Рациональные величины

При количественных определениях весовым объемным, фотометрическим, полярографическим и другими методами весьма удобно пользоваться рациональными величинами, благодаря чему значительно облегчается и ускоряется получение точных результатов анализа. Рациональными величинами являются заранее рассчитанные величины навесок, объемов, титров и аликвотны.ч частей, применение которых позволяет определить результаты анализа непосредственно по показаниям измерительного прибора (по бюретке, шкале гальванометра, фотоколориметра, весов и т. д.). Таким образом, содержание определяемого компонента читается прямо по шкале прибора, т. е.

а=b

где а — содержание компонента (например, какого-нибудь элемента), в соответствующих единицах (г, %, г/л и т. п.); b — показания прибора.

Однако обычно, чтобы получить результат анализа, показания прибора следует умножить на коэффициент мультиплетности * K1 который выражается цифрой—1; 10; 100 и т. д.

Тогда формула (1) приобретает вид

(2)

Рациональные величины удобно применять при различных видах анализов, как одиночных, так и массовых и особенно — экспрессных. Без применения рациональных величин невозможно автоматизировать аналитические процессы.

 

Весовой анализ. При весовых определениях для упрощения расчетов принято пользоваться «химическим множителем» или «фактором пересчета» М, при умножении на который массы полученного осадка Ь находят количество искомого элемента или какого-то соединения а, т. е.

(3)

где с —количество анализируемого вещества,

* Коэффициентом мультиплетности называют величину, на которую нужно умножить полученное значение, чтобы получить истинный результат

 

 

При этом масса весовой формы должна равняться содержанию искомого элемента (b = а), а величина рациональной навески в общем случае — химическому множителю, который можно найти в справочниках по аналитической химии. Но при определении величины рациональной навески в каждом данном случае следует учитывать коэффициент мультиплетности Kt и коэффициент пересчета /C2 результатов анализа в соответствующие единицы (г, % и т. п.). Эти коэффициенты должны быть введены в указанную выше формулу для подсчетов результатов анализа

(6) Из этого уравнения легко вычислить величину рациональной навески с

 

Коэффициент K2 может принимать различные значения: для выражения результатов в процентах он равен 100; в г/л — 1000; ли/л — 106 и т. д.

Если анализируются жидкости и газы, вместо величины рациональной навески находят величину рационального объема пробы (V) по формуле

Пример. Найти рациональную навеску для весового определения магния в виде пирофосфата. Сплав содержит примерно 3% магния.

Воспользуемся формулой (5). Химический множитель для пересчета взвешиваемого пирофосфата на металлический магний — 0,2185. Коэффициент мультиплетности K1 примем равным 1, а коэффициент K2—100 (чтобы получить результат анализа в процентах), тогда рациональная навеска будет 21,85 г. Однако такую навеску брать нецелесообразно. Поэтому будем считать достаточной величину взвешенного осадка около 0,3 с, а коэффициент мультиплетности Ki следует принять равным 10. Тогда рациональная навеска составит:

 

Объемный метод. При применении этого метода с использованием рациональных величин содержание компонента должно быть равно объему раствора, израсходованного на титрование. В объемном анализе, в отличие от весового пользуются несколькими величинами: навеской (или объемом) анализируемого вещества, титром, нормальностью и объемом аликвотной пробы.

Величина рациональной навески с для данного титрованного, раствора рассчитывается по формуле

При заданной заранее навеске анализируемого вещества можно пользоваться рациональным титром

.(8)

где с — навеска анализируемого вещества, г.

Если титруют аликвотную часть, а не всю навеску, при вычислении рационального титра следует учитывать размер аликвотной части и рациональный титр вычислять по формуле

Коэффициент К2, в зависимости от выражения результатов анализа, принимает в объемном анализе, как и в весовом, различные значения.

Величину рационального титра рассчитывают леред анализом, а уже затем готовят титрованный раствор. Постоянство рациональных величин в объемном анализе, как правило, не сохраняется. Срок годности их определяется устойчивостью титрованного раствора. При каждом изменении титра необходимо делать соответствующие пересчеты.

Применять рациональные величины в объемном анализе можно при любом методе фиксирования точки эквивалентности, т. е. при любых методах титрования — по-тенциометрическом, кондуктометрическом, высокочастотном и пр.

 

Пример I. Найти величину, рациональной навески для определения меди иодометрическим методом с использованием титрованного раствора тиосульфата натрия. Содержание медн в анализируемом образце составляет от 1 до 4%.

Примем K1 — 1, тогда исходя из формулы (7) рациональная иавеска с должна быть равной произведению 100T. Раствор тиосульфата натрия имеет титр по меди — 0,01 г/мл, при титровании он будет расходоваться в количестве от 1,0 до 4,0 мл и величина рациональной навески должна быть 1 г.В данном случае необходимо пользоваться микробюреткой.

Пример2. Рассчитать рациональный титр комплексона III для определения никеля в титановом сплаве. Содержание никеля в сплаве —до 5%. Величину тнтра вычисляют по формуле (9). Когда навеска сплава, взятого для анализа, равна 1 г и для титрования берется определенная часть ее, достаточной точности анализа можно достичь при титровании из микробюретки. При титровании 0,1 навески и в случае, если К1 = 1, a K2= 100, рациональный титр равен 0,001 г/мл.

К оглавлению

 

см. также

  1. Основные понятия о растворах
  2. Классификация растворов
  3. Концентрация растворов
  4. Техника приготовления растворов
  5. Расчеты при приготовлении водных растворов
  6. Растворы солей
  7. Растворы щелочей
  8. Растворы кислот
  9. Фиксаналы
  10. Некоторые замечания о титровании и точных растворах
  11. Расчеты при титровании с помощью весовых бюреток
  12. Рациональные величины
  13. Растворение жидкостей
  14. Растворение газов
  15. Индикаторы
  16. Автоматическое титрование
  17. Неводные растворы
  18. Растворение в органических растворителях
  19. Обесцвечивание растворов