ÚLOHA Č. 11 a 12 - VÁŽKOVÁ ANALÝZA (GRAVIMETRIE)

ÚLOHA Č. 11 a 12 - VÁŽKOVÁ ANALÝZA (GRAVIMETRIE) Úkol:

Seznámení se základy gravimetrie A. stanovení železa B. stanovení niklu

VÁŽKOVÁ ANALÝZA (GRAVIMETRIE) Základem vážkové analýzy (gravimetrie) je vyloučení určované složky ve formě málo rozpustné sloučeniny a její převedení na sloučeninu přesně definovanou, která se váží. Navážka vzorku se po převedení do roztoku a po úpravě reakčních podmínek (objemu, teploty, pH a pod.) sráží vhodným srážedlem. Vyloučená sedlina se zbaví stržených nečistot a matečného louhu sérií operací, z nichž nejběžnější jsou: zrání, dekantace, filtrace a promývání. V některých případech je nutné celý cyklus srážení, čištění a oddělování sraženiny opakovat (případně za změněných podmínek). Izolovaná sraženina (srážená forma) se převede na sloučeninu přesně definovaného složení sušením nebo žíháním. Takto získaný produkt (važitelná forma) se váží. Na základě určení hmotnosti produktu se pak vypočítává obsah stanovované látky v původním vzorku. Požadavky na sráženou formu: nepatrná rozpustnost ve vodě, tvorba dobře filtrovatelné a co nejčistší sraženiny. Požadavky na važitelnou formu: jednotné složení, odolnost proti vlhkosti, vysoká molekulová hmotnost. Chceme-li, aby vážková analýza přinášela správné výsledky, musíme přísně dodržovat všechny předepsané podmínky, vymezené pro dané stanovení. Postupujeme-li podle pracovních návodů a předpisů, které byly vypracovány na základě znalostí fyzikálně-chemických vlastností látek a ověřeny dlouholetou zkušeností, dosahujeme metodou vážkové analýzy velmi spolehlivých výsledků. Dokonalé zvládnutí tohoto typu kvantitativní analýzy však vyžaduje určité dovednosti při provádění veškerých operací a osvojení potřebné pracovní techniky. Samotná práce pak musí být svědomitá, soustředěná a nanejvýš pečlivá. Obecný postup při vážkové analýze Navážku vzorku převedeme vhodným postupem do roztoku a doplníme v odměrné baňce na určitý objem zásobního roztoku. Odpipetovaný podíl ze zásobního roztoku vzorku převedeme do kádinky přiměřeného objemu a po úpravě podmínek srážíme doporučeným nadbytkem srážecího roztoku (srážedla) za stálého míchání. Vzniklou sraženinu kvantitativně (beze zbytku) převedeme na filtrační zařízení (papír, filtrační kelímek skleněný, porcelánový), řádně promyjeme a pak sušíme či žíháme a na závěr vážíme do konstantní hmotnosti. Vylučování sraženin Při kvalitativní analýze, vážkové analýze či separaci některých látek ze směsi je důležitá operace nazývaná srážení. Je to proces, při kterém se z roztoku působením srážecího činidla vylučuje hledaná složka ve formě málo rozpustné sloučeniny - sraženiny. Srážecím činidlem může být roztok, plyn nebo i pevná látka. Roztoky před srážením musí být čiré, pokud srážíme plynem (např. sulfanem) doporučuje se plyn před zavedením do roztoku přečišťovat. Při srážení se uplatňuje celá řada faktorů a proto se snažíme volit optimální podmínky tak, aby: a) vyloučení sraženiny bylo kvantitativní (zajišťujeme obvykle přiměřeným nadbytkem srážedla), b) získaná sraženina byla dobře filtrovatelná, c) strhávání cizích látek (příměsí) do sraženiny bylo minimální. Podle tvaru a vlastností dělíme sraženiny na krystalické, amorfní a koloidní. Pro filtraci jsou nejméně vhodné sraženiny koloidní (velikost částic 1 až 100 nm). Vylučování sraženin v této podobě zabraňujeme přídavkem solí (elektrolytů), které způsobí jejich vyvločkování (koagulaci), případně krystalizaci. Vhodnější jsou sraženiny amorfní, které někdy pouhým zahřátím můžeme převést na sraženiny krystalické, pro analylika nejvýhodnější. Velký vliv na tvorbu sraženiny má teplota. Srážíme podle předpisu buď za studena, zvýšené teploty, nebo i za varu. Nejčastěji se sráží při zvýšených teplotách, protože vznikají krystalické sraženiny. Abychom zajistili kvantitativní vysrážení, používáme malý nadbytek srážedla. Pokud však srážedlo může s vylučovanou formou tvořit rozpustné komplexní sloučeniny, je třeba přísně dbát na to, abychom ho přidali právě potřebné množství. Při srážení se sraženina znečišťuje vlivem několika jevů, které společně označujeme slovem koprecipitace (spolusrážení). Jedná se např. o fyzikální či chemickou vazbu nečistot na povrch sraženiny, jejich uzavírání v mezikrystalových prostorech a dutinách v krystalu, vstup cizích iontů do krystalové mřížky atd. Naší snahou je, aby koprecipitace byla co nejmenší. Za tímto účelem volíme vhodně zředěné roztoky, srážíme při zvýšené teplotě, sraženinu necháváme delší dobu zrát, přistupujeme k přesrážení sraženiny apod. 1

