ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Факторы пересчета и представление результатов из "Практическое руководство по неорганическому анализу" За последние пятьдесят лет в области развития методов определения элементов и выяснения теоретических основ аналитических методов достигнуты крупные успехи. Многие элементы как сами но себе, так и в простейших соединениях могут быть определены с большой точностью. Однако приходится сознаться, что для анализа более или менее сложных смесей, в которых обычно встречаются элементы, до сих пор еще не выработано методов, на точность и правильность которых можно было бы вполне положиться, т. е., иными словами, методы разделения элементов в основном остаются до сих пор неизменными, а новейшие методы их определения в отношении селективных возможностей мало чем отличаются от старых. Так, например, известны точные условия для определения алюминия путем осаждения его аммиаком, но перед аналитиком все же стоит задача отделить сначала алюминий от тех разнообразных элементов, в смеси с которыми он обычно встречается и которые также осаждаются аммиаком. [c.21] Поэтому в конечном счете химик-аналитик прежде всего должен уметь количественно получать чистые химические препараты. Самые тщательные предосторожности при взвешивании, отмеривании и конечном определении элементов не приводят к желаемым результатам, если аналитик не сумеет количественно приготовить соединение, на основании которого производят вычисления, и количественно от елить его от всех других соединений, могз щих повлиять на правильность вычислений. Насколько большие трудности может представлять эта задача, можно судить по тому, какие делались ошибки, несмотря на огромные затраты времени и усилий, при определениях атомных весов. Так, например, в 1921 г. общепринятые атомные веса для алюминия, кремния и сурьмы были равны соответственно 27,1, 28,3 и 120,2. В 1925 г. атомные веса этих элементов были изменены на 26,97 28,06 и 121,77, причем разница здесь, выраженная pro mille, равна 4,8 8,6 и 12,9. [c.21] В добавление к затруднениям общего порядка анализ минералов усложняется тем, что идеально чистые минералы встречаются лишь очень редко. Зависит это не только от того, что вследствие изоморфизма в минерал часто входят в качестве составных частей родственные члены данной изоморфной группы, но также и от того, что часто встречаются твердые растворы не родственных между собой минералов. Кроме того, минералы часто загрязнены механическими примесями, совершенно посторонними веществами, которые не удается удалить полностью. Поэтому анализ минералов превращается, собственно говоря, в анализ смеси минералов, аналогичный анализу горных пород, и эта сравнительно простая задача мон ет стать чрезвычайно трудной не только по выполнению, но также и в отношении правильного толкования полученных результатов. [c.22] Применяемый в книге в параграфах под заголовком Общие замечания термин обычный метод анализа относится к общему способу проведения анализа, при котором пробу разлагают, упаривают полученный раствор с соляной кислотой для выделения кремнекислоты и последовательно осаждают затем аммиаком, оксалатом аммония и двузаме-щенным фосфатом аммония — для выделения группы КгОз, окиси кальция и окиси магния. [c.22] Аналитическая химия подразделяется на два больших раздела — качественный и количественный анализы. Как показывают названия, задачей первого является установление качественного состава вещества, задачей второго — определение относительного количественного содержания в нем каждой составной части. Иногда количественный анализ определяют, как приложение качественного анализа на практике. Это можно признать справедливым только условно, так как цели качественного и количественного анализа совершенно различны. В одном случае целью аналитика является выделение той или иной составной части в количестве, достаточном для ее идентификации, тогда как в другом случае он должен полностью отделить всю эту составную часть от сопровождающих ее веществ. Кроме того, в качественном анализе не имеет значения, вступают ли вещества в реакцию в стехиометрических отношениях или нет и имеет ли конечный продукт реакции определенный состав. По этой причине многие реакции, применяющиеся в качественном анализе, совершенно непригодны для целей количественного анализа или требуют значительного уточнения условий их проведения. [c.25] Если какую-нибудь составную часть надо определить в веществе, состав которого неизвестен, то в соответствующих местах хода анализа надо путем качественных испытаний установить, не присутствуют ли элементы, которые могут помешать определению. Эти качественные испытания в одних случаях должны предшествовать определению (например, перед определением марганца висмутатным методом надо проверить, нет ли в растворе кобальта), в других — они следуют за определением (например, после прокаливания и взвешивания осадка, полученного добавлением аммиака, исследуют, нет ли в этом прокаленном осадке иных веществ, помимо предполагавшихся). Проводить полный качественный анализ перед выполнением полного количественного анализа редко имеет смысл. Обычно выбирают метод анализа, который дает возможность выделить естественные группы элементов, а затем или проводят дальнейшие разделения и определения внутри каждой группы (так поступают, например, с группой элементов, выделенных сероводородом из кислого раствора), иди же всю выделенную группу взвешивают и уже после этого определяют ее составные части, как, например, при выделении щелочных металлов методом Смита. [c.25] Иногда условия таковы, что весь анализ можно сделать но стандартной методике. В этом случае выполнение анализа становится механическим, и он может быть сделан лицом, не имеющим специальной химической подготовки. Нет ничего особенно трудного или непонятного