Gravimetrické výpočty + gravimetrická stanovení železitých, hlinitých, vápenatých a hořečnatých kationtů

Výpočty v gravimetrii -

1) přepočet zvážené IL ( izolované látky) na látku stanovovanou (SS)

- používá se gravimetrický faktor - Fg - najdeme ho v chemických tabulkách

Př.: SS - Fe, IL - Fe₂O₃ 

Př.: SS - MgO, IL - Mg₂P₂O₇ 

Př.: SS - Ag, IL - Ag₃PO₄ 

Př.: SS - P₂O₅, IL - Mg₂P₂O₅ 

- hmotnost SS v použitém roztoku - Fg . m_IL

Př.: mFe = Fg . m_Fe2O3 = 2MFe/MFe2O3 . m_Fe2O3

a) hmotnost SS v použitém vzorku : vzorek → navážka → zásobování roztoku vzorku → pipetováno na stanovení → hmotnosti IL

Př.: odvození na Fe₂O₃ → Fe  

když 1M Fe₂O₃ ...odpovídá...2MFe

  pak mFe₂O_3(IL).....je mFe_2(SS)

b) přepočet - hmotnost SS v přepočet vzorku na stanovení → hmotnost SS v celé navážce

- m_SS v celé navážce = m_SS v používaném vzorku na stanovení . Fg

- faktor ředění - 

Př.: Navážka byla rozpuštěna a doplněna v zásobní baňce na 250 ml pipetováno bylo 25ml.

c) výpočet hmotnostních % SS ve vzorku

Stanovení Fe²⁺ jako Fe₂O₃

- princip - Fe²⁺ se po oxidaci na Fe³⁺ sráží za horka v mírně kys. prostředí za přítomnosti NH₄Cl, sráží se s zředěným NH_3(aq) jako Fe(OH)₃. Vyloučená sraženina se po odfiltrování (dekantací) a promytí žíhá při 900°C na Fe₂O₃, který se po ochlazení váží. Počítají se zpravidla % Fe.

- rovnice - Fe³⁺ + 3OH^- → Fe(OH)₃ - srážení, 2Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ + 3H₂O - žíhání při 900°C

- podmínky - 1) Fe²⁺ nutno převést na Fe³⁺, oxidace, povaření s H₂O₂, HNO₃, v případě H₂O₂ a Br vody je nutno nadbytek vyvařit, 2) prostředí slabě kyselé, NH₄Cl jako slabá kyselina, 3) srážení za tepla po kapkách a za míchání, 4) srážení s zř. NH_3(aq) do slabě amoniakální reakce, 5) filtrovat dekantací za horka, flit.pap. -bílá páska, 6) promývání horkým 1% NH₄NO_3, 7) žíhání 900°C

- výpočty -

 Stanovení Al³⁺,Cr³⁺ jako Al₂O₃,Cr₂O₃

- amoniakální metodou

- princip - Al³⁺  , Cr³⁺ se sráží za horka v mírně kys. prostředí za přítomnosti NH₄Cl, sráží se s zředěným NH_3(aq) jako Al(OH)₃. Vyloučená sraženina se po odfiltrování (dekantací) a promytí žíhá při 1000-1100°C na Al₂O₃, který se po ochlazení váží. Počítají se zpravidla % Al.

- podmínka - Al, Cr musí být ve formě Al³⁺  , Cr³⁺. Pokud tomu tak není musíme nejprve zredukovat Cr³⁺ .

- redukce na Cr³⁺ - a) povaření s ethanolem, b) redukce SO₂ → SO₄, c) redukce H₂S v kys. prostředí

- podmínky -  jsou stejné jako u Fe³⁺ = 1) Cr⁶⁺ nutno převést na Cr³⁺, a) povaření s ethanolem, b) redukce SO₂ → SO₄, c) redukce H₂S v kys. prostředí, 2) prostředí slabě kyselé, NH₄Cl jako slabá kyselina -u Al - do velmi slabého amoniakálního prostředí!!, 3) srážení za tepla po kapkách a za míchání, 4) srážení s zř. NH_3(aq) do slabě amoniakální reakce, 5) filtrovat dekantací za horka, flit.pap. -bílá páska, 6) promývání horkým 1% NH₄NO_3, 7) žíhání Cr³⁺ - 900 - 1000°C, Al³⁺ - 1000 - 1100°C

- stanovení ruší - DODÁM

- poznámka - V některých případech, hlavně u technologických rozborů se stanovují hlinité + chromité, železité popřípadě titaničité ionty ve formě tzv. seskvi oxidů. Váží se jako R2O3, stanovují se % R2O3 v daném vzorku. Zjišťujeme, v jakém poměru jsou jednotlivé kationty zastoupeny ve vzorku. Např.: rozbor vápence, cementu, sádrovce atd.

