Проведение количественного осаждения сульфата аммония и железоаммонийных квасцов

 

Осаждение сульфат железа(III)-аммония (железоаммонийные квасцы)

 

Задача 93. 
Написать уравнения реакции осаждения, рассчитать объём осадителя, необходимый для проведения количественного осаждения, и описать условия осаждения. Исследуемое вещество NH4Fe(SO4)2, навеска массой 0,80г; осадитель NH4OH, концентрация 2N.
Решение:
Схема реакции осаждения:

NH4Fe(SO4)2 + 3NH4OH = Fe(OH)3↓ +2(NH4)2SO4

Так как вещества реагируют в химических реакциях равным числом грамм-эквивалентов,
то n1 = n2 или  1/3n1[NH4Fe(SO4)2] = n2(NH4OH).

осадитель

где  

MЭ[NH4Fe(SO4)2] = 1/3n[NH4Fe(SO4)2] = 265,972/3 = 88,66 г/моль;
MЭ(NH4OH) = М(NH4OH)/1 = 35/1 = 35 г/моль.

Согласно закону равенства эквивалентов:

осадитель

Теперь рассчитаем объём раствора NH4OH, теоретически необходимый для осаждения 0,80г  NH4Fe(SO4)2  из пропорции:

1000 : 2 = х : 0,009; 
х = (0,009 . 1000)/2 = 4,5см3.

Для полного осаждения необходимо брать полуторный избыток раствора осадителя от теоретически расчётного, т.е. объём NH4OH, необходимый для осаждения:

V(NH4OH) = (1,5 . 4,5) = 6,75см3.

Условия осаждения: Определение осложняется тем, что Fe(OH)3  - аморфное соединение,  склонено к уплотнению, что затрудняет последующее отмывание осадка, кроме того при стоянни увеличивается количество примесей, адсорбированных развитой поверхностью аморфного осадка. Поэтому Fe(OH)3  отфильтровывают сразу же после осаждения и кратковременного отстаивания.

Необходимые условия осаждения: 

  •  Осаждение ведут в присутствии под¬ходящего электролита-коагулятора (обычно это соли аммония), из нагре¬того анализируемого раствора нагре¬тым раствором осадителя.
  •  Осаждение ведут из достаточно кон¬центрированного исследуемого раствора концентрированным раствором осадителя.
  •  Медленно прибавляют осадитель, что необходимо также и для получения более чистого осадка.
  •  Повышают температуру раствора, что, в свою очередь, также повышает растворимость осадка.

Для обеспечения полноты осаждения в конце процесса добавляют избыток осадителя, фильтрование осадка проводят после охлаждения раствора. 

Ответ: V(NH4OH) = 6,75см3.
 


 

Осаждение сульфата аммония

Задача 94.
Написать уравнения реакции осаждения, рассчитать объём осадителя, необходимый для проведения количественного осаждения, и описать условия осаждения. Исследуемое вещество (NH4)2SO4, навеска массой 0,50г; осадитель BaCl2 . 2H2O, концентрация 15%.
Решение:
Схема реакции осаждения:

(NH4)2SO4 + BaCl2 . 2H2O =  BaSO4↓ + 2NH4Cl + 2H2

Так как вещества реагируют в химических реакциях равным числом грамм-эквивалентов, то
n1 = n2  или  n1[1/2((NH4)2SO4] = n2(BaCl2 . 2H2O).

осадитель

где  

MЭ[(NH4)2SO4] = M1/2[(NH4)2SO4] = 132,066/2 = 66,033 г/моль; 
 MЭ(BaCl2 . 2H2O) = M1/2(BaCl2 . 2H2O) = 244,233/2 = 122,117 г/моль.

Согласно закону равенства эквивалентов:

осадитель

Рассчитаем массу BaCl2 . 2H2O:

m(BaCl2 . 2H2O) = MЭ(BaCl2 . 2H2O) .  n(BaCl2 . 2H2O) = (122,117 . 0,0076) = 0,93г.

Теперь рассчитаем объём раствора  BaCl2 . 2H2O, теоретически необходимый для осаждения 0,50г (NH4)2SO4 из пропорции:

100 : 15 = х : 0,93;
х = (0,93 . 100)/15 = 6,2см3.

Для полного осаждения необходимо брать полуторный избыток раствора осадителя от теоретически расчётного, т.е. объём BaCl2 . 2H2O, необходимый для осаждения:

V(BaCl2 . 2H2O) = (1,5 . 6,2) = 9,3см3.

Условия осаждения: Определение осложняется тем, что BaSO4   склонен к образованию очень мелких кристаллов, проходящих через поры фильтра, что затрудняет фильтрование и приводит к потерям. Поэтому в начале осаждения создают условия, обеспечивающие получение крупных кристаллов:

  •  медленно прибавляют осадитель, что необходимо также и для получения более чистого осадка;
  •  при осаждении BaSO4   к раствору добавляют небольшое количество НСl, что повышает растворимость осадка;
  •  повышают температуру раствора, что, в свою очередь, также повышает растворимость осадка.

Для обеспечения полноты осаждения в конце процесса добавляют избыток осадителя, фильтрование осадка проводят после охлаждения раствора.

Ответ: V(BaCl2 . 2H2O) = 9,3см3.