Гравиметриялық анализдің негізі.

ДӘ РІС №6. САНДЫҚ ТАЛДАУ

Сандық талдаудың міндеті талданатын ү лгінің сандық қ ұ рамын немесе компоненттердің ө зара сандық қ атынастарын анық тау болып табылады.

Сандық химиялық талдау гравиметрлік жә не титриметрлік болып екіге бө лінеді. Гравиметрлік талдау ә дістері реакция ө німінің массасын дә л ө лшеуге негізделген. Титриметрлік талдау ә дістері берілген анық тауғ а кеткен концентрациясы белгілі реактивтің кө лемін дә л ө лшеуге негізделген. Гравиметрлік талдаудың дә лдігі 0, 005-0, 01 % қ ұ райды жә не оның дә лдігі титриметрлік талдаудың дә лдігіне (0, 1 %) қ арағ анда жоғ ары. Сандық талдауда протон алмасатын, электрон алмасатын (тотығ у-тотық сыздану), нашар еритін қ осылыстар (тұ нба) жә не аз диссоциацияланатын қ осылыстар (комплексті) тү зу реакцияларын қ олданады. Олар қ айтымсыз болу керек жә не жылдам жү руі тиіс. Қ осымша басқ а реакциялар жү рмеуі тиіс.

ГРАВИМЕТРИЯЛЫҚ ТАЛДАУ

Гравиметрлік талдау жү ргізу ү шін анық талатын ион немесе элемент химиялық реакция кө мегімен ерімейтін тұ нбағ а тү сіріледі. Тұ нбаны сү зіп алады, жуады, кептіреді, салмағ ы тұ рақ ты болғ анша кү йдіреді. Содан соң тұ нбаның массасын аналитикалық таразыда 0, 0001 г дә лдікпен ө лшеп, оның химиялық формуласы бойынша сайма-сайлық есеп арқ ылы, ізделініп отырғ ан қ ұ рам бө лігін табады.

Сонымен қ атар гравиметрлік талдауда басқ а да нұ сқ а қ олданылуы мү мкін: алдымен ізделіп отырғ ан бө лігін алып тастайды да, қ алдық ты ө лшейді. Ө лшенді мен қ алдық тың айырымы арқ ылы анық тайтын компонентті табады.

Гравиметриялық анализдің негізі.

Заттың сандық мө лшерін оны тұ ндырып, бө лінген тұ нбаның массасын анық тауғ а негізделген ә дісті гравиметриялық анализ дейді. Гравиметриялық анализде анық тайтын компонентті ү лгіден газ тү рінде бө ліп шығ арып та анық тайды, оны айдау ә дісі деп атайды. Бұ л ә дісте не айдалғ ан заттың массасы, не қ алғ ан қ алдық тың массасы анық талады.

Тұ ндыру ә дісінде анализдейтін заттың белгілі бір мө лшерін ө лшеп ерітеді, содан кейін анық тайтын элементті жаман еритін қ осылыс тү рінде тұ ндырады. Тү скен тұ нбаны сү зіп ерітіндіден бө леді, мұ қ ият жуады, қ ыздырады, содан кейін оның массасын ү лкен дә лдікпен ө лшейді. Тұ нбаның ө лшенген массасы мен оның формуласын пайдаланып анық тайтын элементтің мө лшерін табады.

Гравиметриялық анализде тұ нбаны екі тү рге бө леді: тұ ндыру тү рі жә не ө лшеу немесе гравиметриялық тү рі. Тұ ндыру тү рі деп ерітіндіні лайық ты реагентпен ә рекеттестіргенде тү сетін тұ нбаны, ал ө лшеу тү рі деп массасы ө лшенетін қ осылысты айтады. Кө птеген жағ дайда тұ нбаның тұ ндыру тү рі мен гравиметриялық тү рі бір-біріне сә йкес келеді (BaSO₄, AgCl т.б.). Жиі тұ нбаның тұ ндыру тү рінің қ ұ рамы мен гравиметриялық тү рінің қ ұ рамында айырмашылық болады. Мысалы, Mg²⁺ анық тағ анда тұ ндыру тү рі MgNH₄PO₄^.6H₂O, бұ л тұ нбаны қ ыздырғ анда Mg₂P₂O₇ болып ауысады. Тұ нба Mg₂P₂O₇ тү рінде ө лшенеді.

