Расчёты 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 (К^о_s) = 2,3•10^-9

Растворимость (S) = [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

= 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 “S” моль/л. Тогда [Ca²⁺] = S, а [C₂O₄^2-] = 0,01 + S. Так как величина S 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-] = S x 0,01 = 2,3•10^-9 ,

отсюда S = = 2,3•10^-7 моль/л.

Потеря от растворимости будет в граммах 2,3•10^-7 • 0,2 • 128 = 5,8•10^-6 г. Потеря от растворимости в процентах: = 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:

1. высушивание без нагревания при комнатной температуре;

2. высушивание при слабом нагревании (90–105 ⁰С) в сушильном шкафу;

3. прокаливание при высокой температуре в муфельной печи.

Высушивание осадков без нагревания на воздухе или в эксикаторе

Осадок промывают спиртом, эфиром и прогоняют 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•6H₂O.

Высушивание осадков при слабом нагревании в сушильном шкафу

При высушивании в сушильном шкафу применяет температуру 90 - 100 - 105 – 120 ⁰С в зависимости от природы осадка, полученного с помощью органических осадителей.

Например: Определение никеля в виде диметилглиоксимата никеля Ni(C₈N₄O₄H₁₄), определение магния в виде оксихинолята магния Mg(C₁₈N₂O₂)•2H₂O.

Достоинства метода:

1. масса такого осадка превышает массу продукта после прокаливания;

2. на высушивание до постоянной массы нужно меньше времени, чем прокаливание до постоянной массы;

3.при высушивании осадка устраняется ошибка, вызванная летучестью некоторых соединений, образующихся при прокаливании.

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 в муфельной печи при температуре 300-600 ⁰С. В этом случае прокаливание нужно для сжигания бумажного фильтра и удаления воды, смачивающей поверхность осадка и проникшей в трещины отдельных кристаллов. Если превращение осадка в гравиметрическую форму связано с изменением химического состава осадка, то требуется более высокая температура 600-1000 ⁰С без длительного прокаливания. 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.