ХИМИКО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

ХИМИКО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПРОМЫШЛЕННЫХ И ПРОДОВОЛЬСТВЕННЫХ ТОВАРОВ Химико-аналитический контроль 1 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрические методы Классификация гравиметрических 1. методов, расчеты в гравиметрии Основные стадии гравиметрического 2. анализа по методу осаждения Характеристика гравиметрических 3. методов Применение гравиметрических 4. методов Химико-аналитический контроль 2 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрические методы Гравиметрия Химический метод, основанный на законе сохранения массы веществ при их превращениях. Аналитический сигнал Масса определяемого компонента, выделенного в химически чистом состоянии или в виде какого-либо соединения с достоверно известным составом. Химико-аналитический контроль 3 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрические методы. Классификация По количеству определяемого вещества Количество Название метода определяемого вещества Макрометод 0, 02. . . 0, 10 г Микрометод 0, 01. . . 10, 00 мг Ультрамикрометод менее 10 -6 г Химико-аналитический контроль 4 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрические методы. Классификация По способу выделения определяемого компонента v Пробирный анализ; v Электрогравиметрия; v Термогравиметрия; v Классическая гравиметрия ─ основана на выделении определяемого компонента в свободном виде или в виде химического соединения определенного состава. Химико-аналитический контроль 5 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрические методы. Классическая гравиметрия Классификация Методы выделения v. Аналит получают в свободном состоянии; v. Измеряют точную массу аналита ─ взвешивание; v Практическое применение ─ определение зольности. Химико-аналитический контроль 6 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрические методы. Классическая гравиметрия Классификация Методы отгонки v. Аналит выделяют из пробы в виде газа; v. Измеряют точную массу отогнанного вещества ─ прямой метод; или v. Измеряют точную массу остатка ─ косвенный метод; v Практическое применение ─ определение воды. Химико-аналитический контроль Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ" 7

Гравиметрические методы. Классическая гравиметрия Классификация Методы осаждения v. Аналит вступает в химическую реакцию с реагентом → малорастворимый продукт; v. Малорастворимый продукт → фильтруют → очищают от примесей → прокаливают или высушивают → твердый осадок известного химического состава → взвешивают; v Практическое применение ─ определение катионов и анионов. Химико-аналитический контроль 8 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрические методы. Расчеты v m. A – масса аналита, г; v mн – масса навески, г; v mгр. ф. – масса гравиметрической формы, г; v F – гравиметрический фактор, необходимый для пересчета массы образующегося осадка в соответствующую массу аналита. Химико-аналитический контроль 9 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрические методы. Расчеты v а и b – стехиометрические коэффициенты в химических формулах аналита и гравиметрической формы; v Мо. в. – молярная масса аналита, г/моль; v Мв. в. – молярная масса гравиметрической формы, г/моль. Химико-аналитический контроль 10 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрические методы. Расчеты v m. A – масса аналита, г; v mн – масса навески, г; v mгр. ф. – масса гравиметрической формы, г; v F – гравиметрический фактор, необходимый для пересчета массы образующегося осадка в соответствующую массу аналита. Химико-аналитический контроль 11 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. Метод осаждения. Основные этапы анализа Химико-аналитический контроль 12 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. Метод осаждения. Основные этапы анализа 1 -й этап анализа – осаждение Химико-аналитический контроль 13 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. Метод осаждения. Основные этапы анализа 1 -й этап анализа – осаждение Химико-аналитический контроль 14 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. Метод осаждения. Основные этапы анализа Требования