分析化學(xué)重量分析法

第三章重量分析法

重量分析法簡(jiǎn)稱重量法，是通過(guò)精密稱量物質(zhì)的質(zhì)量來(lái)進(jìn)行定量分析的方法。分類：揮發(fā)法、萃取法、沉淀法等。特點(diǎn)：常量分析準(zhǔn)確，不需要標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。操作較煩瑣、費(fèi)時(shí)；對(duì)低含量組分的測(cè)定誤差較大第一節(jié)揮發(fā)法通過(guò)加熱等方法使試樣中的待測(cè)組分或其它組分揮發(fā)而達(dá)到分離，然后經(jīng)過(guò)稱量確定待測(cè)組分的含量。一、直接揮發(fā)法1完整版課件ppt揮發(fā)分離后，稱量的是待測(cè)組分本身或?yàn)槠溲苌锘驗(yàn)槲談?，根?jù)所稱質(zhì)量或增加的質(zhì)量來(lái)計(jì)算待測(cè)組分的含量。二、間接揮發(fā)法通過(guò)加熱等方法使試樣中的待測(cè)組分揮發(fā)，根據(jù)揮發(fā)前后試樣的質(zhì)量差來(lái)計(jì)算待測(cè)組分的含量。例如，可將一定量的BaCl2·2H2O試樣加熱干燥，使水份揮發(fā)掉，氯化鋇試樣減少的重量即為結(jié)晶水的含量.又如，葡萄糖干燥失重的測(cè)定:2完整版課件ppt常用的干燥方法有常壓加熱干燥、減壓加熱干燥和干燥劑干燥等。第二節(jié)萃取法

萃取法是根據(jù)被測(cè)組分在兩種不相溶的溶劑中溶解度的不同，采用溶劑萃取的方法使之與其它組分分離，揮去萃取液中的溶劑，稱量干燥萃取物的重量，求出待測(cè)組分含量的方法。

物質(zhì)在水相和與水互不相溶的有機(jī)相中都有一定的溶解度，在液—液萃取分離時(shí)，被萃取物質(zhì)在有機(jī)相和水相中的濃度之比稱為分配比，用D表示3完整版課件ppt在實(shí)際工作中一般至少要求D＞10。當(dāng)D不很高，一次萃取不能滿足要求時(shí)，可采用多次連續(xù)萃取以提高萃取率。第三節(jié)沉淀法

利用沉淀反應(yīng)將待測(cè)組分以難溶化合物形式沉淀下來(lái)，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、烘干或灼燒后，轉(zhuǎn)化成具有確定組成的稱量形式，稱量并計(jì)算被測(cè)組分含量的分析方法。一、沉淀重量法操作步驟4完整版課件ppt稱量沉淀形式過(guò)濾加入沉淀劑烘干灼燒稱重計(jì)算洗滌溶解試液試樣稱量形式（一）試樣的稱取和溶解在沉淀法中，試樣的稱取量必須適當(dāng)，若稱取量太多使沉淀量過(guò)大，給過(guò)濾、洗滌都帶來(lái)困難；稱樣量太少，則稱量誤差以及各個(gè)步驟中所產(chǎn)生的誤差將在測(cè)定結(jié)果中占較大比重，致使分析結(jié)果準(zhǔn)確度降低。5完整版課件ppt取樣量可根據(jù)最后所得稱量形式的重量為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算。所得晶體沉淀可取0.1～0.5g，所得非晶形沉淀則以0.08～0.1g為宜。取樣后，需用適當(dāng)?shù)娜軇┤芙庠嚇?，常用的溶劑是水。?duì)難溶于水的試樣，可用酸、堿及氧化物等溶劑（二）沉淀的制備1、沉淀形式和稱量形式被測(cè)組分與試樣溶液分離時(shí)，生成沉淀的化學(xué)組成稱為沉淀形式；沉淀形式經(jīng)過(guò)處理，供最后稱量的物質(zhì)的化學(xué)組成稱為稱量形式。

6完整版課件ppt

過(guò)濾8000CBa2++SO42-BaSO4↓BaSO4

洗滌灼燒

過(guò)濾烘干Ca2++C2O42-

CaC2O4?2H2O↓CaO

洗滌灼燒2．沉淀法對(duì)沉淀形式的要求

（1）溶解度?。ㄈ芙鈸p失不超過(guò)0.2mg）（2）易過(guò)濾和洗滌（沉淀顆粒粗大，比較緊密）（3）純凈（4）易轉(zhuǎn)化成稱量形式7完整版課件ppt3．沉淀法對(duì)稱量形式的要求

