分析化學(xué)8.重量分析法

1、1第八章 重量分析法gravimetric analysis2 重量分析法: 以質(zhì)量為測(cè)量值的分析方法 一般步驟： 先用適當(dāng)?shù)姆椒▽⒈粶y(cè)組分與試樣中的其他組分分離； 將其轉(zhuǎn)化為一定的稱(chēng)量形式； 稱(chēng)重； 計(jì)算，從而求得該組分的含量。3 重量分析法的特點(diǎn)： 直接用分析天平稱(chēng)量而獲得分析結(jié)果。 分析過(guò)程中一般不需要與基準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行比較。 不存在由于容量器皿而引入的數(shù)據(jù)誤差，所以重量分析法比較準(zhǔn)確。 操作較繁、費(fèi)時(shí)。 對(duì)低含量組分的測(cè)定誤差較大。4樣品 分離待測(cè)組分 揮發(fā)法 萃取法 沉淀法5 分類(lèi)： 沉淀重量分析法 揮發(fā)重量法 萃取法6一、沉淀重量分析法 概述 沉淀形態(tài)和沉淀的形成 沉淀的完全程度及其影

2、響因素 影響沉淀純度的因素 沉淀?xiàng)l件的選擇 沉淀的過(guò)濾和干燥 稱(chēng)量形式和結(jié)果計(jì)算 二、揮發(fā)重量法結(jié)束7沉淀法：利用沉淀反應(yīng)，將被測(cè)組分轉(zhuǎn)化成難溶物，以沉淀形式從溶液中分離出來(lái)。然后經(jīng)過(guò)濾、洗滌、烘干或熾灼、最后稱(chēng)重，計(jì)算其含量的方法。 概述8沉淀形式（precipitation forms）： 沉淀的化學(xué)組成。 稱(chēng)量形式（weighing forms）： 沉淀經(jīng)處理后，供最后稱(chēng)量的化學(xué)組成。 沉淀形式與稱(chēng)量形式可以相同，也可以不同。9待測(cè) 沉淀劑 沉淀形 稱(chēng)量形SO42- + BaCl2 BaSO4 BaSO4 (過(guò)濾 洗滌 800 灼燒)Mg2+ +(NH4)2HPO4MgNH4PO46H2

3、OMg2P2O7 (1100)Cl- + AgNO3 AgCl AgCl (110，烘干)10 對(duì)沉淀形式的要求(1)溶解度小，沉淀完全 (2)純度高 (3)便于過(guò)濾和洗滌 (4)沉淀形易轉(zhuǎn)化為稱(chēng)量形 11 對(duì)稱(chēng)量形式的要求 ： 稱(chēng)量形式必須有確定的化學(xué)組成。 稱(chēng)量形式要穩(wěn)定，不受空氣中的水分、氧氣和二氧化碳的影響。 摩爾質(zhì)量要大些12Al3+0.1000gAl(OH)3Al2O30.1888g8-羥基喹啉鋁1.704g返回 13 1. 沉淀的形態(tài) （1）晶形沉淀：結(jié)晶顆粒狀，顆粒的直徑0.1-1m，排列有序，BaSO4，CaC2O4等 （2）無(wú)定形沉淀：絮狀懸浮狀，顆粒的直徑聚集速度有序排列

4、大顆粒的晶形定向速度成核速度晶核形成少,顆粒大大晶形沉淀核的成長(zhǎng)速度 SAgCl29表2 PbSO4在Na2SO4溶液中的溶解度(25) 0 0.001 0.010 0.020 0.15 0.024 0.016 0.0140.040 0.100 0.2000.013 0.016 0.023同離子對(duì)構(gòu)晶離子的影響同離子效應(yīng)鹽效應(yīng)30 3酸效應(yīng) 溶液的酸度對(duì)沉淀溶解度的影響稱(chēng)為酸效應(yīng)。 如沉淀是強(qiáng)酸鹽影響不大。酸效應(yīng)影響弱酸鹽的沉淀： CaC2O4CaCO3 CdS Ag2S NH4MgPO431P47：19. 計(jì)算CaF2在pH=3.00的水溶液中的溶解度。 （KHF=6.310-4，Ksp =

5、 3.910-11)S = 4.0 10-4 mol/L同理：pH=2.00時(shí)， S = 1.4 10-3 mol/L32 4配位效應(yīng) 當(dāng)有與構(gòu)晶離子形成配合物的配合劑存在時(shí)，增大沉淀溶解度，甚至使沉淀完全溶解33 5水解作用 有些構(gòu)晶離子能發(fā)生水解作用。 例如MgNH4PO4的飽和溶液中，三種離子都能水解： Mg2+ + H2O MgOH+ + H+ NH + H2O NH4OH + H+ PO + H2O HPO + OH34 6膠溶作用 對(duì)無(wú)定形沉淀，若進(jìn)行沉淀反應(yīng)時(shí)，條件掌握不好，常會(huì)形成膠體溶液，甚至已經(jīng)凝集的膠體沉淀還會(huì)重新轉(zhuǎn)變成膠體溶液，分散在溶液中，這種現(xiàn)象稱(chēng)膠溶作用。35膠體

