

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重量分析法和沉淀滴定分析*特點(diǎn)(1)成熟的經(jīng)典法,無(wú)標(biāo)樣分析法,用于仲裁分析。(2)用于常量組分的測(cè)定,準(zhǔn)確度高,相對(duì)誤差在0.1%-0.2%之間。(3)耗時(shí)多、周期長(zhǎng),操作煩瑣。(4)常量的硅、硫、鎳等元素的精確測(cè)定仍采用重量法。第2頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天5.1.2沉淀重量法的分析過(guò)程和對(duì)沉淀的要求被測(cè)物
沉淀形
稱量形溶解、加入沉淀劑陳化、濾洗、烘(燒)被測(cè)物 沉淀劑沉淀形
稱量形濾,洗灼燒,800℃SO42-+BaCl2 BaSO4
BaSO4Mg2+ +(NH4)2HPO4MgNH4PO4·6H2O 濾,洗灼燒,1100℃Mg2P2O7Al2O3Al()3NO洗烘120℃燒1200℃濾NOHAl3++3NOAl()3第3頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天對(duì)沉淀形的要求1.沉淀的S
小,溶解損失應(yīng)<0.1mg。
(該沉淀的定量沉淀)2.沉淀的純度高。(不該沉淀的不沉淀,雜質(zhì)少)3.便于過(guò)濾和洗滌。(晶形好)1.組成恒定(定量的基礎(chǔ))2.穩(wěn)定(量準(zhǔn)確)3.摩爾質(zhì)量大(稱量誤差小,對(duì)少量組分測(cè)定有利)
對(duì)稱量形的要求為便于操作,晶形沉淀<0.5g,膠狀沉淀約0.2g第4頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天5.2沉淀的溶解度及其影響因素5.2.1溶解度與溶度積MA(固)MA(水)M++A-
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-]Kθsp=a(M)·a(A)活度積常數(shù),只與t有關(guān)S(HgCl2)=0.25mol·L-1[Hg2+]=1.7×10-5mol·L-1S0第5頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天溶度積與條件溶度積M′A′……MA=M+AK′sp=[M′][A′]=[M]
M[A]
A=Ksp
M
A條件溶度積常數(shù),與條件有關(guān)MmAn?K′sp≥
Ksp≥
Kθsp溶度積常數(shù),與t、I有關(guān)MA2:
K′sp=[M′][A′]2=Ksp
M
A2
第6頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天5.2.2影響S的因素1.鹽效應(yīng)—增大溶解度沉淀重量法中,用I=0.1時(shí)的Ksp計(jì)算;計(jì)算難溶鹽在純水中的溶解度用Ksp
S/S01.61.41.21.00.0010.0050.01c(KNO3)/(mol·L-1)BaSO4AgClI,S
第7頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天2.
同離子效應(yīng)—減小溶解度沉淀重量法總要加過(guò)量沉淀劑.例:測(cè)SO42-
若加入過(guò)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可揮發(fā)性沉淀劑過(guò)量50%~100%非揮發(fā)性沉淀劑過(guò)量20%~30%第8頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天3.酸效應(yīng)—增大溶解度例:計(jì)算CaC2O4在不同情況下的溶解度CaC2O4Ca2++C2O42-
S
SKθsp(CaC2O4)=10-8.6(I=0)H2C2O4pKa1=1.3pKa2=4.3(I=0)在純水中S=[Ca2+]=[C2O42-]==5×10-5mol·L-1第9頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天
在pH=1.0的酸性溶液中CaC2O4Ca2++C2O42-
SS
H+HC2O4-H2C2O4用I=0.1的常數(shù)K′sp=
[Ca2+][C2O4
