沉淀重量法精品課件

1、沉淀重量法第1頁，共34頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)56分，星期四9-1 重量分析法概述（1）重量法通過稱量物質(zhì)的質(zhì)量進(jìn)行分析的方法。測(cè)定時(shí)，通常先用適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ贡粶y(cè)組分與其他組分分離，然后稱重，由稱得的質(zhì)量計(jì)算該組分的含量。第2頁，共34頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)56分，星期四9-1 重量分析法概述（2）重量法分類揮發(fā)法：通過加熱或其他方法使揮發(fā)性組分逸出溶出法：測(cè)定可溶或不溶組分電解法：電解使待測(cè)金屬離子在電極上還原析出，電極增加質(zhì)量即為待測(cè)金屬質(zhì)量，如Cu2、Ag+、Au2+等沉淀法：利用沉淀反應(yīng)使待測(cè)組分以微溶化合物的形式沉淀出來，再使之轉(zhuǎn)化為稱量形式稱量第3頁，共34頁，2

2、022年，5月20日，9點(diǎn)56分，星期四9-1 重量分析法概述（3）重量法特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)準(zhǔn)，不需標(biāo)液。 Er：0.10.2，（測(cè)P、S、Si、Ni 等）缺點(diǎn)慢，繁瑣。（S、Si的仲裁分析仍用重量法）第4頁，共34頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)56分，星期四Analytical Chemistry1998，R. Kellner p273重量法有極高的準(zhǔn)確度。其準(zhǔn)確度依賴于沉淀技術(shù)及沉淀性質(zhì)。為得到高的準(zhǔn)確度，必須做到以下幾點(diǎn)：沉淀的化學(xué)計(jì)量組成必須確定，且可重現(xiàn)；沉淀在母液及洗滌液中的溶解度足夠??；體系中的其他元素及成分對(duì)沉淀的干擾最?。怀恋淼谋砻娣e小，不易吸附雜質(zhì)；沉淀從母液中分離容易，且有合適的

3、洗滌液洗滌；熱力學(xué)穩(wěn)定，便于干燥；干燥產(chǎn)物穩(wěn)定，不吸水。第5頁，共34頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)56分，星期四9-1 重量分析法概述（4）沉淀重量法過程被測(cè)物溶解加入沉淀劑沉淀形烘干（灼燒）稱量形陳化濾洗稱量根據(jù)稱量形的組成計(jì)算結(jié)果第6頁，共34頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)56分，星期四沉淀重量法示例被測(cè)物沉淀劑沉淀形稱量形Cl-+AgNO3AgClAgCl+BaCl2BaSO4BaSO4Mg2+Mg2P2O7Al3+Al2O3120C800C1100C120C1200C第7頁，共34頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)56分，星期四9-1 重量分析法概述（5）對(duì)沉淀形的要求沉淀的溶解度

4、（S）要小，溶解損失應(yīng) 0.1mg沉淀的純度高沉淀的晶形要好，便于過濾和洗滌對(duì)稱量形的要求組成恒定（定量計(jì)算）穩(wěn)定（準(zhǔn)確稱量）摩爾質(zhì)量大（尤其對(duì)少量組分）第8頁，共34頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)56分，星期四9-1 重量分析法概述（6）沉淀劑的選擇無機(jī)沉淀劑（種類少，選擇性不大）有機(jī)沉淀劑種類多，選擇范圍大溶解度普遍較小對(duì)無機(jī)雜質(zhì)吸附能力小，沉淀純凈組成恒定，烘干即可沉淀物摩爾質(zhì)量大第9頁，共34頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)56分，星期四有機(jī)沉淀劑的分類及應(yīng)用示例名稱結(jié)構(gòu)二甲基乙二肟沉淀的離子Ni2+,Pd2+,Pt2+銅鐵試劑8-羥基喹啉Fe3+,VO2+,Ti4+,Zr4+,Ce

5、4+,Ga3+,Sn4+Mg2+,Zn2+,Cu2+,Cd2+,Pb2+,Al3+,Fe3+,Bi3+,Ga3+,Th4+水楊醛肟1亞硝基2萘酚Pd2+,Zn2+,Cu2+,Pb2+,Bi3+,Ni2+Fe3+ ,Zr4+, Pd2+, Co2+四苯硼酸鈉Na+B(C6H5)4-氯化四苯砷(C6H5)4As+Cl-K+,Cs+,Rb+,Ag+,NH4+Cr2O72-,MnO4-, MoO42-, ClO4-,I3-NNOHOHNNO-NH4+ONOHOHNOHNOOH第10頁，共34頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)56分，星期四重量因數(shù)*換算因數(shù)化學(xué)因數(shù)9-1 重量分析法概述（7）重量分析計(jì)算

