分析化學8.重量分析法

1、1第八章 重量分析法gravimetric analysis2 重量分析法: 以質量為測量值的分析方法 一般步驟： 先用適當的方法將被測組分與試樣中的其他組分分離； 將其轉化為一定的稱量形式； 稱重； 計算，從而求得該組分的含量。3 重量分析法的特點： 直接用分析天平稱量而獲得分析結果。 分析過程中一般不需要與基準物質進行比較。 不存在由于容量器皿而引入的數據誤差，所以重量分析法比較準確。 操作較繁、費時。 對低含量組分的測定誤差較大。4樣品 分離待測組分 揮發(fā)法 萃取法 沉淀法5 分類： 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 沉淀條件的選擇 沉淀的過濾和干燥 稱量形式和結果計算 二、揮發(fā)重量法結束7沉淀法：利用沉淀反應，將被測組分轉化成難溶物，以沉淀形式從溶液中分離出來。然后經過濾、洗滌、烘干或熾灼、最后稱重，計算其含量的方法。 概述8沉淀形式（precipitation forms）： 沉淀的化學組成。 稱量形式（weighing forms）： 沉淀經處理后，供最后稱量的化學組成。 沉淀形式與稱量形式可以相同，也可以不同。9待測 沉淀劑 沉淀形 稱量形SO42- + BaCl2 BaSO4 BaSO4 (過濾 洗滌 800 灼燒)Mg2+ +(NH4)2HPO4MgNH4PO46H2

3、OMg2P2O7 (1100)Cl- + AgNO3 AgCl AgCl (110，烘干)10 對沉淀形式的要求(1)溶解度小，沉淀完全 (2)純度高 (3)便于過濾和洗滌 (4)沉淀形易轉化為稱量形 11 對稱量形式的要求 ： 稱量形式必須有確定的化學組成。 稱量形式要穩(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：結晶顆粒狀，顆粒的直徑0.1-1m，排列有序，BaSO4，CaC2O4等 （2）無定形沉淀：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同離子對構晶離子的影響同離子效應鹽效應30 3酸效應 溶液的酸度對沉淀溶解度的影響稱為酸效應。 如沉淀是強酸鹽影響不大。酸效應影響弱酸鹽的沉淀： CaC2O4CaCO3 CdS Ag2S NH4MgPO431P47：19. 計算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， S = 1.4 10-3 mol/L32 4配位效應 當有與構晶離子形成配合物的配合劑存在時，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 對無定形沉淀，若進行沉淀反應時，條件掌握不好，常會形成膠體溶液，甚至已經凝集的膠體沉淀還會重新轉變成膠體溶液，分散在溶液中，這種現象稱膠溶作用。35膠體

6、微粒小，易透過濾紙而引起損失，因此常加入適量電解質以防止膠溶作用，如AgNO3沉淀Cl-時，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：沉淀溶解反應為吸熱，所以 C，S （2）溶劑：無機物沉淀是離子晶體，水中溶解度大于在有機溶劑中SCaSO4(水) SCaSO4(乙醇) （3）顆粒大小與結構：S大顆粒S小顆粒返回37 1. 共沉淀 進行沉淀時，當沉淀從溶液中析出時，溶液中某些可溶性雜質也會夾雜在沉淀中沉下來，混雜于沉淀中，這種現象稱為共沉淀。（三）影響沉淀純度的因素38 產生共沉淀現象主要有下面幾種: (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） 存在與構晶離子晶體構型相同、離子半徑相近、電子層結構相同的雜質離子，沉淀時進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：將雜質事先分離除去40 （3）包埋或吸留 沉淀速度過快，表面吸附的雜質來不及離開沉淀表面就被隨后沉積下來的沉淀所覆蓋，包埋在沉淀內部。減免方法：陳化：釋放包夾物。 重結晶：溶解

8、，重沉淀 41 2. 后沉淀 溶液中被測組分析出沉淀之后在與母液放置過程中，溶液中其他本來難以析出沉淀的組分（雜質離子）在該沉淀表面繼續(xù)沉積的現象。例：草酸鹽的沉淀分離中返回42 1. 晶形沉淀（四）沉淀條件的選擇 特點：顆粒大，易過濾洗滌； 結構緊密，表面積小，吸附雜質少 條件： a稀溶液降低過飽和度，減少均相成核 b熱溶液增大溶解度，減少雜質吸附 c充分攪拌下慢慢滴加沉淀劑防止局部過飽和 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間， 這一過程稱為（加熱和攪拌可以縮短陳化時間）43 2. 無定形沉淀特點：溶解度小，顆粒小，難以過濾洗滌； 結構疏松，表面積大，易吸附雜

9、質條件：a濃溶液降低水化程度，使沉淀顆粒結構緊密b熱溶液促進沉淀微粒凝聚，減小雜質吸附c攪拌下較快加入沉淀劑加快沉淀聚集速度 d不必陳化趁熱過濾、洗滌，防止雜質包裹e適當加入電解質防止膠溶44 3. 均勻沉淀法 均勻沉淀是利用化學反應使溶液中緩慢地逐漸產生所需的沉淀劑，待沉淀劑達到一定濃度時即開始產生沉淀。優(yōu)點： 過飽和度很?。?無局部過濃現象。45例如46 4. 利用有機沉淀劑 有機沉淀劑品種多，選擇性高； 生成的沉淀溶解度小, 吸附雜質少, 沉淀純凈； 并且沉淀分子量大，被測組分所占百分比小，有利提高分析的準確度，因此常被采用。返回47 1沉淀的過濾：將沉淀與母液中其他組分分離 濾紙的選擇

10、：無灰濾紙過濾（ 每張濾紙灰分 0.2mg） 無定形沉淀選用疏松濾紙；粗粒的晶形沉淀可用較緊密濾紙；較細粒的沉淀，應用最緊密濾紙。 過濾方法: 傾瀉法過濾.（五）沉淀的過濾和干燥48 2沉淀的洗滌：洗去雜質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)生膠溶的無定形沉淀易揮發(fā)電解質溶液 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， 使沉淀組分固定為稱量形式。干燥的溫度和時間：110120烘 4060分鐘； 灼燒溫度在800以上。恒重：連續(xù)兩次稱量差值不超過規(guī)定值。 中國藥典： 0.3 mg返

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

12、2H2O 2CaC2O4 2CaO返回53 二、揮發(fā)重量法 利用被測組分具有揮發(fā)性，或將它轉化為揮發(fā)性物質來進行揮發(fā)組分含量測定的方法。 (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，稱量吸收劑的增重來計算該組分的含量的方法。54 結晶水的測定：帶有結晶水的固體 加熱H2O高氯酸鎂吸收稱重 W結晶水 = W高氯酸鎂吸收后 - W高氯酸鎂吸收前 55 碳酸鹽類的測定：一定量碳酸鹽類樣品過量的酸CO2 蘇打石灰吸收稱重WCO2 = W蘇打石灰吸收后 - W蘇打石灰吸收前56 藥典中熾灼殘渣的檢測：取一定量被檢藥品， 經過高溫熾灼，除去揮發(fā)性物質后，稱量剩下來的不揮發(fā)無機物，稱為熾灼殘渣。57 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，稱量其殘渣，由樣品的減量來計算該揮發(fā)組分的含量。 例如：固體物質中的水分含量測定58 固體物質中水的存在狀態(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，常可在晶體內的空穴內包藏水分。 吸入水：具有親水膠體性質的物質，如硅膠、纖維素、淀粉和明膠等，內部有很大的擴脹性，內表面積很大，能大量吸收水分。59 結晶水：凡含水鹽，如CaC2O4H2O、BaCO22H2O