]=S2=[C2O42-]
a
(H)a
(H)
=1+[H+]b1+[H+]2b2
Ksp′=Ksp
=10-7.8+3.4=10-4.4(H)S==10-2.2=6×10-3(mol·L-1)第10頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天若pH=4.0,過(guò)量H2C2O4(c=0.10mol·L-1)
Ca2+沉淀完全Ksp′=Ksp
a=10-7.8+0.3=10-7.5(H)第11頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天∵Ksp較大,S2-定量成為HS-,產(chǎn)生同量OH-∴假設(shè)MnS+H2O=Mn2++HS-+OH-
SSS例:計(jì)算MnS在純水中的溶解度Kθsp=10-12.6,H2SpKa1=7.1pKa2=12.9第12頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天檢驗(yàn):[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=103.5
S2-HS-H2S主要以HS-存在故假設(shè)合理。7.1pKa112.9pKa2pHS2-H2SHS-9.4亦可不必計(jì)算,由優(yōu)勢(shì)區(qū)域圖可知:第13頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天S最小同離子效應(yīng)絡(luò)合作用pCl=2.4pCl5432101086420Sx106mol/LS(AgCl)-pCl曲線4.絡(luò)合效應(yīng)—增大溶解度Ksp
=[Ag
][Cl-]=[Ag+][Cl-]
Ag(Cl)=Ksp(1+[Cl]
1+[Cl]2
2+---Ag++Cl-AgClCl-AgCl,AgCl2-,…S=[Ag
]=Ksp/[Cl-]=Ksp(+
1+[Cl]
2+第14頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天
酸效應(yīng)—絡(luò)合效應(yīng)共存H+YHiYH+PbC2O4=Pb2++C2O42-PbYHC2O4-,H2C2O4Ksp=10-9.7
pH=4.0,[C2O4′]=0.2mol·L-1,[Y′]=0.01mol·L-1
C2O4(H)
=100.3
Y(H)=108.6[Y]=[[Y’]/
Y(H)=10-10.6mol·L-1
Pb(Y)=1+10-10.6+18.0=107.4第15頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天Ksp′=Ksp
Pb(Y)
C2O4(H)
=10-9.7+7.4+0.3=10-2.0∴在此條件下,PbC2O4不沉淀
Ca(Y)=1+10-10.6+10.7=100.4Ksp′=Ksp
Ca(Y)
C2O4(H)
=10-7.8+0.4+0.3=10-7.1此時(shí),CaC2O4沉淀否?∴Ca2+沉淀完全,則Pb2+,Ca2+可分離。第16頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天5.影響S的其他因素溫度:
t↑,S↑溶解熱不同,影響不同.室溫過(guò)濾可減少損失.顆粒大小:
小顆粒溶解度大,∴需陳化.溶劑:
相似者相溶,加入有機(jī)溶劑,S↓第17頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天
沉淀類型晶形沉淀無(wú)定形沉淀CaC2O4,BaSO4凝乳狀膠體MgNH4PO4AgClFe(OH)3顆粒直徑0.1~1
m0.02~0.1
m<0.02
m5.3
沉淀的類型和沉淀的形成過(guò)程5.3.1沉淀的類型第18頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天馮·威曼(VonWeimarn)經(jīng)驗(yàn)公式沉淀初始速度(晶核形成速度)相對(duì)過(guò)飽和度S:
