гравиметрия

ГРАВИМЕТРИЯ (гравиметрический анализ; устар. весовой анализ) (от лат. gravis — тяжелый и греч. metreo — измеряю)

совокупность методов количеств. анализа, основанных на измерении массы веществ. Применяют для определения практически любых компонентов анализируемого объекта, если только они присутствуют в объекте не в следовых количествах. Из части исследуемого вещества известной массы (навески) определяемый компонент выделяют тем или иным способом в виде к.-л. соединения. Непосредств. выделение возможно только в немногих случаях, напр. гигроскопич. или кристаллизац. воды-нагреванием, твердого вещества из смеси с жидким-фильтрованием или центрифугированием. Обычно же навеску твердого вещества переводят в раствор, из которого с помощью подходящего реагента выделяют определяемый компонент в виде практически нерастворимого вещества (форма осаждения); осадителем может служить вещество, образующееся в растворе в результате хим. реакции (т. наз. гомог. осаждение). Осадок отделяют фильтрованием, декантацией или др. способами, отмывают от следов сорбированных компонентов, часто переосаждают. Затем его высушивают или прокаливают до образования устойчивого соед. строго определенного состава (весовая форма), массу которого измеряют. При определении, напр., Ca²⁺ форма осаждения-CaC₂O₄, весовая форма-CaO или CaCO₃, при определении Fe³⁺ — соотв. Fe(OH)₃ и Fe₂O₃.

Зная массы навески (а) и весовой формы (Ь), рассчитывают содержание х (% по массе) определяемого компонента: x = (bF/a)100. Множитель F, наз. фактором пересчета, равен содержанию определяемого компонента (мол. масса M-L) в 1 г его весовой формы (мол. масса М₂): F = = mМ₁/nМ₂, где т и n-стехиометрич. коэффициенты в уравнении хим. превращения определяемого компонента в его весовую форму. Например, при определении Fe по массе Fe₂O₃ m = 2, n = 1.

Иногда определяемый компонент выделяют в виде газообразного вещества. В этом случае последнее поглощают сорбентом или конденсируют и измеряют прирост массы соотв. сорбента или сосуда, в котором прошла конденсация. Например, при определении углерода в металлах или орг. соед. навеску сжигают в токе O₂, образующийся CO₂ сорбируют аскаритом (асбест, пропитанный расплавленным NaOH) и измеряют прирост массы последнего.

Разновидность Г. — электрогравиметрия, в которой форму осаждения выделяют на катоде (напр., Cu в виде металла) или на аноде (напр., Pb в виде PbO₂) электролизом с внеш. источником тока или внутр. электролизом в гальванич. ячейке, иногда с разделенными катодными и анодными отделениями. О количестве определяемого компонента судят по увеличению массы электрода.

Другая разновидность Г. — термогравиметрия, применяемая для исследования и анализа термически неустойчивых веществ. Взвешивание производится на спец. термовесах, позволяющих наблюдать изменение массы вещества при повышении температуры. По термогравиметрич. кривым возможно раздельное определение неск. компонентов исследуемого вещества.

Относит. погрешность гравиметрич. анализа, как правило, не превышает 0,1%, а при особо тщательной работе может достигать ~0,01%. Недостаток методов Г. — длительность анализа. Однако они не требуют градуировки по образцам сравнения, поэтому применяются для проверки др. методов анализа, для арбитражного анализа, аттестации стандартных образцов и т. п. Г. используют также для определения: суммы оксидов РЗЭ с поочередным осаждением их оксалатов и гидроксидов; SiO₂ после осаждения в виде кремниевой кислоты; гигроскопич. воды по убыли массы анализируемого вещества при его высушивании при 105 °C; CO₂ в карбонатах по изменению массы в результате их взаимод. с кислотой и др.

^{Лит.: Руководство по аналитической химии, пер. с нем.. М., 1975; Крешков А. П., Основы аналитической химии, 4 изд., т. 2, М., 1976, с. 347–95.}

_{Б. Я. Каплан}