分析化學(xué)第八章重量分析法課件

1、分析化學(xué)高職高?；瘜W(xué)教材編寫組 編第1頁，共43頁。第八章 重量分析法“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材高等職業(yè)教育應(yīng)用化工技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃教材第2頁，共43頁。學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.掌握晶形沉淀和無定形沉淀的沉淀?xiàng)l件。 2.掌握重量分析結(jié)果計(jì)算。3.理解各種因素對(duì)沉淀溶解度的影響；了解影響沉淀純凈的因素。第3頁，共43頁。第一節(jié) 概述第二節(jié) 影響沉淀的溶解度的因素第三節(jié) 沉淀的形成及沾污第四節(jié) 沉淀的條件第五節(jié) 重量分析結(jié)果計(jì)算第六節(jié) 重量分析法應(yīng)用示例第4頁，共43頁。第一節(jié) 概述 一、重量分析法的分類和特點(diǎn)二、沉淀重量法對(duì)沉淀形式和稱量形式的要求 三、沉淀劑的選擇 四、重量分析法的主要

2、操作過程 第5頁，共43頁。一、重量分析法的分類和特點(diǎn)1.沉淀法重量分析法的分類2.揮發(fā)法（又稱氣化法）例如，測(cè)定氯化鋇晶體（BaCl22H2O）中結(jié)晶水的含量。3.電解法第6頁，共43頁。二、沉淀重量法對(duì)沉淀形式和稱量形式的要求 Ba2+ BaSO4 BaSO4被測(cè)組分 沉淀形 稱量形 Fe3+ Fe（OH）3 3 Fe2O3被測(cè)組分 沉淀形 稱量形第7頁，共43頁。 沉淀的溶解度要小。 沉淀必須純凈，并避免玷污。 沉淀應(yīng)易于過濾和洗滌。1.對(duì)沉淀形的要求 沉淀形應(yīng)易于轉(zhuǎn)化為稱量形。第8頁，共43頁。2.對(duì)稱量形的要求 稱量形要有足夠的穩(wěn)定性，不易吸收空氣中的CO2、H2O。 稱量形要有固定

3、的化學(xué)組成，并且與化學(xué)式相符，這是定量計(jì)算的基本依據(jù)。 稱量形的摩爾質(zhì)量盡可能大。第9頁，共43頁。返回三、沉淀劑的選擇 1.選用具有較好選擇性的沉淀劑。 3.盡可能選用易揮發(fā)或經(jīng)灼燒易除去的沉淀劑。 2.選用能與待測(cè)離子生成溶解度最小的沉淀的沉淀劑。 4.選用溶解度較大的沉淀劑。第10頁，共43頁。四、重量分析法的主要操作過程試樣溶解沉淀過濾和洗滌烘干或灼燒稱量、恒重第11頁，共43頁。一、溶解度與溶度積第二節(jié) 影響沉淀的溶解度的因素二、同離子效應(yīng)三、鹽效應(yīng)四、酸效應(yīng)五、配位效應(yīng)第12頁，共43頁。一、溶解度與溶度積 當(dāng)水中存在11型微溶化合物MA時(shí)，MA溶解并達(dá)到飽和狀態(tài)后，有下列平衡關(guān)系

4、： MA（固） M+A-則 Ksp= M+A- 式中Ksp為溶度積常數(shù)（簡(jiǎn)稱溶度積）假設(shè)微溶化合物MA，在一定溫度下其溶解度為s，根據(jù)沉淀溶解平衡，則 M+=s ， A-=s Ksp= M+A-=ss=s2第13頁，共43頁。對(duì)于MmAn型微溶化合物，其溶解平衡如下： MmAn（固） mMn+nAm-因此其溶度積表達(dá)式為： Ksp=Mn+m Am-n 假設(shè)微溶化合物MmAn，在一定溫度下其溶解度為s，根據(jù)沉淀溶解平衡： Mn+=ms ， Am-=ns Ksp= Mn+m Am-n =(ms)m(ns)n=sm+n 第14頁，共43頁。 二、同離子效應(yīng)例如：25時(shí)，BaSO4在水中的溶解度為s=