6、Ag+ + Cl- AgCl 待測(cè)物稱量形第11頁，共34頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)56分，星期四重量分析計(jì)算示例（1）例：測(cè)定磁鐵礦（不純的Fe3O4）中Fe3O4含量時(shí)，將試樣溶解后，把Fe3+沉淀為Fe(OH)3，然后灼燒為Fe2O3，稱得質(zhì)量為0.1501 g，求Fe3O4的質(zhì)量。解：第12頁，共34頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)56分，星期四重量分析計(jì)算示例（2）例：稱取含鋁試樣0.5000 g，溶解后用C9H7NO 沉淀，于120 C烘干后得 Al(C9H6NO)3 重0.3280 g。計(jì)算樣品中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；若將沉淀在1200 C灼燒成Al2O3，可得稱量形多少 g ?解

7、：第13頁，共34頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)56分，星期四重量分析計(jì)算示例（3）稱量形的分子量大，有利于低含量組分的測(cè)定。第14頁，共34頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)56分，星期四重量分析計(jì)算示例（4）例：分析不純的NaCl和NaBr混合物時(shí)，稱取試樣1.000 g，加入沉淀劑AgNO3，得到AgCl和AgBr 0.5260 g。若將此沉淀在氯氣流中加熱，使AgBr轉(zhuǎn)化為AgCl，在稱重為0.4260 g。求試樣中NaCl和NaBr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解：第15頁，共34頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)56分，星期四9-2 沉淀的溶解度及其影響因素沉淀的溶解損失是重量法誤差的重要來源之一。通

8、常要求將沉淀的溶解損失控制在天平稱量精度以內(nèi)（0.1 mg），但許多沉淀都不能滿足這個(gè)要求。若能了解沉淀的溶解度及其影響因素，就能控制適當(dāng)?shù)某恋項(xiàng)l件，降低溶解損失，使測(cè)定的準(zhǔn)確度滿足要求。第16頁，共34頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)56分，星期四9-2-1 活度積、溶度積和條件溶度積活度積：溶度積：條件溶度積： 難溶化合物的純水溶液或離子強(qiáng)度較小時(shí)： 以1-1型難溶化合物MA為例僅與溫度有關(guān)，p352附錄11 第17頁，共34頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)56分，星期四9-2-2 溶解度與固有溶解度固有溶解度：該值為常數(shù)，對(duì)于大多數(shù)電解質(zhì)而言該值較小，可忽略溶解度：MA在不含M或A溶液中

9、的溶解度：第18頁，共34頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)56分，星期四9-2-3 影響沉淀溶解度的因素鹽效應(yīng)同離子效應(yīng)酸效應(yīng)配位效應(yīng)其它因素溫度，S 顆粒， S 有機(jī)溶劑， S 第19頁，共34頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)56分，星期四同離子效應(yīng)等化學(xué)劑量沉淀劑: 沉淀劑過量: 同離子效應(yīng)可降低待測(cè)組分溶解度，因此重量法需加入過量的沉淀劑（不易揮發(fā)：2030%；較易揮發(fā)：50100%PbSO4在不同濃度Na2SO4溶液中的溶解度00.0010.010.020.040.100.200.3515224161413161923第20頁，共34頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)56分，星期四酸效應(yīng)

10、以上測(cè)定需在H2C2O4過量，pH4-6的條件下進(jìn)行第21頁，共34頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)56分，星期四配位效應(yīng)+ Cl- AgCl2- + AgCl32- + 5 4 3 2 1 0 試驗(yàn)點(diǎn) 計(jì)算曲線1086420S106 molL-1同離子效應(yīng)配位效應(yīng)第22頁，共34頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)56分，星期四9-3 沉淀純度的影響因素（1）9-3-1 共沉淀表面吸附包藏生成混晶或固溶體9-3-2 后沉淀第23頁，共34頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)56分，星期四9-3-1 共沉淀（1）表面吸附：吸附規(guī)則（優(yōu)先）構(gòu)晶離子優(yōu)先離解度或溶解度小的物質(zhì)高價(jià)離子，高濃度離子影響吸附量

