Качественный полумикроанализ - Алимарин И.П.
Скачать (прямая ссылка):
В тех случаях, когда в результате реакции выпадает осадок, минимальная концентрация теоретически определяется величиной растворимости продукта реакции в воде, но практически для отчетливого обнаружения в растворе небольшого осадка или помутнения необходима несколько ббльшая концентрация определяемого иона.
Так, например, в 100 мл воды при 20° растворяется 1,5 • Ю-1 г AgCl, что соответствует 3,7- 10~5 г СГ, или 1 : 3 220 000, тогда как минимальная концентрация в этом случае равна 1 : 1 000 000.
Если в результате реакции обнаружения какого-либо иона образуется окрашенное комплексное соединение, то минимальная концентрация обнаруживаемого иона зависит от константы устойчивости окрашенного комплексного иона.
Реакция тем чувствительнее, чем меньше открываемый минимум и чем меньше минимальная концентрация.
Объем V раствора, в котором производится обнаружение определяемого вещества, имеет существенное значение для характеристики чувствительности реакции. Небезразлично, наблюдаем ли мы продукты реакции в капле 0,03 мл или в 10 мл раствора.
Зная объем V. раствора, взятый для выполнения реакции, и открываемый минимум данной реакции, можно вычислить минимальную концентрацию, или, наоборот, вычислить открываемый минимум, зная минимальную концентрацию.
Для этой цели пользуются следующими формулами:
18
где С — минимальная концентрация; тп — открываемый минимум в у;
V — объем раствора в мл, взятый для выполнения реакции Так, например, экспериментальным путем было найдено, что в капле раствора объемом 0,03 мл можно обнаружить не менее 0,15 у РЬ"^ в виде малорастворимого соединения РЬСгО^. Отсюда следует, что открываемый минимум данной реакции равен 0,15 у, а минимальная концентрация равна
С = 1
0,03-106 0,15
1:200000.
Если же экспериментальным путем было найдено, что реакция образования РЬСг04 дает положительный результат только в том случае, когда в 200 000 мл раствора содержится не менее 1 г РЬ++, то можно вычислить открываемый минимум для данной реакции. Он будет равен
1
200 000
0,03- 10«= 0,15-г.
Чувствительность реакций обнаружения какого-либо иона в растворе различными реактивами будет, конечно, различной.
Это можно наглядно видеть из следующих примеров обнаружения иона ОГ+ в капле раствора (объемом 0,05 мл) различными реактивами.
Таблица II
Чувствительность реакций иона меди с различными реактивами
Реактив Образующееся соединение и его окраска Открываемый минимум Ї Минимальная концентрация
НС1 Н[СиСу, зеленое окрашивание раствора 1 1 :50 000
[Си(ЫН3),]С12) синее окрашивание раствора 0,2 1 :250 000
К4[Ре(сы)0; СиК»[Ре(СМ1,],-коричневый осадок 0,02 1 :2 500 000
В качественном анализе применяются реакции, открываемый минимум которых не больше 50 у, а минимальная концентрация меньше 1 : 1000.
Если концентрация определяемого иона в растворе будет ниже минимальной концентрации, обнаруживаемой данным реактивом, то ион не может быть обнаружен этой реакцией. Если все же необходимо обнаружить этот ион (в том случае, когда концентрация его в анализируемом растворе ниже минимальной),
то предварительно повышают концентрацию раствора посредством упаривания или же применяют более чувствительную реакцию.
Иногда чувствительность реакции можно повысить, извлекая продукты реакции небольшим количеством органических растворителей (эфир, бензол), в которых эти продукты растворяются лучше, чем в воде.
Прн исследовании состава различного рода веществ часто необходимо бывает знать количество А (в процентах) элемента, которое можно еще обнаружить в данном веществе, применяя реакцию определенной чувствительности.
Это можно рассчитать, если известны: вес С (в граммах) пробы, взятой для анализа, объем V (в миллилитрах) конечного раствора, полученного в результате выполнения всех операций в процессе анализа, и чувствительность реакции С, выраженная в виде минимальной концентрации, применяя следующую формулу:
V -С
Например, требуется узнать, какое минимальное количество железа в алюминиевом сплаве можно еще обнаружить, применяя реакцию образования синего осадка с К4[Ре(С1М)б], если чувствительность этой реакции равна
1 : 1000000. Допустим, что взятая для анализа навеска' сплава равна 0,01 г, а объем раствора, полученный после растворения сплава в кислоте, равен
2 мл, тогда
~оа-100 = 0,02о/о.
Следовательно, в данных условиях железо может быть обнаружено при содержании его в сплаве в количестве не менее 0,02%.
Факторы, влияющие на чувствительность реакций
Открываемый минимум или минимальная концентрация определяемого элемента (иона) не являются постоянными величинами для каждой реакции; они могут в ряде случаев в зависимости от условий изменяться в довольно широких пределах.
Так, например, на величину чувствительности реакции оказывают влияние: толщина рассматриваемого слоя раствора, интенсивность освещения, температура, рН, концентрация реактива в растворе, последовательность прибавления реактивов.
Чувствительность реакции может быть повышена или понижена посредством изменения концентрации применяемых реактивов. С увеличением концентрации иона, вызывающего образование осадка, понижается концентрация в растворе определяемого иона, т. е. происходит более полное осаждение продукта реакции; следовательно, реакция становится более чувствительной.
