 IO3-+6H+ | +2e +6e | 2I- I-+3H2O | +0,536 +1,08 |
Mn | MnO4-+4H+ MnO4-+8H+ | +3e +5e | MnO2 +2H2O Mn2++4H2O | +1,69 +1,51 |
N | NO3-+H2O | +2e | NO2-+2OH- | +0,01 |
Pb | PbO2+4H+ | +2e | Pb2++2H2O | +1,455 |
S | SO42-+4H+ | +2e | H2SO3+H2O | +0,17 |
Sn | Sn4+ | +2e | Sn2+ | +0,15 |
Zn | Zn2+ | +2e | Zn | -0,764 |
Таблица 4