Obr. 1. Objem roztoku a tvar nádoby při srážení. 1 - správně, 2,3 - nevhodné nádoby, 4 nesprávný objem

Obr. 2. Srážení. 1 - přidávání činidla z kádinky, 2 - přidávání činidla z byrety

Srážení se provádí ve vysokých kádinkách takového objemu, aby po srážení byly naplněny maximálně do poloviny (obr. 1). Srážecí roztok přidáváme do analyzovaného roztoku po tyčince, kterou srážený roztok intenzivně mícháme (obr. 2). Tyčinku nesmíme z roztoku vytahovat a odkládat, abychom si roztok se sraženinou nevynášeli. O kvantitativním vysrážení analyzované složky se přesvědčíme přídavkem dalšího malého množství srážedla k roztoku nad sedlou sraženinou. Po přidání srážedla necháváme obvykle sraženinu delší dobu zrát (v nádobě přikryté hodinovým sklem). Přitom dochází k vyčištění sraženiny a k jejímu sbalení resp. zvětšení krystalů. Vždy přesně dodržujeme předepsaný pracovní postup. Z plynných srážedel je nejčastěji používán sulfan, vyvíjený zpravidla v Kippově přístroji. Vzhledem k jeho jedovatosti s ním pracujeme zásadně jen v dobře táhnoucí digestoři. Po průchodu čistícími aparátky zavádíme plyn skleněnou trubičkou do analyzovaného roztoku. Konec skleněné trubičky ponoříme do roztoku až po otevření přívodu plynu, abychom zabránili tvorbě sraženiny na vnitřní stěně srážecí trubičky. Postupujeme opět přesně podle pracovního návodu, plyn zavádíme až do vychladnutí roztoku, nádobku máme přikrytou hodinovým sklíčkem a občas srážený roztok zamícháme skleněnou tyčinkou, čímž se podpoří sbalení sraženiny. Izolace sraženin Následnou operací obvykle bývá oddělení sraženiny od zbývajícího roztoku. Nejčastěji se k tomu používá filtrace. Jako filtrační materiál se používají filtrační papíry a skleněné nebo porcelánové filtrační kelímky. Filtrační papír pro kvantitativní analýzu je vyroben z čisté celulózy a je zbaven anorganických složek extrakcí kyselinou chlorovodíkovou a fluorovodíkovou. Filtrační papíry jsou dodávány v několika druzích lišících se hustotou. Nejhustší papír (tzv. modrá páska) je vhodný pro filtraci těch nejjemnějších sraženin (např. BaSO4), jejichž filtrace trvá velmi dlouho. Pro hrubé sraženiny (např. Fe(OH)3 aj.) je naopak vhodný papír s větší velikostí pórů (černá páska) filtrace probíhá velmi rychle. Středně pórovitý filtrační papír (bílá páska) pak slouží k filtraci středně hrubých sraženin. Pokud se stane, že sraženina prochází i přes nejhustší filtrační papír, kalný filtrát se znova přelévá, až se póry filtračního papíru zatáhnou, nebo se použijí dva filtrační papíry na sobě. Pro vážkovou analýzu, při které se filtr se sraženinou po vysušení spaluje a žíhá, nás zajímá hmotnost popelu spáleného papíru, neboť zvyšuje hmotnost sraženiny. Tato hmotnost bývá uváděna na obalu filtračních papírů. Velikost filtračního papíru se volí podle objemu oddělované sraženiny; ta by měla dosahovat nanejvýš do jedné třetiny filtračního kužele. Pro filtraci přes papírové filtry se používají analytické filtrační nálevky (tzv. rychlofitrační, obr. 3.a). Důležité je správné založení filtračního papíru, na kterém závisí rychlost filtrace (obr. 4). Správně nasazený filtr se pozná podle toho, že protékající voda tvoří nepřetržený sloupec ve stonku nálevky. Nálevka s filtrem se vloží do filtračního kruhu tak, aby se