- výpočty -

Stanovení Ca²⁺ jako CaO

- šťavelovou metodou

- princip - Ca²⁺ se sráží za horka v slabě amon. prostředí mírným nadbytkem šťavelanu amonného podle rovnice Ca²⁺ + C₂O₄^2- → CaC₂O₄. Vyloučená sraženina se po stání na teplém místě odfiltruje, promyje se a tepelnou úpravou se převede buď na CaC₂O₄, nebo na CaCO₃, nebo CaO, které se po ochlazení váží. Tepelná úprava se dělá při 110°C

- rovnice -  při 110 °C - CaC₂O₄ . H₂O → CaC₂O₄ + H₂O↑

při 600°C - CaC₂O₄ → CaCO₃ + CO₂

při 1000°C CaCO₃  → CaO + CO₂

sumárně při 1000°C - CaC₂O₄ → CaO + CO₂ +CO

- podmínky - 1) vychází se z kyselých roztoků - HCl (v alkalickém prostředí by se mohl vyloučit šťavelan vápenatý), 2) srážejí se v slabě amoniakálním prostředí, (přidáme MČ), pak NH_3(aq) přejde do žlutého zabarvení, 3) srážení za tepla, po kapkách, za míchání, 4) srážení nadbytkem 5% (NH4)2C2O4 - nesmí se použít H2C2O4, protože by neutralizovala přítomný NH_3(aq), 5) stání na teplém místě (4 hodiny), 6) filtrace za horka modrou páskou, 7) promývání 1% CaC₂O₄, 8) tepelná úprava - po vysušení a spálení filtru žíháme při 1000°C na CaO, 9) ochlazený CaO se rychle zváží na dig. vahách, nebo se váží v uzavřené vážence

- stanovení ruší - 1) ionty, které se sráží s kys., kationty I.třídy, křemičitany a thiosírany, 2) ionty, které se sráží vodným roztokem čpavku

- výpočty -

Stanovení Mg²⁺

- fosforečnanová metoda, srážení pomocí ortohydroxochinolínu

1) Mg²⁺ fosforečnanovou metodou jako Mg₂P₂O₇

- princip - Mg²⁺ se sráží v prostředí NH₄Cl a 2,5% NH_3(aq) a to (NH₄)₂HPO₄ (hydrogenfosforečnanem amonným) za vzniku sraženiny Mg²⁺ + NH₄⁺ + PO₄^3- +6H₂O → ↓NH₄MgPO₄ . 6H₂O ↓. Vyloučení sraženina se po odfiltrování a promytí, vysušení a spálení filtru, žíháním při 900°C převede na Mg₂P₂O_7, který se po ochlazení zváží.

- rovnice - 2 NH₄MgPO₄ . 6H₂O → Mg₂P₂O₇ + 2 NH₃ + 7 H₂O

- Zpravidla se počítá % MgO

- V případě sušení se váží bezvodý NH₄MgPO_4, ale filtrace NEfiltračním papírem

- podmínky - 1) prostředí žíhání je NH4Cl, abychom zabránili znečištění okluzí, 2) prostředí 2,5% NH_3(aq) - výsledná koncentrace NH₃ po vysrážení, 3) srážení 10ti násobkem (NH₄)₂HPO₄, 4) srážení po kapkách, za míchání, 5) stání na teplém místě, 6) filtrace - bílá páska - může být za tepla, 7) promývání 2,5% NH_3(aq) s 1% NH₄NO₃, může oxidovat při spalování, tzn. - oxidační činidlo pro org.l., 8) žíhání při 900°C

- stanovení ruší - kromě iontů, které se sráží s Cl-, NH_3(aq) v kyselém prostředí, dále kationty, které se sráží s PO₄^3-  např.: Ca²⁺, Mg²⁺, Zn²⁺ atd..

- výpočty -

2) srážení ortohydroxochinolínem jako MgO

- používá se, když je větší počet Mg

-  Mg²⁺ se sráží 2% alkoholovým roztokem při pH 9,5-12,7

- sráží se za horka za vzniku žlutozelené sraženiny Mg(C₉H₆ON) . 2H₂O

- vyloučená sraženina se po odfiltrování a promytí buď:

1) suší - 105°C a váží se Mg(C₉H₆ON) . 2H₂O

2) suší se při 150 - 170°C, váží se bez kryst. vody

3) žíhá se při 900°C a váží se MgO