4.1.2. Растворение навески

Важным этапом гравиметрического анализа является правильный выбор растворителя для растворения навески анализируемого вещества. Некоторые вещества растворимы в воде, но чаще для растворения применяют другие растворители. Их нужно выбирать так, чтобы растворение было полным. При этом надо учитывать химический состав анализируемой пробы. Наиболее часто для растворения используют кислоты: соляную, серную, азотную, хлорную или их смеси; реже применяют гидроксиды щелочных металлов. Большинство металлов и сплавов, а также оксидов, карбонатов, сульфидов и др. растворяются в разбавленных или концентрированных кислотах. Так, сплавы и оксиды железа лучше растворять в соляной кислоте вследствие склонности к образованию хлоридных комплексов; хром и алюминий не растворяются в азотной кислоте из-за образования на поверхности пассивирующей оксидной пленки.

Растворение навески обычно проводят в химических стаканах вместимостью , при этом надо следить, чтобы не потерялась часть вещества при растворении за счет разбрызгивания раствора, если реакция растворения протекает бурно или если при растворении выделяются пузырьки воздуха. Поэтому стакан обязательно закрывают часовым стеклом так, чтобы его выпуклая часть была обращена внутрь стакана. Растворитель добавляют постепенно, небольшими порциями, осторожно приливая его по внутренней стенке стакана.

Иногда для ускорения растворения следует нагревать содержимое стакана. Для нагревания используют водяную или песочную баню, можно пользоваться электроплиткой с терморегулятором. Нагревание должно быть постепенным и равномерным. После окончания растворения вещества нужно ополоснуть из промывалки часовое стекло и стенки стакана. Не всегда растворение происходит полностью и заканчивается получением прозрачного раствора. Часто, особенно при анализе природных объектов, остается нерастворенная часть. При растворении руд это может быть диоксид кремния (серовато-белого цвета), при растворении металлов и сплавов – сера (грязно-желтого или темного цвета, часто на поверхности), графит, карбиды, кремниевая и вольфрамовая кислоты (темного или серого цвета).

Ряд веществ нельзя перевести в растворимое состояние с помощью жидких реагентов. В этих случаях прибегают к сплавлению с помощью плавней.

Вещества или смеси веществ, которые добавляют к образцу для сплавления, называются плавнями; они бывают щелочными и кислыми.

К щелочным плавням относят карбонаты, гидроксиды, пероксиды, бораты; к кислым − пиросульфаты, гидросульфаты, кислые фториды. Иногда используют плавни с окислительными свойствами – , смесь c и другие. Плавни выбирают с учетом состава анализируемой пробы.

4.1.3. Осаждение

Эта операция – одна из важнейших в гравиметрии. При получении осаждаемой формы стремятся к тому, чтобы свести к минимуму потери за счет растворения осадка в маточном растворе; чтобы осадок не содержал примесей других веществ (вследствие их адсорбции на осадке, окклюзии, соосаждения); чтобы частицы осадка были бы достаточно крупными, не проходили через поры фильтра и не забивали бы их.

В гравиметрии применяют различные осадители – неорганические (соляная или серная кислоты – для осаждения ионов серебра или бария; хлорид бария – для осаждения сульфат-ионов, водный раствор аммиака – для осаждения гидроксидов) и органические (8-оксихинолин, диметилглиоксим, 1-нитрозо-2-нафтол, тетрафенилборат натрия и др.).

Осаждение проводят в химических стаканах вместимостью , как правило, из горячих разбавленных растворов путем медленного прибавления осадителя при непрерывном перемешивании раствора. Рассчитанное количество раствора осадителя помещают в бюретку и закрепляют ее на штативе (иногда осадитель добавляют из пипетки). Исследуемый раствор разбавляют до нужного объема, добавляют в него необходимые вспомогательные реагенты и нагревают, не доводя до кипения, на электрической плитке с терморегулятором. Помещают в стакан стеклянную палочку с резиновым наконечником так, чтобы наконечник был снаружи. Ставят стакан под бюретку так, чтобы носик бюретки находился внутри стакана, и медленно, по каплям, добавляют раствор осадителя при непрерывном перемешивании осаждаемого раствора палочкой. Раствор осадителя стараются направлять по внутренней стенке стакана во избежание разбрызгивания. После добавления рассчитанного количества осадителя следует убедиться в полноте осаждения. Для этого дают осадку осесть на дно стакана и к просветленному раствору добавляют несколько капель осадителя, наблюдая, не появится ли муть в местах падения капель осадителя. Если муть не появляется, то можно считать, что полнота осаждения достигнута. Осаждение считается количественным, если концентрация определяемого компонента в растворе не превышает .