Obr. 3. Nálevky: a - obyčejná, b - rychlofiltrační

Obr. 4. Znázornění postupu při vkládání filtračního papíru do analytické nálevky: Kruhový filtrační papír vhodného průměru a pórovitosti složíme na čtvrtiny a zformujeme do kužele, který vložíme do nálevky tak, aby dobře přiléhal na její stěny. Podle kužele nálevky někdy musíme více nebo méně přeložit poslední překlad papíru a použít buďto menší nebo větší kužel tvořený filtrem. Aby se filtrace nezpomalovala přisáváním vzduchu mezi filtrem a stěnami nálevky, utrhneme v místě trojnásobného přeložení papíru malý trojúhelník na okraji. Založený filtr naplníme vodou a přitlačením papíru na stěny nálevky odstraníme vzduchové bubliny. Filtrační papír má v nálevce sahat asi 0,5 cm pod její horní okraj.

2

její stonek zkosenou hranou dotýkal horní části stěny podstavené kádinky. Při vlastní filtraci se nejprve opláchne hodinové sklíčko, kterým je přikryta kádinka s vyloučenou sraženinou, a čirý roztok nad sedlinou se bez rozvíření sraženiny nalévá po tyčince na filtr. Tyčinka přitom míří na trojitou vrstvu filtračního papíru v nálevce. Kapalina v nálevce má dosahovat nanejvýš 1 cm pod okraj filtračního papíru. Filtrovaný roztok musí přes papír nepřetržitě protékat, proto je nutné roztok stále dolévat (některé sraženiny po zaschnutí nebo vychladnutí ucpávají póry filtru). Tyčinka se po nalití roztoku na papír vkládá zpět do kádinky nad filtračním zařízením, aby nedošlo ke ztrátě ukápnutím. Po přefiltrování čirého roztoku nad sraženinou se ke zbývající sraženině přidá malé množství promývacího roztoku o vhodné teplotě, suspenze se promíchá, nechá usadit a čirý roztok se opět filtruje. Tento postup se několikrát opakuje (čtyřikrát až šestkrát - této operaci se říká dekantace). Po poslední dekantaci se na filtr nalévá suspenze sraženiny s promývacím roztokem. Části sedliny, které ulpěly na stěnách kádinky, se uvolňují gumovou stěrkou (skleněnou tyčinkou, která má na konci navlečenou gumovou hadičku, zaříznutou přesně s okrajem tyčinky, aby nedocházelo k usazování sraženiny v záhybech). Poslední zbytky sraženiny lze z kádinky setřít malým kouskem filtračního papíru namotaného na tyčinku - tento papír pak přiložíme ke sraženině na filtru. Pokud máme střičku s promývacím roztokem o vhodné teplotě, můžeme zbytky sraženiny opatrně vystříkávat přímo nad filtrem (obr. 5). Na filtračním papíru se sraženina promývá kapalinou přiváděnou ze střičky spirálovitě na stěny filtru, aby se sraženina zvířila. Promývání se kontroluje vhodnou reakcí (kvalitativní důkaz přítomnosti odstraňované složky). Pokud je pro velké znečištění nutné přistoupit k přesrážení sraženiny, rozpouští se přímo na filtru a roztok se zachycuje do stejné kádinky, v níž byla sraženina původně. Opětovně vyloučenou sraženinu můžeme pak filtrovat přes stejný, promytý filtr.

Obr. 5. Vymývání zbytků sraženiny.

