《重量分析法》課件.ppt

1、第16章：重量分析法,學(xué)習(xí)要求： 1、了解重量分析法的基本原理和主要步驟； 2、簡要了解晶形和非晶形沉淀各自形成的過程，測定條件的選擇以及沉淀玷污的一般規(guī)律。 3、掌握重量分析結(jié)果的計算方法。,第一節(jié)：重量分析法概論,1、概念： 用適當(dāng)方法將被測組分經(jīng)過一定步驟從試樣中分離出來，然后稱量其質(zhì)量，進(jìn)而計算出組分含量的方法叫重量分析法。 2、分類： 根據(jù)被測組分與其他組分分離方法的不同可分為三類：,（1）揮發(fā)法： 利用待測組分的揮發(fā)性質(zhì)，通過加熱的方法使 其從試樣中揮發(fā)逸出。 例：測定濕存水或結(jié)晶水，加熱烘干至恒重，試樣減輕的質(zhì)量或用干燥劑吸收水汽后增加的質(zhì)量來確定水的質(zhì)量。Na2CO310H2O

2、,（2）電解法 使待測金屬離子在電極上還原析出，然后稱重，電極增加的重量即為金屬質(zhì)量。,（3）沉淀法： 利用沉淀反應(yīng)使待測組分沉淀出來，再轉(zhuǎn)化為稱量形式。,上述反應(yīng)說明：沉淀法中的沉淀形與稱量形可以相同也可以不同。,目前以沉淀法應(yīng)用較多，此處主要介紹沉淀法的應(yīng)用。,優(yōu)點：直接稱量得到分析結(jié)果，不用基準(zhǔn)物質(zhì)比較，準(zhǔn)確度高，適應(yīng)于測定含量1%的常量組分。 缺點：操作繁瑣，程序長，費時多。,2重量分析法特點,一、沉淀重量法的分析過程和對沉淀的要求,1）溶解 為了把試樣制成溶液，試樣不同，所用的溶劑也不同。不溶解于水的試樣可用酸溶、堿溶等方法； 2）沉淀 將沉淀劑加入到含待測組分的溶液中，使生成沉淀。

3、,1、分析過程：,3）過濾和洗滌 將沉淀和母液分離，過濾和洗滌采用傾潷法。 4）烘干和灼燒 烘干是除去沉淀中的水分和揮發(fā)性物質(zhì)，灼燒又同時使沉淀組分恒定，一般都大于800。 5）稱量至恒重 反復(fù)烘干(或灼燒)，冷卻，直至恒重，取最后兩次質(zhì)量之差。,2、對沉淀的要求： 1）對沉淀形的要求： 溶解度小，沉淀完全； 純度高，沉淀形便于過濾，洗滌； 要求盡量避免雜質(zhì)污染，盡量獲得粗大的 晶形沉淀。 易轉(zhuǎn)化為稱量形。,2）對稱量形的要求：,有確定的化學(xué)組成；(否則無法計算其結(jié)果) 穩(wěn)定，不受空氣中 水分，CO2和O2的影響(不會影響結(jié)果的準(zhǔn)確度) 摩爾質(zhì)量大，減小稱量誤差。 3）對沉淀劑的要求： 沉淀劑

4、要易揮發(fā)，烘干或灼燒時易除去； 有較好的選擇性，只與待測組分發(fā)生沉淀反應(yīng)，與其它組分不發(fā)生反應(yīng)。,有機(jī)沉淀劑較好，其相對分子質(zhì)量大，沉淀的溶解度小，沉淀的組成恒定，選擇性好，烘干 后即可稱量，應(yīng)用較為廣泛。常用的有機(jī)沉淀劑參見p142表7-1。,第二節(jié)：沉淀的完全程度與影響沉淀溶解度的因素,略,第三節(jié)：影響沉淀純度的因素,沉淀從溶液中析出時，或多或少夾雜著溶液中的其它組分，影響重量分析的結(jié)果。雜質(zhì)混入沉淀的主要原因有共沉淀和后沉淀。,一、共沉淀 本身不能單獨析出沉淀的物質(zhì)能隨同另一種沉淀析出的現(xiàn)象，稱為共沉淀現(xiàn)象。可進(jìn)一步區(qū)分為吸附共沉淀、包藏共沉淀和混晶共沉淀。,1、表面吸附共沉淀,表面有剩

5、余電荷，吸附構(gòu)晶離子，形成吸附層，再吸附相反電荷離子（稱抗衡離子），形成擴(kuò)散層，組成了雙電層。如圖所示：,吸附層吸附規(guī)律：優(yōu)先吸附構(gòu)晶離子。 抗衡離子的吸附： A 與構(gòu)晶離子形成溶解度、離解度最小的化合物。 b離子濃度越大，越易被吸附。 c離子電荷高的優(yōu)先吸附。 影響因素： a顆粒小，比表面積大，吸附雜質(zhì)多。 b吸附是放熱過程，溫度升高，吸附雜質(zhì)量減少。 防止：洗滌（電解質(zhì)水，易揮發(fā)的沉淀劑）,2包藏共沉淀 表面吸附的抗衡離子在沉淀生長時被覆蓋包藏在里面不能洗去，陳化可減小，嚴(yán)重時，需重沉淀。,3、混晶 與構(gòu)晶離子半徑相近，形成的晶體結(jié)構(gòu)相近的離子代替構(gòu)晶離子形成混晶，不能洗去，應(yīng)在沉淀前進(jìn)行

