ANALIZA WAGOWA
analiza wagowa- polega na wytrącaniu oznaczanego składnika w postaci trudno
rozpuszczalnego osadu, następnie po przemyciu, przesączeniu, wysuszeniu, wysączeniu lub
prażeniu do stałej wagi obliczamy masę składnika.
Jakie kryteria powinien spełniać osad stosowany w analizie wagowej?
1) Osad powinien być trudno rozpuszczalny. (R<10
-5
mol/dm
3
)
2) Osad powinien mieć ściśle określony skład chemiczny.
3) Osad powinien być możliwie czysty.
4) Powinien posiadać odpowiednią strukturę, łatwą do sączenia i przemywania.
5) Powinien posiadać dużą masę cząsteczkową.
Rodzaje osadów stosowanych w analizie wagowej.
Rozróżniamy osady krystaliczne i koloidowe.
Fe(OH)
3
drobnokrystaliczne grubokrystaliczne
BaSO
4
NH
4
MgPO
4
Osady koloidowe należy zawsze wytrącać na gorąco, przemywać i sączyć.
liofilowe liofobowe (‘nie lubiący rozpuszczalnika’, jeśli
(‘lubiący rozpuszczalnik’; jeżeli rozpuszczalnikiem jest woda to
rozpuszczalnikiem jest woda, to używa się określenia hydrofobowy)
używa się określenia hydrofilowy)
Nie każdy osad wytrącony w celu oznaczenia zachowuje ten sam skład po prażeniu:
Fe(OH)
3
Fe
2
O
3
+ H
2
O (prażenie)
Etapy i czynności w analizie wagowej:
1) Osady wytrącamy zawsze w zlewkach.
2) Sączenie, dekantacja.
3) Przemywanie.
4) Suszenie lub prażenie.
5) Ważenie.
6) Obliczanie zawartości ze stechiometrii.
Rozróżniamy 3 rodzaje sączków bibułowych:
• sączki twarde- stosujemy to roztworów drobnokrystalicznych.
• sączki średnie- CaC
2
O
4
.
• sączki miękkie- do osadów koloidowych.
Jakie czynniki wpływają na rozpuszczalność osadu?
1) Jon wspólny z osadem.
2) Jony obce.
3) Jony kompleksujące.
4) Jony wodorowe.
5) Hydroliza.
6) Temperatura.
AD 1
Jony wspólne z osadem powodują zmniejszanie się rozpuszczalności osadu.(za wyjątkiem
jonów kompleksujących).
AD 2
Obce jony z osadem powodują zwiększenie rozpuszczalności osadu, na skutek zmniejszenia
współczynnika aktywności danego jonu.
AD 3
Kompleksowanie powoduje rozpuszczanie osadu.
Trwałość kompleksów srebra z ligandami nieorganicznymi.
AgCl
2
; Ag(NH
3
)
2
+
; Ag(S
2
O
3
)
2
3-
; AgCN
-
Ligand tworzący bardziej trwały kompleks wypiera ligand tworzący mniej trwały kompleks.
Kompleksowanie ma duże znaczenie w chemii analitycznej do maskowania jonów
przeszkadzających.
AD 4
Jony wodorowe mają szczególny wpływ na rozpuszczalność siarczków i wodorotlenków.
Jak wpływają jony wodorowe na rozpuszczalność siarczków?
- powodują zwiększenie rozpuszczalności siarczków.
R
Fe
3+
Ni
2+
Al.(OH)
4
-
Al
3+
3 5 7 9 11 Jony niklu I żelaza nie są amfoteryczne.
AD 5
Hydrolizie ulegają jony słabych zasad i słabych kwasów.
Np.:
MgNH
4
PO
4
Mg
2+
+ HOH = Mg(OH)
+
+ H
+
NH
4
+
+ HOH = NH
4
OH + H
+
PO
4
3-
+ HOH = HPO
4
-
+ OH
-
Hydroliza powoduje zwiększenie rozpuszczalności osadu.
Uwaga praktyczna: Aby temu zapobiec dodajemy (w tym przypadku) amoniaku i hydroliza
się cofa.
AD 6
Temperatura w większości przypadków powoduje zwiększenie rozpuszczalności osadu, aby
temu zapobiec stosuje się niewielki nadmiar odczynnika strącającego.
Co powoduje zanieczyszczanie osadu w analizie wagowej?
Zanieczyszczanie osadu powodują dwa zjawiska:
1) współstrącanie.
2) wytrącanie następcze.
AD 1
Jakie procesy wchodzą w zjawisko współstrącania?
W skład współstrącania wchodzi:
a) adsorpcjia
b) okluzja
c) izomorfizm
d) wytrącanie osadów z roztworem wytrącającym
Ad a
adsorpcja- jest to zatrzymywanie (osadzanie) obcych jonów na powierzchni osadów.
Adsorpcji możemy zapobiegać przez przemywanie osadu.
Ad b
okluzja- jest to zamykanie zanieczyszczeń w środku kryształów.
Czy zanieczyszczenia spowodowane okluzją możemy usunąć przemywaniem?
NIE!!!
Zanieczyszczenia spowodowane okluzją usuwamy poprzez ponowną krystalizację.
Ad c
izomorfizm- kryształy w tym samym układzie krystalograficznym.
ZnSO
4
*6H
2
O BaSO
4
MgSO
4
*6H
2
O KMnO
4
Ad d
MnO
2
H
2
MnO
3
Zn
2+
-jon obcy
Tworzenie się jonami współstrącającymi złożonych połączeń z jonami obcymi w roztworze.
AD 2
Wytrącanie następcze- osad pozostawiony w ługu macierzystym może spowodować
wytrącanie jonów, które w warunkach normalnych by się nie wytrącały.
Przykład:
Następcze wytrącanie NiS w obecności osadu CuS, HgS i ZnS
Procent NiS w osadzie.
Czas po
wytrąceniu
osadu [h]
CuS HgS ZnS
3
12
24
36
60
(0,01M HCl)
0
3,0
6,5
13,5
37,0
0
3,5
36
54
82
0
3,0
33
55
88
23
(0,02M HCl)
0,5 4,0 1,0
Siarczki miedzi, siarczki rtęci- w ogóle się nie roztwarzają w kwasach nieutleniających.
Siarczek cynku- roztwarza się w kwasach nieutleniających.
Jak zapobiegać zanieczyszczeniom osadu w analizie wagowej?
1) Odczynnik strącający dodawać powoli przy jednoczesnym mieszaniu.
2) Wytrącanie prowadzić na gorąco.
3) Zarówno roztwór analizowany jak i odczynnik strącający powinny być rozcieńczone.
4) Stosować (dla osadów krystalicznych) starzenie (dojrzewanie) osadów.
5) Wytrącanie osadów z roztworów jednorodnych (homogenicznych)
np. wytrącanie siarczków za pomocą AKT
hydroliza AKT
CH
3
CSNH
2
+ 2 H
2
O = H
2
S + NH
4
+
+ CH3COO
-
Jeżeli chodzi o wytrącanie następcze; przykład:
Siarczek cynku absorbuje się w 94% na siarczku rtęci jeśli wytrącamy go siarkowodorem,
natomiast jeśli AKT to tylko w 2%.
Prawidłowe sączenie:
koniec lejka nie może zanurzać się w przesączu, i musi dotykać ścianki odbieralnika.
Nalewamy zawsze po bagietce, przy czym bagietki nie należy za głęboko wkładać, bo
można przekłuć sączek.