Sraženiny, které se po filtraci nežíhají, ale pouze suší, je nutno filtrovat pomocí skleněných filtračních kelímků (tzv. frit, obr. 6). Ty sraženiny, které se žíhají, ale ve styku s filtračním papírem by měnily své složení (např. redukcí na kov), filtrujeme pomocí porcelánových filtračních kelímků s pórovitou vložkou. Aby se neporušila filtrační vložka, musí se kelímky žíhat v ochranném kelímku nebo misce. Na filtraci přes filtrační kelímky se používá vakuové filtrační zařízení skládající se z tulipánku s těsnící Obr. 6. Filtrační kelímky: gumovou manžetou, odsávací baňky, vodní vývěvy nebo jiného a - porcelánový s ochrannou zdroje vakua a promývačky (obr. 7). Filtrační kelímky se plní miskou, b - skleněný. suspenzí maximálně 1 cm pod okraj. Volba filtračních kelímků se řídí podle hrubosti sraženiny a velikosti póru filtrační vložky (frity). Na skleněných kelímcích je hustota filtrační vložky vyznačena těmito čísly: 00, 0, 1, 2, 3, 4 a 5. Čím vyšší je číslo, tím hustší je filtrační vložka. Při analýzách jsou nejpoužívanější kelímky označené čísly 3 a 4.

Obr. 7. Zařízení pro filtraci skleněným filtračním kelímkem. 1 - odsávačka, 2 - pojistná promývačka, 3 - válcovitá nálevka (tulipánek) s gumovou těsnící manžetou, 4,5 - vkládání skleněného filtračního kelímku do tulipánku. Kelímek se vkládá do gumové těsnící manžety v hrdle tulipánku, který je zasunut do gumové zátky (nebo pěnové gumy) v hrdle odsávací baňky. Mezi tuto baňku a vývěvu se někdy zařazuje pojistná baňka (promývačka).

Sušení a odpařování Při četných analytických postupech je třeba některé pevné, kapalné či plynné látky sušit. Sušení je vlastně odstraňování malého množství cizí kapaliny nebo její páry. Při chemických analýzách přichází v úvahu nejčastěji odstraňování vody. Jedná se např. o sušení vzorku před analýzou, sušení sraženin při vážkové analýze, přípravu nevodných rozpouštědel, sušení plynů aj. Sušící prostředky musí mít pro daný účel vhodnou formu, musí být inertní vzhledem k sušené látce, musí dostatečně rychle působit, atd. Pevné látky můžeme sušit na vzduchu, v sušárnách, pod infralampou či v exikátorech. Do elektricky vyhřívané sušárny s možností regulace teploty se látka vkládá na misce, hodinovém sklíčku či v kádince vždy zakryta ochranným sklem 3

(výjimečně filtračním papírem), ale ne těsně přiléhajícím, aby páry mohly odcházet. Při zvýšené teplotě mohou prchat i jiné látky než voda (např. oxid uhličitý, siřičitý, amoniak apod.), proto je třeba pečlivě kontrolovat zvolenou teplotu sušení teploměrem, který má být umístěn co nejblíže sušené látce. Látky vysušené při zvýšené teplotě se nechají vychladnout v exikátorech. Účinnost sušení můžeme zvýšit pomocí vakua. Exikátory (obr. 8) slouží převážně k temperování látek sušených za zvýšené teploty nebo žíhaných v peci. Lze je použít i k přímému sušení látek a k tzv. izotermální destilaci (tímto způsobem lze připravit roztoky některých látek ve zvláště vysoké čistotě - např. NH3, HCl, kyselinu octovou). Jedná se o skleněné nádoby s odnímatelným zabroušeným víkem. V dolní části je umístěno vysušovadlo, nad kterým je dětrovaná porcelánová deska, na kterou se vkládají nádobky se sušenými látkami. Nejčastěji používaným vysušovadlem v exikátorech je silikagel, který má velkou sušící kapacitu (v poměru ke své hmotnosti zachytí až 40 % vodní páry), lehce se regeneruje a po impregnaci chloridem kobaltnatým můžeme sledovat jeho vyčerpání: bezvodý je modrý, vlhký růžový. Dalšími vysušovadly jsou např. oxid fosforečný a konc. kyselina sírová.

