План - Суть гравиметрического анализа и классификация его методов.
- Метод осаждения: техника выполнения, требования к осадкам.
- Использование гравиметрии в фармацевтическом анализе.
Гравиметрический анализ – метод количественного химического анализа, который базируется на точном измерении массы определяемого вещества или его составных частей, выделенных в химически чистом состоянии или в виде соответствующих соединений (точно известного постоянного состава). - Гравиметрические методы:
- Метод выделения.
- Метод осаждения.
- Метод отгонки.
- Метод выделения – это метод гравиметрического анализа, который базируется на определении точной массы определяемого вещества, выделенного в чистом виде.
- Метод осаждения – это метод гравиметрического анализа, который базируется на измерении точной массы определяемого вещества, осажденного в форме химического соединения с точно известным содержанием.
Метод осаждения - Ba2+ t
- SO42- BaSO4 BaSO4
- определяемое осаждаемая весовая
- вещество форма (гравиметрическая)
- форма
Метод осаждения - 6ОН- t
- 2Fe3+ 2Fe(OH)3 Fe2O3
- определяемое осаждаемая весовая
- вещество форма форма
Метод осаждения Метод отгонки – это метод гравиметрического анализа, который базируется на определении точной массы летучего определяемого компонента. - Метод прямой отгонки. Определяемый летучий компонент поглощают специфическим поглотителем и по увеличению массы последнего рассчитывают массу определяемого компонента.
- CaCO3 + 2H+ CO2↑ + Ca2+ + H2O
- CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O.
- Метод непрямой отгонки. В непрямых методах определяют массу остатка вещества после полного удаления определяемого летучего компонента.
- BaCl2∙2H2O BaCl2 + 2H2O↑.
- В непрямой отгонке рассчитывают массу оптимальной навески по формуле:
- В расчетах обязательно руководятся предварительно заданной относительной ошибкой взвешивания:
- Часто исходят из того, что относительная ошибка взвешивания должна быть .
Преимущества и недостатки гравиметрического анализа - Преимущества
- 1. Высокая точность (0,005-0,01 %)
- 2. Высокая воспроизводимость
- 3. Простота выполнения
| - Недостатки
- Длительность
- Трудоемкость
| Метод осаждения: техника выполнения, требования к осадкам. - Схема анализа и главные операции метода осаждения такие:
- расчет массы навески
- взятие навески
- растворение навески
- вибор осадителя
- расчет количества осадителя
- осаждение
- фильтрование
- промывание осадка
- прокаливание или высушивание осадка
- взвешивание
- расчет содержания
- Гравиметрический фактор показывает долю определяемого компонента в весовой (гравиметрической) форме.
- Масса гравиметрической формы определяется:
- погрешностью весов ( );
- оптимальной массой осаждаемой формы.
Масса осаждаемой формы для разных типов осадков | | | | | | | | - Легкий кристаллический (CaCO3)
| | | - Тяжелый кристаллический (BaCO3)
| | | - Очень тяжелый кристаллический (PbSO4)
| | | Масса гравиметрической формы: - для кристаллических осадков 0,5 г
- для аморфных осадков – 0,1 г.
- !!!! Следует запомнить: чем больше навеска определяемого вещества, тем выше относительная точность результатов анализа.
Взятие навески. - взятие навесок твердых веществ - часовое стекло, бюксы, пробирки.
- взятие жидких веществ – капельницы, маленькие колбы объемом 1 – 2 мл, желатиновые капсулы, подвесные пипетки с пришлифоваными кранами.
- взятие навесок легко летучих веществ - тонкостенные ампулы, из которых перед заполнением удаляют воздух.
- Растворение навески
- Растворение в кислотах (разбавленных или концентрированных) выполняют в вытяжном шкафу!
- Выбор осадителя
- Требования к осаждаемой форме
- Осаждаемая форма должна владеть достаточно невысокой растворимостью (ПР10-8).
- Осадок должен быть по возможности крупно кристаллическим.
- Осаждаемая форма должна достаточно легко превращаться в гравиметрическую (весовую) форму.
Требования к весовой форме - Точное соответствие состава химической формуле (осажденная форма Fe(OH)3 Fe2O3 xH2O, а весовая форма! Fe2O3).
- Химическая стойкость весовой формы.
- Содержание определяемого элемента в весовой форме должно быть как можно меньшим.
Важность низкого содержания определяемого вещества в гравиметрической форме | | | - 152 г Cr2O3 - 104 г Cr
- 1 мг Cr2O3 - х мг Cr
- Х = 1041 / 152 =
- 0,7 мг (Cr)
- потеря
| - 253,3г BaCrO4 - 52 г Cr 1 мг BaCrO4 - х мг Cr
- Х = 521 / 253,3 =
- 0,2 мг (Cr)
- потеря
| Требования к осадителям: - Желательно, чтобы осадитель был летучим соединением.
- Осадитель должен быть достаточно специфическим – осаждать определяемый ион в присутствии посторонних ионов.
- 2Al3+ + 3S2O32- + 3H2O = 2Al(OH)3 + 3S + 3SO2.
- Органические осадители:
- диметилглиоксим
- 8-оксихинолин
- оксалатная кислота
- -нитрозо--нафтол
- Неорганические осадители:
- щелочи
- аммиак
- гидроген сульфид или сульфиды
- сульфатная кислота
- ортофосфатная кислота
- Преимущества органических осадителей состоит в следующем:
- Растворимость осадков с органическими осадителями меньше.
