3. Осаждаемая и гравиметрическая формы
Большую роль в гравиметрическом анализе играет превращение определяемой составной части в малорастворимое соединение. Осадок этого соединения выделяют, высушивают, прокаливают и взвешивают. По массе его рассчитывают содержание определяемой составной части. Осадками являются гидроксиды металлов, карбонаты, сульфаты, фосфаты, оксалаты, а также комплексные соединения металлов с органическими реактивами (оксихинолином, купфероном, диметилглиоксимом).
Осаждаемая форма – соединение, в виде которого определяемый компонент осаждают из анализируемого раствора, т.е. вещество, которое образуется при взаимодействии с реагентом-осадителем.
Гравиметрическая (весовая) форма – соединение, которое взвешивают для получения окончательного результата анализа, т.е. вещество, образующееся после прокаливания осаждаемой формы.
Например,
при определении железа его осаждают в
виде
раствором аммиака.
Тригидроксид
железа
прокаливают и переводят в
.
И уже по массе оксида железа (III)
определяют
содержание железа.
В ходе подобного определения можно выделить две формы вещества: осаждаемую и гравиметрическую. В данном случае осаждаемой формой будет , поскольку все железо в растворе переведено в осадок в виде . Гравиметрической формой будет оксид железа , поскольку по массе этого осадка рассчитывают содержание железа во взятой навеске.
При определении кальция осаждаемой формой является оксалат кальция , а гравиметрической формой — оксид кальция .
Осаждаемая и гравиметрическая формы могут совпадать.
Например,
барий
осаждают в виде
и
взвешивают также в виде
,
так как при прокаливании его химический
состав не изменяется.
4. Виды гравиметрических методов
В основе гравиметрических определений лежат различные химические реакции: реакции разложения, замещения, обмена, а также образования комплексных соединений.
Гравиметрические методы подразделяются на методы осаждения, отгонки, выделения, термогравиметрические методы (термогравиметрия).
Наибольшее значение имеют методы осаждения.
Методы осаждения. Определяемый компонент раствора вступает в химическую реакцию с прибавляемым реагентом – осадителем, образуя малорастворимый продукт − осадок, который отделяют, промывают, высушивают (при необходимости прокаливают) и взвешивают на аналитических весах.
Методы отгонки. Определяемый компонент выделяют из анализируемой пробы в виде газообразного вещества и измеряют либо массу отогнанного вещества (прямой метод), либо массу остатка (косвенный метод). Прямой метод применяют, например, для определения содержания воды в анализируемых образцах. Косвенные методы отгонки широко применяются для определения содержания летучих веществ: измеряется масса анализируемого образца при его высушивании в термостате (сушильном шкафу) при фиксированной температуре.
Методы выделения. Определяемый компонент выделяют (обычно из раствора), например, при электролизе на одном из электродов (электрогравиметрический метод). Затем электрод с выделившимся веществом промывают, высушивают и взвешивают. По увеличению массы электрода находят массу выделившегося вещества.
Термогравиметрические методы. Основаны на измерении массы анализируемого вещества при его непрерывном нагревании в заданном температурном интервале. Измерения обычно проводят на специальных приборах – дериватографах, снабженных специальными термовесами непрерывного взвешивания, электропечью для нагревания образца, термопарами для измерения температуры, эталоном сравнения и самописцем, который непрерывно записывает изменение массы нагреваемого вещества.