Презентация на тему "Гравиметрический метод анализа"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Гравиметрический метод анализа

• 
  Слайд 2

  Гравиметрический анализ

  - количественный химический анализ, основанный на измерении массы определяемого вещества или продукта его химического превращения, гравиметрической формы.

• 
  Слайд 3

  Классификация методов гравиметрического анализа

  Метод осаждения Например: CaCl2 + (NH4)2C2O4 = CaC2O4 + 2(NH4)Cl, где CaC2O4 будет являться осаждаемой формой, которая при прокаливании изменяет свой состав и переходит в гравиметрическую форму: CaC2O4 = CaO + CO2↑ + CO↑ Метод выделения определение золы в твердом топливе Метод отгонки анализ карбонатов на содержание диоксида углерода, кристаллизационной воды, некоторых нитратов

• 
  Слайд 4

  Схема гравиметрического анализа методом осаждения

  метод основан на довольно простой общей схеме определения, когда навеску анализируемого образца (mнав), содержащего определяемое вещество (А), переводят в раствор и добавляют избыток реагента-осадителя (В). Образовавшийся осадок (осаждаемая форма) отфильтровывают, промывают, высушивают (прокаливают) до постоянной массы (гравиметрическая форма) и взвешивают на аналитических весах: Погрешность взвешивания 0,0002 г А + В = АВ           

• 
  Слайд 5

  Природа осадителей:

  Неорганические: H2SO4, (NH4)2SO4 HCl (NH4)2C2O4, (NH4)2HPO4 (pH 9) Zn(UO2)3(CH3COO)8 HClO4 NH4OH + NH4Cl (pH 9) AgNO3 (pH 1, HNO3)

• 
  Слайд 6

  Природа осадителей

  Органические: 8-Оксихинолин – С9H6NOH Диметилглиоксим - С4H6(NOH)2 a-нитрозо-b-нафтол – С10Н6NO(OH) Купферон – С6H5NNO(ONH4)

• 
  Слайд 7

  Неорганические:

  В качестве неорганических реагентов-осадителей применяют минеральные кислоты и соли аммония, так как их молекулы, адсорбированные на поверхности осадка, могут быть легко удалены при последующем нагревании или прокаливании

• 
  Слайд 8

  Органические:

  Применение органических осадителей, образующих с катионами металлов устойчивые внутрикомплексные соединения, обладают рядом преимуществ по сравнению с использованием типичных неорганических реагентов: - внутрикомплексные соединения металлов, как правило, обладают очень незначительной растворимостью в воде, что обеспечивает высокую полноту осаждения определяемого иона металла; - возможно селективное (специфическое) осаждение катиона какого-либо металла из раствора в присутствии катионов других металлов; - осадки с органическими реагентами имеют молекулярную кристаллическую решетку, что уменьшает их загрязнение примесями за счет поверхностной адсорбции.

• 
  Слайд 9

  Требования к осаждаемой форме

  1. Осадок должен быть практически нерастворимым. 2. Осадок должен выделяться в форме, удобной для его отделения от раствора. 3. Осадок должен легко превращаться в гравиметрическую форму.

• 
  Слайд 10
  

  к

• 
  Слайд 11

  Требования к гравиметрической форме

  1. Точное соответствие ее состава химической формуле. 2. Химическая устойчивость. 3. Содержание определяемого элемента в осадке было как можно меньше.

• 
  Слайд 12

  Прокаливание осадка

  СаС2О4· nH2O → СаС2О4· H2O t = 110 СаС2О4· nH2O → СаС2О4t = 200 СаС2О4· nH2O → СаСО3 t = 500 СаС2О4· nH2O → СаОt = 1000

• 
  Слайд 13

  Условия получения кристаллических осадков

  Уменьшение относительного пересыщения (осаждать из подкисленного, нагретого раствора, при постоянном перемешивании) Избегать затравок Замедлять осаждение Оставлять осадок для старения

• 
  Слайд 14

  Вычисление результата анализа

  Гравиметрический фактор, F F = aMr(определяемого в-ва)/bMr(г.ф.) m(A) = F · m(г.ф.) W = F · m(г.ф.)/m(нав.)

