第三章-重量分析法

PAGEPAGE22第三章重量分析法一、內容提要本章闡述了揮發(fā)法、萃取法、沉淀法這三種分離方法的基本原理和分離條件，并重點討論沉淀法及其相應的計算。重量分析法簡稱重量法，是稱取一定重量的試樣，用適當?shù)姆椒▽⒈粶y組分與試樣中的其它組分分離后，轉化成一定的稱量形式，稱重，從而求得該組分含量的方法。分析結果準確度高，因此常用重量分析法來校對其它方法的可靠程度。在藥物分析中，某些組分的含量測定、揮發(fā)性物質的干燥失重、灼燒殘渣及中藥灰分的測定等都可以應用重量分析法。按不同的分離方法，重量分析法可分為沉淀重量法、揮發(fā)重量法、萃取重量法及電解重量法。其中沉淀重量法是重量分析的經典方法。沉淀重量法是以沉淀反應為基礎的分析方法，是通過在一定條件下加入沉淀劑，將被測組分以難溶化合物的形式沉淀，再將沉淀過濾、洗滌、干燥或灼燒，轉化為一定的稱量形式，然后進行稱量，根據稱量形式的質量計算被測組分的量。因此，提高沉淀重量法準確度的關鍵在于沉淀的完全度和沉淀的純度，兩者都與實驗條件有直接關系。通過對實驗條件的控制得到易于過濾、洗滌的沉淀，從而獲得理想的測定結果。對于任一沉淀反應，設A為被測組分，D為稱量形式，其計量關系一般可表示如下：aA＋bBcCdD被測組分沉淀劑沉淀形式稱量形式根據反應式，可得換算因數(shù)（化學因數(shù)），其中MA和MD分別為被測組分A和稱量形式D的摩爾質量。在定量分析中，分析結果通常以待測組分的百分含量表示，一般計算式為：其中F為換算因數(shù)，mA為稱量形式的質量；W為試樣量。本章的難點是沉淀的溶解度及影響因素、沉淀的純度及其影響因素和沉淀的形成與沉淀條件。二、習題（一）判斷題（）1．若想獲得大顆粒的晶形沉淀，應設法降低生成沉淀物的濃度，適當增大沉淀的溶解度。（）2．晶形沉淀的條件是在緩慢攪拌下，加入沉淀劑于熱而濃的待測組分溶液中，沉淀完畢需陳化。（）3．為了獲得純凈的沉淀，將沉淀分離后需進行洗滌，洗滌的次數(shù)越多，洗滌液用量越多，測量越準確。（）4．根據溶度積理論，難溶化合物的Ksp既然等于一個常數(shù)，所以加入的沉淀劑越多，沉淀越完全。（）5．影響沉淀純度的因素是共沉淀和后沉淀。（）6．難溶化合物溶解度的大小可由溶度積常數(shù)Ksp大小來判斷，一般說來Ksp越小，溶解度越大。（）7．定向速度＜聚集速度，則形成晶形沉淀。-（）8．定向速度＜聚集速度，則形成無定形沉淀。+（）9．2Fe3O4→3Fe2O3換算因數(shù)/。（）10．不加試劑的揮發(fā)法，即失重法。（）11．對于高含量組分的測定，重量分析法測定的相對誤差一般不大于0.1%。（）12．中藥中灰分的測定常用沉淀重量法。（）13．陳化有利于減少后沉淀現(xiàn)象。（二）單選題1．按照中華人民共和國藥典規(guī)定的標準，恒重是指二次稱量之差不超過（）。A．±0.1mgB．±0.2mgC．±0.3mgD．±0.4mgE．±0.5mg2．如果共沉淀的雜質離子與沉淀的構晶離子半徑相近，電荷相同，則易形成（）。A．表面吸附B．混晶C．機械吸留D．包藏E．后沉淀3．沉淀重量法測定時，對于AgCl沉淀的洗滌最好使用（）A．母液B．水C．稀NaCl溶液D．稀HClE．稀HNO34．若稱量形式為CaO，沉淀形式為CaC2O4，被測組分為KHC2O4·H2C2O4·H2O，則其換算因數(shù)（）A．M（CaO）/M（CaC2O4）B．2M（KHC2O4·H2C2O4·H2O）/M（CaO）

C．M（CaO）/2M（CaC2O4）D．M（KHC2O4·H2C2O4·H2O）/M（CaO）

E．M（KHC2O4·H2C2O4·H2O）/2M（CaO）5．某砷化物Cu3(AsO3)2·2As2O3·Cu(CH3COO)2（以F表示其化學式），計算As2O3時，應用的換算因數(shù)是（）。A．As2O3/FB．2As2O3/FC．3As2O3/FD．4As2O3/FE．4As2O3/2F6．若稱量形式為Mg2P2O7，沉淀形式為MgNHPO4，被測組分為MgO，則其換算因數(shù)（）A．M（Mg2P2O7）/M（MgNHPO4）B．2M（MgO）/M（Mg2P2O7）C．M（Mg2P2O7）/2M（MgNHPO4）D．M（MgO）/M（Mg2P2O7）E．M（MgO）/2M（Mg2P2O7）7．若稱量形式為Fe2O3，沉淀形式為Fe(OH)3·xH2O，被測組分為Fe，則其換算因數(shù)（）A．M（Fe2O3）/M（Fe(OH)3·xH2O）B．2M（Fe）/M（Fe2O3）