晶核的溶解度Q:加入沉淀劑瞬間溶質(zhì)的總濃度Q-S:過(guò)飽和度K:常數(shù),與沉淀的性質(zhì)、溫度、介質(zhì)等有關(guān)第19頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天*相對(duì)過(guò)飽和度越小,則晶核形成速度越慢,能得到大顆粒沉淀。各種沉淀都有一個(gè)能大批自發(fā)產(chǎn)生晶核的相對(duì)過(guò)飽和極限值,稱為臨界值。*控制相對(duì)過(guò)飽和度在臨界值以下,沉淀以異相成核為主,得到大顆粒沉淀。超過(guò)臨界值后,沉淀以均相成核為主,得到小顆粒沉淀。
例如沉淀臨界值
BaSO41000CaC2O4·H2O31AgCl5.5第20頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天5.3.2
沉淀的形成成核作用均相成核異相成核長(zhǎng)大凝聚定向排列構(gòu)晶離子晶核沉淀顆粒無(wú)定形沉淀晶形沉淀*晶核形成速度小于晶核成長(zhǎng)速度,則獲得較大沉淀顆粒,且能定向地排列成為晶形沉淀;若晶核生成極快,則形成大量細(xì)小微晶,只能凝聚起來(lái)得到細(xì)小的膠狀沉淀.*均相成核:構(gòu)晶離子在過(guò)飽和溶液中,通過(guò)離子的締合作用,自發(fā)形成晶核。占優(yōu)勢(shì)時(shí)形成無(wú)定形沉淀。*異相成核:
溶液中混有的固體微粒,在沉淀過(guò)程中起著晶種的作用,誘導(dǎo)沉淀的形成。占優(yōu)勢(shì)形成晶形沉淀。第21頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天沉淀性質(zhì)的影響B(tài)aSO41.1×10-10
大1000晶形AgCl1.8×10-10小5.5凝乳狀CaC2O4·H2O2.3×10-931PbSO41.7×10-828臨界值兩種可能條件影響B(tài)aSO4(晶形)若c>3mol·L-1,膠凍Fe(OH)3(膠體)慢,均勻沉淀,顯微鏡可見結(jié)晶幾十cm3的大晶體酒石酸氫鉀慢(一天降0.1℃,經(jīng)半年)潔(雙層窗,換衣,無(wú)塵)沉淀
K
spS晶核第22頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天1、吸附共沉淀(服從吸附規(guī)則)
當(dāng)一種難溶物質(zhì)從溶液中沉淀析出時(shí),溶液中的某些可溶性雜質(zhì)會(huì)被沉淀帶下來(lái)而混雜于沉淀中,這種現(xiàn)象稱為共沉淀。例如,用沉淀劑BaCl2沉淀SO42-時(shí),如試液中含有Fe3+
,則在BaSO4沉淀中常含有Fe2(SO4)3
。產(chǎn)生共沉淀的原因是表面吸附、形成混晶、吸留和包藏等,其中主要是表面吸附。5.4沉淀沾污的原因及提高純度的方法第23頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天(1)表面吸附由于沉淀表面離子電荷的作用力未完全平衡,因而在沉淀表面上產(chǎn)生了一種自由力場(chǎng),特別是在棱角和頂角,自由力場(chǎng)更顯著。于是溶液中帶相反電荷的離子被吸附到沉淀表面上,形成第一吸附層。優(yōu)先吸附:a.與沉淀中的離子相同的;b.大小相近、電荷相等的離子;c.能與沉淀中的離子生成溶解度較小的物質(zhì)的離子。第24頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天
第一吸附層又吸引帶相反電荷的離子,構(gòu)成電中性的雙電層。沉淀吸附雜質(zhì)的量還與下列因素有關(guān):
a.沉淀的總表面積
b.雜質(zhì)離子的濃度
c.溫度吸附與解吸是可逆過(guò)程,吸附是放熱過(guò)程,所以增高溶液溫度,沉淀吸附雜質(zhì)的量將減少。
是膠體沉淀不純的主要原因,洗滌第25頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天2.混晶如果試液中的雜質(zhì)與沉淀具有相同的晶格,或雜質(zhì)離子與構(gòu)晶離子具有相同的電荷和相近的離子半徑,雜質(zhì)將進(jìn)入晶格排列中形成混晶。最好先將這類雜質(zhì)分離。3、吸留和包藏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
是晶形沉淀不純的主要原因,陳化或重結(jié)晶第26頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天2繼沉淀(后沉淀)
Postprecipitation
