Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Тема 3.1. Гравиметрический анализ




Химическое равновесие в анализе. Константа химического равновесия. Применение закона действующих масс к системе «насыщенный раствор - осадок». Понятие о произведении растворимости.

Принцип метода гравиметрии. Гравиметрические методы отгонки (прямой и косвенный). Типы гравиметрических определений. Этапы гравиметрического анализа (взятие навески, растворение навески и подготовка раствора для анализа, осаждение определяемого вещества и отделение его от раствора, фильтрование и промывание осадка, высушивание или прокаливание).

Условия образования и растворения осадка.

Приборы и посуда для гравиметрического анализа.

Расчеты в гравиметрическом анализе.

Общая оценка гравиметрического метода.

 

Практическая работа № 2

Расчет количества вещества в гравиметрическом анализе.

 

Методические указания к теме 3.1.

При изучении данной темы, прежде всего, необходимо усвоить закон действующих масс и его применение к системе «насыщенный раствор-осадок», т.к. реакции осаждения труднорастворимых соединений и их растворения широко применяют в аналитической химии для обнаружения ионов и их разделения.

В насыщенном водном растворе малорастворимого в воде сильного электролита устанавливается равновесие между кристаллами твердого вещества (осадком) и его ионами, находящимися в растворе.

Например,

АgСl(тв)D Аg+ + Сl‾

 

Выражение, отражающее приведенное равновесие, имеет вид:

 

[Аg+] [Сl‾] = ПРАgСl ,

где [Аg+] и [Сl‾] – равновесные концентрации соответствующих ионов в насыщеном растворе, моль/л;

ПРАgСl – произведение растворимости хлорида серебра.

 

Таким образом, произведение растворимости – произведение молярных концентраций катионов и анионов малорастворимого сильного электролита в его насыщенном растворе или данной температуре.

Для малорастворимого электролита с формулой МgАh:

 

ПРМgАn = [Мh+]gg-]h

 

Использование произведения растворимости позволяет сделать важные для аналитического процесса выводы и произвести необходимые расчеты.

В насыщенном растворе малорастворимого соединения произведение концентраций ионов в растворе равно произведению растворимости. Например, для соединения МА:

+] [А‾] = ПРМА

 

Для этого же соединения, если произведение концентраций его ионов в растворе меньше произведения растворимости, т.е. [М+] [А‾] < ПРМА, раствор не насыщен. Осадок при этом не образуется.

Если произведение концентраций ионов в растворе будет больше произведения растворимости, т.е. [М+] [А‾] > ПРМА, из раствора будет выпадать осадок.

После рассмотрения вышеуказанных вопросов необходимо перейти к изучению гравиметрических методов анализа.

Гравиметрический анализ - совокупность методов количественного анализа, основанных на выделении определяемого количества в виде какого-либо соединения и определения его массы.

В гравиметрическом анализе используются методы:

- отгонки определяемого вещества в виде какого-либо летучего соединения;

- осаждения из раствора в виде малорастворимого соединения.

Чаще всего в гравиметрическом анализе используют методы осаждения, которые включают несколько последовательных операций:

1. Осаждение определяемого компонента в виде малорастворимого соединения, называемого осаждаемой формой.

2. Отделение осадка от раствора фильтрованием.

3. Промывание осадка.

4. Нагревание осадка для удаления воды или его прокаливание для превращения осадка в подходящую для взвешивания химическую формулу, называемую гравиметрической.

5. Взвешивание полученного осадка (гравиметрической формы)

Необходимо усвоить сущность каждой операции гравиметрического анализа и требования, которые предъявляются к осаждаемой и гравиметрической форме.

 

Примерные решения задач.

Пример 1. Выпадет ли осадок сульфата бария присмешении оди­наковых объемов 0,002М растворов сульфата натрия (Na24) и хлоридабария (BaC12)?


Решение:Запишем уравнение химической реакции в краткой ионной форме:

 

Ва2 + SO = BaSО4$

 

 

После смешения растворов сильных электролитов концентрации ионов Ва2+ и SO :

 

[Ва2+]= С0 (Ва2+) = 0,002 = 0,001 моль/л,

2 2

 

[SО ]= С0 (SO )= 0,002 = 0,001 моль/л,

2 2

где С0(Ва2+) и С0(SО ) - концентрации ионов до смешения растворов.

 

Произведение этих концентраций:

 

С(Ва2+)С(SО ) = 1·10-3·1·10-3 = 1·10-6, а ПРВаSО = 1,1·10-10

 

Поскольку 1·10-6 > ПРВаSО то сульфат ба­рия выпадет в осадок.

 

Пример 2. Вычислить растворимость хлорида серебра в молях и миллиграммах на литр в чистой воде при 20ºС, если известно, что при этой температуре ПРAgCl = 1,78·10-10.

Решение:Уравнение, описывающее равновесие в растворе:

 

AgCl(тв.) D Ag+ + Cl‾

 

Произведение растворимости для AgCl:

 

ПРАgС1 = [Аg+] [Cl‾].

 

Выразим растворимость AgCl в молях на литр:

 

SAgC1 = = = 1,33·10-5 моль/л.

 

Вычислим растворимость AgCl в миллиграммах на литр:

mАgС1 = n(AgCl)·M(AgCl);

 

M(AgCl) = 143,3 г/моль, n(AgCl) = SАgСl;

 

mАgСI = 1,33·10-5·143,3 = 1,91·10-3 г/л = 1,91 мг/л.

 

Итак, 1 л насыщенного при 20ºС раствора хлорида серебра содержит 1,33·10-5 моль/л или 1,91 мг/л этой соли.

Пример 3. Произведение растворимости CaF2 при 25ºС равно 4,0·10-11. Найти растворимость этой соли, г/л, в чистой воде при той же температуре.

 

Решение.Уравнение реакции:

СаF2(тв.) D Са2+ + 2F‾

 

Произведение растворимости

ПРСаF = [Ca+] [F‾]2.

 

Найдем растворимость S СаF моль/л:

 

[Са2+] = S, [F‾] = 2S;

 

тогда ПР СаF = S (2S)2 = 4S3 и

 

S = = = 2,15·10-4 моль/л.

 

Растворимость CaF2, мг/л:

mСаF = SМ(CaF2),

M(CaF2) = 78,08 г/моль,

 

mСаF = 2·15·10-4·78,08 = 1,68·10-2 г/л = 16,8 мг/л.

 

Таким образом, растворимость фторида кальция в чистой воде со­ставляет 16,8 мг/л.

 







Дата добавления: 2015-06-15; просмотров: 476. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2019 год . (0.005 сек.) русская версия | украинская версия