Obr. 8. Exikátory: a - Scheiblerův, b - vakuový. Obr. 9. Absorbéry na sušení plynů: a - sušící trubice, b - trubice na uzavírání aparatur, c - U-trubice, d - sušící věž. Při manipulaci víko exikátoru odsouváme nejprve vodorovně stranou a až pak je zvedáme. Po vložení horkého kelímku do exikátoru je nutno víko přidržet až několik desítek vteřin, aby je rozpínající se vzduch, ohřívaný kelímkem, neshodil. Po vychladnutí kelímku, kdy je v exikátoru snížený tlak vzduchu, je nutno vyvinout větší sílu na posunutí víka nebo tam kde je to možné otočením kohoutu na víku vyrovnat tlak v exikátoru s okolím. Víko exikátoru nikdy nesmíme pokládat zabroušenou stranou na stůl. Tato plocha, která je namazána tukem na mazání kohoutů, by se znečistila a exikátor by nešlo hermeticky uzavřít. Kapalné látky se suší protřepáním s takovým sušidlem, které se v kapalině nerozpouští a ani s ní nereaguje. Nejčastěji se používá bezvodý chlorid vápenatý a bezvodý síran sodný. Plyny můžeme sušit h převáděním přes vhodné sušidlo (molekulová síta, promývačka s konc. kyselinou sírovou atd.) anebo vymrazováním např. pomocí kapalného vzduchu (-195 °C; odstraní se tak i další plyny, např oxid uhličitý). Některé aparátky na sušení resp. čištění plynů jsou uvedeny na obr. 9. V některých případech potřebujeme analyzovaný roztok zahustit (koncentrovat). Nejjednodušším způsobem je odpařování rozpouštědla. Tato operace se provádí v odpařovacích miskách, kádinkách nebo kelímcích na vzdušné, vodní, olejové či pískové lázni vyhřívané elektricky nebo plynem. O rychlosti odpařování rozhoduje velikost povrchu roztoku, množství dodávaného tepla a odtah par. Je třeba dbát na to, aby nevznikaly ztráty vystřikováním roztoku. Z tohoto důvodu přikrýváme odpařovaný roztok hodinovým sklíčkem, které nakonec pečlivě zpět opláchneme. Kyselé roztoky odpařujeme zásadně v dobře táhnoucí digestoři. Rychlé zahuštění roztoku lze uskutečnit, když nad hladinu umístíme infračervenou lampu. Hořlavá rozpouštědla se nesmí odpařovat pomocí otevřeného plamene, k tomuto účelu používáme kapalinových lázní vyhřívaných elektrickým proudem. Spalování a žíhání Spalování a žíhání se v gravimetrii používá k odstranění filtru a převedení sraženiny na látku přesného stechiometrického složení (tj. na převedení srážené formy na formu važitelnou). Obecně je spalování oxidace organické látky kyslíkem při zvýšené teplotě, případně i v přítomnosti katalyzátoru. Tato operace se může provádět nejen v kelímcích, ale i ve spalovacích trubicích, baňkách, bombičkách, v hořácích atd. Zdrojem tepla jsou elektrické pícky nebo kahany. K žíhání v ochranné atmosféře inertního nebo redukujícího plynu používáme kelímek opatřený víčkem s otvorem. Do tohoto otvoru je přiváděn plyn, zajišťující vhodnou atmosféru, od počátku žíhání až do vychladnutí kelímku. 4

Obr. 10. Manipulace s papírovým filtrem po filtraci sedliny. 1 - oddělení vrstev, 2 - vyjmutí filtru se sedlinou, 3 - skládání filtru, 4 - vkládání filtru do kelímku, 5 - stlačení filtru na dno kelímku. Filtrační papír se sraženinou vyjmeme z nálevky a složíme jej tak, aby sraženina zůstala uzavřena uvnitř. Množství vody ve filtru snížime jeho sušením na hodinovém skle v sušárně (filtr nesmí přeschnout, aby nepraskl při vkládání do kelímku) nebo opatrným vymačkáním do vrstvy filtračního papíru (přibližně tři papíry dáme pod filtr a tři na něj). Filtr se sraženinou pak vložíme do kelímku a opatrně jej přimáčkneme ke dnu. Všechny operace provádíme velmi opatrně - papír nesmí prasknout.

