Химия пәніне арналған оқу-әдістемелік материалдар
Модуль 8. Дәріс 25. ГРАВИМЕТРИЯЛЫҚ АНАЛИЗ
жүктеу/скачать 5,02 Mb.
|
Ã. Ê. Èñêàêîâà 4 18. 09. 2013 æûë?û ¹1 áàñûëûì îðíûíà åíã³ç³ëãåí
- Бұл бет үшін навигация:
- Тұнбаға түсіретін ерітінді
| Модуль 8. Дәріс 25. ГРАВИМЕТРИЯЛЫҚ АНАЛИЗ
Гравиметриялық анализ анықталатын заттың массасын дәл анықтауға негізделген. Анықталатын зат бос күйінде болуы не құрамы тұрақты қосылыс күйінде болуы мүмкін. 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: SiO2 + 4НF SiF4+2Н2О СаСО3 СО2 +СаО t 0 m анықталатын зат = m алынған зат – m қалған зат Гравиметриялық анализде 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 өзгертпейді, ал Fe(OH)3 оксидке 2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3Н2О айналады. t 0 Сондықтан, тұнбаға түсетін формалары ВaSO4 және Fe(OH)3, ал гравиметриялық формалары ВaSO4 және Fe2O3 болады. Анализ 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: Алынған зат оның химиялық формуласына тура сәйкес келуі керек. Алынған зат тұрақты болуы керек. Мысалы, СаО ауада қалдырып қойса, ол бойына СО2 және Н2О тартады, сондықтан массасы өзгереді. 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. 253,3мг BaCrO4 –де 52мг Сr бар. Егер осы қосылыстардан 1мг жоғалтып алсақ, онда 152 мг ----- 104 мг 1 мг ----- х х=0,7 мг Сr 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: 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, себебі Cu2+-ионын NH4OH ерітіндісі арқылы тұнбаға түсіруге болмайды. 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. 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 SO42- күйінде жүреді. СаSO4 Са2+ + SO42- (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 (таблицада) болады, оның мәні заттың ерігіштігін көрсетеді. Мысалы, ЕКСаSO4=2,2510-4; ЕКPbSO4 = 1,610-8. Бұл сандардан қай тұздың ерігіштігінің жоғары екенін көруге болады, яғни СаSO4. Электролиттің молекуласында бір ионның бірнешеуі болса, мысалы, Са3(PO4)2 3Са2+ + 2PO43- онда стехиометриялық коэффициенттер иондар концентрациясының дәрежесі ретінде көрсетіледі: ЕКСа3 (PO4)2 =[Са2+]3∙[PO43-]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., сонымен [An+] a[Bn-]b ЕКAaBb болуы керек. 2. Тұнбаға түсіретін ерітінді артық мөлшерде алынуы керек. Суда мүлде ерімейтін зат болмайды. Егер ерітіндіде анықталатын заттың 0,0002г 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. Hg(NO3)2 + 2KJ HgJ2 + 2KNO3. KJ ерітіндісінің артық мөлшері тұнбаны K2[HgJ4] комплекс қосылысына айналдырады да, тұнба ериді. Сонымен гравиметриялық әдістің кестесі былай болады: анализге түсетін заттың белгілі мөлшерін алу оны ерітуанықталатын затты тұнбаға түсіру тұнбаны фильтрлеу тұнбаны жуу тұнбаны кептірутұнбаны аналитикалық таразыда өлшеуанықталатын 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 арластырғанда алғашқы кристалдардың, яғни көзге көрінетін тұнбаның пайда болуы секундтың үлесінен, мысалы AgCl-дың пайда болуы, минуттарға созылуы, 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, фильтр қағаздың тесігін жауып қалмайды, яғни тез фильтрленеді. жүктеу/скачать 5,02 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|