C．M（Fe2O3）/2M（Fe(OH)3·xH2O）D．M（Fe）/M（Fe2O3）．M（Fe）/2M（Fe2O3）8．測定煤中的含硫量時，將樣品溶解后使硫沉淀為BaSO4，則BaSO4對S的換算因數(shù)為（）A．M（S）/M（BaSO4）B．2M（S）/M（BaSO4）C．M（BaSO4）/2M（S）D．M（BaSO4）/M（S）E．M（S）/2M（BaSO4）9．若稱量形式為BasO4，被測組分為KAl(SO4)2·12H2O，則其換算因數(shù)（）A．M（BaSO4）/M（KAl(SO4)2·12H2O）B．2M（BaSO4）/M（KAl(SO4)2·12H2O）

C．M（KAl(SO4)2·12H2O）/2M（BaSO4）D．M（KAl(SO4)2·12H2O）/M（BaSO4）

E．2M（KAl(SO4)2·12H2O）/M（BaSO4）10．中藥中灰分的測定，其方法應首選（）A．沉淀法B．揮發(fā)法C．電解法D．萃取法E．酸堿法11．構晶離子的定向速度決定于（）。A．沉淀劑的濃度B．樣品溶液的介質條件C．樣品溶液的溫度D．構晶離子的電量E．構晶離子組成沉淀物的性質12．沉淀重量法中，使沉淀溶解度減小的是（）。A．同離子效應B．異離子效應C．配位效應D．酸效應E．溫度效應13．沉淀重量法中，使沉淀溶解度增大的是（）。A．共沉淀B．沉淀有小的比表面積C．同離子效應D．配位效應E．陳化過程（三）多選題1．下列特點哪些不是沉淀重量法所具備的（）。A．操作繁瑣費時B．分析周期長C．可用于微量組分的測定D．適于痕量組分的測定E．準確度高2．下列哪些是重量分析法對稱量形式的要求（）。A．表面積大B．顆粒粗大C．性質穩(wěn)定D．摩爾質量大E．有適當?shù)娜芙舛?．下列關于重量分析法中烘干或灼燒操作的敘述，正確的是（）A．烘干和灼燒是為了除去沉淀中的水分和可揮發(fā)物質B．烘干可使沉淀組成固定為稱量形式C．灼燒有時是使沉淀在高溫分解為稱量形式D．烘干應使用稱量瓶E．灼燒應使用坩鍋4．引起共沉淀的原因是（）A．表面吸附B．生成混晶C．吸留D．包藏E．陳化5．重量分析法于高含量組分的測定相對誤差一般是（）A．2‰B．0.3%C．小于0.1%D．接近1‰E．4‰6．在重量分析法中，為了獲得準確的分析結果，應該解決（）A．分析周期長B．操作繁瑣C．控制分析D．沉淀要純凈E．被測組分要沉淀完全7．重量分析法包括（）A．揮發(fā)法B．萃取法C．電解法D．沉淀法E．配位法（四）填空題1．重量分析法按其分離方法不同可分為、、和。2．沉淀重量法對沉淀形式的要求為、、、。3．沉淀重量法對稱量形式的要求是、、、。4．影響沉淀溶解度的主要因素有、、、和，其中使溶解度降低的是。5．沉淀重量法測定結果計算的主要依據是和。6．精稱葡萄糖樣品1.0865g于恒重后的扁稱量瓶中，105℃干燥至恒重，稱得失水后的樣品重為0.9947g，則葡萄糖含水量為。7．沉淀重量法能夠獲得準確結果的關鍵是、。8．AgCl沉淀為一沉淀，洗滌時常使用加入少量硝酸的洗滌液洗滌，為的是，而硝酸可在時除去。9．引起共沉淀的原因有、、，共沉淀可通過、等措施減少或消除。10．沉淀析出完全后，讓初生的沉淀與母液共置一段時間，這個過程叫，其作用是使小晶體，大晶體，使晶體趨于，同時也釋放出在晶體中的雜質。11．在制備晶形沉淀時，應選用溶液。在制備非晶形沉淀時，應選用溶液。（五）名詞解釋1．沉淀形式2．稱量形式3．聚集速度4．定向速度5．陳化6．換算因數(shù)（六）簡答題1．決定沉淀重量法是否能獲得正確結果的關鍵是什么？對被測組分生成的沉淀有何要求？2．簡述沉淀在生成過程中沾污原因，并說明減少沉淀沾污的方法？3．指出影響沉淀溶解度的主要因素并說明對這些因素應如何控制？4．什么叫均勻沉淀法？與一般沉淀法有何不同？優(yōu)點是什么？（七）計算題1．