重量分析法概述

重量分析法教師：劉深勇教學(xué)目標

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。Na2CO3·10H2O

（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。注：濕存水是指固體物質(zhì)本身帶有的液態(tài)水分，這些水分不是結(jié)晶水，而是在生產(chǎn)、運輸、加工、取用等過程中，沾上了空氣或其它外界物質(zhì)的水分（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。Ba2++SO42-

BaSO4BaSO4

沉淀形稱量形灼燒Mg2++NH3HPO4

＝MgNH4PO4Mg2P2O7沉淀形稱量形灼燒

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，不用基準物質(zhì)比較，準確度高，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。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。注：潷bì擋住渣滓或泡著的東西,把液體倒出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)。注：加入試劑使其與被測組分發(fā)生沉淀反應(yīng),這時的沉淀稱為"沉淀形".沉淀經(jīng)過濾、洗滌,在適當?shù)臏囟认潞娓苫蜃茻?轉(zhuǎn)化為"稱量形

有機沉淀劑較好，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。

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?？蛇M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），形成擴散層，組成了雙電層。如圖所示：注：構(gòu)晶離子就是形成或組成晶體的微粒

，比如鈉離子和氯離子就是氯化鈉晶體的構(gòu)晶粒（離）子吸附層吸附規(guī)律：優(yōu)先吸附構(gòu)晶離子?？购怆x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)在沉淀前進行分離。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)則堆積，F(xiàn)e2O3·nH2O

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：

一般來說，強極性無機鹽，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化物和硫化物具有較小的定向速度聚集速度大，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(OH)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?？朔擞赏獠肯蛉芤褐兄苯蛹尤氤恋韯┒斐沙恋韯┑木植坎痪鶆蛐?。例如：沉淀Fe(OH)3CO（NH2）2＋3H2O＝2NH4OH+CO2

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

（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Fe3O4等。

當分析結(jié)果用w(Fe)表示時，F(xiàn)=而用w(Fe3O4)表示分析結(jié)果時，F(xiàn)=

例測定