一種本來(lái)難于析出沉淀的物質(zhì),或是形成穩(wěn)定的過(guò)飽和溶液而不能單獨(dú)沉淀的物質(zhì),在另一種組分沉淀之后被“誘導(dǎo)”而隨后也沉淀下來(lái)的現(xiàn)象,且它們沉淀的量隨放置的時(shí)間而加多。
縮短沉淀與母液共置的時(shí)間例CaC2O4)C2O42-)Mg2+)C2O42-CuS)S2-)Zn2+)S2-第27頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天
繼沉淀與共沉淀現(xiàn)象的區(qū)別:(1)繼沉淀引入雜質(zhì)的量,隨沉淀在試液中放置時(shí)間增加而增加,而共沉淀量受放置時(shí)間影響小。(2)不論雜質(zhì)是在沉淀之前就存在的,還是沉淀后加入的,繼沉淀引入雜質(zhì)的量基本上一致。(3)溫度升高,繼沉淀現(xiàn)象更為嚴(yán)重。(4)繼沉淀引入雜質(zhì)的量,有時(shí)比共沉淀嚴(yán)重得多。
在重量分析法中,共沉淀和繼沉淀是消極因素,而在痕量組分富集分離中,確是一種積極因素。第28頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天
5.4.3
減少沉淀玷污的方法(1)選擇適當(dāng)?shù)姆治霾襟E。(2)選擇合適沉淀劑。如選擇有機(jī)沉淀劑。(3)改變雜質(zhì)的存在形式。(4)改善沉淀?xiàng)l件。包括溶液濃度、酸度、試劑加入次序和速度、陳化等。(見表)(5)再沉淀:將得到的沉淀過(guò)濾后溶解,再進(jìn)行第二次沉淀。第29頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天5.5沉淀?xiàng)l件的選擇5.5.1晶形沉淀的條件
如何獲得純凈和顆粒大的沉淀。(1)沉淀在較稀的溶液中進(jìn)行。溶液的相對(duì)過(guò)飽和度不大,有利于形成大顆粒的沉淀。為避免溶解損失,溶液的濃度不宜太稀。(2)攪拌下慢慢加入沉淀劑,避免局部過(guò)濃生成大量晶核。(3)在熱溶液中進(jìn)行沉淀。增大沉淀的溶解度,降低溶液的相對(duì)過(guò)飽和度,獲得大顆粒沉淀;減少對(duì)雜質(zhì)的吸附。但要冷卻至室溫后再過(guò)濾,以減少溶解損失。第30頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天(4)陳化:沉淀完全后,讓沉淀與母液一起放置一段時(shí)間,使小晶粒溶解,大晶粒則逐漸長(zhǎng)大;不完整的晶粒轉(zhuǎn)化為較完整的晶粒;亞穩(wěn)態(tài)的沉淀轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定態(tài)的沉淀;使沉淀更加純凈。但對(duì)混晶共沉淀、繼沉淀無(wú)效。第31頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天 (1)在熱的、濃的溶液中,不斷攪拌下進(jìn)行沉淀。在熱和濃的溶液中,離子的水化程度降低,有利于得到含水量小、體積小、結(jié)構(gòu)緊密的沉淀,沉淀顆粒容易凝聚。防止形成膠體溶液,減少沉淀表面對(duì)雜質(zhì)的吸附。沉淀完畢,用熱水稀釋、攪拌,使吸附在沉淀表面的雜質(zhì)離開沉淀表面進(jìn)入溶液。5.2.2無(wú)定形沉淀的條件第32頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天(2)沉淀時(shí)加入大量電解質(zhì)或某些能引起沉淀微粒凝聚的膠體。因電解質(zhì)能中和膠體微粒的電荷,減低其水化程度,有利于膠體顆粒的凝聚。為防止洗滌沉淀時(shí)發(fā)生膠溶現(xiàn)象,洗滌液中也應(yīng)加入適量電解質(zhì)。(NH4Cl、NH4NO3)。
例測(cè)SiO2,在強(qiáng)酸性介質(zhì)中析出帶負(fù)電荷的硅膠沉淀,沉淀不完全,向溶液加入帶正電荷的動(dòng)物膠,相互凝聚作用,使硅膠沉淀完全。(3)沉淀完畢,趁熱過(guò)濾,不必陳化。第33頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天5.5.3均勻沉淀法
通過(guò)緩慢的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程,逐步地、均勻地在溶液中產(chǎn)生沉淀劑,使沉淀在整個(gè)溶液中均勻地慢慢地形成,得到大顆粒的沉淀。對(duì)形成混晶和繼沉淀無(wú)效。
