沉淀的干燥和灼烧是在一个预先灼烧至恒重的坩埚中进行,因此,在沉淀的干燥和灼烧前,必须预先准备好坩埚。
1.坩埚的准备
先将瓷坩埚洗浄,小火烤干或烘干,编号(可用含Fe3+或Co2+的蓝墨水在坩埚外壁上编号),然后在所需温度下,加热灼烧。灼烧可在高温电炉中进行。由于温度骤升或骤降常使坩埚破裂,最好将坩埚放入冷的炉膛中逐渐升高温度,或者将坩埚在已升至较高温度的炉膛口预热一下,再放进炉膛中。一般在800~950℃下灼烧半小时(新坩埚需灼烧1小时)。从高温炉中取出坩埚时,应先使高温炉降温,然后将坩埚移入干燥器中,将干燥器连同坩埚一起移至天平室,冷却至室温(约需30分钟),取出称重。随后进行第二次灼烧,约15~20分钟,冷却和称重。如果前后两次重量之差不大于0.2毫克,即可认为坩埚已达恒重,否则还需再灼烧,直至恒重为止。灼烧空坩埚的温度必须与以后灼烧沉淀的温度一致。
坩埚的灼烧也可以在煤气灯上进行。事先将坩埚洗净晾干,将其直立在泥三角上,盖上坩埚盖,但不要盖严,需留一小缝。用煤气灯逐渐升温,最后在氧化焰中高温灼烧,灼烧的时间和在高温电炉中相同,直至恒重。
2.沉淀的干燥和灼烧
坩埚准备好后,即可开始沉淀的干燥和灼烧。利用玻璃棒把滤纸和沉淀从漏斗中取出,按图3-11所示,折卷成小包,把沉淀包卷在里面。此时应特别注意,勿使沉淀有任何损失。如果斗上沾有些微沉淀,可用滤纸碎片擦下,与沉淀包卷在一起。
将滤纸包装进已恒重的坩埚内,使滤纸层较多的一边向上,可使滤纸灰化较易。按图3-12所示,斜置坩埚于泥三角上,盖上坩埚盖,然后如图3-13所示,将滤纸烘干并炭化,在此过程中必须防止滤纸着火,否则会使沉淀飞散而损失。若已着火,应立刻移开煤气灯,并将坩埚盖盖上,让火焰自熄。
当滤纸炭化后,可逐渐提高温度,并随时用坩埚钳转动坩埚,把坩埚内壁上的黑炭完全烧去,将炭烧成CO2而除去的过程叫灰化。待滤纸灰化后,将坩埚垂直地放在泥三角上,盖上坩埚盖(留一小孔隙),于指定温度下灼烧沉淀,或者将坩埚放在高温电炉中灼烧。一般第一次灼烧时间为30~45分钟,第二次灼烧15~20分钟。每次灼烧完毕从炉内取出后,都需要在空气中稍冷,再移入干燥器中。沉淀冷却到室温后称重,然后再灼烧、冷却、称重,直至恒重。
微孔玻璃坩埚(或漏斗)只需烘干即可称重,一般将微孔玻璃坩埚(或漏斗)连同沉淀放在表面皿上,然后放入烘箱中,根据沉淀性质确定烘干温度。一般第一次烘干时间要长些,约2小时,第二次烘干时间可短些,约45分钟到1小时,根据沉淀的性质具体处理。沉淀烘干后,取出坩埚(或漏斗),置干燥器中冷却至室温后称重。反复烘干、称重,直至恒重为止。
3.干燥器
干燥器是具有磨口盖子的密闭厚壁玻璃器皿,常用以保存干坩埚、称量瓶、试样等物。它的磨口边缘涂一薄层凡士林,使之能与盖子密合,如图3-14所示。
干燥器底部盛放干燥剂,最常用的干燥剂是变色硅胶和无水氯化钙。其上搁置洁净的带孔瓷板,坩埚等即可放在瓷板孔内。
干燥剂吸收水分的能力都是有一定限度的。例如硅胶,20℃时,被其干燥过的1升空气中残留水分为6×10(-3次方)毫克;无水氯化钙,25℃时,被其干燥过的1升空气中残留水分小于0.36毫克。因此,干燥器中的空气并不是绝对干燥的,只是湿度较低而已。
使用干燥器时应注意下列事项:
① 干燥剂不可放得太多,以免沾污坩埚底部。
② 搬移干燥器时,要用双手拿着,用大拇指紧紧按住盖子,如图3-15所示。
③ 打开干燥器时,不能往上盖,应用左手按住干燥器,右手小心地把盖子稍微推开,等冷空气徐徐进入后,オ能完全推开,盖子必须仰放在桌子上。
④ 不可将太热的物体放入干燥器中。
⑤ 有时较热的物体放入干燥器中后,空气受热膨胀会把盖子顶起来,为了防止盖子被打翻,应当用手按住,不时把盖子稍微推开(不到1秒钟),以放出热空气。
⑥ 灼烧或烘干后的坩埚和沉淀,在干燥器内不宜放置过久,否则会因吸收一些水分而使重量略有增加。
⑦ 变色硅胶干燥时为蓝色(含无水Co2+离子色),受潮后变粉红色(水合Co2+离子色)。可以在120℃烘受潮的硅胶待其变蓝后反复使用,直至破碎不能用为止。