к осаждаемой форме Она должна: v иметь достаточно низкую растворимость, чтобы потерями можно было пренебречь (10 -6 М); v легко фильтроваться и отмываться от загрязнений; v не подвергаться воздействию окружающей среды и иметь известный состав после высушивания или прокаливания. Химико-аналитический контроль 15 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. Метод осаждения. Основные этапы анализа Получение кристаллических осадков Необходимо: vвести осаждение из разбавленных растворов и разбавленным раствором осадителя; vприбавлять осадитель медленно по каплям; vперемешивать раствор непрерывно; vвести осаждение из горячего раствора и нагретым раствором осадителя; vфильтровать осадок только после охлаждения раствора и его созревания. Химико-аналитический контроль 16 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. Метод осаждения. Основные этапы анализа Получение аморфных осадков vосаждение проводят из концентрированных растворов концентрированным раствором осадителя; vосаждение ведут из горячего раствора, т. к. температура способствует коагуляции; vосаждение ведут в присутствии электролита коагулянта; vосадок фильтруют сразу же после осаждения. Химико-аналитический контроль 17 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. Метод осаждения. Основные этапы анализа Загрязнение осадков Соосаждение Явление, при котором в осадок вместе с осаждаемым соединением выпадают какие- либо посторонние ионы. Виды соосаждения: v. Адсорбция; v. Окклюзия; v. Изоморфное соосаждение. Химико-аналитический контроль 18 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. Метод осаждения. Основные этапы анализа Загрязнение осадков Вид соосаждения: v. Адсорбция ─ удерживание загрязнений (примесей) в виде катионов или анионов коллоидной частицей вследствие нескомпенсированности заряда ее поверхности; Уменьшение соосаждения: v. Промывание осадка горячей промывной жидкостью ─ ДА; v. Старение осадка ─ настаивание кристаллического осадка: его выдерживание вместе с маточным раствором в течение определенного времени (от 0, 5 до 10– 20 ч) ─ ДА. Химико-аналитический контроль 19 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. Метод осаждения. Основные этапы анализа Загрязнение осадков Вид соосаждения: v. Окклюзия ─ процесс захвата примесей микрокомпонента внутрь растущих кристаллов осадка основного компонента; Уменьшение соосаждения: v. Медленное осаждение ─ ДА; v. Старение осадка при нагревании без перемешивания ─ ДА; v. Промывание осадка ─ НЕТ; v. Перекристаллизация: растворение и повторное осаждение ─ ДА. Химико-аналитический контроль 20 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. Метод осаждения. Основные этапы анализа Загрязнение осадков Вид соосаждения: v. Изоморфное соосаждение ─ образование смешанных кристаллов основного компонента и микрокомпонента, имеющими близкие радиусы ионов; Уменьшение соосаждения: v. Промывание осадка ─ НЕТ; v. Перекристаллизация: растворение и повторное осаждение ─ НЕТ; v. Маскирование или удаление примесей ─ ДА. Химико-аналитический контроль 21 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. Метод осаждения. Основные этапы анализа 2 -й этап анализа – фильтрование Отделение осадка от маточного раствора v Кристаллические осадки ─ после созревания; v Аморфные осадки ─ сразу после осаждения. Химико-аналитический контроль 22 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. Метод осаждения. Основные этапы анализа 2 -й этап анализа – фильтрование Применяются: v Беззольные бумажные фильтры Если для получения гравиметрической формы предполагается прокаливание осадка; v Стеклянные фильтры Если для получения гравиметрической формы предполагается высушивание осадка. Химико-аналитический контроль 23 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. Метод осаждения. Основные этапы анализа 2 -й этап анализа – фильтрование Применяются: v Беззольные бумажные фильтры Химико-аналитический контроль 24 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. Метод осаждения. Основные этапы анализа 2 -й этап анализа – фильтрование Применяются: v Стеклянные фильтры ─ тигли с пористой мембраной, изготовленные из стекла. v Стеклянные мембраны имеют