• 
  Слайд 15

  Техника работы в гравиметрии

  1. Отбор средней пробы и подготовка образца для анализа2. Взятие точной навески3. Переведение навески в раствор4. Осаждение5. Отфильтровывание и промывание осадка6. Высушивание/прокаливание осадка7. Взвешивание8. Вычисление результатов анализа

• 
  Слайд 16

  Основные этапы метода осаждения

  - взятие навески анализируемого образца, - перевод её в раствор; перевод определяемого вещества в форму осаждения (осаждение)

• 
  Слайд 17
  

  отделение осадка от раствора (фильтрование) и удаление примесей (промывание) неправильно

• 
  Слайд 18
  

   перевод осаждаемой формы в гравиметрическую форму (для этого используют тигли разного материала и размера)

• 
  Слайд 19
  

  - взвешивание гравиметрической формы на аналитических весах; - расчет результатов анализа

• 
  Слайд 20
  

  Образование осадков сопровождается соосажением, то есть увлечением в осадок примесей, растворимых в условиях осаждения (загрязнение осадка). Основными видами соосаждения являются: а) адсорбцияионов на поверхности осадка – особенно для амфорных осадков, имеющих большую поверхность; б) окклюзия – захват примесей вместе с маточным раствором внутрь кристалла во время его роста и формирования за счет дефектов в кристаллической решетке; в) изоморфные включения (инклюзия) – совместная кристаллизация соединений, имеющих однотипные формулы и кристаллизующихся в одинаковых геометрических формах.

• 
  Слайд 21

  Соосаждение

  Адсорбция

• 
  Слайд 22

  Обменная адсорбция

  [Pb2+][SO42-]

• 
  Слайд 23

  Способы уменьшения адсорбции

  Уменьшение общей поверхности осадка Проведение осаждения в присутствии подходящих электролитов Переосаждение осадка Промывание осадка

• 
  Слайд 24

  Окклюзия

  Причины: Механический захват посторонних веществ вместе с маточным раствором Адсорбция в процессе формирования осадка

• 
  Слайд 25

  Способы уменьшения окклюзии

  1. Выбор порядка сливания растворов осадителя и осаждаемого вещества с правилом Панета-Фаянса-Хана 2. Настаивание кристаллических осадков под маточным раствором 3. Переосаждение осадка

• 
  Слайд 26

  Метод выделения

  Основан на выделении определяемого компонента из анализируемого вещества и его точном взвешивании. Например определение золы в твердом топливе.

• 
  Слайд 27

  Метод отгонки

  В этом методе определяемый компонент выделяют в виде летучего соединения действием кислоты или высокой температуры. 

• 
  Слайд 28

  Варианты осуществления метода

  определяемый компонент выделяют в виде летучего соединения и поглощают поглотителем. Расчёт ведут по изменению массы поглотителя

• 
  Слайд 29
  

  отгоняемое вещество отгоняют и отгон (дистиллят) взвешивают

• 
  Слайд 30
  

  вещество взвешивают, совершают отгон и вновь взвешивают. Расчёт производят по уменьшению массы навески.

• 
  Слайд 31

  Отбор пробы:

  Способы отбора средних проб зависят от особенностей анализируемого материала, цели определения. Например, в производстве бывает необходимо определить средний химический состав большой партии неоднородного материала. При этом подготовка вещества к анализу сводится к отбору средней пробы. Она должна быть составлена из большого числа мелких порций, взятых в разных местах исследуемого материала. Если же исследуемый материал однородный, то не нужно брать многочисленные порции из разных мест материала.