5、Ba2+= SO42-= = =1.0510-5mol/L在200mL溶液中溶解的BaSO4的質(zhì)量為1.0510-52330.200=4.89310-4g=0.4893mg沉淀的溶解損失超過0.0001g。第15頁，共43頁。 如果使溶液中的SO42-增至0.10 mol/L，此時(shí)BaSO4的溶解度為s=Ba2+= Ksp/ SO42- =( 1.110-10/0.10) mol/L =1.110-9mol/L在200mL溶液中溶解的BaSO4的質(zhì)量為1.110-92330.200=5.12610-8g第16頁，共43頁。 組成沉淀晶體的離子稱為構(gòu)晶離子。 當(dāng)沉淀反應(yīng)達(dá)到平衡后，如果向溶液中加

6、入適當(dāng)過量的含有某一構(gòu)晶離子的試劑或溶液，則沉淀的溶解度減小，這種現(xiàn)象稱為同離子效應(yīng)。 在實(shí)際分析中，常加入過量沉淀劑，利用同離子效應(yīng)，使被測(cè)組分沉淀完全。第17頁，共43頁。 例如：AgCl、BaSO4在KNO3溶液中的溶解度比在純水中大，而且溶解度隨KNO3濃度增大而增大。 沉淀反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，由于強(qiáng)電解質(zhì)的存在或加入其它強(qiáng)電解質(zhì)，使沉淀的溶解度增大，這種現(xiàn)象稱為鹽效應(yīng)。三、鹽效應(yīng)第18頁，共43頁。四、酸效應(yīng) 溶液酸度對(duì)沉淀溶解度的影響，稱為酸效應(yīng)。 酸效應(yīng)的發(fā)生主要是由于溶液中H+濃度的大小對(duì)弱酸、多元酸或難溶酸離解平衡的影響。第19頁，共43頁。 進(jìn)行沉淀反應(yīng)時(shí)，若溶液中存在能與構(gòu)晶

7、離子生成可溶性配合物的配位劑，則可使沉淀溶解度增大，這種現(xiàn)象稱為配位效應(yīng)。五、配位效應(yīng)第20頁，共43頁。 二、沉淀的形成第三節(jié) 沉淀的形成及沾污一、沉淀的類型 三、沉淀的沾污 四、減少沉淀玷污的方法第21頁，共43頁。一、沉淀的類型 晶形沉淀：顆粒直徑0.1-1m， 如BaSO4 沉淀 無定形沉淀：顆粒直徑小于0.02m， 如Fe2O3xH2O 凝乳狀沉淀: 顆粒直徑在0.020.1um， 介于上兩者之間，如AgCl第22頁，共43頁。二、沉淀的形成構(gòu)晶離子晶核沉淀微粒無定形沉淀晶形沉淀凝聚成長定向排列第23頁，共43頁。三、沉淀的沾污1共沉淀 當(dāng)沉淀從溶液中析出時(shí)，溶液中的某些可溶性組分也

8、同時(shí)沉淀下來的現(xiàn)象稱為共沉淀。 表面吸附 第24頁，共43頁。 吸留是被吸附的雜質(zhì)機(jī)械地嵌入沉淀中。包藏常指母液機(jī)械地包藏在沉淀中。包藏在晶體內(nèi)部的雜質(zhì)不能用洗滌的方法將雜質(zhì)除去，可以借改變沉淀?xiàng)l件或重結(jié)晶的方法來減免。吸留和包藏 第25頁，共43頁。 當(dāng)溶液雜質(zhì)離子與構(gòu)晶離子半徑相近，晶體結(jié)構(gòu)相同時(shí)，雜質(zhì)離子將進(jìn)入晶核排列中形成混晶。例如：用SO42-沉淀Ba2+時(shí)，溶液中有Pb2+。 SO42- + Ba2+ BaSO4 (Pb2+) (Pb2+) 故Pb2+將進(jìn)入BaSO4的晶格而成為混晶析出，使BaSO4沉淀帶有Pb2+雜質(zhì)。 混晶 第26頁，共43頁。 當(dāng)溶液雜質(zhì)離子與構(gòu)晶離子半徑相

