第7章 重量分析法.ppt

1 第7章重量分析法 7 1概述7 2沉淀的溶解度及其影响因素7 3沉淀的形成7 4沉淀的纯度7 5沉淀的条件和称量形的获得7 6有机沉淀剂的应用 2 7 1概述 通过称量物质的质量进行分析的方法 测定时 通常先用适当的方法使被测组分与其他组分分离 然后称重 由称得的质量计算该组分的含量 优点 Er 0 1 0 2 准 不需标液 缺点 慢 繁琐 测P S Si Ni等的仲裁分析仍用重量法 7 1 1重量分析法的分类和特点 3 重量法的分类 挥发法 利用物质的挥发性质 通过加热或其他方法使待测组分从试样中挥发逸出 电解法 利用电解的方法使待测金属离子在电极上还原析出 然后称重 电极增加的质量即为金属质量 例如 测Cu2 沉淀法 利用沉淀反应使待测组分以微溶化合物的形式沉淀出来 再使之转化为称量形式称量 4 AnalyticalChemistry 1998 R Kellner p273 重量法有极高的准确度 其准确度依赖于沉淀技术及沉淀的性质 为得到高的准确度 必须做到以下几点 沉淀的化学计量组成必须确定 且可重现 沉淀在母液及洗涤液中的溶解度足够小 体系中的其他元素及成分对沉淀的干扰最小 沉淀的表面积小 不易吸附杂质 沉淀从母液中分离容易 且有合适的洗涤液洗涤 热力学稳定 便于干燥 干燥产物稳定 不吸水 5 7 1 2沉淀重量法分析过程 6 重量法示例 7 对称量形的要求组成恒定 稳定 摩尔质量大 对少量组分 为便于操作 晶形沉淀 0 5g 胶状沉淀 0 2g 8 测量结果计算 Ag Cl AgCl 待测物称量形 9 例1 称取含铝试样0 5000g 溶解后用C9H7NO沉淀 120 烘干后得Al C9H6NO 3重0 3280g 计算样品中铝的质量分数 若将沉淀在1200 灼烧成Al2O3称重 可得称量形多少克 解 a 称量形为Al C9H6NO 3时 10 b 若以Al2O3形式称重 若上例中w Al 38 53 则称量形m Al C9H6NO 3 3 280gm Al2O3 0 3640g 11 7 2沉淀的溶解度及其影响因素 7 2 1溶解度与溶度积 MA 固 MA 水 M A MA 水 固有溶解度 分子溶解度 用S0表示溶解度 S S0 M S0 A HgCl20 25mol L 1 Hg2 1 7 10 5mol L 1 M A 12 溶度积与条件溶度积 K sp M A M M A A Ksp M A 条件溶度积常数 与条件有关 MmAn 溶度积常数 与t I有关 13 常数汇总 14 7 2 2影响S的因素 1 盐效应 增大溶解度 15 2 同离子效应 减小溶解度 加过量沉淀剂是降低溶解度的最方便有效的办法 例 测SO42 若加入n Ba2 n SO42 V 300mL m BaSO4 2 4 10 5 300 233 4 1 7mg 若加入过量Ba2 Ba2 0 01mol L 1S SO42 Ksp Ba2 6 10 10 0 01 6 10 8mol L 1m BaSO4 6 10 8 300 233 4 0 004mg 16 PbSO4在不同浓度Na2SO4溶液中的溶解度 盐效应 可挥发性沉淀剂过量50 100 非挥发性沉淀剂过量20 30 同离子效应 17 3 酸效应 增大溶解度 弱酸盐 例2 计算CaC2O4在不同情况下的溶解度 1 在纯水中 18 2 在酸性溶液中 Ksp CaC2O4 10 7 8 I 0 1 H2C2O4pKa1 1 3pKa2 4 3 I 0 1 a H 1 H b1 H 2b2 19 pH 1 0的HCl溶液中 水中5 10 5mol L 1 几乎不沉淀 20 若pH 4 4 过量H2C2O4 c 0 10mol L 1 Ca2 沉淀完全 KMnO4法测Ca2 MO指示剂 若pH 1 0 过量H2C2O4 c 0 10mol L 1 21 S H 1 10 7 0 12 9 10 14 0 20 0 106 3 1 例3 计算Ag2S在纯水中的溶解度 解 H2S的pKa1 7 1pKa2 12 9 22 Ksp较大 S2 定量成为HS 产生同量OH 假设MnS H2O Mn2 HS OH SSS 例4 计算MnS在纯水中的溶解度 解 23 检验 OH S 10 4 6mol L 1 H 10 9 4mol L 1 S H 1 10 9 4 12 9 10 18 8 20 0 1 103 5 101 2 103 5S2 HS H2S主要以HS 存在故假设合理 亦可不必计算 由优势区域图可知 24 4 络合效应 增大溶解度 Ksp Ag Cl Ag Cl Ag Cl Ksp 1 Cl 1 Cl 2 2 S Ag Ksp Cl Ksp 1 Cl 2 25 5 酸效应 络合效应共存 Ksp 10 9 7 I 0 1 例5pH 4 0 C2O4 0 1mol L 1 Y 0 01mol L 1 计算PbC2O4的溶解度 pH 4 0时 C2O4 H 100 3 Y H 108 6 Y Y Y H 10 10 6 Pb Y 1 10 10 6 18 0 107 4 解 26 Ksp Pb Y C2O4 H 10 9 7 7 4 0 3 10 2 0 在此条件下 PbC2O4不沉淀 Ca Y 1 10 10 6 10 7 100 4 Ksp Ca Y C2O4 H 10 7 8 0 4 0 3 10 7 1 此时 CaC2O4沉淀否 Ca2 被完全沉淀 即Pb2 Ca2 可完全分离 27 BaSO4的条件溶度积 过量EDTA的浓度为10 2mol L 1 例 2 28 6 影响S的其他因素 温度 t S 溶解热不同 影响不同 室温过滤可减少损失 颗粒大小 小颗粒溶解度大 需陈化 溶剂 相似者相溶 加入有机溶剂 则S 29 7 3沉淀的形成 30 冯 威曼 vonWeimarn 经验公式 S 晶核的溶解度Q 加入沉淀剂瞬间溶质的总浓度Q S 过饱和度 沉淀初始速度 晶核形成速度 相对过饱和度 31 沉淀性质的影响 BaSO41 1 10 10大1000晶形AgCl1 8 10 10小5 5凝乳状CaC2O4 H2O2 3 10 931PbSO41 7 10 828 条件影响 BaSO4 晶形 若c 3mol L 1 胶冻Fe OH 3 胶体 慢 均匀沉淀 显微镜可见结晶 慢 一天降0 1 经半年 洁 双层窗 换衣 无尘 32 7 4沉淀的纯度 1 构晶离子优先 过量组分 2 离解度或溶解度小的物质3 价数越高 浓度越大 越易被吸附4 沉淀总表面积大 吸附杂质多5 温度升高 减少吸附 1 表面吸附及吸附规则 7 4 1共沉淀 可洗涤除去 33 AgCl沉淀表面吸附示意图 34 2 包藏 沉淀速度太快引起 也符合吸附规则 Ba2 加入SO42 中 SO42 加入Ba2 中 例 硫酸钡的共沉淀 30 消除方法 陈化或重结晶 35 3 混晶 BaSO4 PbSO4 AgCl AgBr KMnO4 BaSO4需预先分离 36 7 4 2后沉淀 不沉淀 CaC2O4沉淀时MgC2O4后沉淀 应减少沉淀与母液共存的时间 37 共沉淀小结 后沉淀主沉淀形成后 诱导 杂质随后沉淀下来减免方法 缩短沉淀与母液共置的时间 吸附共沉淀 服从吸附规则 是胶体沉淀不纯的主要原因减免方法 洗涤 包藏共沉淀 服从吸附规则 是晶形沉淀不纯的主要原因减免方法 陈化或重结晶 混晶共沉淀减免方法 预先将杂质分离除去 38 7 4 3沉淀沾污对分析结果的影响 39 2 无定形沉淀 Fe2O3 xH2O 在浓 热溶液中进行 快 有大量电解质存在 趁热过滤 不必陈化 可二次沉淀 去杂质 稀 热电解质溶液 NH4NO3 NH4Cl 洗 7 5沉淀的条件和称量形的获得 沉淀的条件 40 称量形的获得 定量滤纸规格 灰分 0 1mg 张 1 过滤 定量滤纸或玻璃砂漏斗 41 2 洗涤 倾泻法 少量多次 S大的 如BaSO4 稀沉淀剂洗 再水洗S小但不易成胶体的 水洗易成胶体