khimie.ru

Взвешивание как прием количественного анализа было известно с глубокой древности. Примером может быть оценка качества воды по Витрувию или анализ горных пород методом купелирования (пробирной плавки). Содержание компонента в исследуемом материале находили, выделяя этот компонент в чистом виде и взвешивая. Вплоть до 80-х гг. XVIII в. все количественные анализы проводили именно таким образом. Исключением была лишь методика, которую Архимед применил для знаменитого анализа царской короны, да еще опробование сплавов золота на пробирном камне. Таким образом, гравиметрический (весовой) метод с выделением определяемого компонента в чистом виде долго был основным или даже единственным способом проведения количественного анализа.

Т. Бергман предложил другой, более современный вариант весового анализа. Его метод осаждения был основан на растворении пробы, введении подходящего реагента-осадителя и взвешивании осадка, получаемого из определяемого компонента (как правило, металла) под действием осадителя. Т. Бергман изучил и ввел в практику весового анализа такие осадители, как серная кислота, карбонаты и фосфаты. В его книгах указывается, что необходимо специально подбирать количество осадителя, «…дабы от недостатка осаждающего средства не осталось чего в растворе, или в излишестве оного вновь не растворилось». Разумеется, из-за неразработанности теоретических аспектов гравиметрии Т. Бергман не мог заранее рассчитать необходимую и достаточную концентрацию осадителя исходя из ожидаемого содержания определяемого компонента в пробе или из растворимости осадка. Подбирать опти­мальную концентрацию осадителя в те времена можно было толь­ко эмпирически, методом проб и ошибок.

Чтобы рассчитать результат гравиметрического анализа, Т. Бергману приходилось заранее определять, какому количеству определяемого элемента соответствует единица массы получаемого осадка. Сегодня аналитики называют эту величину аналитическим множителем (или фактором) и рассчитывают ее по стехиометрическому уравнению реакции осаждения. Т. Бергман же не знал уравнений реакций (они появились спустя полвека). Он определял эмпирическое значение множителя, проводя растворение известных количеств чистого металла, выделяя потом этот металл в виде некоторого малорастворимого соединения и взвешивая осадок. Примером может быть определение свинца при его осаждении содой из соответствующего раствора: количество свинца в навеске руды определяли по формуле 100А/132, где А — масса осадка; дробь 100/132 = 0,758 — эмпирическое значение множителя для данной методики. Отметим, что правильное значение множителя, вычисляемое как отношение атомной массы свинца к молярной массе карбоната свинца, равно 0.776. Т. Бергман опубликовал первую таблицу аналитических множителей для целого ряда методик весового анализа, но, к сожалению, допустил в ней много грубых ошибок. Однако авторитет Т. Бергмана был настолько велик, что этой таблицей довольно долго пользовались многие химики, не замечая ошибок.