6、分離。如BaSO4和PbSO4，BaSO4和KMnO4。,二、后沉淀 某組分析出沉淀后，另一種難于析出沉淀的物質(zhì)在沉淀表面上析出沉淀的現(xiàn)象。 例：MgC2O4可形成穩(wěn)定的過飽和溶液而不沉淀，但用草酸鹽沉淀分離Ca2與Mg2，析出CaC2O4沉淀表面有MgC2O4析出。放置時間越長，后沉淀現(xiàn)象越嚴(yán)重。金屬硫化物的沉淀分離中也有類似現(xiàn)象。 避免或減少繼沉淀的主要方法是縮短沉淀和母液共置時間。,第四節(jié)：沉淀的形成與沉淀條件,一、沉淀的類型： 按顆粒大小分： 直徑 特征 示例 晶形沉淀 0.1-1m 排列規(guī)則 BaSO4 結(jié)構(gòu)緊密 凝乳狀沉淀 0.02-0.1m AgCl 無定形沉淀 0.02m 無規(guī)

7、則堆積， Fe2O3nH2O 含水多，體積大,屬于何種沉淀，由沉淀性質(zhì)決定，但沉淀條件也起很大的作用。,二、沉淀形成的一般過程：,含待測離子的溶液中加入沉淀劑，當(dāng)溶液中構(gòu)晶離子的濃度的乘積超過濃度積時，就有可能生成沉淀。沉淀形成的一般過程為：,兩種成核作用： 均相成核： 構(gòu)晶離子在過飽和溶液中，通過離子的締合作用，自發(fā)形成晶核。占優(yōu)勢時形成無定形沉淀。 異相成核： 溶液中混有的固體微粒，在沉淀過程中起著晶種的作用，誘導(dǎo)沉淀的形成。占優(yōu)勢形成晶形沉淀。,一般來說，強(qiáng)極性無機(jī)鹽，如BaSO4，CaC2O4等，具有較大的定向速度，易形成晶形沉淀；而一些高價金屬離子的氫氧話物化物和硫化物具有較小的定向

8、速度聚集速度大，易形成無定形沉淀。,三、沉淀條件的選擇,由于不同類型的沉淀的形成過程不同，因此對晶形和非晶形沉淀應(yīng)采用不同的沉淀條件。 1、晶形沉淀（稀、熱、慢、攪、陳） 主要考慮如何獲得較大的沉淀顆粒，以便使沉淀純凈，并且易于過濾和洗滌。,a在稀溶液中沉淀，以控制較小的過飽和度。晶核生成不太多，且又有機(jī)會長大 b. 在熱溶液中沉淀，此時沉淀的溶解度較大，可降低過飽和度，熱溶液也可減少吸附作用； c. 慢加，快攪，以避免局部過濃而產(chǎn)生大量的細(xì)小晶核。 d. 陳化，可減少包藏共沉淀。,2、非晶形沉淀 （濃、熱） 溶解度小，不可能減小相對過飽和度。關(guān)鍵是加速凝聚，防止膠溶，減少吸附。 例：Fe(O

9、H)3沉淀,a. 在濃的熱溶液中沉淀； b.在電解質(zhì)存在下沉淀，中和膠粒電荷； c. 立即用熱水稀釋；d.趁熱過濾。,3、均勻沉淀法（對無定形沉淀而言） 避免局部過飽和現(xiàn)象。通過緩慢的化學(xué)反應(yīng)，使沉淀劑由溶液中慢慢地、均勻地產(chǎn)生。 例如：沉淀Fe(OH)3 CO（NH2）2H2OCO22NH3 控制溫度可控制尿素水解速度，控制OH產(chǎn)生的速度。 優(yōu)點：得到的沉淀，顆粒較大，表面吸附雜質(zhì)少，易濾，易洗。 缺點：仍不能避免后沉淀和混晶共沉淀現(xiàn)象。,應(yīng)用廣泛，與無機(jī)沉淀劑比較，具有下列特點：（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，有利于被測物質(zhì)沉淀完全。 （3）沉淀吸附無機(jī)雜質(zhì)較小少，且沉淀易于過濾、洗滌。 （4）沉淀的摩爾質(zhì)量大，被測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，簡化了重量分 析操作。,四、有機(jī)沉淀劑,第五節(jié)；沉淀的過濾、洗滌、烘干、灼燒和分析結(jié)果的計算,一、沉淀的過濾、洗滌、烘干或灼燒 參見p277 二、分析結(jié)果的計算： 沉淀重量法分析結(jié)果可根據(jù)試樣和稱量形式的質(zhì)量計算而得，計算通式為：,F-稱為換算因數(shù)，其數(shù)值可用被測物含量表 示形式和沉淀稱量表示形式的相互關(guān)系中得到。,例如，重量法測定鐵，稱量形式為Fe2O3，含量表示式可以是Fe，F(xiàn)e2O3或