Портал аналитической химии

Выпадающие в процессе анализа осадки увлекают с собой из раствора различные примеси. Например, если на раствор, содержащий смесь BaCl2 с FeCl3, подействовать серной кислотой, то следовало бы ожидать, что будет осаждаться только BaSO4, так как соль Fe2(S04)3 растворима в воде. В действительности, однако, и она частично осаждается. В этом можно убедиться, если выпавший осадок отфильтровать, промыть и затем прокалить.

 

Осадок оказывается не чисто белым (цвет BaSO4), а окрашенным в коричневатый цвет окисью железа, образующейся в результате разложения Fe2(SO4)3 при прокаливании.

 

Загрязнение осадка веществами, которые должны были бы полностью оставаться в растворе, так как они в условиях осаждения растворимы, называется соосаждением.

Соосаждение имеет очень большое значение в аналитической химии. Прежде всего, это один из основных источников погрешностей в гравиметрических определениях. Поэтому аналитику приходится постоянно принимать меры, чтобы уменьшить соосаждение посторонних примесей и осадителя.

Но соосаждение может играть также и весьма положительную роль при анализе. В аналитической практике нередко концентрация определяемого компонента в растворе настолько мала, что осаждение его невозможно. Тогда проводят соосаждение определяемого микрокомпонента (т. е. составной части, присутствующей в очень малой концентрации) с каким-либо подходящим коллектором (носителем).

Например, при анализах воды важное значение имеет определение содержания в ней свинца. Между тем концентрация РЬ2+-ионов в воде настолько мала, что величина произведения растворимости даже наименее растворимого из соединений свинца — PbS не может быть достигнута.

Чтобы вызвать осаждение Pb2+, нужно во много раз увеличить концентрацию его в растворе. Это можно было бы осуществить, выпаривая 10 л исследуемой воды до объема ~100 мл. Но такое выпаривание сопряжено с огромной затратой времени и энергии и, кроме того, влечет за собой увеличение концентрации не только определяемого, но и всех других компонентов в растворе, что может иногда затруднить дальнейший анализ.

Гораздо быстрее и проще концентрирование микрокомпонента достигается соосаждением его с каким-либо подходящим коллектором. В данном случае таким коллектором служит осадок СаСОз, образующийся при прибавлении к исследуемой воде раствора Na2CO3. Вместе с CaCO3 соосаждаются практически все присутствующие в воде РЬ2+-ионы. Если отделить образовавшийся небольшой осадок и затем растворить его в возможно малом количестве HCl или CH3COOH, то получится раствор, в котором концентрация РЬ2+-ионов на несколько порядков выше, чем в исходной воде. Определение Pb2+ в этом растворе уже не представляет затруднений.

Приемом соосаждения микрокомпонентов с коллектором пользуются очень часто, например в методе концентрирования. Особенно велико его значение в химии рассеянных и редких элементов.

Соосаждение используют и для других целей, например для повышения чувствительности или специфических реакций, улучшения условий осаждения, удаления веществ, мешающих анализу, и т. д.

Ввиду большого практического значения соосаждения этому методу на протяжении целого столетия (с середины XIX века) посвящалось большое количество исследований. Значительные успехи в этой области были достигнуты лишь после того, как при изучении процессов соосаждения были использованы радиоактивные изотопы.

Существует несколько различных типов соосаждения. С точки зрения аналитической химии их всего удобнее разбить на три группы. Различают адсорбцию, окклюзию и изоморфизм.

 

Адсорбция. При адсорбции загрязняющее вещество находится на поверхности твердой фазы, которая называется в этом случае адсорбентом. Для аналитической химии особенно важное значение имеет адсорбция растворенных веществ из растворов, открытая Т. Е. Ловицем в конце XVIII века.

Адсорбция объясняется тем, что, ионы или молекулы, расположенные на поверхности твердой фазы, находятся в иных условиях, чем частицы, лежащие внутри нее. В то время как эти частицы связаны с соседними по всем направлениям, так что действующие между ними силы взаимно уравновешиваются, у частиц поверхностного слоя уравновешены только силы, направленные внутрь вещества и лежащие в плоскости самой поверхности. Поэтому на поверхности создается свободное силовое поле, и частицы могут притягивать к себе ионы или молекулы растворенных веществ.

 

дсорбция представляет собой процесс обратимый, поскольку наряду с ней идет также противоположный процесс десорбции, т. е. переход адсорбированных ионов или молекул с поверхности адсорбента в раствор. Одновременное течение этих двух взаимно противоположных процессов приводит, как и всегда, к состоянию динамического равновесия, называемого адсорбционным равновесием.

< Предыдущая		Следующая >