Количество осадителя

Образование осадков происходит лишь при условии, если произведение концентраций соответствующих ионов превышает величину произведения растворимости осаждаемого соединения при данной температуре.

В гравиметрическом анализе осаждение считается практически полным, если в растворе масса осаждаемого соединения находится за пределами точности взвешивания < 0,0002 г.

Для того, чтобы осаждение того или иного иона могло быть практически полным, необходимо, очевидно, взять достаточное количество осадителя. Сколько его необходимо, можно приблизительно рассчитать по уравнению реакции. Но для полного осаждения кристаллических и аморфных осадков количество раствора осадителя следует брать приблизительно в 1,5 раза больше рассчитанного количества.

Для осаждения кристаллических осадков пользуются разбавленными растворами осадителя, поэтому вымеренный объем или навеску осадителя разводят водой приблизительно до 50 мл. Для осаждения аморфных осадков пользуются концентрированными растворами осадителя.

Осаждение. Наиболее часто осаждение ведут в той же посуде, в которой проводится растворение пробы. Если пробу растворяли в фарфоровой чашке, то содержимое чашки переливают в химический стакан емкостью 300–400 мли чашку тщательно обмывают водой, собирая воду в тот же стакан. Осаждение ведут при нагревании. Техника осаждения кристаллических и аморфных осадков разная.

Рассмотрим процесс образования осадка. Он намного сложнее от:

Ba²⁺ + SO₄^2- ® BaSO₄¯.

Почти всегда наблюдается индукционный период, который длится с момента смешивания растворов реагентов, которые содержат реагирующие вещества, до появления видимого осадка. Для разных веществ индукционный период розный; например, при осаждении BaSO₄ он сравнительно большой, а при осаждении AgCl – непродолжительный. Наличие индукционного периода связано с рядом стадий:

1. Появление зачаточных (первичных) кристаллов (стадия образования коллоидных растворов) – еще нет поверхности раздела фаз;

2. Агрегация первичных кристаллов в более крупные частички и выпадение осадка. Этот процесс может идти двумя путями, которые и определяют форму осадка.

Форма осадка зависит от индивидуальных особенностей (свойств) веществ; от условий осаждения.

В процессе формирования осадка большое значение имеет пресыщение раствора. Его характеризуют относительным пресыщением и выражают эмпирической формулой, которая справедлива при смешивании равных объемов растворов с одинаковой концентрацией реагирующих веществ:

Q = C/2

(С – начальная концентрация любого из реагентов);

S – растворимость малорастворимого соединения.

Если вещество малорастворимо (S–маленькая величина), и выделяется из сравнительно концентрированных растворов (Q-большая величина), то относительное пресыщение будет большое и это будет оказывать содействие образованию большого количества первичных кристаллов, их быстрой агрегации и выделению аморфного осадка.

Если относительное пресыщение маленькое (значение Q маленькое, а S большое), то в процессе формирования осадка образуется сравнительно мало первичных кристаллов, и создаются благоприятные условия для выделения кристаллического осадка.

Если свежеосажденный осадок оставить на некоторое время под маточным раствором, то осадок претерпевает ряд изменений, которые называются старением.

Условия осаждения кристаллических осадков:

1. Осаждение проводить из достаточно разбавленного раствора разбавленным раствором осадителя;

2. Прибавлять осадитель очень медленно, по каплям (в особенности в начале осаждения);

3. Непрерывно перемешивать раствор стеклянной палочкой, чтобы предотвратить сильных местных точек пересыщения при добавлении осадителя;

4. Вести осаждение из горячего раствора, а иногда нагревают и раствор осадителя (чтобы повысить растворимость);

5. Отфильтровывать осадок только после охлаждения раствора;

6. Прибавлять при осаждении вещества, которые повышают растворимость осадка.

Почти всегда после добавления осадителя оставляют осадок на несколько часов, а наиболее часто на протяжении суток, чтобы осадок “созрел” (происходит укрупнение кристаллов). Причиной укрупнения кристаллов является большая растворимость очень маленьких кристаллов вещества по сравнению с растворимостью более крупных кристаллов при других одинаковых условиях.

В результате перекристаллизации образуются кристаллы более совершенной формы, укрупняются, что оказывает содействие повышению чистоты осадка.