разный размер пор, в зависимости от которого применяются для фильтрования кристаллических и аморфных осадков; v Фильтрование происходит под вакуумом. Химико-аналитический контроль 25 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. Метод осаждения. Основные этапы анализа 2 -й этап анализа – фильтрование Пропускают через фильтр прозрачную надосадочную жидкость (маточный раствор); 3 -й этап анализа – промывание осадка v Добавляют к осадку промывную жидкость, взмучивают его, дают отстояться и сливают промывные воды через фильтр ─ метод декантации. Повторяют несколько раз; v Промытый осадок количественно переносят на фильтр, промывают несколькими порциями промывной жидкости до удаления мешающих ионов. Химико-аналитический контроль 26 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. Метод осаждения. Основные этапы анализа 3 -й этап анализа – промывание осадка Промывные жидкости v. Разбавленные растворы осадителя – в тех случаях, когда нужно подавить растворимость осадка; v. Растворы электролита – в тех случаях, когда осадок – аморфное вещество, склонное к пептизации, т. е. переходу в коллоидное состояние. Используемый электролит, как правило, должен быть летучим веществом (соли аммония и летучие кислоты); Химико-аналитический контроль 27 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. Метод осаждения. Основные этапы анализа 3 -й этап анализа – промывание осадка Промывные жидкости v. Растворы, подавляющие гидролиз или неводные растворители (часто спирт) – когда промывают гидролизующийся осадок; v. Дистиллированная вода – только в редких случаях, когда не приходится опасаться потерь от растворимости, образования коллоидных растворов, гидролиза. Химико-аналитический контроль 28 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. Метод осаждения. Основные этапы анализа 4 -й этап анализа – термическая обработка осадка Удаление растворителя и летучих электролитов, осажденных вместе с осадком; разложение осадка с образованием продуктов известного состава – гравиметрической формы. Химико-аналитический контроль 29 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. Метод осаждения. Основные этапы анализа 4 -й этап анализа – термическая обработка осадка Гравиметрическая форма vсостав должен точно соответствовать химической формуле; vдолжна обладать химической устойчивостью; vсодержание аналита должно быть как можно больше, т. к. погрешности взвешивания меньше скажутся на окончательном результате анализа. Химико-аналитический контроль 30 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. Метод осаждения. Основные этапы анализа 4 -й этап анализа – термическая обработка осадка Элемент Осаждаемая форма Гравиметрическая форма Pb. SO 4 Pb. SO 4 Sn(OH)4 Sn. O 2 Al Al(OH)3 Al 2 O 3 Cr Ba. Cr. O 4 Ba. Cr. O 4 Zn Zn. S Zn. O Ni Ni(диметилглиоксим)2 Химико-аналитический контроль 31 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. Метод осаждения. Основные этапы анализа 4 -й этап анализа – термическая обработка осадка Получение гравиметрической формы nвысушивание без нагревания (обработка спиртом, затем эфиром); nвысушивание при слабом нагревании (100– 120 °С) до постоянной массы; nпрокаливание при температуре 600– 1100 °С; nпрокаливание в струе инертного газа и др. Химико-аналитический контроль 32 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. Метод осаждения. Основные этапы анализа 4 -й этап анализа – термическая обработка осадка Обработку продолжают до тех пор, пока масса осадка не станет постоянной. 5 -й этап анализа – взвешивание. Химико-аналитический контроль 33 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. Метод осаждения. Основные этапы анализа 1─3 -й этапы анализа Средства измерений v. Мерные колбы; v. Мерные цилиндры; v. Пипетки градуированные. Вспомогательные материалы v. Колбы конические; v. Стаканы химические; v. Воронки лабораторные; v. Стеклянные палочки. Химико-аналитический контроль 34 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. Метод осаждения. Основные этапы анализа 4 -й этап анализа Испытательное оборудование vэлектропечи (низкотемпературные и высокотемпературные) СНОЛ, ПКЛ, ЭКПС и др. ; vшкафы сушильные