Аналитикалық химия іргелі ғылым ретінде. Аналитикалық химияның пәні мен міндеттері
Тұндыру және бөлу . Жауын-шашын және олардың қасиеттері
жүктеу/скачать 37,66 Mb. Pdf көрінісі
|
| 36. Тұндыру және бөлу . Жауын-шашын және олардың қасиеттері.
Кристалды және аморфты жауын-шашын. Кристалды және аморфты жауын-шашын алу шарттары. Гравиметриялық талдау. Гравиметриялық талдау анықталатын заттың массасын дәл анықтауға негізделген. Анықталатын зат бос күйінде болуы не құрамы тұрақты қосылыс күйінде болуы мүмкін. Гравиметриялық талдау әдістері үш топқа бөлінеді: Бөлу Анықталатын құрам бөлікті бос күйінде бөліп, алып өлшейді немесе қалдықты өлшейді. Тұндыру Анықталатын құрам бөлікті анықталатын құрамның аз еритін қосылысы түрінде тұндырады. Қалдықты жуып, кептіреді немесе қатты қыздырып, өлшейді. Айдау Анықталатын құрам бөлікті ұшқыш қосылысқа айналдырып, қыздыру арқылы айдайды, оны гравиметриялық формаға келтіріп, өлшейді немесе қалдықты өлшейді. Гравиметриялық әдіс анықталатын затты ұшатын қосылысқа айналдырып ұшыру әдісімен не анықталатын затты тұнбаға түсіріп, тұнбаға түсіру әдісімен анықтайды. Мысалы, SiO2 анықтау үшін оны жақсы ұшатын қосылыс SiF4-ке айналдырады, СаО анықтау үшін СаСО3 – ты қыздырып, ұшып кеткен СО2 мөлшері бойынша анықтауға болады: SiO2 + 4НF → SiF4↑ + 2Н2О СаСО3 → t 0 СО2 ↑ + СаО m анықталатын зат = m алынған зат – m қалған зат Гравиметриялық талдауде көбінесе тұнбаға түсіру арқылы затты анықтайды. Гравиметриялық әдісте ерітіндідегі анықталатын заттың тұнбаға түсетін формасы және гравиметриялық (өлшенетін) формасы болады. Мысалы, барий және темірді анықтау үшін ВaSO4 және Fe(OH)3 тұнбаларын алу керек, бірақ бұл заттардың тұнбаларын қатты қыздырған кезде ВaSO4 құрамын өзгертпейтін болса, ал Fe(OH)3 айрылып, темір(Ш) оксидіне айналады: 2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3Н2О t 0 Сонда, тұнбаға түсетін формалары ВaSO4 және Fe(OH)3, ал гравиметриялық формалары ВaSO4және Fe2O3 болады. Талдау дұрыс болу үшін тұнбаға түсетін формасы мен гравиметриялық формаға белгілі талаптар қойылады. Тұнбаға түсетін форма: 1. Аз еритін зат болу керек, яғни ерітіндідегі анықталатын зат толық тұнбаға түсуі керек; 2. Алынған тұнба таза болуы керек және тез фильтрленуі керек; 3. Тұнбаға түскен формасы өлшенетін формаға тез айналуы керек. Өлшенетін форма: 1) Алынған зат оның химиялық формуласына тура сәйкес келуі керек. 2) Алынған зат тұрақты болуы керек. Мысалы, СаО ауада қалдырып қойса, ол бойына СО2 және Н2О тартады, сондықтан массасы өзгереді. 3) Өлшенетін форманың құрамында анықталатын зат мөлшері аз болған жақсы. Мысалы, хромды анықтау үшін Сr2O3 не BaCrO4 қосылыстарын алуға болады. 152 мг Сr2O3-де 104 мг Сr бар ал 253,3 мг BaCrO4-де 52 мг Сr бар. Егер осы қосылыстардан 1 мг жоғалтып алсақ, онда 152 мг ----- 104 мг 1 мг -- --- х, х = 0,7 мг Сr жоғалса, 253,3 мг ----- 52 мг 1 мг ----- х, х = 0,2 мг Сr жоғалады, сондықтан хромды BaCrO4 түрінде тұнбаға түсірген дұрыс. Тұнбаға қойылған бұл талаптардың орындалуы анықталатын затты тұнбаға түсіретін ерітіндіге байланысты. Бұл ерітіндіге мынадай талаптар қойылады: 51 1. Тез ұшатын зат болғаны жақсы. Мысалы, Fe3+ тұнбаға түсіруге NH4OH қолданылады, себебі NH3 тез ұшып кетеді. NaOH не KOH арқылы тұнбаға түсіруге болмайды. Ag+ ионын тұнбаға HCl-дың көмегімен түсіру керек, NaCl не KCl ерітінділерін қолданбайды. Бірақ бұл талап әр уақытта орындала бермейді, мысалы Cu2+-ионын NH4OH ерітіндісі арқылы тұнбаға түсіруге болмайды, себебі Cu2+ + NH4OH → Cu(ОН)2↓ + NH4OH → [Cu(NH3)4] 2+ аммиактың артық мөлшерінде тұнба еріп кетеді, сондықтан Cu2+ - ионын KOH не NaOH ерітінділерімен тұнбаға түсіреді. 