Po oddělení sraženiny filtrací obvykle následuje předsušení, spálení filtru a žíhání. Nejprve vyjmeme z nálevky filtr se sraženinou, předepsaným postupem jej sbalíme, odstraníme část vody a vložíme jej do kelímku (obr. 10). Kelímek musí být před vložením filtru se sraženinou vymyt, vysušen a vyžíhán do konstantní hmotnosti. Toho dosáhneme tak, že žíhaný (sušený) předmět vložíme do pece (sušárny) asi na 1 hodinu, po vyjmutí jej necháme vytemperovat v exikátoru (1/2 hod.) na teplotu váhovny a zvážíme. Znovu jej dáme žíhat (sušit) asi na 1/4 hod., vytemperujeme v exikátoru a zvážíme. Tyto operace opakujeme tak dlouho, až rozdíl mezi dvěmi po sobě následujícími hmotnostmi je menší než 1 mg. Kelímek se sraženinou položíme šikmo na triangl umístěný nad kahanem tak, aby dno kelímku leželo na porcelánovém válečku trianglu (obr. 11). Kahan dáme stranou, zapálíme a mírným plamenem opatrně zahříváme dolní část a dno kelímku (vnitřní stěny kelímku jsou vlhké a při rychlém zahřátí by mohly prasknout). Po zuhelnatění filtru u stěny zvýšíme intenzitu zahřívání. Po určité době začne z kelímku unikat Obr. 11. Spalování v žíhacím bílý dým (důsledek karbonizace filtru), který je Obr. 12. Rozložení teplot v plameni kelímku. hořlavý. Pokud tento dým zmizí a u ústí kelímku zemního plynu. a - Mekerův kahan, se objeví malý plamen, odsuneme kahan stranou a ústí kelímku opatrně přikryjeme b - Bunsenův kahan. asi na 5 vteřin hodinovým sklem. (Hořící plamen a s ním spojené proudění plynů v kelímku může způsobit ztrátu části sraženiny.) Až se znovu objeví bílý dým můžeme opět přisunout kahan. Po karbonizaci (zuhelnatění) filtru žíháme kelímek v oxidační části plamene (nejteplejší - viz obr. 12) až do úplného spálení filtru. Během žíhání kelímek občas pootáčíme kleštěmi s nahřátými konci (aby kelímek nepraskl při styku s chladným kovem) a snažíme se spálit černé nálety dehtu na vnitřních stěnách. Po úplném spálení filtru vložíme kelímek (kleštěmi s nahřátými konci) do elektrické muflové pece vyhřáté na předepsanou teplotu. Po vyžíhání kelímek vyndáme z pece (nezapomeneme nahřát konce kleští nad kahanem nebo u ústí pece) a držíme jej na vzduchu až dosáhne teploty maximálně 200°C (až několik desítek vteřin). Až pak jej vložíme do exikátoru. Žíháme opět do konstantní hmotnosti.

5

A. Stanovení železa jako Fe2O3 Princip: Roztok železité soli se za horka a za přítomnosti NH4Cl sráží zředěným amoniakem. Vyloučený hydroxid železitý se odfiltruje a žíháním převede na Fe2O3, který se váží: Fe3+ + 3 NH3 + 3 H2O = Fe(OH)3 + 3 NH+4

