ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Определение гигроскопической и химически связанной воды из "Количественный анализ" Органические и неорганические осадители при соответствующих условиях могут реагировать не с одним, а со многими ионами. Реактивов, которые осаждали бы только один ион из любой сложной смеси, нет. При анализе сложных смесей выбор возможно более специфического реактива имеет существенное значение, однако наиболее важен выбор наилучших условий для проведения реакции. Иногда разделение элементов, образующих осадки с одним и тем же реактивом, удается выполнить наиболее простым способом — созданием определенной кислотности. Однако этот способ не всегда достигает цели, а иногда неудобен. Очень часто поэтому применяют другой способ вводят вещество, связывающее в комплекс ионы других элементов, мешающих осаждению данного иона. Ион мешающего элемента хотя и остается в растворе, но связывается в комплексное соединение. При таком способе удаления мешающих ионов не требуется фильтрование и не возникает осложнений в связи с соосаждением. [c.113] Комплексообразователи, применяемые для связывания мешающих ионов, называются маскирующими средствами. С применением маскирующих средств значительно расширяется возможность разделений катионов, так как при этом можно использовать новые специфические свойства отдельных ионов. Часто, применяя маскирующие средства, можно изменять порядок осаждения отдельных компонентов в связи с практическими требованиями характеристики материала. Маскирующие средства применяют не только для разделения катионов путем осаждения, но также при колориметрическом и объемном анализе. [c.113] Для определения никеля в стали применяют диметилглиоксим. Этот реактив количественно осаждает никель только в среде, близкой к нейтральной. Однако в этих условиях будет осаждаться также железо в виде гидроокиси. Железо можно отделить от никеля действием избытка аммиака, но тогда для отделения гидроокиси железа фильтрованием потребуется много времени, и осадок не будет использован для анализа, так как в стали железо не определяют. Кроме того, осадок гидроокиси железа захватывает некоторое количество никеля и поэтому определение последнего будет не точным. Поэтому значительно удобнее не осаждать железо, а связать ионы Fe в прочное комплексное соединение. Для этой цели к раствору приливают винную кислоту или виннокислый натрий. [c.113] Комплексные соединения винной кислоты с металлами применяют для связывания мешающих ионов во многих случаях. Для отделения железа от алюминия и титана последние переводят в виннокислые комплексы и затем прибавляют сернистый аммоний. Виннокислый комплекс железа недостаточно устойчив к действию сернистого аммония. Таким образом, железо осаж-дается в виде сульфида, а титан и алюминий (которые вообще не осаждаются из водных растворов в виде сульфидов) остаются в растворе в виде виннокислых комплексов из этого раствора алюминий и титан можно осадить, оксихинолином. [c.114] При анализе шлаков и других материалов иногда необходимо получить данные только о содержании кальция. Между тем, при обычном методе разделения сначала необходимо осаждать гидроокиси алюминия и железа. В этих случаях также применяют виннокислые соли для связывания алюминия и железа присутствие небольшого избытка виннокислых солей не мешает количественному осаждению кальция (при достаточном избытке щавелевой кислоты). [c.114] Образованием виннокислых комплексов часто пользуются при разделениях многих катионов с помощью органических осадителей. Кроме винной кислоты, иногда применяют другие оксикислоты, как, например, лимонную кислоту. В некоторых случаях применяют щавелевую кислоту, однако ее комплексы с металлами менее прочны приливание гидроокиси аммония или щелочей обычно приводит к осаждению гидроокисей соответствующих металлов. [c.114] Как было указано, образование комплексов металлов с анионами щавелевой винной и др. кислот связано с замещением водородных ионов этих кислот. Поэтому прочность комплексов зависит от концентрации ионов водорода. Комплексы более слабых кислот, как винная, легче разлагаются при подкислении раствора и, наоборот, становятся более устойчивыми при уменьшении концентрации ионов водорода. Анионы щавелевой, фтористоводородной и других более сильных кислот слабее связывают водородные ионы, поэтому их комплексы часто остаются достаточно прочными в кислых растворах. Однако их прочность мало увеличивается при уменьшении концентрации ионов водорода, поэтому комплексы многих металлов с такими кислотами разлагаются в щелочной среде, причем выделяется гидроокись металла. [c.114] Ранее определение бериллия было одной из весьма трудных задач, так как свойства ионов бериллия очень похожи на свойства ионов алюминия и ряда других металлов, сопутствующих бериллию. Позже было найдено, что этилендиаминтетраук-сусная кислота [трилон) почти не связывает бериллия, но дает очень прочные комплексы с алюминием и другими металлами . Это дало основание для разработки быстрых и точных методов определения бериллия. Маскирующие вещества широко и с успехом применяются для разделения металлов в весовом, фотометрическом, полярографическом, объемном и других методах анализа. [c.114] Важной особенностью осадков, полученных с помощью органических осадителей, является отношение их к нагреванию. Многие осадки можно переводить в весовую форму без прокаливания некоторые осадки при прокаливании частично возгоняются. Условия переведения осадков этого типа в весовую форму рассмотрены подробнее