Кез келген тұ нбаны гравиметриялық анализде пайдалана беруге болмайды. Гравиметрияда қ олданылатын тұ нбалар белгілі шарттарғ а сә йкес болуы қ ажет. Бірінші шарт тұ нбаның ерігіштігіне қ ойылады: тұ нбаның ерігіштігі ө те тө мен болуы керек, яғ ни анализдейтін элемент толық тұ нуы қ ажет. Тұ нбаның ерігіштігіне ә сер ететін факторлар бұ ғ ан дейінгі тарауда қ арастырылғ ан. Екінші шарт тұ нбаның қ ұ рамына қ ойылады: тұ ндырғ ыштың ә серінен тек анық тайтын компонент жә не ол қ ұ рамы белгілі қ осылыс тү рінде тұ нуы керек. Жоғ арыда айтылғ анындай, қ осарланатұ ну нә тижесінде тұ нба бө где заттармен ластанып тү суі мү мкін, сондық тан кейде оның қ ұ рамының белгілі формуласын келтіру қ иынғ а соғ ады. Бұ л тұ нбаның қ ұ рамындағ ы элементтің мө лшерін анық есептеуді қ иындатады. Сондық тан, қ осарланатұ ну – гравиметриялық анализдегі жіберілетін қ ателердің негізгі кө зі. Қ атені азайту ү шін анализдің нә тижесіне қ осарланатұ ну қ ұ былысының ә серін жою керек.

Қ осарланатұ нуды кеміту ү шін алдымен ұ тымды анализдеу жолын таң дап алу керек. Мысалы, қ оспаларды (микрокомпонент) анық тау қ ажет болса негізгі компонент (макрокомпонент) пен анық тайтын компонентті бө ліп алу ретін сақ тау керек. Бірінші аз мө лшердегі қ оспаны тұ ндыру керек. Егер алдымен негізгі компонентті тұ ндырса, онда кө п мө лшерде кө лемді тұ нба тү седі де, бұ л тұ нба анық тайтын қ оспаның негізгі мө лшерін қ осарландыра тұ ндырады, сондық тан қ оспаны анық тағ анда дұ рыс нә тиже алынбайды.

Қ осарланатұ нуды ұ тымды тұ ндырғ ыш таң дап алып кемітуге де болады. Тә жірибе кө рсеткендей органикалық тұ ндырғ ыш­тарды пайдаланып алынғ ан тұ нбалар бө где заттармен аз ластанады.

Қ осарланатұ нуды азайтудың бір жолы тұ нбаларды алу жағ дайларын қ адағ алап сақ тау, себебі ерітінділерді араластыру реті, олардың концентрациялары жә не температура­сы, тұ ндырғ ышты қ осу жылдамдығ ы т.б. тұ нбаның ластануына ү лкен ә сер етеді.

Кристалды тұ нбаларды «ескіртуге» қ алдырудың да маң ызы зор, себебі бұ л жағ дайда тұ нбаның беткі ауданы кішірейеді, демек бө где бө лшектердің адсорбциялану мү мкіншілігі азаяды. Сонымен қ атар ұ сақ кристалдар еріп, окклюзия қ ұ былысы да кемиді.

Қ осарланатұ ну сә йкес иондардың табиғ атына ө те кү шті байланысты болғ андық тан бір ионды екінші ионғ а ауыстырып қ осарланатұ ну қ ұ былысын кемітуге болады. Мысалы BaSO₄ тұ нбасын Fe³⁺ иондары бар ерітіндіден тү сірсе тұ нба осы иондармен ластанып тү седі. Ал алдын ала Fe³⁺-ті Fe²⁺-ге дейін тотық сыздандырса, тұ нба таза болып тү седі, себебі Fe²⁺ иондарының BaSO₄ тұ нбасымен қ осарланатұ ну қ абілеттігі Fe³⁺ иондарына қ арағ анда ә лдеқ айда тө мен. Сол сияқ ты қ осарланатұ натын иондарды тұ рақ ты комплекстік қ осылысқ а айналдыруғ а да болады. Мысалы, Ba²⁺ мен Fe³⁺ иондары бар ерітіндіден BaSO₄ тұ нбасын этиленекіаминтө ртсіркеқ ышқ ы­лының екі натрийлі тұ зын (ЭДТА) қ осып тү сірген жө н. Бұ л жағ дайда Fe³⁺ қ оспасы комплекстік қ осылыс тү рінде ерітіндіде қ алады.