《分析化学》第6模块 重量分析法.ppt

1、分析化学（ 第二版 ）,主编：钟彤 主审：长青,大连理工大学出版社,高等职业教育 化工类课程规划教材,第6模块 重量分析法,背景知识,任务 工业氯化钡的测定,能力考核 硫酸盐中硫含量的测定,学习目标 1.能根据重量分析对沉淀的要求选择沉淀剂， 2. 能正确进行分析结果的计算。 3.能选择适合的沉淀条件。,第5模块 沉淀滴定法,背 景 知 识,一、概述 重量分析是根据称量生成物的质量来确定待测组分的含量。测定时，通常先用适当的方法将试样中的待测组分与其它组分分离，然后称量，由称量得的质量计算该组分的含量。待测组分与其它组分的分离方法，通常分为沉淀法和挥发法。 1.沉淀法 利用沉淀反应使待测组分以

2、难溶化合物的形式沉淀下来，再将沉淀过滤、洗涤、烘干或灼烧，然后通过称量，测定待测组分的含量。如测定试液中SO42-的含量时，在试液中加入过量的BaCl2溶液，使SO42-完全生成难溶的BaSO4沉淀，经过滤、洗涤，干燥和灼烧后，称量BaSO4的质量，从而计算试液中SO42-的含量。,背 景 知 识,2.挥发法 利用物质的挥发性，通过加热或其他方法使试样中的被测组分挥发逸出，然后根据试样质量的减轻来计算试样中该组分的含量；或用吸收剂将逸出的该组分气体全部吸收，根据已知质量的吸收剂的质量增加来计算该组分的含量。例如，测定氯化钡晶体（BaCl22H2O）中结晶水的含量，可将一定质量的氯化钡试样加热，

3、使水分逸出，根据氯化钡质量的减轻来计算试样中的结晶水的含量；或者用吸湿剂（如高氯酸镁）吸收逸出的水分，根据吸湿剂质量的增加来计算结晶水的含量。 综上所述，不论是哪种重量分析法都是通过称量来测定被测组分的含量。在分析过程中不需要容量器皿引入的数据，也不需要基准物质或标准溶液进行比较，因此准确度高。但由于重量分析程序长，费时多，而且难以测定微量成分，已逐渐被滴定法所代替。但是目前对某些高含量的硅、硫、镍、钨以及几种稀有元素的精确分析仍采用重量分析法。,背 景 知 识,二 、 沉淀法基本原理 重量分析法中以沉淀法应用较广，我们主要讨论沉淀法。沉淀法主要是根据沉淀的质量来计算试样中被测组分含量的。因此

4、得到的沉淀能否反映被测组分的含量是重量分析的关键，这就涉及到沉淀的性质和适当的沉淀条件，使沉淀完全和纯净。下面将重点讨论这些问题。 （一） 重量分析对沉淀的要求 利用沉淀反应进行重量分析中，往试液中加入适当的沉淀剂，使被测组分沉淀下来,所得的沉淀称为称量形式。沉淀经过滤、洗涤、干燥或灼烧得到称量形式。在此过程中，沉淀可能发生化学变化，即称量形式和沉淀形式可以相同，也可以不相同。例如：测定SO42-时，试液中加入过量BaCl2溶液，得到BaSO4沉淀，其沉淀形式和称量形式相同。而在测试溶液中Mg2+含量时，加入过量沉淀剂(NH4)2HPO4,得到MgNH4PO46H2O，经灼烧得到称量形式Mg2

5、P2O7，此时沉淀形式和称量形式就不同。,背 景 知 识,1 对沉淀形式的要求 1.沉淀的溶解度要小，这样就不致因沉淀溶解的损失而影响测定的准确度。如测定Ca2+时，不能使用H2SO4作沉淀剂（Ksp=2.4510-5），而选用草酸铵(Ksp=1.7810-9)。 2.沉淀要纯净，尽量避免混有杂质，这样才能获得准确的分析结果。 3.沉淀应易于过滤和洗涤，这样不仅便于操作，也是保证沉淀纯度的一个重要方面。因此，在进行沉淀时，尽量希望获得粗大的晶形沉淀。例如，MgNH4PO46H2O在过滤时不会堵塞滤纸的小孔，过滤易进行，而且由于总表面积小，也不易吸附杂质，沉淀纯净易洗涤。如果只能生成无定形沉淀时

