Гравиметрический анализ Сущность гравиметрического анализа

Гравиметрический анализ основан на определении массы вещества.

В ходе гравиметрического анализа определяемое вещество или отгоняется в виде какого-либо летучего соединения (метод отгонки), или осаждается из раствора в виде малорастворимого соединения (метод осаждения).

Метод отгонки определяет, например, содержание кристаллизационной воды в кристаллогидратах, если вещество при нагревании не претерпевает других химических изменений, кроме выделения воды:

BaCl₂2H₂O (к_р) = BaCl₂ (к_р) + 2H₂O (г)

Для определения содержания SiO₂ часто используют реакцию с фтороводородной (плавиковой) кислотой, в результате которой образуется летучий SiF₄:

SiO₂+4НF = SiF₄+2H₂O

Метод отгонки применяют также при анализе карбонатов, некоторых нитратов и других соединений, образующих летучие продукты реакции. Содержание анализируемого компонента определяют по изменению массы вещества в результате термической обработки (обычно, уменьшению) или по увеличению массы поглотителя газообразных продуктов реакции.

Методы осаждения применяются более широко и их практическое значение намного больше, чем методов отгонки.

Соединение, в виде которого определяемый компонент осаждается из раствора, называется формой осаждения.

Например, при осаждении сульфата формой осаждения является BaSO₄, при осаждении железа (III) – соответствующий гидроксид Fe(OH)₃. После фильтрования и промывания осадок высушивают или прокаливают до постоянной массы и взвешивают.

Соединение, в виде которого производят взвешивание, называют гравиметрической формой.

Титриметрический анализ

Основан на определении объемов растворов (взаимодействующих веществ), концентрация одного из которых известна.

По используемым реакциям различают:

1. Методы кислотно-основного титрования (нейтрализации)

Определяют кислоты, щелочи, гидролизующиеся соли. Используются индикаторы, изменяющие окраску в зависимости от рН среды.

2. Методы окисления-восстановления (редоксиметрия)

- перманганатометрия, рабочий раствор КМnО₄ является окислителем; определяют Fe²⁺, NO₂⁻, CNS⁻;

- йодометрия, рабочий раствор I₂ – окислитель, вспомогательный раствор KI – восстановитель; определяют KMnO₄, MnO₂, Cl₂, Na₂SO₃ Cu²⁺;

- хроматометрия, K₂Cr₂O₇ – окислитель;

- броматометрия, KВrO₃ – окислитель;

- ванадатометрия, рабочий раствор NH₄VO₃ – окислитель;

- цериметрия, окислитель и рабочий раствор − соединия Се (IV).

3. Методы осаждения – определяемый элемент переходит в осадок.

По применяемому рабочему раствору существует

- аргентометрия (AgNO₃);

- роданометрия (NH₄CNS);

- меркурометрия (Hg₂²⁺).

4. Методы комплексообразования.

Основаны на образовании комплексных ионов. Используются комплексоны (трилон Б).

Способы титрования:

1) прямого титрования;

2) обратного титрования (избытка);

3) замещения.

Исходные и рабочие титрованные растворы

Титрованные растворы – растворы с точно известной концентрацией. Первичный стандартный (исходный) раствор готовят из веществ, которые должны удовлетворять ряду требований.

В качестве веществ для исходных растворов обычно применяют буру

Na₂B₄O₇·10H₂O, щавелевую кислоту H₂C₂O₄·2H₂O, оксалат натрия Na₂C₂O₄, янтарную кислоту H₂C₄H₄O₄, KCl, NaCl, K₂Cr₂O₇, Na₂CO₃ и т.д.

В качестве вторичных стандартных растворов, которые называют также рабочими растворами или титрантами, применяют H₂SO₄ (стандартизируют по тетраборату натрия), КОН (стандартизируют по щавелевой кислоте), Na₂S₂O₃ (стандартизируют по дихромату калия) и т.д.

Требования к веществам

Чистые

Состав соответствует формуле

Устойчивы

Большая эквивалентная масса

Таким образом в титриметрии существует следующая последовательность определения характеристик растворов: первичный стандартный → вторичный стандартный (титрант) → исследуемый раствор.