Binder, SNOL, Red. Line, ПЭ, ES. Химико-аналитический контроль 35 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. Метод осаждения. Основные этапы анализа 4 -й этап анализа Сушильный шкаф SNOL v Поставляются компанией «Экопроект» . v Выпускаются в двух вариантах исполнения v рабочей камеры: из стали (эконом-вариант) и нержавеющей стали. v Терморегуляция: электронная простая, электронная, программируемая. Химико-аналитический контроль 36 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. Метод осаждения. Основные этапы анализа 4 -й этап анализа Сушильный шкаф SNOL Химико-аналитический контроль 37 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. Метод осаждения. Основные этапы анализа 4 -й этап анализа Электропечь SNOL 12/1200 Химико-аналитический контроль 38 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. Метод осаждения. Основные этапы анализа 5 -й этап анализа Средства измерений Весы аналитические не ниже 2 класса точности. v CUW-220 H весы CAS; v CAUX 220 Весы CAS; v MSA 124 S-000 -DU Cubis Sartorius; v HCB-602 H; v AJH-420 CE Весы Shinko; v HTR-220 CE; v PA 214 весы OHAUS; v SPS 202 F Scout Pro Ohaus. Химико-аналитический контроль 39 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. Метод осаждения. Основные этапы анализа 5 -й этап анализа Весы аналитические PA 214 весы OHAUS Химико-аналитический контроль 40 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. Метод осаждения. Основные этапы анализа 5 -й этап анализа Весы аналитические SPS 202 F Scout Pro Ohaus Химико-аналитический контроль 41 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. Характеристика метода Метрологические характеристики v. Высокая точность Погрешность метода 0, 05– 0, 1 %. Погрешность разработанных МВИ до 0, 5 %. Химико-аналитический контроль 42 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. Характеристика метода Метрологические характеристики v. Чувствительность ─ 0, 1% и более. Аналит Анализируемый продукт НПО, % Si. O 2 Огнеупоры и огнеупорное сырье 2, 0 P Твердое топливо 0, 01 Si. O 2 Кварцевый песок 95, 0 S Концентраты, агломераты и руды марганцевые 0, 05 Na 1, 0 Питьевые и минеральные воды K 0, 1 Жир Продукты для детского питания 0, 5 Химико-аналитический контроль 43 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. Метод осаждения. Характеристика метода Недостатки Не специфичный; Трудоемкий; Длительный. Достоинства Абсолютный или эталонный метод; Низкая стоимость; Высокая точность. Химико-аналитический контроль Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ" 44

Гравиметрия. Метод осаждения. Применение метода Арбитражный метод Разработаны МВИ vанионов и катинов; vнейтральных соединений ─ вода, диоксид серы, углекислый газ, йод; vорганических соединений ─ лактозы в молоке, фенолфталеина в слабительных средствах, никотина в ядохимикатах, холестерина в сыворотке крови, бензальдегида в экстракте миндаля; vхимического состава горных пород и минералов. Химико-аналитический контроль 45 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. Метод осаждения. Применение метода Стандартные методики vсодержания оксида кремния (IV) (от 2 до 99%) в огнеупорах и огнеупорном сырье; vсодержания фосфора (0, 01– 0, 1%) в твердом топливе; vсодержания диоксида кремния (более 95%) в кварцевом песке; vсодержания серы (от 0, 05 до 5%) в концентратах, агломератах и рудах марганцевых, а также в концентратах, агломератах, окатышах и рудах железных; Химико-аналитический контроль 46 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. Метод осаждения. Применение метода Стандартные методики vсодержания натрия (от 1 до 8 мг) и калия (от 0, 1 до 2 мг) в питьевых и минеральных водах соответственно; vмассовой доли жира (0, 5– 30%) в продуктах для детского питания; vсодержания сульфатов (до 400 мг/дм 3) в плодовых и овощных соках. Химико-аналитический контроль 47 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Химико-аналитический контроль 48 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"

Гравиметрия. v К следующей лекции решаем и сдаем контрольную работу по гравиметрии. v Четко выполняем все правила оформления работы. Химико-аналитический контроль 49 Шачек Т. М. , кафедра ФХМСП, УО "БГТУ"