6、微粒小，易透過(guò)濾紙而引起損失，因此常加入適量電解質(zhì)以防止膠溶作用，如AgNO3沉淀Cl-時(shí)，須加適量HNO3；洗滌Al(OH)3沉淀須用含NH4NO3的水。36 7其它影響因素 （1）溫度：沉淀溶解反應(yīng)為吸熱，所以 C，S （2）溶劑：無(wú)機(jī)物沉淀是離子晶體，水中溶解度大于在有機(jī)溶劑中SCaSO4(水) SCaSO4(乙醇) （3）顆粒大小與結(jié)構(gòu)：S大顆粒S小顆粒返回37 1. 共沉淀 進(jìn)行沉淀時(shí)，當(dāng)沉淀從溶液中析出時(shí)，溶液中某些可溶性雜質(zhì)也會(huì)夾雜在沉淀中沉下來(lái)，混雜于沉淀中，這種現(xiàn)象稱(chēng)為共沉淀。（三）影響沉淀純度的因素38 產(chǎn)生共沉淀現(xiàn)象主要有下面幾種: (1) 表面吸附：表面吸附優(yōu)先吸附沉淀

7、中組成相同、大小相近、電荷相同的離子或能與沉淀中離子生成溶解度小的化合物的離子。BaCl2 + K2SO4 BaSO4BaSO4Ba2+Cl-減小表面吸附共沉淀的方法：洗滌39 (2) 形成混晶（或固體溶液） 存在與構(gòu)晶離子晶體構(gòu)型相同、離子半徑相近、電子層結(jié)構(gòu)相同的雜質(zhì)離子，沉淀時(shí)進(jìn)入晶格中形成混晶例：BaSO4與PbSO4 ，AgCL與AgBr 同型混晶 BaSO4中混入KMnO4（粉紅色） 異型混晶減小或消除方法：將雜質(zhì)事先分離除去40 （3）包埋或吸留 沉淀速度過(guò)快，表面吸附的雜質(zhì)來(lái)不及離開(kāi)沉淀表面就被隨后沉積下來(lái)的沉淀所覆蓋，包埋在沉淀內(nèi)部。減免方法：陳化：釋放包夾物。 重結(jié)晶：溶解

8、，重沉淀 41 2. 后沉淀 溶液中被測(cè)組分析出沉淀之后在與母液放置過(guò)程中，溶液中其他本來(lái)難以析出沉淀的組分（雜質(zhì)離子）在該沉淀表面繼續(xù)沉積的現(xiàn)象。例：草酸鹽的沉淀分離中返回42 1. 晶形沉淀（四）沉淀?xiàng)l件的選擇 特點(diǎn)：顆粒大，易過(guò)濾洗滌； 結(jié)構(gòu)緊密，表面積小，吸附雜質(zhì)少 條件： a稀溶液降低過(guò)飽和度，減少均相成核 b熱溶液增大溶解度，減少雜質(zhì)吸附 c充分?jǐn)嚢柘侣渭映恋韯┓乐咕植窟^(guò)飽和 d陳化生成大顆粒純凈晶體 陳化：沉淀完成后，將沉淀與母液放置一段時(shí)間， 這一過(guò)程稱(chēng)為（加熱和攪拌可以縮短陳化時(shí)間）43 2. 無(wú)定形沉淀特點(diǎn)：溶解度小，顆粒小，難以過(guò)濾洗滌； 結(jié)構(gòu)疏松，表面積大，易吸附雜

9、質(zhì)條件：a濃溶液降低水化程度，使沉淀顆粒結(jié)構(gòu)緊密b熱溶液促進(jìn)沉淀微粒凝聚，減小雜質(zhì)吸附c攪拌下較快加入沉淀劑加快沉淀聚集速度 d不必陳化趁熱過(guò)濾、洗滌，防止雜質(zhì)包裹e適當(dāng)加入電解質(zhì)防止膠溶44 3. 均勻沉淀法 均勻沉淀是利用化學(xué)反應(yīng)使溶液中緩慢地逐漸產(chǎn)生所需的沉淀劑，待沉淀劑達(dá)到一定濃度時(shí)即開(kāi)始產(chǎn)生沉淀。優(yōu)點(diǎn)： 過(guò)飽和度很?。?無(wú)局部過(guò)濃現(xiàn)象。45例如46 4. 利用有機(jī)沉淀劑 有機(jī)沉淀劑品種多，選擇性高； 生成的沉淀溶解度小, 吸附雜質(zhì)少, 沉淀純凈； 并且沉淀分子量大，被測(cè)組分所占百分比小，有利提高分析的準(zhǔn)確度，因此常被采用。返回47 1沉淀的過(guò)濾：將沉淀與母液中其他組分分離 濾紙的選擇

