Расчеты в гравиметрическом анализе.
Расчет – важнейшая операция в количественном анализе. Гравиметрический анализ начинается с расчета навески. Величина навески играет существенную роль в выполнении анализа. Если навеска очень мала, увеличивается ошибка анализа, если очень велика – фильтрование, сушка и прокаливание займут много времени. Поскольку в количественном анализе обычно заранее известен приблизительный состав вещества и примерное содержание в нем определяемой составной части, легко рассчитать необходимую величину навески.
Расчет величины навески. Величина навески анализируемого вещества зависит от мольной доли определяемого компонента, массы осаждаемой и гравиметрической форм,
а) для кристаллических осадков:
б) для аморфных осадков:
где
g – навеска пробы, г; х и у – стехиометрические
коэффициенты в уравнениях реакций
перехода определяемого вещества (х) в
форму осаждения и далее в весовую
гравиметрическую форму (у); коэффициенты
0,5 и 0,1 – рекомендуемые массы весовой
формы (г) соответственно для кристаллических
и аморфных осадков; МОВ – молекулярная
масса- определяемого вещества; МГФ –
молекулярная масса гравиметрической
формы.
Для гравиметрических анализов, выполняемых методом осаждения, далее рассчитывают объем растворителя. Навеску растворяют в таком объеме растворителя, чтобы в результате получить раствор концентрации 0,5-1%.
Расчет объема раствора реактива-осадителя Vp, производят по формуле:
где 1,5 – коэффициент, показывающий, во сколько раз больше необходимо взять осадителя; х и у – стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции осаждения соответственно для реактива-осадителя и определяемого вещества; Мo и МOB –молекулярные массы соответственно реактива-осадителя и определяемого вещества; g – навеска определяемого вещества, г; с – массовая доля осадителя в растворе, %; ρ – плотность раствора-осадителя, г/см3.
Масса гравиметрической формы определяется погрешностью весов и оптимальной массой осаждаемой формы. Погрешность аналитических весов составляет ± 0,0001г. Так как относительная погрешность гравиметрического определения не должна превышать 0,1%, то погрешностьвесов должна составлять не более 0,1% от минимально массы гравиметрической формы. Тогда
т.е.
В зависимости от структуры осадка оптимальная масса осаждаемой формы может колебаться в следующих интервалах:
Аморфный |
0,07 – 0,10 г |
Кристаллический, легкий (СаСО3) |
0,10 – 0,15г |
Кристаллический, тяжелый (BaSO4) |
0,20 – 0,40г |
Кристаллический, очень тяжелый (AgCl) |
До 0,5г |
Эти примерные критерии служат основанием для оценки массы гравиметрической формы.
Расчет результатов анализа:
Гравиметрический фактор представляет собой отношение молекулярной массы определяемого вещества к молекулярной массе весовой формы и вычисляется по, формуле:
Массовая доля (%) вычисляется по формуле:
где х – массовая доля определяемого вещества, %; m – масса весовой гравиметрической формы, г; F – гравиметрический фактор; g – масса навески, г.
где а, b – стехиометрические коэффициенты; МOB – молекулярная масса определяемого вещества, г; МГФ – молекулярная масса гравиметрической формы.
если навеска образца растворяется в колбе вместимостью Vк и на одно определение берется пипеткой аликвота раствора Vп, то вычисление массовой доли определяемого вещества вычисляется по формуле:
