第八章重量分析法

第八章重量分析法

1.2.3.4.5.6.7.8趙縣職教中心生物化工專業(yè)第八章重量分析法

第一節(jié)概述

一、重量分析法：通過稱量被測組分的質(zhì)量來確定被測組分百分含量的分析方法。

二、分類：

揮發(fā)法：利用物質(zhì)的揮發(fā)性萃取法：利用物質(zhì)在兩相中溶解度的不相同沉淀法：利用沉淀不相同電化學(xué)方法：如利用物質(zhì)電解析出

三、特點：

準(zhǔn)確度高，費時，繁瑣，不適合微量組分第二節(jié)沉淀重量法一、幾個概念二、沉淀重量法的分析過程和要求三、溶解度及其影響因素四、沉淀的類型和形成五、影響沉淀純凈的因素六、沉淀條件的選擇七、沉淀的過濾、洗滌及烘干、灼燒八、結(jié)果的計算一、幾個概念1.沉淀重量法：利用沉淀反應(yīng)將待測組分以難溶化合物形式沉淀下來，經(jīng)過濾、洗滌、烘干、灼燒后，轉(zhuǎn)化成具有確定組成的稱量形式，稱量并計算被測組分含量的分析方法。2.沉淀形式：

沉淀的化學(xué)組成稱～3.稱量形式：

沉淀經(jīng)烘干或灼燒后，供最后稱量的化學(xué)組成稱～二、沉淀重量法的分析過程和要求（一）分析過程

待測離子沉淀劑沉淀形式處理過程稱量形式

過濾8000CBa2++SO42-BaSO4↓BaSO4洗滌灼燒

過濾烘干Ca2++C2O42-

CaC2O4?2H2O↓CaO洗滌灼燒

過濾烘干試樣溶液+沉淀劑沉淀形式↓稱量形式

洗滌灼燒注：稱量形式與沉淀形式可以相同，也可以不同常用儀器（二）要求1．對沉淀形式的要求

a．溶解度小b．易過濾和洗滌c．純凈，不含雜質(zhì)d．易轉(zhuǎn)化成稱量形式2．對稱量形式的要求

a．確定的化學(xué)組成b．性質(zhì)穩(wěn)定c．較大的摩爾質(zhì)量例1：測定鋁時,稱量形式可以是Al2O3(M=101.96)或8-羥基喹啉鋁(M=459.44)。如果在操作過程中損失沉淀1mg,以A12O3為稱量形式時鋁的損失量:A12O3：2A1=1：xx=0.5mg

以8-羥基喹啉鋁為稱量形式時鋁的損失量:A1(C9H6NO)3：A1＝1：xx＝0.06mg（一）溶解度與溶度積1.固有溶解度和溶解度2.活度積和溶度積3.溶解度與溶度積關(guān)系4.條件溶度積三、溶解度及其影響因素1.固有溶解度和溶解度固有溶解度S0：微溶化合物的分子溶解度稱為～溶解度S：難溶化合物在水溶液中的濃度，為水中分子濃度和離子濃度之和MA（固）MA（水）M++A-

沉淀平衡以分子形式溶解進一步解離2.活度積和溶度積3．溶解度與溶度積關(guān)系4.條件溶度積第三節(jié)影響沉淀溶解度的因素

1.同離子效應(yīng)(Commonioneffect)

當(dāng)沉淀達平衡后，若向溶液中加入組成沉淀的構(gòu)晶離子試劑或溶液，使沉淀溶解度降低的現(xiàn)象稱為～構(gòu)晶離子：組成沉淀晶體的離子稱為～討論：過量加入沉淀劑，可以增大構(gòu)晶離子的濃度，降低沉淀溶解度，減小沉淀溶解損失過多加入沉淀劑會增大鹽效應(yīng)或其他配位副反應(yīng),而使溶解度增大

沉淀劑用量：一般——過量50%～100%為宜，非揮發(fā)性——過量20%～30%例2：解：

用BaSO4重量法測定SO42-含量時，以BaCl2為沉淀劑，計算等量和過量0.01mol/L加入Ba2+時，在200ml溶液中BaSO4沉淀的溶解損失例2：2.鹽效應(yīng)(Effectofsalts)：

溶液中存在大量強電解質(zhì)使沉淀溶解度增大的現(xiàn)象討論：注：沉淀溶解度很小時，常忽略鹽效應(yīng)沉淀溶解度很大，且溶液離子強度很高時，要考慮鹽效應(yīng)的影響。鹽效應(yīng)曲線S/S01.61.41.21.00.0010.0050.01KNO3/(mol·L-1)BaSO4AgCl例3：分別計算BaSO4在純水0.01mol/LNaNO3溶液中的溶解度解：例4：討論：3.酸效應(yīng)(SolubilityandpH)

溶液酸度對沉淀溶解度的影響稱為～討論：

酸度對強酸型沉淀物的溶解度影響不大，但對弱酸型或多元酸型沉淀物的溶解度影響較大pH↓，[H+]↑，S↑注：

因為酸度變化，構(gòu)晶離子會與溶液中的H+或OH-反應(yīng)，降低了構(gòu)晶離子的濃度，使沉淀溶解平衡移向溶解，從而使沉淀溶解度增大溶液酸度對CaC2O4溶解度的影響

CaC2O4Ca2++C2O42-C2O42-+H+HC2O4-HC2O4-+H+H2C2O4例5：試比較pH=2.0和pH=4.0的條件下CaC2O4的沉淀溶解度。

解：例5：例6：0.02mol/LBaCl2和H2SO4溶液等濃度混合，問有無BaSO4沉淀析出？解：

4.

配位效應(yīng)(Formationofcomplexions)存在配位劑與構(gòu)晶離子形成配位體，使沉淀的溶解度增大的現(xiàn)象稱為～配位效應(yīng)S最小同離子效應(yīng)絡(luò)合作用pCl=2.4pCl5432101086420Sx106mol/LS(AgCl)-pCl曲線討論：1）配位效應(yīng)促使沉淀-溶解平衡移向溶解一方，從而增大溶解度2）當(dāng)沉淀劑本身又是配位劑時，應(yīng)避免加入過多;既有同離子效應(yīng)，又有配位效應(yīng)，應(yīng)視濃度而定

Ag++Cl-AgClAgCl

+Cl-AgCl2-AgCl2-

+Cl-

AgCl3-3）配位效應(yīng)與沉淀的溶解度和配合物穩(wěn)定常數(shù)有關(guān)，溶解度越大，配合物越穩(wěn)定，配位效應(yīng)越顯著例7：計算AgI在0.01mol/L的NH3中的溶解度解：5.其他因素：A．溫度：

T↑，S↑，溶解損失↑(合理控制)B．溶劑極性：

溶劑極性↓，S↓，溶解損失↓(加入有機溶劑)C．沉淀顆粒度大?。?/p>

同種沉淀，顆?！?，S↓，溶解損失↓(粗大晶體)

D．膠體形成：

“膠溶”使S↑，溶解損失↑(加大量電解質(zhì)可破壞之)E．水解作用：

某些沉淀易發(fā)生水解反應(yīng)，對沉淀造成影響溫度對沉淀溶解度的影響注：根據(jù)沉淀受溫度影響程度選擇合適溫度沉淀→加熱溶液陳化→加熱微沸

過濾、洗滌沉淀溫度影響大的沉淀→冷至室溫再過濾洗滌溫度影響小的沉淀→趁熱過濾洗滌第四節(jié)沉淀的形成沉淀重量分析法中總是希望得到粗大的晶型沉淀沉淀的類型與下列因素有關(guān)：沉淀的性質(zhì)形成沉淀時的條件沉淀的后處理一、沉淀的類型：顆粒度/mm特點晶形沉淀0.1～1構(gòu)晶離子排列規(guī)則有序、沉淀結(jié)構(gòu)緊密、體積小、易沉降凝乳狀沉淀0.02～0.1介于晶型與無定性沉淀無定形沉淀<0.02構(gòu)晶離子排列雜亂、包含有大量的水分子、結(jié)構(gòu)疏松、體積龐大、不易沉降二、沉淀形成的過程及影響沉淀類型的因素構(gòu)晶離子晶核沉淀微粒無定形沉淀晶形沉淀（一）晶核的形成過程過飽和狀態(tài)：當(dāng)溶液中的構(gòu)晶離子濃度的乘積大于該條件下沉淀的溶度積時晶核的形成過程晶體的成長過程

構(gòu)晶離子會因離子間的締合作用自發(fā)地聚集而從溶液中產(chǎn)生晶核

由于溶液中的細小顆粒（如塵埃、不溶性雜質(zhì)、器壁上粘附的細小顆粒等）的誘導(dǎo)作用，構(gòu)晶離子在其表面聚集而構(gòu)成晶核均相成核：異相成核：Q：加入沉淀劑時溶質(zhì)的瞬間總濃度S：晶核的溶解度K：與沉淀的性質(zhì)、溫度和介質(zhì)等因素有關(guān)的常數(shù)Q-S：過飽和度(Q-S)/S：相對過飽和度馮·韋曼(VonWeimarn)晶核數(shù)異相成核濃度區(qū)域均相成核濃度區(qū)域（二）晶核的成長過程晶粒大小晶核數(shù)目異相成核均相成核晶粒小晶粒大臨界過飽和比相對過飽和度沉淀物的本性人為控制

由離子聚集成晶核，再進一步堆積形成肉眼可見的沉淀微粒的過程稱之為聚集過程。

聚集的同時，構(gòu)晶離子又有按照一定的晶格整齊的排列在晶核表面從而形成更大晶粒的傾向，此定向排列的作用稱之為定向過程。聚集速度的大小取決于相對過飽和度定向速度的大小取決于物質(zhì)的性質(zhì)極性較強晶形沉淀無定形沉淀大顆粒晶形沉淀成長構(gòu)晶離子晶核沉淀微粒均相成核異相成核無定形沉淀晶形沉淀

沉淀的類型不僅取決于沉淀物質(zhì)的本性，也與進行沉淀的條件密切相關(guān)；成核過程和晶體的成長過程都對沉淀顆粒的大小有影響。第五節(jié)影響沉淀純度的因素一、影響沉淀純度的因素（一）共沉淀現(xiàn)象

在進行沉淀反應(yīng)時，某些可溶性雜質(zhì)混雜于沉淀之中與沉淀一起沉淀下來的現(xiàn)象，叫做共沉現(xiàn)象。造成共沉現(xiàn)象的原因分為：表面吸附、吸留和生成混晶1、表面吸附

表面吸附是在沉淀表面上吸附了雜質(zhì)，產(chǎn)生的原因是由于晶體表面離子電荷不平衡所致溶液第一吸附層第二吸附層雙電層沉淀界面

BaSO4晶體表面吸附作用示意圖例：沉淀重量法測定Ba2+含量(共存Fe3+)表面吸附作用力靜電力例Ba2+SO42-沉淀用SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ca2+Ca2+NO3-Cl-Cl-Cl-K+Na+SO42-SO42-吸附層擴散層吸附層：擴散層：抗衡離子①構(gòu)晶離子②與之相似離子表面吸附例Ba2+SO42-沉淀用SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba