Исходя из значений KS, можно вычислить, какие концентрации иона
необходимы для начала осаждения оксалата кальция и бария:Из приведенных расчетов видно, что для осаждения оксалата кальция требуется значительно меньшая концентрация оксалат-иона (2,6 .10 -8 моль/л), чем для оксалата бария (1,6 .10 -6 моль/л).
Следовательно, из смеси будет первым осаждаться оксалат кальция, для которого произведение растворимости достигается раньше.
Таким образом, осаждение ионов из их смеси происходит в той последовательности, в какой достигаются произведения растворимости малорастворимых электролитов, образующихся при действии того или иного реактива. Такое последовательное осаждение называется фракционированным (или дробным).
6. Превращение одних малорастворимых соединений
в другие
В аналитической химии часто приходится иметь дело с реакциями, в которых одно малорастворимое соединение переводят в другое, еще менее растворимое в данных условиях. Например, осадок SrSO4
(KS = 3,2 . 10 -7) легко превращается в SrCO3 (KS = 1,1 . 10 -10) при действии избытка раствора Na2CO3 на осадок SrSO4.
Это имеет большое практическое значение, т. к. SrSO4 не растворяется в кислотах, а SrCO3 – растворим. Поэтому, чтобы перевести SrSO4 в раствор, его сначала превращают в карбонат, а затем растворяют в кислотах.
Если сопоставить произведения растворимости BaSO4
(KS = 1,1.10-10) и BaCO3 (KS = 5,1 . 10-9), может показаться, что перевести сульфат бария в карбонат нельзя. Однако это не так. Осадок BaCO3 образуется всегда, когда произведение растворимости его окажется превышенным, т. е.
Превращение BaSO4 в BaCO3 должно происходить при условии
,т. е.
.Таким образом, чтобы превращение BaSO4 в BaCO3 происходило, надо, чтобы
в растворе превышала более, чем в 50 раз.На практике для более полного перевода осадка осуществляют многократное действие свежей порцией раствора Na2CO3 на осадок, сливая при этом жидкость с осадка.
Процессы превращения одних малорастворимых соединений в другие могут быть с успехом использованы для разделения ионов, особенно при их дробном обнаружении.
Методы осадительного титрования основаны на реакциях осаждения определяемого компонента с титрантом.
Наиболее широкое применение нашли следующие виды осадительного титрования: аргентометрическое, титрант – раствор AgNO3; тиоцианометрическое, титрант – раствор NH4SCN; меркурометрическое, титрант – раствор Hg2(NO3)2; сульфатометрическое, титрант – раствор BaCl 2 или раствор H2SO4.
Кривые осадительного титрования
Процесс осадительного титрования исследуют с помощью кривых, которые позволяют определить пригодность метода для анализа и подобрать индикатор. Кривые титрования представляют собой зависимость изменения концентрации определяемого вещества в титруемой смеси от объема добавленного титранта. Концентрации представляют в виде отрицательного логарифма (например, pCl = - lg[Cl -]).
Рассмотрим построение кривой титрования 100,0 мл 0,1 н раствора NaCl раствором AgNO3 той же концентрации.
Расчет концентраций при построении кривой проводят по формулам:
1) до начала титрования концентрация Cl- равна концентрации NaCl:
[Cl-] = с(NaCl); pCl = - lgс(NaCl); (7.1)
2) в процессе титрования до точки эквивалентности концентрацию Cl- вычисляют по формуле
; (7.2)3) в точке эквивалентности концентрацию Cl- вычисляют из произведения растворимости AgCl:
; (7.3)4) после точки эквивалентности концентрация Cl- мала и ее рассчитывают из KS (AgCl), с учетом избыточного содержания Ag+ в растворе, по формуле
; (7.4)Таблица 7.1
Изменение pCl и при титровании 100 мл 0,1 н NaCl 0,1 н AgNO3
Объем AgNO3, мл | [Cl-] | pCl |
0,0 | 0,1 | 1 |
90,0 | 2 | |
99,0 | 3 | |
99,9 | 4 | |
100,0 | 5 | |
100,1 | 6 | |
101,0 | 7 | |
110,0 | 8 |