大学 · 25分

BaSO₄ としての硫酸イオンの重量分析

硫酸イオンを塩化バリウムで定量的に沈殿させ、ろ過・灼熱・秤量する。純粋で化学量論的な固体 BaSO₄ の質量から、試料中の硫酸量が分かる。

目的

乾燥 BaSO₄ の質量を、重量換算係数 M(SO₄²⁻)/M(BaSO₄) を使って硫酸量に結びつけ、各定量移行操作の理由を説明する。

硫酸イオンを含む試料、5% 塩化バリウム溶液、希塩酸、ビーカーとガラス棒、無灰ろ紙またはるつぼ、乾燥器またはマッフル炉、分析天秤。

BaSO₄ は Ksp ≈ 1.1·10⁻¹⁰ と非常に難溶で、Ba²⁺ をわずかに過剰にすれば硫酸をほぼ完全に固相に移せる。沈殿は化学的に一定で灼熱に安定なため、その質量は換算係数 96.06/233.39 ≈ 0.4116 により直接硫酸量に換算できる。検量線が不要で、重量分析は絶対法である。

重量分析は分析化学で最も古い定量法である。1820年代にイェンス・ヤーコブ・ベルセリウスが精密な沈殿と秤量で周期表の大半の原子量を決定した。硫酸の BaSO₄ 法は標準手順となり、非常に難溶（Ksp ≈ 1.1·10⁻¹⁰）で灼熱に安定なため、今も重量分析の模範として教えられている。