9、近，晶體結(jié)構(gòu)相同時(shí)，雜質(zhì)離子將進(jìn)入晶核排列中形成混晶。例如：用SO42-沉淀Ba2+時(shí)，溶液中有Pb2+。 SO42- + Ba2+ BaSO4 (Pb2+) (Pb2+) 故Pb2+將進(jìn)入BaSO4的晶格而成為混晶析出，使BaSO4沉淀帶有Pb2+雜質(zhì)。 混晶 第27頁，共43頁。 在沉淀析出后，當(dāng)沉淀與母液一起放置時(shí)，溶液中某些雜質(zhì)離子可能慢慢地沉積到原沉淀上，放置時(shí)間越長，雜質(zhì)析出的量越多，這種現(xiàn)象稱為后沉淀。例如：Mg2+存在時(shí)以（NH4）2C2O4沉淀Ca2+，開始時(shí)只有很少量Mg2+被共沉淀。若將含有Mg2+的母液與CaC2O4沉淀一起放置一段時(shí)間，CaC2O4晶體表面吸附大量C2

10、O42-，使CaC2O4沉淀表面附近C2O42-的濃度增加，在CaC2O4沉淀表面就會(huì)有MgC2O4析出。2后沉淀 第28頁，共43頁。 2.選擇合適的沉淀劑 。1.采用適當(dāng)?shù)姆治霾襟E。四、減少沉淀玷污的方法4.選擇沉淀?xiàng)l件。3.改變雜質(zhì)的存在形式，使之不易被沉淀吸附。第29頁，共43頁。 二、無定形沉淀一、晶形沉淀第四節(jié) 沉淀的條件四、稱量形的獲得三、均勻沉淀法第30頁，共43頁。 （2）快攪慢加。（1）在適當(dāng)稀、熱溶液中進(jìn)行。一、晶形沉淀（3）陳化。第31頁，共43頁。 在熱溶液中及電解質(zhì)存在下進(jìn)行沉淀。在較濃的溶液中進(jìn)行沉淀。二、無定形沉淀趁熱過濾洗滌，不需陳化。第32頁，共43頁。 這

11、種方法是通過某一化學(xué)反應(yīng)，使沉淀劑從溶液中緩慢地、均勻地產(chǎn)生出來，使沉淀在整個(gè)溶液中緩慢地、均勻地析出，獲得顆粒較大、結(jié)構(gòu)緊密、純凈、易于過濾和洗滌的沉淀。三、均勻沉淀法例如：在酸性含Ca2+的試液中加入過量的草酸，利用尿素水解產(chǎn)生的NH3逐漸提高溶液的pH，使CaC2O4均勻緩慢地形成。第33頁，共43頁。 1沉淀的過濾和洗滌 沉淀常用定量濾紙（也稱無灰濾紙）或玻璃砂芯坩堝過濾。 洗滌沉淀是為了洗去沉淀表面吸附的雜質(zhì)和混雜在沉淀中的母液。同體積的洗滌液，采用“少量多次”“盡量瀝干”的洗滌原則。四、稱量形的獲得第34頁，共43頁。 2沉淀的烘干和灼燒 沉淀的烘干或灼燒是為了除去沉淀中的水分和揮

12、發(fā)性物質(zhì)，并轉(zhuǎn)化為組成固定的稱量形。第35頁，共43頁。 最后稱量形與被測(cè)組分形式：例如，測(cè)定要求計(jì)算SiO2的含量，重量分析最后稱量形也是SiO2，其分析結(jié)果按下式計(jì)算： 第五節(jié) 重量分析結(jié)果計(jì)算第36頁，共43頁。 如果最后稱量形與被測(cè)組分形式不一致：如測(cè)定鋇時(shí)，得到BaSO4沉淀0.5051克，可按下列方法換算成被測(cè)組分鋇的質(zhì)量。 BaSO4 Ba 233.4 137.4 0.5051g mBa g mBa 0.5051137.4/233.4g0.2973g即第37頁，共43頁。 換算因數(shù)或化學(xué)因數(shù)F ：即欲測(cè)組分的摩爾質(zhì)量與稱量形的摩爾質(zhì)量之比，常用F表示。將BaSO4換算成Ba。 換算因數(shù)=將Fe2O3換算成Fe3O4。 換算因數(shù)=第38頁，共43頁。 求算換算因數(shù)時(shí)，一定要注意使分子和分母所含被測(cè)組分的原子或分子數(shù)目相等，所以在待測(cè)組分的摩爾質(zhì)量和稱量形摩爾質(zhì)量之前有時(shí)需要乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)。第39頁，共43頁。 【例8-1】用BaSO4重量法測(cè)定黃鐵礦中硫的含量時(shí)，稱取試樣0.1819g，最后得到BaSO4沉淀0.4821g，計(jì)算試樣中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解第40頁，