в таких операциях, как взвешивааие, измерение, титрование, осаждение, фильтрование или промывание и прокаливание осадков. Несомненно, что в такой работе высокая точность достигается большой практической сноровкой, а последняя не требует специального химического образования, нужны лишь снособв ости и навык. [c.26] Точность химического определения, если оно заканчивается весовым способом, зависит прежде всего от того, насколько количественно выделен определяемый элемент в виде соединения, которое будут взвешивать, и насколько состав взвешиваемого соединения отвечает формуле, по которой будут проводить последующий расчет. Если другие элементы, присутствовавшие в анализируемом материале, не могут быть отделены от этого конечного соединения, то они также должны быть переведены в соединения онределеннэго состава и их количества должны быть-известпы. [c.28] То же можно сказать и в отношении объемных определений. Если объемное определение молибдена основано на восстановлении его цинком и титровании стандартньт[ раствором перманганата, то такие вещества, как нитраты, мышьяк, вольфрам, ниобий, которые не восстанавливаются до определенной степени окисления, должны быть предварительно удалены. Такие элементы, как железо, хром, титан, ванадий, надо или удалить или точно определить, чтобы можно было внести на их присутствие соответствующую поправку. [c.28] В большинстве анализов само определение элемента является конечной ступенью после ряда проведенных операций. К ошибке определения прибавляются поэтому все ошибки, пакопленные с начала анализа. Кроме того, имеются еще ошибки от недостаточно полного удаления веществ, мешающих конечному определению. Накопляющиеся с начала анализа ошибки могут быть случайными ошибками из-за плохо выполненных отдельных операций или же ошибками, свойственными процессам, применявшимся при предварительной обработке. Первых ошибок можно избежать, вторых — нельзя. Понятно, что ошибка в конечном результате анализа зависит также и от состава исследуемого материала. Фосфор в ферровольфраме нельзя определить с такой же точностью, как в ферросилиции. [c.28] Трудности, которые возникают нри попытке вывести наиболее вероятное содержание определяемого компонента, находя средние числа из результатов анализа, полученных разными аналитиками, можно иллюстрировать на следующих примерах. При определении окиси свинца в свинцово-бариевом стекле результаты, полученные восемью аналитиками, работавшими параллельно, дали в среднем 17,25%, а среднее отклонение от этого среднего числа было равно 0,20%. В число результатов, из которых выводилось это среднее, входило и наиболее вероятное значение 17,50%, которое оказалось, таким образом, за пределами среднего отклонения. При определении окиси магния в том же стекле среднее из данных, полученных восемью аналитиками, составило 0,047%, а среднее отклонение от этого среднего 0,017%. И здесь среди полученных результатов было наиболее вероятное значение содержания окиси магния 0,029%, по эта величина также выходила за пределы среднего отклонения. При определении содержания кремнекислоты в железной руде было получено 28 результатов анализа, проведенного 23 аналитиками. Среднее из всех определений составило 1,02%, а среднее отклонение 0,02%. Однако наиболее вероятная величина оказалась равной 1,05%. [c.29] В весовых методах анализа фактором пересчета называется десятичная дробь, выражаюш ая отношение массы определяемого компонента к эквивалентному весу некоторого другого вещества. В большинстве обычных анализов вряд ли имеются основания для применения факторов, рассчитанных с точностью, превышающей 1 на 2000. В некоторых руководствах, например, фактор для пересчета окиси железа на железо (Ре = — 55,847) дается в виде 0,699436, в других руководствах 0,6994. Применение первого фактора пересчета означало бы точность 1 на 699436, что бессмысленно применешЕе второго фактора предполагает точность 1 на 6994, такая точность возможна, хотя и трудно достижима в анализе. В действительности очеш. мало весовых определений железа пострадало бы при применении фак гора 0,7. Точно так же фактор для пересчета сульфата бария (Ва = 137,34 8 = 32,064 Н = 1,00797) на серную кислоту иногда дается в виде 0,42017, чаще в виде 0,4202. Но если не применяются совершенно исключительные меры для получения особенно точных результатов, аналитгЕк имеет очень мало оснований применять более точный фактор, чем 0,42. Подобным же образом редко оправдывается применение фактора 0,7403 вместо 0,74 для пересчета окиси циркония на цирконий (2г == 91,22) или 0,7930 вместо 0,793 для пересчета окиси вольфрама па вольфрам (W 183,85). Наконец, фактор для пересчета хлорида серебра (Ag =107,868, С1 =35,453, Н = 1,00797) на соляную кислоту следует принимать равным 0,2544, а не 0,254 или 0,25441 или 0,254405, так как точность определения здесь выше, чем 1 на 600, но не выше, чем 1 на 25 ООО. [c.30] Аналитики обычно бывают довольно небрежными при представлении результатов анализов, и это приводит к тому, что возникают сомнения не только в отношении точности результатов, но и в отношении того, можно ли вообще им доверять. [c.30] Каждый полученный результат следует округлить до первой сомнительной для аналитика и ифры. Например, полученный при определении кремнекислоты в стекле результат 75,15% следует округлить до 75,2%, если аналитик не проделал исключительно большой дополнительной работы, которая дает ему право утверждать, что точность анализа превышает 1 на 1500. ПодобнЕм же образом результат 3,513, полученный при определении углерода в чугуне, надо округлить до 3,51, а результат 0,0567 при определении серы в стали надо округлить до 0,057, потому что второй десятичный знак в первом результате и третий десятичный знак во втором результате всего являются сомнительными. [c.30] Вернуться к основной статье