в 20. [c.115] Органические и неорганические осадители при соответствующих условиях могут реагировать не с одним, а со многими ионами. Реактивов, которые осаждали бы только один ион из любой сложной смеси, нет. При анализе сложных смесей выбор возможно более специфического реактива имеет существенное значение, однако наиболее важен выбор наилучших условий для проведения реакции. Иногда разделение элементов, образующих осадки с одним и тем же реактивом, удается выполнить наиболее простым способом — созданием определенной кислотности. Однако этот способ не всегда достигает цели, а иногда неудобен. Очень часто поэтому применяют другой способ вводят вещество, связывающее в комплекс ионы других элементов, мешающих осаждению данного иона. Ион мешающего элемента хотя и остается в растворе, но связывается в комплексное соединение. При таком способе удаления мешающих ионов не требуется фильтрование и не возникает осложнений в связи с соосаждением. [c.115] Комплексообразователи, применяемые для связывания мешающих ионов, называются маскирующими средствами. С применением маскирующих средств значительно расширяется возможность разделений катионов, так как при этом можно использовать новые специфические свойства отдельных ионов. Часто, применяя маскирующие средства, можно изменять порядок осаждения отдельных компонентов в связи с практическими требованиями характеристики материала. Маскирующие средства применяют не только для разделения катионов путем осаждения, но также при колориметрическом и объемном анализе. [c.115] Для определения никеля в стали применяют диметилглиоксим. Этот реактив количественно осаждает никель только в среде, близкой к нейтральной. Однако в этих условиях будет осаждаться также железо в виде гидроокиси. Железо можно отделить от никеля действием избытка аммиака, но тогда для отделения гидроокиси железа фильтрованием потребуется много времени, и осадок не будет использован для анализа, так как в стали железо не определяют. Кроме того, осадок гидроокиси железа захватывает некоторое количество никеля и поэтому определение последнего будет не точным. Поэтому значительно удобнее не осаждать железо, а связать ионы Ре + в прочное комплексное соединение. Для этой цели к раствору приливают винную кислоту или виннокислый натрий. [c.115] После отбора пробы гигроскопичного вещества для анализа эту пробу хранят в хорошо закрытой склянке. Обычно для анализа берут воздушносухой образец, причем одновременно с пробой для полного химического анализа отбирают пробу для определения гигроскопической воды. Определив содержание гигроскопической воды, рассчитывают содержание абсолютно сухого вещества в пробе, взятой для полного анализа. После окончания полного анализа процентное содержание отдельных компонентов рассчитывают чаще всего по отношению к навеске абсолютно сухого образца. Это облегчает установление формулы вещества или его химического характера облегчается также сравнение результатов анализа различных лабораторий, технические расчеты и т. д. [c.116] Для определения гигроскопической влаги и механических примесей воды применяют несколько различных методов. Чаще всего для этой цели высушивают навеску вещества во взвешенном стаканчике ( бюкс ) с пришлифованной пробкой. Высушивание ведут в сушильном шкафу при температуре несколько выше 100° С. В некоторых случаях высушивать можно и при более высокой температуре. [c.116] Техника определения этим методом описана в 48. [c.116] В некоторых случаях вещество (например, каменный уголь, сульфидные руды и т. п.) при высушивании около 100° может заметно реагировать с кислородом воздуха. При этом иногда образуются летучие продукты, или, наоборот, вещество поглощает кислород, и вес его увеличивается. Высушивание иногда не приводит к цели также в связи с вязкостью вещества в данных условиях . [c.116] В подобных случаях часто применяют следующий способ. Навеску вещества переносят в колбу для перегонки и заливают органическим растворителем, не смешивающимся с водой и кипящим без разложения при не очень высокой температуре. Чаще всего дляэтой цели применяют ксилол СеН4(СНз)2, имеющий температуру кипения около 140°. Затем отгоняют часть смеси, причем вместе с ксилолом перегоняется полностью вода из анализируемого вещества. Дистиллат стекает в измерительный цилиндр, в нижней (более узкой) части которого собирается перегнанная вода. Измерив объем воды, можно рассчитать ее содержание в исследуемом веществе. [c.116] Из других методов определения гигроскопической влаги можно назвать высушивание вещества в эксикаторе. При этом надо подобрать осушающие вещества, которые характеризуются определенным давлением пара. Применение таких осушающих веществ имеет особенное значение при определении гигроскопической влаги в некоторых препаратах, содержащих также непрочно связанную гидратную воду. Далее существенно, что высушивание в эксикаторе над осушающим веществом идет при низкой температуре. Это имеет значение при высушивании веществ, легко окисляющихся при нагревании. [c.116] Такой же метод применяется в тех случаях, когда выделение гигроскопической воды при нагревании может вызвать гидролиз вещества, например хлорида металла, с образованием летучей кислоты. Об осушающих веществах см. также 20. [c.116] Химически связанная вода. Содержание воды, образующей различные кристаллогидраты или вообще входящей в состав соединения, определяется обычно путем прокаливания навески вещества. В большей части случаев этот метод не вызывает особых затруднений. [c.116] Вернуться к основной статье