6、，如BaSO4、CaCO3,也应控制沉淀条件，改变沉淀的性质，以得到便于过滤和洗涤的沉淀。 4易转化为称量形式,背 景 知 识,2 对称量形式的要求 1.称量形式必须有确定的化学组成，否则无法计算分析结果。例如，磷钼酸铵虽然是一种溶解度很小的晶形沉淀，但由于组成不确定，不能利用其作为测定PO43-的称量形式，通常采用磷钼酸喹啉。 2.称量形式必须稳定，不受空气中的CO、水分和O2等的影响，在灼烧时也不易分解或变质，否则影响结果的准确度。例如,CaC2O4H2O灼烧后得到的CaO就不宜作为称量形式。 3.称量形式的摩尔质量要大，则被测组分在称量形式中的含量小，可以减少称量误差，提高分析灵敏度。如

7、测定Al3+时，称量形式可以是Al2O3，也可以是羟基喹林铝，由于羟基喹林铝的摩尔质量大，会减小由于沉淀的损失或沾污对被测组分测定结果的影响，提高准确度。 为了达到以上沉淀的要求，必须合理地选择沉淀剂。此外，还应注意沉淀剂要有良好的选择性，而且在灼烧时易于挥发除去，以保证沉淀的纯净。,背 景 知 识,（二）沉淀的条件 在重量分析中，为了获得纯净，易于分离和洗涤的晶形沉淀，应采用适宜的沉淀条件。 1.沉淀应在适当稀的热溶液中进行，并不断搅拌，缓慢地滴加稀沉淀剂，以降低溶液的相对过饱和度，减少聚集速度，利于晶体逐渐长大，同时也减少了杂质的吸附。 2.沉淀完全后，常将沉淀和母液一起放置一段时间，这叫

8、陈化。通过陈化可以获得完整、粗大而纯净的晶形沉淀。 由于小颗粒结晶的溶解度比大颗粒结晶大，同一溶液对小颗粒结晶是不饱和的，而对大颗粒结晶则是过饱和的，于是溶液中的构晶离子就在大颗粒结晶上沉积。当溶液浓度降低到对大颗粒结晶是饱和时，对小颗粒结晶已不饱和，小颗粒结晶又要继续溶解，因此陈化过程中就会发生小结晶溶解大结晶长大的现象。同时陈化作用还能使沉淀更纯净，因为大结晶比表面积小，吸附杂质量少；同时由于小结晶的溶解，将原来吸附、包藏的杂质释放回溶液，使沉淀更纯净。,背 景 知 识,在进行沉淀反应时，即使沉淀剂是在搅拌下缓慢加入的，但仍难以避免沉淀剂在溶液中局部过浓，为此提出了新的沉淀法均相沉淀法。这

9、个方法的特点是通过缓慢的化学反应，使沉淀剂缓慢地、均匀地产生出来，这样可获得颗粒较大的沉淀。例如，测Ba2+时，一般直接加入SO42-，生成的是BaSO4的细晶形沉淀。如果将硫酸甲酯加入含Ba2+的试液中，利用酯水解产生的SO42-缓慢均匀的生成BaSO4沉淀，反应为： （CH3）2SO4+2H2O = 2CH3OH+SO42-+2H+ 此外，均相沉淀法还可以利用其他有机化合物的水解，配合物的分解和氧化还原等缓慢均匀的合成所需的沉淀剂离子。 均相沉淀法虽是重量分析的一种改进方法，但它还同时存在一些缺点，如得到的沉淀纯度并非都很满意；对生成混晶及后沉淀的改善效果不大；长时间煮沸溶液容易使容器壁上

10、沉积一层致密的沉淀，不易取下，往往需要溶剂溶解后再沉淀等。,背 景 知 识,（三）重量分析结果的计算 重量分析是根据称量形式的质量来计算待测组分的含量。 例如，测定某试样中的硫含量，使其沉淀为BaSO4（沉淀形式），灼烧后称量BaSO4沉淀（称量形式），其质量若用mBaSO4表示，则试样中的硫含量可通过如下的公式计算得到：,式中：ms 待测组分的质量 mBaSO4 称量形式的质量 待测组分与称量形式的摩尔质量的比值（常数）， 也称化学因数（或换算因数），常用F表示 即计算待测组分的质量可写成下列通式： 待测组分的质量 = 称量形式的质量 化学因数 在计算化学因数时，必须在待测组分的摩尔质量和称量形式的 摩尔质量上乘以适当系数，使分子分母中待测元素的原子数目相等。,背 景 知 识,例1 在镁的测定中，先将Mg2+沉淀为MgNH4PO4，再灼烧成Mg2P2O7称量。若Mg2P2O7质量为0.3515g