- Осадки с органическими реагентами являются кристаллическими.
- Осадки с органическими реагентами являются более чистыми, поскольку на их поверхности меньше адсорбируются примеси.
- Органические осадители имеют более высокую селективность и специфичность.
- Гравиметрический фактор при определении с органическими реагентами на много меньше, а значит, точность определения увеличивается.
Расчет количества осадителя - В гравиметрическом анализе осаждение считается практически полным, если в растворе масса осаждаемого соединения находится в пределах точности взвешивания
- меньше 0,0002-0,0001 г.
- летучего осадителя берут в 2-3 раза больше от рассчитанного стехиометрического количества (рассчитывают по уравнению реакции);
- нелетучего осадителя - в 1,5 раза
Осаждение. - Кинетика образования осадка:
- Появление зародышей (первичных) кристаллов (стадия образования коллоидных растворов) – еще нет поверхности раздела фаз.
- Агрегация первичных кристаллов в более крупные частички и выпадание осадка. Этот процесс может идти двумя путями, которые и определяют форму осадка.
Условия осаждения кристаллических осадков: - Осаждение проводят из достаточно разбавленных растворов разбавленным раствором осадителя.
- Добавляют осадитель очень медленно, по каплям (особенно вначале осаждения).
- Непрерывно перемешивают раствор стеклянной палочкой, чтобы избежать сильного местного пресыщения при добавлении осадителя.
- Ведут осаждение из горячего раствора, а иногда нагревают и раствор осадителя (чтобы увеличить растворимость).
- Отфильтровывают осадок только после охлаждения раствора.
- Добавление при осаждении веществ, которые повышают растворимость осадка (например, кислоты).
Условия осаждения аморфных осадков. - Осаждение ведут из концентрированных растворов концентрированными растворами осадителя.
- Осаждение ведут из горячих растворов (повышение t ускоряет коагуляцию осадка и уменьшает адсорбцию примесей на поверхности осадка).
- Осаждение ведут в присутствии электролита - коагулянта.
- Осадки быстро фильтруют и не оставляют под маточным раствором.
- Совместное осаждение (соосаждение) – загрязнение осадка веществами, которые должны были бы оставаться полностью в растворе, так как они в условиях осаждения являются растворимыми.
- Типы соосаждения:
- адсорбция
- окклюзия
- изоморфизм
Положение адсорбционного равновесия зависит от ряда факторов: - Площадь поверхности адсорбента.
- Концентрация тех или других примесных ионов.
- Температура (с t адсорбция ).
- Природа адсорбируемых ионов:
- - первоочередно адсорбируются ионы, которые образуют кристаллическую решетку осадка;
- - Ионы с противоположным зарядом адсорбируются с большим зарядом, с одинаковым зарядом большей концентрации, из ионов с одинаковым зарядом и, которые имеют одинаковую концентрацию, сильнее адсорбируются те, которые сильнее притягиваются ионами кристаллической решетки (правило Панета – Фаянса – Гана).
При окклюзии примесное вещество содержится в середине частичек осадка. Причины: - адсорбция в процессе кристаллизации; - захват загрязняющего вещества при кристаллизации; - образование химического соединения между осадком и соосаждаемой примесью. - Изоморфизм – образование смешанных кристаллов (имеют общую кристаллическую решетку).
Правило Хлопина и Гана: количество соосажденной примеси при образовании смешанных кристаллов зависит от относительных концентраций ее и осаждаемого иона в растворе: Послеосаждение – формирование нового осадка на поверхности основного при стоянии. Уменьшение соосаждения: - Рациональный выбор хода анализа.
- Рациональный выбор осадителя: органические осадители дают меньшее соосаждение посторонних веществ, чем неорганические.
- Осаждение крупно кристаллических осадков.
- Выдерживание осадка под маточным раствором.
- Промывание осадка.
- Переосаждение.
Фильтрование. - бумажные фильтры (беззольные) (масса золы 0,00003 – 0,00007 г)
- стеклянные фильтры
- Промывание
- прийомы:
- промывание на фильтре (для аморфных осадков)
- промывание декантацией (для кристаллических осадков)
Выбор промывной жидкости: - кристаллические осадки с низкой растворимостью – водой промываются
- аморфные осадки - промываются растворами летучих электролитов, чтобы избежать пептизации осадка
- осадки з высокой растворимостью промываются растворами электролитов, которые содержат одноименный с осадком ион
- Концентрация посторонних веществ Сn, которые остались в осадке после n – ого промывания:
Прокаливание или высушивание осадков - высушивание в фарфоровых и стеклянных тиглях
- прокаливание в фарфоровых, корундовых, платиновых тиглях
- !!! Прокаливание и высушивание гравиметрической формы приводят ее к постоянной массе, то есть разница между параллельными ее взвешиваниями не будет превышать 0,0002 г
Расчет содержания. Использование гравиметрии в фармацевтическом анализе - Определение влажности в препаратах (непрямая отгонка).
- Определение воды методом прямой отгонки (ГФУ).
- Определение сухого остатка в экстрактах, настойках (непрямая отгонка).
- Определение сульфатной золы и золы (метод выделения).
- Определение лекарственных средств (пиперазина адипинат – метод осаждения).
- Объединение метода выделения с экстракцией для определения содержания некоторых субстанций (хинина гидрохлорида, хинина дигидрохлорида, натриевых солей барбитуратов).
Достарыңызбен бөлісу: |
