Metody strąceniowe

Strąceniowe metody oddzielania i rozdzielania pierwiastków wykorzystują różnice w rozpuszczalności różnych związków w wodzie. Metody te są stosowane w analizie najdłużej. Na metodach strąceniowych opiera się klasyczny schemat rozdzielania kationów według Freseniusa.
Częstym przypadkiem oddzielania jednych pierwiastków od drugich jest strącanie ich w postaci trudno rozpuszczalnych siarczków lub wodorotlenków.
W celu rozdzielania strąca się często jony metali także w postaci chlorków, siarczanów, węglanów, w postaci elementarnej (po redukcji) oraz w postaci związków z licznymi odczynnikami organicznymi (np. z 8-hydroksychinoliną, kupferronem, dwumetyloglio- ksymem).
Ujemną stroną metod strąceniowych jest niedokładne rozdzielanie pierwiastków, zwłaszcza podczas strącania większych ilości osadów. W wyniku współstrącania (koprecypi- tacji), wywołanego głównie zjawiskami adsorpcji powierzchniowej, strącany osad zatrzymuje pewne ilości jonów, ‚które teoretycznie powinny ilościowo pozostać w roztworze macierzystym. Na przykład siarczki metali II grupy analitycznej (wg Freseniusa) strącane ze środowiska rozcieńczonego kwasu solnego zatrzymują pewne ilości jonów cynku, kobaltu, żelaza, które należą do III grupy kationów (siarczki ich strącają się dopiero w środowisku znacznie mniej kwaśnym). Podobnie siarczki i wodorotlenki metali III grupy analitycznej kationów zatrzymują pewne ilości jonów metali IV grupy (wapnia, strontu, baru).Jak wykazały doświadczenia ostatnich lat, niektóre osady, strącane z mocno kwaśnych roztworów, nie zatrzymują jonów z roztworu macierzystego. Jako przykład można tu wy- miejiić strącanie jonów ołowiu w postaci siarczanu ołowiawego ze środowiska 1 – 2 n kwasu azotowego lub strącanie jonów srebra w postaci chlorku srebrowego w środowisku rozcieńczonego kwasu azotowego.
Do strąceniowych metod rozdzielania pierwiastków należą także metody elektro- an a lityczne, w których czynnikiem strącającym jest prąd elektryczny. Najczęściej wydziela się metale na katodzie (w wyniku redukcji jonów dodatnich), rzadziej na anodzie (w wyniku utleniania np. Pb2+ do trudno rozpuszczalnego Pb02). Przy odpowiednio dużej różnicy potencjałów wydzielania elektrolityczne rozdzielanie metali jest dokładne.
Podczas strąceniowego oddzielania mikroskładników (domieszek śladowych) od makro- składników próbki korzysta się z nośników (kolektorów).
Składnik śladowy, czyli jony znajdujące się w roztworze w ilościach mikrogramowych (100 -1 (ig) stanowią zbyt małą masę, aby po dodaniu odczynnika strącającego mógł się utworzyć widoczny, krystaliczny lub bezpostaciowy (koloidalny) osad, który można by odsączyć lub odwirować. Chcąc oddzielić strąceniowo mikrogramowe ilości jonów dodaje się do roztworu odpowiednią substancję, która podczas strącania spełnia rolę nośnika. Najczęściej nośnikiem jest jon podobny chemicznie do jonów śladowych. Po dodaniu odczynnika strącającego strąca się on zatrzymując ilościowo pierwiastek śladowy.
Na przykład chcąc oddzielić strąceniowo jony żelaza(III) dodaje się jako nośnika jony glinu, po czym strąca łączny osad wodorotlenków doprowadzając amoniakiem pH roztworu do 5 – 7. Oddzielony osad można następnie rozpuścić w rozcieńczonym kwasie solnym i wykryć żelazo(III) za pomocą reakcji rodankowej.
Nośnik dobiera się tak, aby możliwie nie przeszkadzał reakcji, którą chcemy przeprowadzić z oddzielonym jonem.
Ilość pierwiastka nośnikowego zależy od objętości roztworu, z której strąca się osad, i od charakteru samego osadu. Zwykle są to ilości miligramowe, 2-10 mg.
Strącając ślady niklu z nośnikiem palladowym w postaci dwumetyloglioksymianów można wziąć stosunkowo niewiele palladu (np. 1-2 mg). Strącając jednak ślady żelaza(IH) z nośnikiem glinowym trzeba wziąć tego ostatniego odpowiednio więcej (np. 5-10 mg), ponieważ osad wodorotlenków nie jest tak objętościowy, jak osad dwumetyloglioksymianów.
Osobnym zagadnieniem podczas strąceniowego oddzielania śladów wraz z nośnikiem od makroskładników próbki jest utrzymanie tych ostatnich w roztworze, zwłaszcza gdy strącanie przeprowadza się w środowisku słabo kwaśnym lub alkalicznym. W takich przypadkach, aby zapobiec strącaniu się makroskładników maskuje się je, czyli przeprowadza w rozpuszczalne kompleksy. Na przykład strącając śladowe ilości żelaza(III) z nośnikiem glinowym z roztworu soli niklu maskujemy jony niklu w postaci amminokompleksu dodając odpowiednią ilość amoniaku (wystarczającą do rozpuszczenia wydzielającego się przejściowo wodorotlenku niklawego).
Chcąc oddzielić mikroilości srebra, miedzi, rtęci, bizmutu i kadmu od makroilości cyny dodajemy jako nośnika jony żelaza(III) i przeprowadzamy cynę w rozpuszczalny kompleks siarczkowy działaniem jonów wielosiarczkowych w środowisku amoniakalnym. W tych warunkach żelazo(III) i wymienione pierwiastki śladowe wydzielają się ilościowo w postaci trudno rozpuszczalnych siarczków.W rozdzielaniu ekstrakcyjnym wykorzystuje się różną rozpuszczalność substancji w dwu nie mieszających się ze sobą rozpuszczalnikach. Jednym z rozpuszczalników jest roztwór wodny o odpowiednim pH.

tagi: , , , ,