Байланысты: физико-химические методы исследования строительных материалов (3)
2.3.1. Гравиметрический (весовой) метод анализа. При гравиметрическом методе анализа из навески
исследуемого вещества получают осадок, который взвешивают.
Гравиметрические методы основаны на законах сохранения
массы и постоянства состава веществ.
Образование осадка - основной результат реакций при
гравиметрическом методе. Осаждение позволяет разделять
вещества. Способность выпадать в осадок зависят от свойств
элементов, образующих осадок. Важное значение имеет
растворимость соединений. Чем меньше радиус иона элемента,
тем больше растворимость вещества. Это объясняется
увеличением поляризуемости катионов и возрастанием степени
ковалентности
связи.
Осадки
легче
образуются
при
взаимодействии катионов с анионами, имеющими большой
радиус и легко поляризующимися. В зависимости от формы и
29
размера частиц осадки делятся на кристаллические и аморфные.
Свойства осадков определяются их химическим составом,
размером и формой частиц.
Гранулометрические
характеристики
определяют
скорость осаждения и созревания осадка и скорость фильтрации
раствора. Чтобы анализ был точным и прошел быстро,
необходимо полное осаждение веществ в виде кристаллов.
Процесс осаждения осадков состоит из 2-х стадий: образование
центра кристаллов и наращивание массы кристаллов. Ионы, из
которых образуется осадок, сольватированы молекулами
растворителя.
Если центров кристаллизации образуется много, то
образуется
много
мелких
кристаллов.
При
малой
кристаллизации кристаллы вырастают крупными, но в
небольшом количестве. Количество центров кристаллизации
зависит от степени перенасыщенности раствора и увеличивается
при ее возрастании. Перенасыщенность раствора П выражается
формулой:
П =
С
п
− С
н
С
н
; где
С
п
– концентрация перенасыщенного раствора
С
н
– концентрация насыщенного раствора
В более перенасыщенном растворе образуется большое
количество центров кристаллизации, из которых нарастает
осадок с мелкими кристаллами. Если осаждение идет медленно,
то образуются крупные кристаллы.
На процесс образования осадков влияют многие
факторы. Повышение температуры увеличивает растворимость
веществ и это приводит к увеличению размера кристаллов.
Концентрация растворов реагирующих веществ должна быть
оптимальной. Вещества с повышенной растворимостью
образуют крупные кристаллы. Спорность взаимодействия
реагентов оказывает значительное влияние на размер частиц
осадка. При быстром смешивании растворов реагентов
образуется много мелких кристаллов. Постепенное добавление
одного
реагента
к
другому
вызывает
образование
крупнокристаллического осадка. Время формирования осадка
30
при его увеличении приводит к растворению мелких кристаллов
и наращиванию за их счет крупных. Образование аморфных
осадков связано с явлением коллоидообразования.