將由酒石酸（H2C4H4O6）制得的CaC4H4O6經灼燒成碳酸鈣（CaCO3），然后用過量HCl處理，所得溶液蒸發(fā)至干，殘渣中的氯離子以氯化銀形式測定，試求將氯化銀換算為酒石酸的換算因數(shù)。（）2．為測定鐵礦石中鐵的含量將樣品溶解后使鐵沉淀為Fe(OH)3，最后灼燒成Fe2O3進行稱量，試求Fe2O3對于Fe的換算因數(shù)。（）3．計算下列換算因數(shù)：稱量形式被測組分（1）BaSO4Na2SO4（2）Al2O3Al（3）CaCO3CO2（4）Mg2P2O7MgO4．有一含F(xiàn)eO12.5％的試樣，欲得0.3300g的Fe2O3沉淀，問稱取試樣的重量應是多少？5．稱取不純的MgSO4·7H2O1.0000g，首先使Mg2＋生成MgNH4PO4，最后灼燒成Mg2P2O7稱得0.4000g，試計算試樣中MgSO4·7H2O的百分含量。（，）三、參考答案（一）判斷題1．√2．×3．×4．×5．√6．×7．×8．√9.×10.√11.√12.×13.×（二）單選題1．C2．B3．E4．E5．C6．B7．B8．A9．C10．B11．E12．A13．D（三）多選題1．CD2．CD3．ABCE4．ABCD5．ACD6．DE7．ABCD（四）填空題1．沉淀重量法、揮發(fā)法、萃取法、電解法。2．溶解度小、純凈、易過濾洗滌、易轉變成稱量形式。3．有確定的組成、性質穩(wěn)定、有較大的分子量。4．同離子效應、異離子效應、酸效應，配位效應，同離子效應。5．稱量形式的質量，換算因數(shù)f。6．8.449％。7．沉淀要完全、沉淀要純凈。8．非晶形，防止沉淀發(fā)生膠溶，烘干。9．表面吸附、混晶、吸留或包藏，陳化、重結晶。10．陳化，溶解，長大，完整緊密，吸留，包藏。11．稀的熱，濃的熱。（五）名詞解釋1．沉淀形式：將試樣溶解后，在一定條件下加入適當?shù)某恋韯┡c被測組分生成的沉淀。2．稱量形式：將沉淀形式在一定溫度下干燥或灼燒，轉化為可以直接稱量的形式。3．聚集速度：構晶離子聚集成晶核，再進一步積聚成沉淀微粒的速度。4．定向速度：構晶離子在靜電引力作用下能夠按一定的晶格進行定向排列構成晶體的速度。5．陳化：沉淀完全后，沉淀與母液一起共置一段時間的過程。6．換算因數(shù)：被測組分的摩爾質量及系數(shù)的乘積與稱量形式的摩爾質量及系數(shù)的乘積之比為一常數(shù)，稱為換算因數(shù)。（六）簡答題1．答：決定沉淀重量法是否能獲得正確結果的關鍵是：①被測組分要沉淀完全。②所得沉淀要純凈。對被測組分生成沉淀的要求：（1）沉淀的溶解度要小。（2）沉淀純度要高。（3）沉淀形式要易于過濾、洗滌，易于轉變?yōu)榉Q量形式。2．答：共沉淀和后沉淀是沉淀被沾污的主要原因，防止或減少沾污應采取的措施為：（1）選擇合理的分析步驟（2）降低易被吸附雜質離子的濃度（3）選擇合適的沉淀劑（4）選擇合理的沉淀條件（5）必要時進行再沉淀。3．答：影響沉淀溶解度的主要因素是：（1）同離子效應：同離子效應可使沉淀的溶解度降低，因此，可加入過量的與組成沉淀相同的離子（構晶離子），作為沉淀劑，使沉淀反應完全，溶解度降低。沉淀過濾后，用含有沉淀離子的稀溶液洗滌沉淀。（2）異離子效應：難溶化合物溶液中存在著強電解質，會使沉淀的溶解度增加，由于沉淀劑通常也是強電解質，當沉淀劑適當過量時，同離子效應起主導作用，沉淀的溶解度隨沉淀劑用量的增加而降低。當溶液中沉淀劑的濃度達到某一數(shù)量時，沉淀的溶解度達到最低值，若再繼續(xù)加入沉淀劑，由于異離子效應增大，使得溶解度反而增加，因此沉淀劑過量要適當。（3）pH效應：溶液的pH值對于弱酸或多元酸鹽形成的難溶化合物，有較大的影響，無論是提高還是降低溶液的pH值都會使沉淀的溶解度增加。對強酸鹽的難溶化合物則影響不大。（4）配位效應：當難溶化合物的溶液中存在著能與構晶離子生成配合物的配位劑，則會使