用均勻沉淀法得到的沉淀,顆粒較大,表面吸附雜質(zhì)少,易過(guò)濾、易洗。用均勻沉淀法,甚至可以得到晶形的Fe2O3·nH2O,Al2O3·nH2O等水合氧化物沉淀。但均勻沉淀法仍不能避免后沉淀和混晶共沉淀現(xiàn)象。第34頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天(1)控制溶液pH值的均勻沉淀法沉淀CaC2O4:于酸性含Ca2+的試液中加入過(guò)量草酸,利用尿素水解產(chǎn)生NH3逐步提高溶液的pH,使CaC2O4均勻緩慢地形成。
CO(NH2)2+H2O→2NH3+CO2
(2)酯類或其它有機(jī)化合物水解,產(chǎn)生沉淀劑陰離子。
沉淀BaSO4:加硫酸甲酯于含Ba2+的試液中,利用酯水解產(chǎn)生的SO42-,均勻緩慢地生成BaSO4沉淀。(CH3)2SO4+2H2O→2CH3OH+SO42-+2H+第35頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天(3)絡(luò)合物分解:控制金屬離子釋放速率。將EDTA-Ba2+加入含SO42-的溶液中,然后加入氧化劑破壞EDTA,使絡(luò)合物逐漸分解,Ba2+均勻釋出,生成BaSO4沉淀。(4)氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生所需的沉淀離子。用過(guò)硫酸銨氧化Ce(Ⅲ)→Ce(Ⅳ),均勻沉淀生成碘酸高鈰。(5)合成試劑法:在溶液中慢慢合成有機(jī)試劑。
丁二酮+羥胺+Ni2+→丁二酮肟鎳晶狀沉淀第36頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天5.6有機(jī)沉淀劑
1有機(jī)沉淀劑的特點(diǎn)
(1)試劑品種多,性質(zhì)各異,有些試劑的選擇性很高,便于選用。(2)沉淀的溶解度一般很小,有利于被測(cè)物質(zhì)沉淀完全。(3)沉淀吸附無(wú)機(jī)雜質(zhì)較小少,且沉淀易于過(guò)濾、洗滌。(4)沉淀的摩爾質(zhì)量大,被測(cè)組分在稱量形式中占的百分比小,有利提高分析的準(zhǔn)(5)有些沉淀組成恒定,經(jīng)烘干后即可稱量,簡(jiǎn)化了重量分析操作。第37頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天(1)生成螯合物的沉淀劑:作為沉淀劑的螯合劑,至少有兩個(gè)基團(tuán)。一個(gè)是酸性基團(tuán),如—OH,—COOH,—SH,—SO3H等;另外一個(gè)是堿性基團(tuán),如—NH2,—NH—,N≡,—CO—,—CS—等。金屬離子與有機(jī)螯合沉淀劑反應(yīng),通過(guò)酸性基團(tuán)和堿性基團(tuán)的共同作用,生成微溶性的螯合物。5.6.1有機(jī)沉淀劑的分類第38頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天第39頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天(2)生成離子締合物的沉淀劑
有些相對(duì)分子質(zhì)量較大的有機(jī)試劑,在水溶液中以陽(yáng)離子或陰離子形式存在,它們與帶相反電荷的離子反應(yīng)后,可生成微溶性的離子締合物沉淀。有機(jī)沉淀劑的親水基團(tuán)多,在水中的溶解度大;疏水基團(tuán)多在水中溶解度小。親水基團(tuán):-SO3H,-OH,-COOH,-NH2,-NH—等;疏水基團(tuán):烷基、苯基、鹵代烴基等。第40頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天5.6.2有機(jī)沉淀劑應(yīng)用示例(1)丁二酮肟:與Ni2+,Pd2+,Pt2+,Fe2+生成沉淀,與Co2+,Cu2+,Zn2+等生成水溶性的絡(luò)合物。在氨性溶液中,與Ni2+生成鮮紅色的螯合物沉淀,沉淀組成恒定,可烘干后直接稱重,用于重量法測(cè)定鎳。與Fe3+,Al3+,Cr3+等在氨性溶液中生成水合氧化物沉淀,干擾測(cè)定,可加入檸檬酸或酒石酸進(jìn)行掩蔽。第41頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天(2)8-羥基喹啉
