Образование осадков. Влияние различных факторов на полноту осаждения
Растворимость осаждаемого соединения
Очевидно, что при прочих равных условиях всякое отделение будет тем более полным, чем менее растворимо то соединение, в виде ко-торого осаждается данный ион. Например, катионы Ba2 + можно осаждать из анализируемого раствора в виде сульфатов, хроматов, карбонатов и оксалатов. Произведения растворимости этих соединений равны:
KS(BaSO4)= 1,1 · 10-10
KS(BaCrO4) = 2,4 · 10-10
KS(BaCO3)= 8,0 · 10-9
KS(BaC2O4) = 1,6 · 10-7
При прочих равных условиях осаждение Ba2+ будет тем полнее, чем менее растворимо соединение, в виде которого осаждается данный ион. Из приведенных значений KS можно сделать вывод, что наименее растворим BaSO4, поэтому наиболее полным будет осаждение в виде этого соединения.
Влияние осадителя
Казалось, чтобы достичь полного осаждения того или иного иона, надо прибавить эквивалентное по уравнению реакции количество осаждающего иона (осадителя). На самом деле, если растворимость и произведение растворимости осадка не очень малы, то эквивалентного количества осадителя оказывается недостаточно. Над осадком, в пределах произведения растворимости, остается еще некоторая концентрация неосажденного иона.
Для практически полного осаждения иона в виде соединения, заметно растворимого в воде, нужно добавить избыток осаждающего реактива.
Установлено, что при этом лучше всего брать полуторный избыток осадителя. Добавление большего избытка осадителя может не только способствовать полноте осаждения иона, но и, наоборот, часто вызывает растворение осадка.
|
|
|
Например, при осаждении Ca2 + в виде сульфата кальция по реакции
нужно избегать большого избытка (NH4)2SO4, т. к. может происходить растворение осадка за счет образования растворимой комплексной соли:
CaSO4 + (NH4)2SO4 = (NH4)2 [Ca(SO4)2]
Повышение растворимости осадков при добавлении большого избытка осадителя может быть также обусловлено амфотерностью осаждаемых гидроксидов Al(OH)3, Zn(OH)2 и т. д.:
Кроме того, приливаемый избыток осадителя вызывает солевой эффект.
начение рН раствора
Значение рН раствора существенным образом может влиять на полноту осаждения. Особенно заметно это влияние при осаждении малорастворимых гидроксидов, а также солей слабых и сильных кислот.
Рассмотрим это влияние на примере осаждения малорастворимых гидроксидов. Здесь осадителем является ОН- – ион. От концентрации [ОН-] зависит, выпадет ли осадок гидроксида и будет ли его осаждение практически полным. При осаждении гидроксида очень важно знать рН начала осаждения (рНн.о.) и рН конца осаждения (рНк.о.)
Пример.
Рассчитать рНн.о. и рНк.о. Mg(OH)2 из 0,01 М раствора Mg2+.
Решение.
Из величины KS (Mg(OH)2) легко рассчитать концентрацию [ОН-] – иона, при которой достигается произведение растворимости и начинается осаждение Mg(OH)2:
|
|
|
KS (Mg(OH)2)= [Mg2+ ] [OH]2
Следовательно,
pOH = -lg 2,5 · 10-4 = 3,6;
рНн.о. = 14 - pOH = 14 - 3,6 = 10,4.
Для расчета рН конца осаждения исходят из того факта, что осаждение считается полным тогда, когда концентрация осаждаемого иона (в данном случае Mg2+) понизится до 10 -5 - 10 -6 моль/л. Следовательно, концентрация [ОН-] в конце осаждения равна
рНк.о. = 14 = lg 2,5 · 10-2 = 12,4
Если рН > 12,4, то осаждение Mg2+ будет еще более полным, а при рН < 12,4 осаждение будет неполным, при рН < 10,4 Mg2+ не будет осаждаться совсем.
Теоретически вычисленные значения рН н.о. и рН к.о в большинстве случаев совпадают с опытными достаточно удовлетворительно, хотя на практике приходится сталкиваться с достаточно большим числом факторов, влияющих на осаждение, в том числе на присутствие в растворе других ионов, способных к осаждению в данных условиях, и т. д.
Часто используют для регулирования рН в процессе осаждения различные буферные смеси, способные поддерживать постоянным значение рН в процессе осаждения в заданном интервале.
Дата добавления: 2016-01-04; просмотров: 106; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!