Расчеты потерь осадка от его растворимости в промывной жидкости

Пример 1. Вычислить потерю от растворимости при промывании 0,1 г осадка CaC₂O₄ 200 мл дистиллированной воды.

Решение. Вычислим растворимость в моль/л CaC₂O₄ в чистой воде. Запишем выражение произведения растворимости для этого осадка :

[ Ca²⁺] [ C₂O₄^2-] = ПР = 2,3*10^-9

Растворимость ( Р) = [Ca²⁺] = [ C₂O₄^2-] = моль/л. Следовательно, в 200 мл воды будет 4,8*10^-5 х 0,2 = 9,6* 10^{- 6} моль, а в граммах это будет

9,6 * 10^-6 х 128 = 0,0012 г

Потеря от растворимости в процентах при промывании 0,1 г осадка будет равна

0,0012 х 100 / 0,1 = 1,2 %

Пример 2. Вычислить потерю от растворимости при промывании 0,1 г осадка CaC₂O₄

200 мл 0,01 М раствора (NH₄)₂C₂O₄.

Решение. Обозначим растворимость осадка через “Р” моль/л. Тогда [Ca²⁺] = P, а

[C₂O₄^2-] = 0,01 + P. Так как величина Р мала по сравнению с 0,01, ею можно пренебречь и

считать [C₂O₄^2-] = 0,01. Подставим в выражение произведения растворимости принятые обозначения и вычислим растворимость:

[Ca²⁺][C₂O₄^2-] = P x 0,01 = 2,3*10^-9 ,

отсюда Р = 2,3*10^-9 / 0,01 = 2,3*10^-7 моль/л.

Потеря от растворимости будет в граммах 2,3*10^-7 х 0,2 х 128 = 5,8*10^-6 г. Потеря от растворимости в процентах: 5,8*10^-6 х 100 / 0,1 = 0,0058%.

Вывод. Сравним примеры 1 и 2. При промывании водой ошибка от растворимости осадка почти в 7 раз превышает допустимую погрешность взвешивания, а при промывании раствором соли с одноименным ионом она очень мала.

Получение гравиметрической (весовой) формы

После промывания для перевода осадка в гравиметрическую форму применяют три способа: высушивание без нагревания при комнатной температуре, высушивание при слабом нагревании ( 90 - 105⁰С ) в сушильном шкафу, прокаливание при высокой температуре в муфельной печи.

Высушивание осадков без нагревания на воздухе или в эксикаторе. Осадок промывают спиртом, эфиром и просасывают воздух для удаления эфира. При этом способе удаляют воду, смачивающую осадок. Этот метод имеет ограничения из-за огнеопасности спирта и эфира. Например. Этот способ используют при определении Na в виде натрийцинкуранилацетата NaZn(UO₂)₃(CH₃COO)₉* 6 H₂O.

Высушивание осадков при слабом нагревании в сушильном шкафу. Этот способ применяет температуру 90 - 100 - 105 - 120⁰С в зависимости от природы осадка. Такое высушивание используют для осадков, полученных с помощью органических осадителей.

Например. Определения никеля в виде диметилглиоксимата никеля Ni(C₈N₄O₄H₁₄),

определение магния в виде оксихинолята магния Mg(C₁₈N₂O₂)* 2 H₂O.

Этот способ имеет ряд достоинств: масса такого осадка превышает массу продукта после прокаливания; на высушивание до постоянной массы нужно меньше времени, чем прокаливание до постоянной массы; при высушивании осадка устраняется ошибка, вызванная летучестью некоторых соединений, образующихся при прокаливании.

При использовании высушивания для получения гравиметрической формы фильтрование, как правило, проводят в специальных стеклянных или фарфоровых фильтрах или фильтрах из пористых пластических масс. Для ускорения фильтрования через стеклянный фильтр применяют отсасывание.

Прокаливание осадков. Прокаливание осадков проводят при различной температуре в зависимости от образующейся гравиметрической формы.

Если химический состав осадка не изменяется при переходе его в гравиметрическую форму, то прокаливают при невысокой температуре. Достаточна температура 300 - 600 ⁰С в муфельной печи. В этом случае прокаливание нужно для сжигания бумажного фильтра и удаления воды, смачивающей поверхность осадка и проникшей в трещины отдельных кристаллов. Например : BaSO₄.

Если превращение осадка в гравиметрическую форму связано с изменением химического состава осадка, то требуется высокая температура: 600 - 1000 ⁰С. Исключение, когда гравиметрическая форма может улетучиться.

Например. Осаждаемая форма Гравиметрическая форма

Fe(OH)₃ Fe₂O₃

При прокаливании могут быть побочные процессы: восстановление вещества осадка, улетучивание его.

Перед прокаливанием фильтр в тигле озоляют или обугливают, т.е. происходит сгорание бумажного фильтра на газовой горелке. При этом следует держать тигель открытым и слегка наклонно, чтобы воздух легко проникал внутрь тигля.