什么是重量分析法

第5章 重量分析法51重量分析法概述一、重量分析法的分类和特点重量分析法：1、分类（1）沉淀法（主）即将被测组分以微溶化合物的形式沉淀出来，再将沉淀过虑、洗涤、烘干or灼烧、称重、计算其含量。BaCl2(溶液)+H2SO4(稀)BaSO4过虑、洗涤、烘干BaSO4(纯净)称量（2）气化法（挥发法）（3）其它方法2、特点准确度高：直接用分析天平称量获得结果，不需与标准试样or基准物质比较。繁琐费时：该法只适合于常量组分的测定。目前，Si,S,P,Ni 等元素的精确分析仍用重量法。二、重量分析对沉淀形式和称量形式的要求（P176）沉淀形式：加入沉淀剂，使待测组分沉淀下来，此沉淀的组成形式。称量形式：沉淀经洗涤、烘干、灼烧后的组成形式。沉淀形式称量形式BaSO4BaSO4CaC2O4H2OCaO1、对沉淀形式的要求：2、对称量形式的要求：如，测Al3+氨水沉淀法8羟基喹啉沉淀法52沉淀的溶解度及其影响因素一、溶解度、溶度积和条件溶度积1、溶解度：MA(s) MA(水) M+A-s0表示MA在水溶液中以分子状态or离子状态存在的活度，为一常数，称为该物质的分子溶解度or固有溶解度。微溶化合物的溶解度等于所有溶解出的组分的浓度总和，即S=MA水+M+=s0+M+=s0+A-（61）若s0很小SM+=A-（61a）1、 活度积和溶度积 当溶液较稀时：纯水中：对MA型对MmAn型3、条件溶度积二、影响沉淀溶解度的因素1、同离子效应构晶离子：组成沉淀晶体的离子计算BaSO4在200mL0.01mol.L-1H2SO4中的溶解损失解：m=1.110-8200233.45.110-4mg0.1mg说明？沉淀剂加多少合适：一般，若沉淀剂在烘干或灼烧时能挥发除去，可过量50100若沉淀剂在烘干或灼烧时不能挥发除去，可过量2030如BaSO4加稀H2SO4，过量50100（沉淀Ba2+）加BaCl2，过量2030（沉淀SO42-）沉淀剂过量太多，有时可能会引起盐效应、络合效应等副反应，沉淀的溶解度升高2、盐效应S随强电解质盐类浓度增大而增大的效应例2（P179例1）计算BaSO4在0.0080mol.L-1MgCl2中的溶解度解：查P321表4查P321表4构晶离子电荷越高，盐效应越严重P180表51单纯盐效应P180表52同离子效应和盐效应共同影响3、酸效应的影响酸效应溶液酸度对沉淀溶解度的影响（610）例3（P181例2）计算CaC2O4在pH=2.00时的溶解度查表P338,Ksp=2.010-9H2C2O4 ka1=5.910-2，ka2=6.410-5 例4（P181例3）计算在pH=3.00,C=0.010mol.L-1时，CaC2O4的s。解：CaC2O4 Ca2+ + C2O42-附：pH=2.00，BaSO4在0.010MBaCl2中的s（中国科技大1998）pH=1.0，CaF2在0.10MF-中的s(10分)（厦门大学2000）附：pH=2.00，BaSO4在0.010MBaCl2中的s（中国科技大1998）pH=1.0，CaF2在0.10MF-中的s(10分)（厦门大学2000）例5（P181例4）考虑S2-的水解，计算Ag2S在纯水中的sKsp=2.010-49，H2S的ka1=1.310-7，ka2=7.110-15解：Ag2S 2Ag+ + S2-S2-水解：S2- + H2O HS- + OH-HS- + H2O H2S + OH-Ksp很小s很小OH-很小，故pH7.0若不考虑水解：类似的有：HgS,CuS,综上所述：一般强酸盐的s受酸度影响不显著（如AgCl），弱酸盐的s受酸度影响较大，应在低酸度下沉淀，如CaCO3,MnS。沉淀本身为弱酸（如H2SiO3）应在强酸性溶液中沉淀。练习：P211，习题6a.CuS同Ag2S（P181例4）b.MnSMnS的s较大，S2-几乎定量变成HS-，产生等量OH-MnS + H2O Mn2+ + HS- + OH- S=6.610-4mol.L-1PbCO3,CaCO3与MnS类似4、络合效应（P182）络合效应：CLkML络合效应越严重MA M + AMLMLn有时沉淀剂也是络合剂 例7（P284例5）计算AgI在0.010mol.L-1NH3中的溶解度。解：AgI Ag+ + I-附：求AgCl在0.1mol.L-1Cl-中的s。（厦门大学1999。10分）小结：四种效应对s的影响，其中同离子效应使s降低，其余三种使s增大。5、其它因素a.温度b.溶剂c.沉淀颗粒的大小d.沉淀结构作业P211,14,17,18T课下练习P211, 10T53沉淀的类型和沉淀的形成过程一、沉淀的类型晶形沉淀CrystallineprecipitateBaSO4MgNH4PO40.1 1 mm凝乳状沉淀Curdy precipitateAgCl无定形沉淀AmorphousprecipitateFe2O3.nH2O Al2O3.nH2OKsp(ZnS)ZnS又如：CaC2O4MgC2O4与表面吸附不同吸附杂质的量，受放置时间的影响较小且在表面上产生的是可溶性的杂质共沉淀思考：减少后沉淀的方法？缩短沉淀与母液共存的时间讨论：共沉淀和后沉淀对分析结果有什么影响？应视具体情况而定，如用BaSO4重量法测Ba2+若沉淀吸附了Fe2(SO4)3等外来杂质（Ba2+已沉淀完全），灼烧不能除去（Fe2O3），使结果偏高。若沉淀中夹有BaCl2 or Ba(NO3)，灼烧后仍为BaCl2 or Ba(NO3)若按BaSO4来计算Ba含量，结果偏低沉淀中混有H2SO4等挥发性杂质，灼烧可除去，对结果无影响三、减少沉淀玷污的方法（P192自学了解）55沉淀条件的选择一、晶形沉淀的沉淀条件1、在稀溶液中加稀沉淀剂2、在不断搅拌下逐滴加沉淀剂3、在热溶液中沉淀相对过饱和度减少杂质吸附冷却后过虑，减少沉淀的溶解损失4、陈化小晶粒大晶粒，更纯净不完整晶粒完整晶粒亚稳态稳定态1、较浓的溶液中，快速加入沉淀剂。沉淀完毕，立即用热水冲稀并搅拌，使表面吸附的杂质转移到溶液中去，2、热溶液中沉淀3、沉淀时，加入大量可挥发性的电解质or某些能引起沉淀微粒凝聚的胶体，如铵盐、动物胶4、不必陈化。沉淀完毕，趁热过虑，以防沉淀失去水分凝聚太紧，吸附的杂质难以除掉二、均匀沉淀法均匀沉淀法：1937年我国化学家唐宁康提出如用(NH4)2C2O4沉淀Ca2+：一般沉淀法：均匀沉淀法：思考：均匀沉淀法的优点？由于沉淀剂是通过化学反应自溶液中均匀、缓慢地生成的，避免了溶液局部过浓的现象，相对过饱和度始终较小。因此得到的沉淀颗粒粗大，吸附杂质少，易虑、易洗。但该法仍不能避免后沉淀和混晶共沉淀现象。56有机沉淀剂一、了解有机沉淀剂的特点和分类（P196-198，自学）二、有机沉淀剂的应用示例1、丁二酮肟选择性较高，与Ni2+,Pd2+,Pt2+,Fe2+生成沉淀沉淀组成恒定，烘干后可直接称重干扰：Fe2+,Pd2+,Pt2+，事先分离Fe3+,Al3+,Cr3+（在氨性溶液中易生成M(OH)3，可在加NH3H2O之前，加酒石酸or柠檬酸掩蔽2、8羟基喹啉选择性较差，在pH=3-9的溶液中，能与许多金属离子形成鳌合物。沉淀组成恒定，烘干后可直接称重3、四苯硼酸钠中性or碱性条件下，试剂能与K+,NH4+,Rb+,Ti+,Ag+等生成离子缔合物沉淀。Fe3+,Al3+,Cr3+（在氨性溶液中易生成M(OH)3，可在加NH3H2O之前，加酒石酸or柠檬酸掩蔽2、8羟基喹啉选择性较差，在pH=3-9的溶液中，能与许多金属离子形成鳌合物。沉淀组成恒定，烘干后可直接称重3、四苯硼酸钠中性or碱性条件下，试剂能与K+,NH4+,Rb+,Ti+,Ag+等生成离子缔合物沉淀。有机沉淀剂不仅可用于某些物质的重量分析。在分析化学中，更多地是用来分离or掩蔽某些干扰成分57重量分析结果的计算1、被测组分与称量形式相同时2、被测组分与称量形式不同时换算因数F待测组分称量形式换算因数FCl-AgClF=Cl/AgCl=0.2474SBaSO4F=S/BaSO4=0.1374MgOMg2P2O7F=2MgO/Mg2P2O7=0.3622Cr2O3BaCrO4F=Cr2O3/2BaCrO40.3000第5章 重量分析法小结1、了解重量分析法对沉淀形式和称量形式的要求2、理解并掌握影响沉淀溶解度的各种因素（同离子效应，盐效应，酸效应，络合效应）及在各种效应影响下溶解度的计算3、了解沉淀剂为什么要适当过量？4、理解影响纯度的主要因素；理解表面吸附是有选择性的，以及混晶共沉淀能使沉淀严重不纯，不能通过洗涤or陈化除去杂质5、掌握晶形沉淀和无定形沉淀的沉淀条件6、掌握均匀沉淀法的优点7、掌握换算因数及重量分析结果的计算课下练习，P212,22T例8（P199例6）称取不纯的锆、铪混合氧化物0.1000g，用苦杏