pKS(Fe(OH)3) = 37,4

2 Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3 H2O Poznámka: Železo se nesráží jako Fe(OH)3, ale jako nestechiometrická sloučenina, jejíž složení závisí na podmínkách srážení (zvláště pH, ale i na počáteční koncentraci Fe3+ atd.). Proto nestačí pouhé vysušení této sraženiny, ale je nutné ji žíháním převést na Fe2O3. V průběhu spalování filtru se FeIII částečně redukuje na FeII, který je nutné převést zpátky na FeIII (jinak dochází k negativní chybě). Toho lze dosáhnout delším žíháním za přístupu vzduchu (kyslíku). Pracovní postup: Ke vzorku Fe3+ soli ve 100 ml odměrné baňce přidáme asi 5 kapek konc. HNO3, doplníme destilovanou vodou po značku a řádně promícháme. Ke stanovení odpipetujeme 25,00 ml vzorku do kádinky přiměřeného objemu. Přikápneme 1 ml konc. HNO3 a zahřejeme k varu (tím se veškeré přítomné železo zoxiduje na Fe3+). Roztok dále zředíme destilovanou vodou na 1/3 jmenovitého objemu kádinky, přidáme 10 ml připraveného roztoku NH4Cl (8 g na 15 až 20 ml vody), zahřejeme a za stálého míchání srážíme zředěným amoniakem (cca 1 : 5), až je ze směsi slabě cítit. Po kvantitativním vyloučení hydroxidu železitého zahříváme roztok se sraženinou na vodní lázni, až dojde ke sbalení sraženiny. Poté za horka opakovaně dekantujeme horkým 1 % amoniakálním roztokem NH4NO3 (vyšší teplota a přítomnost NH4NO3 zabraňují přechodu sraženiny na koloidní formu) a pak převedeme sraženinu na filtrační papír (tzv. červená páska - toto označení značí největší pórovitost filtračního papíru, což je při filtraci Fe(OH)3 postačující). Sedlinu na filtru promýváme horkým roztokem NH4NO3. Sedlina je promyta tehdy, jestliže 5 ml filtrátu slabě okyseleného kyselinou dusičnou se nezakalí po přídavku roztoku AgNO3 (tj. neobsahuje ionty Cl– - při nedokonalém odstranění chloridových iontů by se při žíhání tvořil těkavý FeCl3 a stanovení by bylo zatíženo negativní chybou). Filtr se sedlinou vyjmeme z nálevky, sbalíme a vložíme do porcelánového kelímku (který byl předtím vyžíhán do konstantní hmotnosti), ve kterém jej opatrně předepsaným postupem spálíme a vyžíháme. Z časových důvodů nežíháme až do konstantní hmotnosti, ale necháme kelímek v peci co nejdéle a vytáhneme jej 3/4 hodiny před koncem laboratoří; po chladnutí 1/2 hodiny v exikátoru jej zvážíme (na stejných vahách, na kterých byl vážen prázdný kelímek) a vypočítáme obsah Fe. Výsledek udáváme v mg Fe ve 100 ml roztoku. M(Fe) = 55,85 g/mol; M(Fe2O3) = 159,70 g/mol

B. Stanovení niklu ve formě dimethylglyoximátu nikelnatého Princip: Soli nikelnaté se vylučují v amoniakálním prostředí alkoholickým roztokem dimethylglyoximu jako červený dimethylglyoximát nikelnatý chelátové struktury, který se po vysušení váží Ni2+ + 2 H2D = Ni(HD)2 + 2 H+

pKS(Ni(HD)2) = 23,7

Pracovní postup: Vzorek ve 100 ml odměrné baňce doplníme destilovanou vodou po značku a řádně promícháme. Ke stanovení odpipetujeme 10,00 ml, zředíme přibližně na 1 /3 jmenovitého objemu kádinky destilovanou vodou a roztok zahřejeme na 60 až 70 °C. Přidáme několik kapek alkoholického roztoku bromthymolové modři a srážíme 1 % alkoholickým roztokem dimethylglyoximu (15 až 20 ml). Ihned neutralizujeme přikapáváním zředěného NH3 (1 : 1), až je z roztoku slabě cítit, a indikátor (bromthymolová modř) změní barvu na modrou. (Tyčinku, kterou mícháme roztok, nesmíme vyndávat z kádinky.) Sraženinu necháme usadit a opatrným přídavkem srážedla se přesvědčíme, že další sraženina již nevzniká. Směs pak zahříváme asi hodinu na vodní lázni. Zpočátku uniká z roztoku ethanol, který způsobuje vzlínání roztoku po stěnách a pěnění sraženiny u hladiny. Proto na počátku zahřívání (asi 10 minut) nestíráme sraženinu ze stěn a roztok nemícháme a i později omezíme míchání spíše jen na rozrušení pěny na hladině. Po zahřívání necháme roztok vychladnout na 50 °C a sraženinu izolujeme filtrací přes skleněnou fritu S3 až S4 předtím vysušenou v sušárně do konstantní hmotnosti. Sraženinu promyjeme teplou vodou a sušíme v sušárně při 110 °C do konstantní hmotnosti. Váží se dimethylglyoximát nikelnatý. Výsledek se udává v mg Ni ve 100 ml roztoku. M(Ni) = 58,69 g/mol; M[Ni(C4H7O2N2)2] = 288,92 g/mol

6