Оглавление:
Расчет потерь при промывании осадка
Для освобождения осадка от адсорбированных примесей применяют промывание. Крупнокристаллические легко фильтрующиеся осадки с низкой растворимостью промывают водой, кристаллические осадки с высокой растворимостью — раствором электролита, имеющего с осадком одноименный ион (разд. 6.2.2). Аморфные и
скрытокристаллические осадки промывают раствором электролита, например, нитрата или хлорида аммония (предотвращают пептизацию осадка), которые при прокаливании осадка улетучиваются.
Существует два приема промывания осадка: промывание на фильтре и промывание декантацией. Первый способ рекомендуется для очистки объемистых аморфных осадков, второй — для кристаллических. При этом во всех случаях более эффективно многократное промывание небольшими порциями, чем при меньшем числе раз большими порциями при одном и том же объеме промывной жидкости.
Концентрацию 
отмываемого вещества в объеме 
промывной жидкости, остающейся в осадке и не стекающей через фильтр после 
-го промывания, можно рассчитать по формуле:
где 
— начальная концентрация отмываемого вещества, г/мл;
— объем каждой очередной порции промывной жидкости, мл;
объем жидкости, удерживаемой осадком.
Приведенная формула позволяет также оценить общий объем промывной жидкости. Эту зависимость можно использовать только для ориентировочного расчета, поскольку на самом деле осадок следует отмывать не только от посторонних веществ, находящихся в смачивающей жидкости, но также и от адсорбированных веществ. Использовать большой объем промывной жидкости нельзя, поскольку потери за счет растворимости могут превысить погрешность взвешивания. Можно рассчитать потери при промывании за счет растворимости осадка, исходя из произведения растворимости и состава промывной жидкости.
Пример 7.9.
Для промывания осадка 
массой 0,5000 г используют 250 мл воды. Вычислить массовую долю потерь осадка за счет промывания водой. Во сколько раз уменьшатся потери осадка, если для промывания использовать 250 мл 
М раствора 
(ионную силу не учитывать)?
Решение:
Допустим, что при промывании осадка происходит образование насыщенного раствора 
. В связи с этим вычисляем растворимость осадка, исходя из 
по формуле (6.4):
Масса осадка , растворяющегося в 250 мл промывной воды, соответствует потерям осаждаемой формы 
. Это составит с учетом 
Массовая доля потерь осадка равна:
Следует отметить, что на практике указанные потери должны быть меньше, так как насыщения промывных вод, как правило, не происходит.
При промывании разбавленным раствором 
и растворимость осадка определяется по формуле (6.6):
что меньше погрешности взвешивания на обычных аналитических весах.
Массовая доля потерь осадка составит:
Потери уменьшаются примерно в 51 раз.
Пример 7.10.
Для гравиметрического определения хлорида в каменной соли пробу 100 мг растворили в 100 мл раствора. Рассчитать, какое количество осадителя 0,1М раствора нитрата серебра следует добавить к раствору, чтобы потери вследствие неполноты осаждения хлорида серебра не превысили 0,001 %. Солевым эффектом пренебречь.
Решение:
Допустим, что соль практически полностью состоит из хлорида натрия. Определим количество 
в пробе:
Потери хлорида не должны превысить 0,001 %, чему соответствует количество вещества , равное:
Определим эквивалентное количество осадителя:
Таким образом, после добавления эквивалентного количества осадителя объем раствора составляет:
Допустим, что при добавлении избыточного количества осадителя объем раствора практически не увеличится. Тогда максимальное значение концентрации хлорид-иона в растворе не превысит значения: 
или 
моль/л.
Исходя из величины 
, находим минимальную концентрацию серебра в растворе:
Находим избыточное количество раствора 
из соотношения:
Общее количество осадителя: 
Пример 7.11.
Сколько граммов кальция будет потеряно при промывании моногидрата оксалата кальция 0,2 л воды и таким же объемом 0,1 % раствора оксалата аммония?
Решение:
Осадок частично растворяется в промывной жидкости, поэтому задача сводится к расчету растворимости (S) осадка в воде в присутствии одноименного иона. Пренебрегаем влиянием ионной силы и протеканием конкурирующих химических реакций. Если осадок промывают водой, то
Если промывают раствором оксалата аммония, то при
моль/л, тогда с учетом (6.6):
При промывании водой масса потерь:
что превышает величину допустимой погрешности. При промывании раствором оксалата аммония:
Пример 7.12.
Какое максимальное количество воды можно использовать для промывания хлорида серебра массой 0,2 г?
Решение:
С учетом погрешности гравиметрического анализа (<0,2 %) потеря осадка должна быть не более 
г, что соответствует количеству 
:
Рассчитываем растворимость хлорида серебра в воде (принимая коэффициенты активности равными единице):
Следовательно, объем воды для промывания не может быть больше, чем 
л или 2 К) мл.
Пример 7.13.
Сравните соотношение концентраций примеси в растворе и маточном растворе, удерживаемом осадком 
, если общий объем промывной жидкости 100 мл и объем Ио удерживаемого осадком раствора 1 мл, а промывание осадка ведется порциями: а) двумя по 50 мл; б) четырьмя по 25 мл и в) десятью по 10 мл. Сравните концентрацию примесей в растворе после промывания осадка в условиях а) — в), если концентрация примеси в маточном растворе 
моль/л.
Решение:
Расчет проведем с использованием формулы (7.11):
Проведенные расчеты свидетельствуют о большей эффективности многократного промывания при неизменном общем объеме промывной жидкости.
Эти примеры взяты со страницы примеров решения задач по аналитической химии:
Решение задач по аналитической химии
Возможны вам будут полезны эти страницы:
