第八章重量分析法

第一节、重量分析法概述一、定义：重量分析法是通过称重测定物质含量的一种分析方法。重量分析法分为气化法，电解法和沉淀法。二、重量分析法的分类：1、气化法通过加热或其他方法使试样重的被测组分，如吸湿水或结晶水挥发逸出，然后根据试样质量的减轻计算该组分的含量。2、电解法3、沉淀法三、重量分析法的特点1、准确度高。相对误差一般为0.1~0.2%。2、操作繁琐、耗时长。3、应用广泛。适用于测定含量大于百分之一的常量组分。第二节、重量分析对沉淀的要求

过滤800oCSO42-+BaCl2(aq)→BaSO4↓→→BaSO4

洗涤灼烧试液沉淀剂沉淀形式称量形式

过滤1100oCMg2++(NH4)2HPO4(aq)→MgNH4PO46H2O→→Mg2P2O7试液沉淀剂沉淀形式称量形式一、对沉淀形式的要求1.沉淀的溶解度必须很小，这样才能保证被测组分沉淀完全。2.沉淀易于过滤和洗涤。3.沉淀力求纯净。4.沉淀应易于转化为称量形式。二、对称量形式的要求1.称量形式必须有确定的化学组成，否则无法计算结果。2.称量形式必须稳定，不受空气水分，CO2和O2等的影响，本身也不应分解或变质，否则影响结果的准确度。3.称量形式的分子量要大。三、沉淀剂的选择和用量(一)沉淀剂的选择沉淀剂的选择应根据上述对沉淀的要求来考虑。例如:测Mg2+时用(NH4)2HPO4作沉淀剂，既能得到颗粒较粗大的晶形沉淀，易于过滤和洗涤，又能得到分子量较大的Mg2P2O7作为称量形式。就沉淀本身来说，要求具有较好的选择性。从对沉淀剂的要求来看，许多有机沉淀剂的选择性较好，形成的沉淀剂组成确定，构晶也好，易于分离和洗涤，分离后得到的沉淀较纯，称量形式的分子量也大。因此，有机沉淀剂的应用广泛。当沉淀的溶解损失小于10-5mol/L时，通常认为此沉淀已达实用完全。(二)沉淀剂的用量Ba2++SO42-=BaSO4Ksp=1.1×10-10一般挥发性沉淀剂以过量50~100%为宜;非挥发性沉淀剂，则以过量20~30%为宜。第三节、沉淀的形成和沉淀的纯度一、沉淀的形成这种由离子聚集成晶核，晶核再聚集成沉淀微粒的速度称为聚集速度;在聚集的同时，构晶离子又能按一定的顺序排列于晶格内，这种定向排列的速度叫做定向速度。聚集速度和沉淀物的过饱和程度可用经验公式表示:V为聚集速度;Q为加入沉淀剂瞬间生成沉淀的浓度;s为沉淀物的溶解度;Q-s为沉淀物的过饱和程度;(Q-s)/s为沉淀物的相对过饱和程度;K为比例常数，它与沉淀的性质，温度及溶液中的其他物质等因素有关。二、沉淀的纯度(一)、共沉淀在一定操作条件下，某些物质本身并不能单独析出沉淀，但当溶液中一种物质形成沉淀时，它能随同生成的沉淀一起析出。这种现象称共沉淀。1.表面吸附吸附层外围的离子结合得较松散，称为扩散层。沉淀对杂质离子的吸附是有选择性的。作为抗衡离子，如果各种离子的浓度相同，则优先吸附那些与构晶离子形成溶解度最小或离解度最小的化合物的离子。离子的价态越高，浓度越大，越易被吸附，这种规则称为吸附规则。适当升高溶液的温度，可减少杂质的吸附。减少或清除混晶生成的最好的方法是将这些杂质事先分离除去。2.混晶3.包藏包藏的程度也符合吸附规则。包藏是造成晶形沉淀玷污的主要原因。由于杂质被包藏在结晶的内部，不能用洗涤方法除去，应通过沉淀陈化或重结晶的方法使其减少。(二)、后沉淀沉淀与母液一起放置，经过一段时间(通常是几小时)以后，溶液中某些可溶或微溶的杂质可能沉淀到原沉淀上面，这种现象称为后沉淀。三、提高沉淀纯度的方法(一)、选择适当的分析程序(二)、降低易被吸附的杂质离子的浓度(三、)选择适当的洗涤剂进行洗涤(四)、进行再沉淀(五)、选用合适的有机沉淀剂(六)、选择适当的沉淀条件第四节、沉淀条件的选择一、晶形沉淀的沉淀条件1.沉淀作用应在适当稀的溶液中进行，并加入沉淀剂的稀溶液。2.在不断搅拌下逐滴加入沉淀剂，防止局部过浓。3.沉淀作用应该在热溶液中进行。4.沉淀作用完毕后应进行陈化。二、非晶形沉淀的沉淀条件1.沉淀作用应在比较浓的溶液中进行。2.沉淀应在热溶液中进行。3.溶液中加入适当的电解质。4.不必陈化。5.必要时进行再沉淀。三、均匀沉淀法1。沉淀CaC2O4时，在酸性含Ca2+试液中加入过量草酸，利用尿素水解产生的NH3逐渐提高溶液的pH值，使之均匀缓慢地形成。CO(NH2)2+H2O=2NH3+CO22。沉淀BaSO4时，加硫酸甲酯于含Ba2+地试液中，利用酯水解产生的SO42-均匀缓慢地生成BaSO4沉淀。(CH3)2SO4+2H2O=2CH3OH+SO42-+2H+第六节、重量分析法的应用1.SO42-的测定2.硅酸盐中SiO2的测定3.P2O5的测定4.其他K＋Ni2＋第五节、重量分析的有关计算一、化学因数在重量分析中，多数情况下称量形式与被测组分的形式不同，这就需要将成浪形式的质量换算成被测组分的质量。被测组分的原子量(或分子量)与称量形式的分子量之比是常数，称为化学因数或换算等等等等多大因数，通常以F表示。例如:被测组分称量形式化学因数FeFe2O32Fe/Fe2O3=0.6994Fe3O4Fe2O32Fe3O4/3Fe2O3=0.9664二、称取试样量估算重量分析实践中，对称量形式的质量大小有一定的要求，对晶形沉淀约为0.5g，对非晶形沉淀为0.1~0.3g。沉淀过多，难于过滤和洗涤，由杂质引入的误差较大;沉淀过少，则溶解损失及称量误差