10、：無(wú)灰濾紙過(guò)濾（ 每張濾紙灰分 0.2mg） 無(wú)定形沉淀選用疏松濾紙；粗粒的晶形沉淀可用較緊密濾紙；較細(xì)粒的沉淀，應(yīng)用最緊密濾紙。 過(guò)濾方法: 傾瀉法過(guò)濾.（五）沉淀的過(guò)濾和干燥48 2沉淀的洗滌：洗去雜質(zhì)和母液選擇洗滌液原則： 溶解度小，不易生成膠體的沉淀蒸餾水 溶解度較大的沉淀沉淀劑稀溶液 易發(fā)生膠溶的無(wú)定形沉淀易揮發(fā)電解質(zhì)溶液 洗滌方法：少量多次49 3沉淀的干燥或灼燒和恒重 干燥或灼燒的目的： 除去沉淀中的水分和揮發(fā)性物質(zhì)， 使沉淀組分固定為稱(chēng)量形式。干燥的溫度和時(shí)間：110120烘 4060分鐘； 灼燒溫度在800以上。恒重：連續(xù)兩次稱(chēng)量差值不超過(guò)規(guī)定值。 中國(guó)藥典： 0.3 mg返

11、回50 （六）稱(chēng)量形式與結(jié)果計(jì)算1. 稱(chēng)量形與被測(cè)組分形式一樣2. 稱(chēng)量形與被測(cè)組分形式不一樣51被測(cè)組分 稱(chēng)量形式 換算因數(shù)Fe Fe2O3 2Fe/Fe2O3Cl- AgCl Cl/AgClNa2SO4 BaSO4 Na2SO4/BaSO4MgO Mg2P2O7 2MgO/Mg2P2O7P2O5 Mg2P2O7 P2O5/Mg2P2O7K2SO4Al2(SO4)324H2O BaSO4 52例: 測(cè)定四草酸氫鉀的含量，用Ca2+為沉淀劑，最后灼燒成CaO稱(chēng)量。稱(chēng)取樣品重0.5172g，最后得CaO重0.02265g，計(jì)算樣品中KHC2O4H2C2O42H2O的含量。KHC2O4H2C2O4

12、2H2O 2CaC2O4 2CaO返回53 二、揮發(fā)重量法 利用被測(cè)組分具有揮發(fā)性，或?qū)⑺D(zhuǎn)化為揮發(fā)性物質(zhì)來(lái)進(jìn)行揮發(fā)組分含量測(cè)定的方法。 (一) 直接揮發(fā)法 利用加熱等方法使試樣中揮發(fā)性組分逸出，用適宜的吸收劑將其全部吸收，稱(chēng)量吸收劑的增重來(lái)計(jì)算該組分的含量的方法。54 結(jié)晶水的測(cè)定：帶有結(jié)晶水的固體 加熱H2O高氯酸鎂吸收稱(chēng)重 W結(jié)晶水 = W高氯酸鎂吸收后 - W高氯酸鎂吸收前 55 碳酸鹽類(lèi)的測(cè)定：一定量碳酸鹽類(lèi)樣品過(guò)量的酸CO2 蘇打石灰吸收稱(chēng)重WCO2 = W蘇打石灰吸收后 - W蘇打石灰吸收前56 藥典中熾灼殘?jiān)臋z測(cè)：取一定量被檢藥品， 經(jīng)過(guò)高溫?zé)胱?，除去揮發(fā)性物質(zhì)后，稱(chēng)量剩下來(lái)的不揮發(fā)無(wú)機(jī)物，稱(chēng)為熾灼殘?jiān)?7 二、間接揮發(fā)法 利用加熱等方法使試樣中揮發(fā)性組分逸出以后，稱(chēng)量其殘?jiān)?，由樣品的減量來(lái)計(jì)算該揮發(fā)組分的含量。 例如：固體物質(zhì)中的水分含量測(cè)定58 固體物質(zhì)中水的存在狀態(tài)： 引濕水（濕存水）：固體表面吸附的水分。 包埋（藏）水：從水溶液中得到的晶體，常可在晶體內(nèi)的空穴內(nèi)包藏水分。 吸入水：具有親水膠體性質(zhì)的物質(zhì)，如硅膠、纖維素、淀粉和明膠等，內(nèi)部有很大的擴(kuò)脹性，內(nèi)表面積很大，能大量吸收水分。59 結(jié)晶水：凡含水鹽，如CaC2O4H2O、BaCO22H2O