Причины загрязнения осадка и способы

Их устранения

Осадок, образующийся в процессе гравиметрического определения, всегда содержит то или иное количество посторонних примесей. Примеси могут попадать в осадок по различным причинам. Вид примесей, загрязняющих осадок, и их количество зависят от условий выполнения анализа и характера образующегося осадка.

Загрязнение осадка веществами (посторонними примесями), которые в условиях осаждения должны полностью оставаться в растворе, называется соосаждением. К явлениям соосаждения относят также переход в осадок сравнительно малорастворимых веществ, находящихся в растворе в таких малых концентрациях, при которых ПК соответствующих соосаждающихся ионов значительно меньше ПР. Иными словами в отсутствии основного осадка эти вещества должны были бы оставаться в растворе. Например, малые количества Sr²⁺ в растворе при добавлении SO₄^2- ионов могут не образовать твердой фазы вследствие того, что [Sr²⁺]·[ SO₄^2-] ≤ ПР (SrSO₄). Тем не менее они захватываются осадком BaSO₄ и соосаждаются.

Соосаждение происходит в процессе образования осадка, но не после его образования. Так, осаждая BaSO₄ из раствора, содержащие ионы MnO₄^-, получают осадок розового или фиолетового цвета из-за соосаждения этих ионов. Однако если взять готовый препарат BaSO₄ и взбалтывать его с раствором KMnO₄, то соосаждение не происходит, осадок остается неокрашенным.

Примеры соосаждения

1. При осаждении BaSO₄ осадок захватывает некоторые количества Ba(NO₃)₂, хотя последнее соединение достаточно хорошо растворимо.

2. Ионы Fe³⁺ от ионов Cu²⁺ отделяют аммиаком. Cu²⁺ образуют хорошо растворимый аммиакат ([Cu(NH₃)₄]²⁺, тем не менее осадок Fe(OH)₃ содержит значительные количества ионов Cu²⁺.

3. Малорастворимая кремневая кислота (H₂SiO₃ или SiO₂·nH₂O) захватывает из раствора HCl примеси полуторных оксидов Fe³⁺, Al³⁺, Ti⁴⁺. Между тем эти элементы в кислых растворах не должны были бы переходить в осадок.

Соосаждение следует отличить от совместного осаждения, когда оба вещества малорастворимы и при данных условиях должны образовывать твердую фазу независимо от того, находятся ли они в растворе вместе или порознь. Совместное осаждение сульфатов Sr²⁺ и Ba²⁺ не является соосаждением, если произведение концентраций (ПК) обоих ионов на концентрацию SO₄^2- превосходит соответствующие значения ПР. То есть [Sr²⁺]·[ SO₄^2-] > ПР (SrSO₄) и [Ba²⁺]·[ SO₄^2-] > ПР (BaSO₄).

Различают следующие виды соосаждения:

I. А дсорбция ионов на поверхности осадка – это соосаждение примесей на поверхности осадка; особенно значительна для амфорных осадков, отличающихся сильно развитой общей поверхностью. Адсорбированные ионы удерживаются прочно и не отмываются водой, требуется переосаждение.

При соосаждении различают микрокомпонент – вещество, находящееся в растворе в очень незначительной концентрации и переходящее вследствие соосаждения в твердую фазу и макрокомпонент – вещество, из которого состоит твердая фаза и количество которого значительно превышает количество микрокомпонента. На поверхности макрокомпонента происходит соосаждение или адсорбция микрокомпонента. Поэтому адсорбция – соосаждение микрокомпонента на поверхности твердой фазы макрокомпонента.

Адсорбция вещества на поверхности осадка определяется многими факторами (или факторы, влияющие на адсорбционное равновесие, так как адсорбция – процесс обратимый):

1. Количество адсорбированного вещества зависит от общей поверхности осадка (от величины поверхности адсорбента): чем эта поверхность больше, тем больше адсорбция.

2. Количество адсорбированного вещества зависит от его концентрации в растворе, возрастая не прямо пропорционально этой концентрации. Зависимость описывается изотермой адсорбции (рис. 5):

Рис. 5. Изотерма адсорбции.

3. Влияние температурного фактора. Адсорбция – процесс экзотермический. При увеличении температуры происходит уменьшение адсорбции, а при уменьшении температуры – увеличение адсорбции.

4. Адсорбция характеризуется ярко выраженной избирательностью

Вопрос номер 10