Вычисления в гравиметрическом анализе

Ранее были рассмотрены сравнительно простые вычисления: расчет величины навески, объема осадителя, нахождение относительной ошибки определения. Вычисление результатов анализа также не отличается сложностью. Обычно результаты гравиметрических определений выражают в массовых долях (процентах). Для этого нужно знать величину навески анализируемого вещества, массу полученного осадка и его химическую формулу.

Гравиметрические определения преследуют различные цели. В одних случаях необходимо определить содержание элемента в химически чистом веществе, например содержание бария в хлориде бария ВаС1₂-2Н₂0. В других случаях требуется найти содержание основного компонента в каком-нибудь техническом продукте или вообще в веществе, имеющем примеси. Например, приходится определять содержание хлорида бария ВаС1₂-2Н₂0 в товарном образце хлорида бария. Техника определений в обоих случаях может оставаться одинаковой, но вычисления при этом различны. Рассмотрим ход вычислений на примерах.

Пример 1.

Определите массовую долю (в процентах) чистого ВаС1₂-2Н₂0 в образце технического хлорида бария. Навеска составляет 0,5956 г. Масса осадка сульфата бария BaS0₄ после прокаливания 0,4646 г.

Решение. Используя понятие о количестве вещества (п), имеем.

Из уравнения реакции (см. (15.3)) очевидно, что 1 моль BaS0₄ получается из 1 моль ВаС1₂-2Н₂0. Поэтому.

Массовая доля (о)) ВаС1₂-2Н₂0 в техническом хлориде бария равна.

Технический хлорид бария содержит массовую долю чистого ВаС1₂-2Н₂0 81,63%.

Пример 2.

Определите массовую долю (в процентах) бария в образце хлорида бария ВаС1₂-2Н₂0 (х.ч.). Навеска чистого ВаС1₂-2Н₂0 равна 0,4872 г. Масса осадка сульфата бария BaS0₄ после прокаливания 0,4644 г.

Решение.

Так как 1 моль BaS0₄ содержит 1 моль бария, то.

Затем находим массовую долю бария в навеске ВаС1₂-2Н₂0:

Следовательно, ВаС1₂ • 2Н₂0 содержит массовую долю бария 56,10%.

Фактор пересчета. Нередко для вычислений в гравиметрическом анализе используют факторы пересчета, называемые также аналитическими факторами. Фактор пересчета (Ф) представляет собой отношение молярной массы определяемого вещества к молярной массе вещества, находящегося в осадке (гравиметрическая форма):

где v — число атомов определяемого элемента в гравиметрической форме.

Фактор пересчета показывает, сколько граммов определяемого вещества содержит 1 г осадка. В конкретных случаях факторы пересчета находят по следующей схеме:

При определении бария взвешиванием в виде BaS0₄ фактор пересчета Ф = М (Ва) / М (BaS0₄) = 137,33: 233,40 = 0,5884.

Пользуясь факторами пересчета, делают вычисления по готовым формулам. Например, чтобы вычислить содержание элемента (или другой составной части) в сложном веществе, используют формулу.

где т_ос — масса полученного осадка, г; Ф — фактор пересчета; т_н — навеска исследуемого вещества, г.

По этой формуле можно рассчитать массовую долю (%) бария в ВаС1₂-2Н₂0 (см. пример 2):

В практике технического и сельскохозяйственного анализа вычисления, как правило, производят по готовым формулам.

Большое значение имеют записи в лабораторном журнале. Они являются документом, подтверждающим выполнение анализа. Поэтому количественное определение кратко оформляют непосредственно на занятии. В журнал записывают дату, название анализа, методику определения (со ссылкой на учебник), данные всех взвешиваний или других измерений, вычисление результата.