實驗九-二水合氯化鋇中鋇含量的測定(3次課)

1、（硫酸鋇晶型沉淀重量分析法）BaSO4沉淀樣品的制備沉淀樣品的制備 第第10周周沉淀的過濾與洗滌、空坩堝的恒重沉淀的過濾與洗滌、空坩堝的恒重 第第11周周沉淀的灼燒與恒重沉淀的灼燒與恒重 第第12周周1了解測定BaCl2.2H2O中鋇的含量的原理和方法2掌握晶形沉淀的制備、過濾、洗滌、灼燒及恒重的基本操作技術BaSO4重量法，既可用于測定Ba2+，也可用于測定SO42-的含量。沉淀反應如下：BaBa2+2+ + SO + SO4 42-2-=BaSO=BaSO4 4 Ba2+可生成一系列微溶化合物，如BaCO3，BaC2O4，BaCrO4，BaHPO4，BaSO4等，其中以BaSO4的溶解度為

2、最小。硫酸鉛和硫酸鍶的溶解度都很小，對鋇測定有干擾。為了防止產生碳酸鋇、磷酸鋇、砷酸鋇沉淀以及氫氧化鋇的共沉淀，一般在0.05mol/L左右的HCl介質中進行沉淀；同時，適當提高酸度，可增加BaSO4的溶解度，降低其相對過飽和度，有利于獲得較好的晶形沉淀。對沉淀的要求對沉淀的要求1. 沉淀的溶解度小沉淀的溶解度小-沉淀完全，溶解損失忽略不計，沉淀完全，溶解損失忽略不計， 根據一般分析結果的誤差要求，沉淀的溶解損失不根據一般分析結果的誤差要求，沉淀的溶解損失不應超過分析天平的稱量誤差，即應超過分析天平的稱量誤差，即0.2mg； 2. 沉淀要易于過濾和洗滌，晶形好沉淀要易于過濾和洗滌，晶形好-大顆

3、粒晶型沉淀大顆粒晶型沉淀;3. 沉淀要純凈沉淀要純凈-雜質少，避免沾污；雜質少，避免沾污；4. 沉淀應易于全部轉化為稱量形式。沉淀應易于全部轉化為稱量形式。晶核的生長晶核的生長晶核的形成晶核的形成 成核作用成核作用均相、異相均相、異相生長過程生長過程擴散、沉積擴散、沉積聚集聚集定向排列定向排列構晶離子構晶離子晶核晶核 沉淀微粒沉淀微粒 無定形沉淀無定形沉淀晶形沉淀晶形沉淀 沉淀的形成過程沉淀的形成過程沉淀的類型沉淀的類型(1) 晶形沉淀：顆粒直徑晶形沉淀：顆粒直徑0.11m; 排列整齊排列整齊, 結構緊密結構緊密; 比表面積小比表面積小, 吸附雜吸附雜質少質少; 易于過濾、洗滌易于過濾、洗滌.

4、 例：例：BaSO4（細晶形沉淀）（細晶形沉淀） MgNH4PO4（粗晶形沉淀）（粗晶形沉淀）(2) 無定形沉淀：顆粒直徑無定形沉淀：顆粒直徑0.02m; 結構疏松結構疏松; 比表面積大比表面積大, 吸附雜質多吸附雜質多; 不不易過濾、洗滌易過濾、洗滌. 例：例： Fe2O32H2O(3) 凝乳狀沉淀：顆粒直徑界于兩種沉淀之間凝乳狀沉淀：顆粒直徑界于兩種沉淀之間. 例：例：AgCl 20世紀初期，馮韋曼(van Weimarn)以BaSO4沉淀為對象，對沉淀顆粒大小與溶液濃度的關系作過研究。發(fā)現(xiàn)沉淀顆粒的大小與形成沉淀的聚集速率(形成沉淀的初始速率)有關，而初始速度又與溶液的相對過飽和度成正比

5、。 形成沉淀的初始速率形成沉淀的初始速率 vK(Q-S)/S 式中: Q加入沉淀劑瞬間, 生成沉淀物質的濃度; S沉淀物質的溶解度; Q-S為沉淀物質的過飽和度; (Q-S)/S相對過飽和度; K比例常數(shù)，與沉淀的性質、溫度、介質等因素有關。 沉淀顆粒大小和形態(tài)決定于聚集速率和定向速率的比率 聚集速率 定向排列速率 晶形沉淀 聚集速率 定向排列速率 無定形沉淀9晶型沉淀的生成晶型沉淀的生成特特 點：點：顆粒大，易過濾洗滌；顆粒大，易過濾洗滌； 結構緊密，表面積小，吸附雜質少結構緊密，表面積小，吸附雜質少條條 件：件： a. 稀溶液稀溶液降低過飽和度，減少均相成核降低過飽和度，減少均相成核 b.