在弱酸性或弱堿性溶液中(pH=3-9)。8-羥基喹啉與許多金屬離子發(fā)生沉淀反應(yīng),生成的沉淀組成恒定,可烘干后直接稱重。8-羥基喹啉的最大缺點(diǎn)是選擇性較差。第42頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天(3)四苯硼酸鈉
四苯硼酸鈉能與K+,,Rb+,Tl+,Ag+等生成離子締合物沉淀。四苯硼酸鈉易溶于水,是測(cè)定K+的良好沉淀劑。由于一般試樣中Rb+,Tl+,Ag+的含量極微,故此試劑常用于K+的測(cè)定,且沉淀組成恒定,可烘干后直接稱重。第43頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天5.7重量分析中得換算因素1.重量分析結(jié)果的計(jì)算重量分析是根據(jù)稱量形式的質(zhì)量來(lái)計(jì)算待測(cè)組份的含量換算因數(shù)-待測(cè)組分的摩爾質(zhì)量與稱量形式的摩爾質(zhì)量之比。
沉淀形式稱量形式洗滌過(guò)濾800℃灼燒洗滌過(guò)濾1200℃灼燒BaSO4CaO第44頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天例1.稱取鎳合金試樣0.1508g,試樣經(jīng)溶解后,用酒石酸掩蔽鐵對(duì)鎳的干擾,然后在氨性溶液中加入丁二酮肟(HDMG),發(fā)生如下反應(yīng):
沉淀經(jīng)過(guò)濾洗滌后在110~130℃干燥至恒重,稱得重量為0.2216g,求合金中鎳的含量。Ni2++2HDMG→Ni(DMG)2↓+2H+解:第45頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天
沉淀滴定法是以沉淀反應(yīng)為基礎(chǔ)的一種滴定分析法。但并不是所有的沉淀反應(yīng)都能用于滴定分析。用于沉淀滴定法的沉淀反應(yīng)必須符合下列幾個(gè)條件:(1)生成的沉淀應(yīng)具有恒定的組成,而且溶解度必須很小
(2)沉淀反應(yīng)必須迅速、定量地進(jìn)行;(3)能夠用適當(dāng)?shù)闹甘緞┗蚱渌椒ù_定滴定的終點(diǎn)。
能夠用于沉淀滴定法的反應(yīng)不多,主要是利用生成難溶銀鹽的反應(yīng)來(lái)測(cè)定Cl-、Br-、I-、Ag-、CN-、SCN-等離子。這種測(cè)定方法又稱為“銀量法”。5.8沉淀滴定法第46頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天按所用的指示劑不同,可分為以下三種:
1.莫爾(Mohr)滴定法——用鉻酸鉀作指示劑,生成有色的沉淀指示終點(diǎn)。2.佛爾哈德(Volhard)滴定法——用鐵銨礬作指示劑,形成可溶性有色的絡(luò)合物指示終點(diǎn)。3.法揚(yáng)司(Fajans)滴定法——用有機(jī)染料作指示劑,在沉淀表面吸附指示劑,生成有色物質(zhì)指示終點(diǎn)。沉淀滴定曲線第47頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天5.8.1.莫爾(Mohr)法a.用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定氯化物,以K2CrO4為指示劑
Ag++Cl-=AgCl
終點(diǎn)時(shí):[Ag+]=(KspAgCl)1/2=1.25×10-5CrO42-+2Ag+=Ag2CrO4
(磚紅色)此時(shí)指示劑濃度應(yīng)為:[CrO42-]=KspAg2CrO4/[Ag+]2=5.8×10-2mol/L實(shí)際上由于CrO42-本身有顏色,指示劑濃度保持在0.002~0.005mol/L較合適。第48頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天
在滴定中,指示劑的濃度決定著滴定誤差的大小。加入過(guò)多的CrO42-
,終點(diǎn)發(fā)生在計(jì)量點(diǎn)之前;如果加入的量不夠,終點(diǎn)推遲出現(xiàn)。終點(diǎn)時(shí)指示劑濃度以5×10–3mol·L–1為宜。b.測(cè)定的pH應(yīng)在中性弱堿性(6.5~10.5)范圍
