Z Wikipedii

Analiza wagowa (inaczej: grawimetryczna) - chemiczna, ilościowa technika analityczna w polegająca na określeniu masy oznaczanej substancji po jej przeprowadzeniu w trudno rozpuszczalny związek chemiczny.

Ilościowe oznaczenie realizuje się poprzez usuwanie oznaczanego składnika z próbki w trakcie ogrzewania lub prażenia, wydzielanie składnika w formie trudno rozpuszczalnego związku lub wydzielanie pierwiastka chemicznego z analizowanej próbki w wyniku reakcji elektrodowej.

Usuwanie oznaczanego składnika z próbki polega na jego ulatnianiu się z analizowanej odważki w podwyższonej temperaturze lub w wyniku przeprowadzonej jednocześnie z ogrzewaniem reakcji chemicznej. W obu przypadkach masę oznaczanego składnika uzyskuje się w dwóch ważeniach. Określa się w ten sposób masę próbki i pozostałość.

Wydzielanie składnika jako trudno rozpuszczalnego związku sprowadza się do jego wytrącenia za pomocą odpowiedniego odczynnika. Osad po odsączeniu, przemyciu i wysuszeniu lub prażeniu, waży się. W wyniku prażenia można go także przeprowadzić w inny związek o dokładnie określonym składzie chemicznym.

Oznaczenia wagowe stosuje się dla tzw. makroskładników, czyli składników występujących w próbce w większych ilościach.

[edytuj] Wymagania stawiane osadom

Osad w analizie wagowej musi być trudno rozpuszczalny w wodzie. Jego rozpuszczalność nie powinna być większa niż 10^-5 mol/l, a ilość składnika pozostającego w roztworze po oddzieleniu osadu nie może przekraczać 0,1-0,2 mg/l. Rozpuszczalność trudno rozpuszczalnych związków obniża się stosując odpowiedni nadmiar odczynnika wytrącającego.

Osad musi mieć stały, ściśle określony skład chemiczny, o znanej procentowej zawartości oznaczanego składnika. Zmiany, jakim ulega osad w trakcie suszenia lub prażenia, powinny przebiegać ilościowo.

Osad zarówno krystaliczny jak i koloidalny, powinien mieć postać umożliwiającą szybkie i łatwe sączenie i przemycie. Postać osadu nie powinna także sprzyjać zanieczyszczeniu składnikami roztworu macierzystego.

Masa cząsteczkowa osadu powinna być duża, a masa oznaczanego składnika powinna stanowić małą jej część. Zmniejsza to błąd podczas ważenia, a ewentualne straty osadu w mniejszym stopniu wpływają na wynik oznaczenia.

[edytuj] Rodzaje osadów

1. krystaliczne – złożone z cząstek o uporządkowanej budowie sieciowej. Tworzą podczas rozpuszczania roztwory rzeczywiste. Postać osadu zależy od sposobu jego wytrącania.
   • drobnokrystaliczne (np. BaSO₄)
   • grubokrystaliczne (np. MgNH₄PO₄)
2. koloidalne – złożone z cząstek o nieuporządkowanej budowie sieciowej. Rozpuszczane w wodzie tworzą roztwory koloidalne. Dzieli się je dalej na:
   • serowate (np. AgCl)
   • galaretowate (np. Fe(OH)₃)
3. liofilowe (hydrofilowe, gdy rozpuszczalnikiem jest woda – trudno koagulują, do ich wytrącania potrzeba większej ilości elektrolitu. Tworzą się wówczas osady galaretowate o bardzo rozwiniętej powierzchni, z dużą ilością mikroporów, trudne do sączenia i przemywania), np. SiO₂*nH₂O
4. liofobowe (hydrofobowe) – łatwo koagulują w wyniku czego powstają kłaczkowate osady np. AgCl

[edytuj] Postać osadu

Podczas wytrącania osadów krystalicznych w roztworze tworzą się liczne zarodki krystalizacji, a powstające z nich kryształy mają różną szybkość narastania. Jeżeli szybkość tworzenia się zarodków krystalizacji jest większa od szybkości narastania kryształów, tworzą się osady drobnokrystaliczne. W przeciwnym wypadku tworzą się osady grubokrystaliczne, bardzo pożądane w analizie wagowej.

Aby uzyskać osad grubokrystaliczny należy przeprowadzić proces tzw. dojrzewania (starzenia) osadu. Polega on na pozostawieniu wytrąconego osadu krystalicznego w roztworze macierzystym w temperaturze pokojowej na okres 1-24h lub utrzymywaniu osadu w roztworze w podwyższonej temperaturze przez około 2h. W tym czasie małe kryształki ulegają rozpuszczeniu, a większe powiększają swoje rozmiary. Następuje rekrystalizacja, polegająca na uporządkowaniu sieci krystalicznej oraz oczyszczeniu z zanieczyszczeń zaadsorbowanych na powierzchni lub zaokludowanych we wnętrzu kryształu.

Procesu starzenia osadów nie zaleca się, gdy może nastąpić wytrącanie następcze oraz w przypadku wytrącania osadów koloidalnych.

[edytuj] Procesy i czynniki towarzyszące wytrącaniu osadów:

• iloczyn rozpuszczalności
• współstrącanie
• adsorpcja
• okluzja
• tworzenie kryształów mieszanych
• tworzenie połączeń z innymi jonami
• wytrącanie następcze

[edytuj] Czynniki wpływające na rozpuszczalność osadów

Rozpuszczalność osadów zależy od:

• temperatury,
• siły jonowej roztworu,
• rodzaju rozpuszczalnika,
• wartości pH roztworu,
• obecności jonów wspólnych z osadem,
• hydrolizy jonów na które rozpada się w roztworze rozpuszczona część osadu,
• tworzenia się w roztworze związków kompleksowych.

[edytuj] Bibliografia

1. T. Lipiec i Z.S. Szmal; Chemia analityczna z elementami analizy instrumentalnej; wyd. VI, PZWL, W-wa 1988.
2. A. Cygański; Chemiczne metody analizy ilościowej; wyd. III, WNT, W-wa 1994.
3. pod red. M. Wesołowskiego; Chemiczne metody analizy ilościowej; AMG; Gdańsk 1998; ISBN 83-87047-12-0.