11、的因素沉淀總表面積吸附 溶液中雜質(zhì)濃度吸附 溶液溫度吸附減免辦法：洗滌AgCl沉淀表面吸附示意圖第24頁，共34頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)56分，星期四9-3-1 共沉淀（2）包藏：沉淀過程中，若沉淀生長(zhǎng)太快，表面吸附的雜質(zhì)來不及離開沉淀表面就被隨后生成的沉淀所覆蓋，這種因吸附而留在沉淀內(nèi)部的共沉淀現(xiàn)象稱為包藏。包藏程度也符合吸附規(guī)則，可據(jù)此擬定沉淀步驟以減小試液中主要雜質(zhì)共沉淀的影響。包藏共沉淀是晶型沉淀玷污的主要原因，無法通過洗滌除去，只能通過陳化或重結(jié)晶的方法減小。第25頁，共34頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)56分，星期四包藏對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響測(cè)定對(duì)象沉淀型包藏形式測(cè)定結(jié)果SBa

12、SO4BaCl2BaSO4Na2SO4Ba2+BaSO4H2SO4BaSO4CaSO4BaSO4BaCl2增大減小不變?cè)龃鬁p小第26頁，共34頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)56分，星期四9-3-1 共沉淀（3）生成混晶或固溶體現(xiàn)象：新沉淀的BaSO4與KMnO4溶液共搖，會(huì)使沉淀呈粉紅色而無法用水洗滌褪色。KMnO4與BaSO4離子半徑相近，晶體結(jié)構(gòu)相似，因此可通過再結(jié)晶過程深入到BaSO4晶格內(nèi)部使沉淀呈粉紅色。混晶共沉淀的量只與雜質(zhì)含量及相關(guān)平衡常數(shù)有關(guān)，改變沉淀?xiàng)l件、洗滌、陳化或重結(jié)晶的方式難以使其減??；將雜質(zhì)預(yù)先分離去除是減小混晶共沉淀的最好辦法，加入配位劑或改變沉淀劑也可能使其減小

13、。第27頁，共34頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)56分，星期四9-3-2 后沉淀本來難以析出或形成穩(wěn)定過飽和溶液而不能單析出的物質(zhì)，在另一種組分沉淀之后被“誘導(dǎo)”沉淀出來的現(xiàn)象。在0.01molL-1HCl中沉淀Zn2（含Ni2+）陳化時(shí)間/hZnS中含Ni%空白（只有NiCl2）31224366003.033558800000減免辦法：縮短沉淀與母液共置的時(shí)間。第28頁，共34頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)56分，星期四9-3 沉淀純度的影響因素（2）獲得純凈沉淀的措施采用適當(dāng)?shù)姆治龀绦蚝统恋矸椒ǎê康偷慕M分先沉淀） 降低易被吸附雜質(zhì)離子的濃度（掩蔽或分離）根據(jù)沉淀類型選擇適宜的沉淀?xiàng)l

14、件 適當(dāng)?shù)南礈靹ㄈコ砻婀渤恋恚?必要時(shí)進(jìn)行再沉淀（去除吸留共沉淀）測(cè)定雜質(zhì)，校正分析結(jié)果（如SiO2+HF后測(cè)定殘?jiān)|(zhì)量）第29頁，共34頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)56分，星期四9-4 沉淀的形成及沉淀?xiàng)l件（1）沉淀的形成成核作用長(zhǎng)大構(gòu)晶離子晶核沉淀顆粒異相成核均相成核定向排列凝集無定形沉淀晶形沉淀膠體凝乳狀BaSO4Fe(OH)3AgClCaC2O4顆粒直徑0.02 m顆粒直徑0.020.1 m顆粒直徑0.11 m第30頁，共34頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)56分，星期四9-4 沉淀的形成及沉淀?xiàng)l件（2）定向速率：由沉淀自身性質(zhì)決定聚集速度：即晶核形成速度，可用Von Weim

15、arn經(jīng)驗(yàn)公式表達(dá)臨界相對(duì)過飽和度（定向速率=聚集速率）K：與條件有關(guān)的常數(shù)；Q：加入沉淀劑瞬間沉淀物質(zhì)的總濃度S：沉淀的溶解度；Q-S：過飽和度；(Q-S)/S：相對(duì)過飽和度沉淀種類BaSO4CaC2O4AgCl1000315.5該值越大越易形成晶型沉淀第31頁，共34頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)56分，星期四9-4 沉淀的形成及沉淀?xiàng)l件（3）沉淀?xiàng)l件的選擇晶形沉淀（以BaSO4為例）稀 ；加HCl； 熱； 滴加、攪拌； 陳化；洗滌：測(cè)Ba2（稀H2SO4）; 測(cè)SO42-, （水） 無定形沉淀（以Fe2O3xH2O為例）在濃、熱溶液中進(jìn)行，快； 有大量電解質(zhì)存在；趁熱過濾，不必陳化； 可二次沉淀，去雜質(zhì)第32頁，共34