酸性太強(qiáng),[CrO42-]濃度減小,堿性過(guò)高,會(huì)生成Ag2O沉淀,滴定過(guò)程中要注意控制溶液的酸度。在酸性溶液中,指示劑部分以
HCrO4-
型體存在,將減小
CrO42
濃度,使終點(diǎn)推遲甚至Ag2CrO4沉淀不產(chǎn)生;若溶液堿性過(guò)高,又將出現(xiàn)Ag2O沉淀。溶液酸度控制在pH=8附近是比較合適的,這可以在溶液中加入酚酞,用酸或堿調(diào)到酚酞?jiǎng)偤猛噬?。?9頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天
c.不能用返滴定法莫爾滴定法通常用來(lái)測(cè)定氯化物和溴化物,為了防止生成的沉淀對(duì)Cl–和Br–吸附,滴定時(shí)要用力搖動(dòng)錐形瓶。此法不能用于準(zhǔn)確測(cè)定碘化物和硫氰化物,因?yàn)锳gI和AgSCN沉淀對(duì)I–和SCN–強(qiáng)烈吸附,使終點(diǎn)提前出現(xiàn),而且終點(diǎn)變化也不明顯。凡能與CrO42
生成沉淀的陽(yáng)離子(如Ba2+、Pb2+、Hg2+等)、與Ag+生成沉淀的陰離子(如
PO4
3-、AsO33-、CO32、-S2-、C2O42-
等)均產(chǎn)生干擾。第50頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天2.佛爾哈德(Volhard)法a.直接滴定法(測(cè)Ag+)
在酸性介質(zhì)中,鐵銨礬作指示劑,用NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Ag+,當(dāng)AgSCN沉淀完全后,過(guò)量的SCN-與Fe3+反應(yīng):Ag++SCN-=AgSCN↓(白色)Fe3++SCN-=FeSCN2+(紅色絡(luò)合物)
當(dāng)白色AgSCN沉淀完全,過(guò)剩的SCN–和指示劑鐵銨礬[NH4Fe(SO4)2·12H2O]生成深紅色絡(luò)合物FeSCN2+。第51頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天
為了防止Fe3+水解,滴定應(yīng)在酸性溶液中進(jìn)行,酸度一般大于0.3mol·L–1。滴定過(guò)程要用力搖動(dòng),以減少AgSCN沉淀對(duì)Ag+的吸附。
b.返滴定法(測(cè)鹵素離子)在含有鹵素離子酸性試液中加入已知過(guò)量的AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液,以鐵銨礬為指示劑,用NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液返滴過(guò)量的AgNO3。測(cè)定Cl-時(shí)終點(diǎn)判定比較困難,原因是AgCl沉淀溶解度比AgSCN的大,近終點(diǎn)時(shí)加入的NH4SCN會(huì)與AgCl發(fā)生轉(zhuǎn)化反應(yīng)
AgCl+SCN-
=AgSCN↓+Cl-使測(cè)定結(jié)果偏低,需采取避免措施。第52頁(yè),共58頁(yè),2024年2月25日,星期天(1)試液中加入過(guò)量的AgNO3后,將溶液煮沸,使AgCl沉淀凝聚,過(guò)濾除去并用稀HNO3洗滌,洗滌液并入濾液中,然后用NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定其中的Ag+。(2)試液中加入過(guò)量AgNO3后再加入與水不互溶的硝基苯,在劇烈搖動(dòng)下它將粘附在AgCl沉淀表面,而且有機(jī)溶劑的相對(duì)密度大而下沉,從而阻止了SCN–使AgCl沉淀轉(zhuǎn)化的反應(yīng)。此法方便,但硝基苯有毒。
AgBr和AgI的溶度積都小于AgSCN的溶度積,在滴定過(guò)程中不會(huì)發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化的反應(yīng)。但是在測(cè)定碘化物時(shí),絕不能先加指示劑,否則會(huì)發(fā)生如下反應(yīng),使測(cè)定產(chǎn)生誤差。
2Fe3++2I–2Fe
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