6、 熱溶液熱溶液增大增大S, 降低相對過飽和度降低相對過飽和度, 減少雜質吸附減少雜質吸附 c. 充分攪拌下慢慢滴加沉淀劑充分攪拌下慢慢滴加沉淀劑防止局部過飽和防止局部過飽和 d. 加熱陳化加熱陳化生成大顆粒純凈晶體生成大顆粒純凈晶體 陳化陳化：沉淀完成后，將沉淀與母液放置一段時間，這一沉淀完成后，將沉淀與母液放置一段時間，這一 過程稱為（加熱和攪拌可以縮短陳化時間）過程稱為（加熱和攪拌可以縮短陳化時間）.BaSO4重量法測定Ba2+時，一般用稀H2SO4作沉淀劑。為使BaSO4沉淀完全，H2SO4必須過量！由于H2SO4在高溫下可揮發(fā)除去，沉淀帶下的H2SO4不致引起誤差，因此，沉淀劑用量可過

7、量50%100%。NO3，ClO3，Cl 等陰離子和K+，Na+，Ca2+，F(xiàn)e3+等陽離子均可引起共沉淀現(xiàn)象，故應嚴格掌握沉淀條件，減少共沉淀現(xiàn)象，以獲得純凈的BaSO4晶形沉淀?？刂瞥恋項l件：熱、稀、慢、攪、陳。熱、稀、慢、攪、陳。稱取一定量的BaCl2.2H2O，用水溶解，加稀HCl酸化，加熱至近沸，在不斷攪動下，緩慢地加入熱、稀的H2SO4溶液，Ba2+與SO42作用，形成微溶于水的沉淀。所得沉淀經陳化、過濾、洗滌和灼燒后，以BaSO4沉淀形式稱量，即可求得BaCl2中鋇的含量百分數(shù)。1H2SO4 1mol/L；0.1 mol/L。2HCl 2 mol/L3HNO3 2 mol/L4A

8、gNO3 0.1 mol/L5BaCl22H2O 6瓷坩堝7坩堝鉗 8定量濾紙（中、慢速）9. . 長頸玻璃漏斗1 1瓷坩堝的準備瓷坩堝的準備（實驗老師已準備好）（實驗老師已準備好）洗凈瓷坩堝（1個），晾干，然后在高溫800850下灼燒。第一次灼燒40分鐘，取出稍冷片刻，轉入干燥器中冷卻至室溫后稱量。第二次灼燒20分鐘，取出稍冷，轉入干燥器中冷卻至室溫后，再次稱量。如此操作直至坩堝恒重為止（兩次重量相差4 mg)。2 2分析步驟分析步驟（1 1）稱樣及沉淀的制備）稱樣及沉淀的制備準確稱取0.40.6 g BaCl22H2O試樣一份一份，置于250 mL燒杯中，加入約100 mL水、3 mL 2

9、 mol/L HCl，攪拌溶解，蓋上表面皿，加熱至近沸，但勿使溶液沸騰，以防濺失。取4 mL 1 mol/L H2SO4溶液一份于100 mL的燒杯中，加水30 mL，加熱至近沸，趁熱將H2SO4溶液用滴管逐滴加入到熱的鋇鹽溶液中，并用玻璃棒不斷攪拌，直到H2SO4溶液加完為止。待BaSO4沉淀沉降后，在上層清液中加入1-2滴0.1 mol/L H2SO4，仔細觀察沉淀是否完全？如已沉淀完全，蓋上表面皿，將玻棒靠在燒杯嘴邊（切勿將玻璃棒拿出杯外，以免損失沉淀），在室溫下放置陳化過夜。溶液冷卻后，用慢速定量濾紙過濾，先將上層清液傾注在濾紙上，再用稀H2SO4洗滌液（2-4 mL 1 mol/L

10、H2SO4稀釋至200 mL）洗滌沉淀3-4次，每次用約10 mL，均用傾注法傾注法過濾。然后將沉淀小心地轉移至濾紙上，用一小片濾紙擦凈杯壁，并將濾紙片放在漏斗內，繼續(xù)用稀H2SO4洗滌沉淀2-3次，直至洗滌液中不含Cl-為止（用AgNO3溶液檢查）。（2）沉淀的過濾與洗滌）沉淀的過濾與洗滌將折疊好的沉淀濾紙包置于已恒重的瓷坩堝中，經烘干、炭化、灰化后，在(80020)的馬福爐中灼燒至恒重。計算BaCl22H2O中Ba的質量百分含量。注意：注意：灼燒灼燒BaSO4的溫度不能超過的溫度不能超過900 ，因沉淀，因沉淀在在1000 以上高溫灼燒時，可能部分沉淀分解。以上高溫灼燒時，可能部分沉淀分解

11、。（3）沉淀的灼燒與恒重）沉淀的灼燒與恒重五、實驗數(shù)據處理五、實驗數(shù)據處理 表表1 1 氯化鋇中鋇含量的測定氯化鋇中鋇含量的測定試樣中442BaBaSOBaSOBaBaCLMmMw%100%mBaCl22H2O第一次實驗：第一次實驗：稱量BaCl22H2O樣品及BaSO4沉淀的制備。第二次實驗第二次實驗:（1）先到天平室稱量第一次灼燒后的坩堝質量； （2）沉淀的過濾與洗滌； （3）再到天平室稱量第二次灼燒后的坩堝質量； （4）沉淀的烘干、炭化、灰化、灼燒。注：注：1) 記錄自己用的瓷坩堝及坩堝蓋的號碼，始終使用同一套坩堝； 2) 記住自己使用的天平，始終使用同一臺天平稱量； 3) 使用一張濾紙過濾，折成三層的放在漏斗短出口邊； 4) 灰化時，如有明火，用坩堝蓋蓋滅，不能用嘴吹滅； 5) 坩堝鉗小心使用，不要打碎坩堝及坩堝蓋。第三次實驗第三次實驗:（1）先到天平室稱量第一次灼燒后的樣品質量；