Wat is gravimetrische analyse in de chemie?

Gravimetrische analyse is een verzameling van kwantitatieve analyse laboratoriumtechnieken gebaseerd op het meten van een analyt massa.

Een voorbeeld van een gravimetrische analysetechniek kan worden gebruikt om de hoeveelheid van een te bepalen ion in een oplossing door oplossen een bekend bedrag van een verbinding met het ion in een oplosmiddel om het ion van zijn verbinding te scheiden. Het ion wordt dan neergeslagen of verdampt uit oplossing en gewogen. Deze vorm van gravimetrische analyse wordt genoemd neerslag gravimetrie.

Een andere vorm van gravimetrische analyse is vervluchtigingsgravimetrie. Bij deze techniek worden verbindingen in een mengsel gescheiden door ze te verwarmen om het monster chemisch te ontbinden. Vluchtige stoffen worden verdampt en gaan verloren (of opgevangen), wat leidt tot een meetbare vermindering van de massa van het vaste of vloeibare monster.

Om gravimetrische analyse nuttig te laten zijn, moet aan bepaalde voorwaarden worden voldaan:

1. Het ion van belang moet volledig zijn neerslag van oplossing.
2. Het neerslag moet een zuivere verbinding zijn.
3. Het neerslag moet kunnen worden gefilterd.

Natuurlijk zit er een fout in zo'n analyse! Misschien zal niet al het ion neerslaan. Het kunnen onzuiverheden zijn die tijdens de filtratie zijn verzameld. Een deel van het monster kan tijdens het filtratieproces verloren gaan, hetzij omdat het door het filter gaat, hetzij omdat het niet wordt teruggewonnen uit het filtratiemedium.

Zilver, lood of kwik kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt om chloor te bepalen, omdat deze metalen onoplosbaar chloride zijn. Natrium daarentegen vormt een chloride dat oplost in water in plaats van neer te slaan.

Voor dit type analyse zijn zorgvuldige metingen noodzakelijk. Het is belangrijk om al het water dat wordt aangetrokken door een verbinding te verdrijven.

1. Plaats een onbekende in een weegfles waarvan het deksel open is gekraakt. Droog de fles en het monster in een oven om water te verwijderen. Koel het monster in een exsiccator.
2. Weeg indirect een massa van het onbekende in een beker.
3. Los het onbekende op om tot een oplossing te komen.
4. Voeg een neerslagmiddel toe aan de oplossing. Mogelijk wilt u de oplossing verwarmen, omdat dit de deeltjesgrootte van het neerslag vergroot, waardoor het verlies tijdens filtratie wordt verminderd. Het verwarmen van de oplossing heet spijsvertering.
5. Gebruik vacuümfiltratie om de oplossing te filteren.
6. Droog en weeg het opgevangen neerslag.
7. Gebruik stoichiometrie op basis van de uitgebalanceerde chemische vergelijking om de massa van het ion van belang te vinden. Bepaal het massapercentage van de analyt door de massa van de analyt te delen door de massa onbekend.

Als u bijvoorbeeld zilver gebruikt om een ​​onbekend chloride te vinden, kan een berekening zijn:

Massa droog onbekend chloride: 0,0984
Massa van AgCl-neerslag: 0,2290

Omdat één mol AgCl één mol Cl bevat^{- ionen:}

(0,2290 g AgCl) / (143,323 g / mol) = 1,598 x 10^-3 mol AgCl
(1.598 x 10^-3) x (35,453 g / mol Cl) = 0,0566 g Cl (0,566 g Cl) / (0,0984 g monster) x 100% = 57,57% Cl in onbekend monster

Opmerking lead zou een andere optie zijn geweest voor de analyse. Als er echter lood was gebruikt, zou bij de berekening rekening moeten zijn gehouden met het feit dat één mol PbCl₂ bevat twee mol chloride. Merk ook op dat de fout groter zou zijn geweest met lood omdat lood niet volledig onoplosbaar is. Een kleine hoeveelheid chloride zou in oplossing zijn gebleven in plaats van neer te slaan.