• 
  Слайд 32
  
• 
  Слайд 33

  Виды проб

  Первичная (генеральная) –отбирается большой массой. Лабораторная- измельченная и пропущенная через сито Аналитическая

• 
  Слайд 34
  

  По теории образования кристаллических осадков процесс протекает в две стадии – образование первичных (зародышевых) кристаллов и их рост. Для получения крупнокристаллического осадка необходимо, чтобы скорость образования первичных центров кристаллизации была мала и возникающие зародышевые кристаллы быстро росли. Это достигается при условии малого относительного пересыщения ОП (степени пересыщения Р) раствора, значение величины которого рассчитывается по уравнению: (3.4) где: С – концентрация осаждаемого вещества в анализируемом растворе, моль/л; S– растворимость образующегося малорастворимого соединения, моль/л

• 
  Слайд 35
  

  На величину относительного пересыщения определяющее влияние оказывают условия осаждения, поэтому для получения крупнокристаллического осадка следует подобрать такие условия, при которых С было бы наименьшим, a S относительно большим. Для этого обычно проводят осаждение из разбавленных (С мало) и горячих (S относительно велико) растворов, медленно (по каплям) при интенсивном перемешивании добавляя осадитель – во избежание местных (локальных) пересыщений, а также выстаивают осадок в соприкосновении с маточным раствором в течение некоторого времени (созревание или «старение» осадка), что приводит к росту и реструктуризации относительно крупных кристаллов за счет растворения более мелких. Причиной укрупнения кристаллов при созревании является стремление системы к уменьшению свободной энергии, то есть к уменьшению поверхности кристаллов

• 
  Слайд 36
  

  Для избежания локальных пересыщений в практике гравиметрического анализа, наряду с перемешиванием, применяют метод возникающих реагентов (осаждение из гомогенного раствора). В этом случае реагент-осадитель не добавляется извне, а медленно и равномерно образуется по всему объёму реакционной массы в результате какой-либо химической реакции.

• 
  Слайд 37
  

  при осаждении кальция в виде оксалата к подкисленному раствору соли кальция добавляют щавелевую кислоту, мочевину и полученную реакционную смесь нагревают. В результате гидролиза мочевины в растворе образуется аммиак, при взаимодействии которого со щавелевой кислотой возникают оксалат-ионы, осаждающие кальций: (NH2)2CO + H2O =CO2 + 2NH3 (медленно) 2NH3 + H2C2O4 =2NH4+ + C2O42- Ca2++ C2O42- =CaC2O4 Поскольку лимитирующей стадией является реакция гидролиза мочевины и аммиак выделяется медленно и равномерно во всем объёме раствора, то достигается равномерное незначительное пересыщение, что способствует постепенному образованию крупных кристаллов оксалата кальция.

• 
  Слайд 38
  

  Диметилглиоксим может быть синтезирован в анализируемом растворе из диацетила и гидроксиламина. Реагент «возникает» в растворе постепенно в малых концентрациях, что способствует образованию достаточно крупнокристаллического осадка диметилглиок-симата никеля. Образование соединений можно описать следующей упрощенной схемой:

• 
  Слайд 39
  

  Образование осадка диметилглиоксимата никеля происходит медленно. Время индукционного периода зависит от концентрации реагентов и рН раствора:

• 
  Слайд 40

  Определение сульфатов

  Метод основан на осаждении сульфат-ионов хлоридом бария с последующим титрованием избытка ионов бария раствором трилона Б. Во избежание влияния на результат определения солей жесткости параллельно проводят титриметрическое определение последних. Чувствительность метода - 0,5 мг/дм3. Диапазон определяемых значений - от 0,5 до 200 мг SО42-/л.

• 
  Слайд 41
  
• 
  Слайд 42
  
• 
  Слайд 43
  
• 
  Слайд 44
  
• 
  Слайд 45
  
• 
  Слайд 46
  
• 
  Слайд 47
  
• 
  Слайд 48
  
• 
  Слайд 49
  
• 
  Слайд 50
  
• 
  Слайд 51