2. Концентрациясына (мөлшеріне) байланысты ерітіндідегі анықталатын зат толық тұнбаға түсуі үшін тұнба аз еритін зат болу керек екенін айттық. Тұнбалардың ерігіштігін ерігіштік көбейтіндісі (ЕК) деген шамамен сипаттайды. Мысалы, нашар еритін СаSO4-тің қанық ерітіндісін алсақ, оның аз мөлшері Са2+ және SO4 2- күйінде жүреді. СаSO4 ↔️ Са2+ + SO4 2- (әлсіз электролиттер сияқты). Бұл тепе-тендікке әрекеттесуші массалар заңын қолданса, онда бұл тепе-теңдіктің константасын былай жазамыз: К = [Са2+] ∙ [SO4 2−] / [СаSO4], [СаSO4] – тұрақты шама деп алсақ, яғни ол нашар еритін зат, сондықтан [Са2+] ∙ [SO4 2−] = К[СаSO4] оны ЕК деп белгілесе, онда ЕК = [Са2+] ∙ [SO4 2−] – ерігіштік көбейтіндісі. Әр нашар еритін зат үшін ЕК кестеде (Анықтамада) болады, оның мәні заттың ерігіштігін көрсетеді. Мысалы, ЕКСаSO4 = 2,25 ⋅ 10-4 ; ЕКPbSO4 = 1,6 ⋅ 10-8 . Бұл сандардан қай тұздың ерігіштігінің жоғары екенін көруге болады, яғни СаSO4. Электролиттің молекуласында бір ионның бірнешеуі болса, мысалы, Са3(PO4)2 ↔️ 3Са2+ + 2PO4 3− онда стехиометриялық коэффициенттер иондар концентрациясының дәрежесі ретінде көрстіледі: ЕКСа3 (PO4)2 = [Са2+] 3 ∙ [PO4 3−] 2 Сонымен, тұнбаға анықталатын зат толық түсу үшін, оның: 1. ЕК < 10-8 болуы керек, егер тұнбаның құрамы 1 : 1болса; ЕК < 10-12 болуы керек, егер тұнбаның құрамы 1 : 2 болса; ЕК < 10-20 болуы керек, егер тұнбаның құрамы 2 : 3 болса және т.б., яғни катион мен анион қатынастары, сонымен [An+] a ∙[Bm- ] b > ЕКAaBb болуы керек. Тұнбаға түсіретін ерітінді артық мөлшерде алынуы керек. Суда мүлде ерімейтін зат болмайды. Егер ерітіндіде анықталатын заттың 0,0002 г ғана қалса, практика жүзінде анықталған зат тұнбаға толық түсті деуге болады. 3. ЕК мәні температураға байланысты. Кей тұнбалардың жоғарғы температурада ерігіштігі артады, бірақ көп нашар еритін заттар үшін ЕК температураға байланысты емес. 4. Тұнбаға түсіретін ерітіндінің мөлшері тым көп болса, тұнба комплекс қосылыс түзіп, ерігіштігін арттырады, сондықтан практикада тұнбаға түсіретін ерітіндінің мөлшері реакция теңдеуі бойынша есептелген көлемнен 1,5 есе көп болу керек. 4. Тұнбаға түсіретін ерітіндінің мөлшері тым көп болса, тұнба комплекс қосылыс түзіп, ерігіштігін арттырады, сондықтан практикада 52 тұнбаға түсіретін ерітіндінің мөлшері реакция теңдеуі бойынша есептелген көлемнен 1,5 есе көп болу керек. Hg(NO3)2 + 2KJ → HgJ2 ↓ + 2KNO3 KJ ерітіндісінің артық мөлшері тұнбаны K2[HgJ4] комплекс қосылысына айналдырады да, тұнба ериді. Сонымен, гравиметриялық әдістің сызбасы былай болады: талдауға түсетін заттың белгілі мөлшерін алу → оны еріту → анықталатын затты тұнбаға түсіру → тұнбаны фильтрлеу → тұнбаны жуу → тұнбаны кептіру → тұнбаны аналитикалық таразыда өлшеу → анықталатын заттың мөлшерін табу. Осы кестедегі операциялардың ең маңыздысы анықталатын затты дұрыс тұнбаға түсіру. Тұнбаның формасы, структурасы, оның тазалығы тұнбаға түсіретін ерітіндінің дұрыс таңдалғанына және тұнбаның тұнбаға түсу жағдайына байланысты. Тұнба тез жуылуы және тез фильтрленуі, яғни ерітіндіден тұнба тез бөлініп алынуы керек. Тұнбаға түсіру жағдайына байланысты кристалды және аморфты тұнбалар болады. Тұнба пайда болуының бірінші сатысында алғашқы кристалдар пайда болады. Ерітінділерді араластырғанда алғашқы кристалдардың, яғни көзге көрінетін тұнбаның пайда болуы секундтың үлесінен, мысалы AgCl-дың пайда болуы, минуттарға созылуы мүмкін, мысалы ВаSO4 үшін. Егер тұнбаға түсіретін ерітіндінің келесі порциясын құйғанда тағы да ұсақ кристалдар түзілсе, онда аморфты тұнба пайда болады, ал егер алғашқы кристалдар ерітіндіде иондармен кездесіп, өсіп, кесек кристалдар пайда болса, онда кристалды тұнбалар пайда болады. Тұнбалардың формасы, яғни аморфты не кристалды болуы заттардың қасиетіне және тұнбаның түсу жағдайына байланысты. Тұнба кесек кристалды болуы керек, мұндай тұнбалар ыдыстың түбіне тез шөгеді, ерітіндідегі басқа заттарды өзімен бірге ала кетпейді, сүзгі қағаздың тесігін жауып қалмайды, яғни тез сүзіледі. Кесек кристалды тұнба алу үшін: 1. Анықталатын зат бар ерітіндіні сұйылту керек. 2. Тұнбаға түсіретін ерітіндіні тамшылатып құйып, ерітіндіні араластырып отыру керек (ол кезде ұсақ кристалдар түзіліп кетпейді). жүктеу/скачать 37,66 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|