（1）確定的化學(xué)組成（確定計(jì)量關(guān)系）（2）性質(zhì)穩(wěn)定（不受空氣中的H2O、O2和CO2的影響）（3）較大的摩爾質(zhì)量（減小稱量的相對(duì)誤差）（三）沉淀的過(guò)濾、洗滌、烘干與灼燒1.過(guò)濾：將沉淀與母液中其它組分分離濾器：玻璃砂芯坩堝、漏斗濾紙：無(wú)灰濾紙過(guò)濾方法:傾瀉法8完整版課件ppt2.洗滌：洗去雜質(zhì)和母液洗滌方法：少量多次選擇洗滌液原則：

溶解度小的晶形沉淀→蒸餾水溶解度較大的晶形沉淀→沉淀劑稀溶液易發(fā)生膠溶的無(wú)定形沉淀→易揮發(fā)性電解質(zhì)稀溶液，如稀HNO3、NH4Cl等3.干燥或灼燒：除去沉淀中吸留水分和其它揮發(fā)性物質(zhì)，將沉淀形式定量轉(zhuǎn)變?yōu)榉Q量形式干燥溫度一般在150度以下，烘箱中進(jìn)行；灼燒溫度一般在800度以上，馬弗爐中進(jìn)行。9完整版課件ppt反復(fù)干燥或灼燒，直到恒重為止。藥典規(guī)定：連續(xù)兩次干燥或灼燒后的質(zhì)量差不超過(guò)±0.3mg即為恒重。二、沉淀的溶解度及影響因素沉淀法中要求沉淀完全程度大于99.9％。而沉淀完全與否是根據(jù)反應(yīng)達(dá)平衡后，沉淀的溶解度來(lái)判斷。影響沉淀溶解度的主要因素有以下幾種：1.同離子效應(yīng)當(dāng)沉淀達(dá)平衡后，若向溶液中加入組成沉淀的構(gòu)晶離子試劑或溶液，使沉淀溶解度降低的現(xiàn)象10完整版課件ppt沉淀劑用量：一般——

過(guò)量50%～100%為宜非揮發(fā)性——

過(guò)量20%～30%2.異離子效應(yīng)（鹽效應(yīng)）溶液中存在大量強(qiáng)電解質(zhì)使沉淀溶解度增大的現(xiàn)象3.酸效應(yīng)溶液酸度對(duì)沉淀溶解度的影響稱為酸效應(yīng)。11完整版課件ppt

CaC2O4Ca2++C2O42-弱酸鹽沉淀的溶解度受溶液的pH值影響很大，溶液[H＋

]大，沉淀溶解度增大。4.配位效應(yīng)配位劑與構(gòu)晶離子形成配位體，使沉淀的溶解度增大的現(xiàn)象稱為～若在含有AgCl沉淀的溶液里加入NH3·HO，AgCLAg++CL-Ag++2NH3

Ag(NH3)2+若沉淀劑本身就是絡(luò)合劑，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該避免加入過(guò)多沉淀劑，防止沉淀溶解。12完整版課件pptAgCLAg++CL-AgCL

+CL-AgCL2-AgCL2-

+CL-

AgCL3-三、沉淀的純度及影響因素影響沉淀純度的原因主要有兩個(gè)：共沉淀和后沉淀。1.共沉淀當(dāng)一種沉淀從溶液中析出時(shí)，溶液中某些本來(lái)可溶的雜質(zhì)也同時(shí)沉淀下來(lái)的現(xiàn)象。（1）表面吸附由于沉淀表面吸附所引起的雜質(zhì)共沉淀的現(xiàn)象表面吸附是有選擇性的，選擇吸附的規(guī)律是：13完整版課件ppt第一吸附層：先吸附過(guò)量的構(gòu)晶離子,再吸附與構(gòu)晶離子大小接近、電荷相同的離子,濃度較高的離子被優(yōu)先吸附第二吸附層：優(yōu)先吸附與構(gòu)晶離子形成的鹽溶解度小的離子。離子價(jià)數(shù)高、濃度大的離子，優(yōu)先被吸附

例如，用Na2SO4沉淀Ba2+14完整版課件ppt15完整版課件ppt減小方法：制備大顆粒沉淀或晶形沉淀，適當(dāng)提高溶液溫度，洗滌沉淀。（2）形成混晶沉淀過(guò)程中雜質(zhì)離子占據(jù)沉淀中某些晶格位置而進(jìn)入沉淀內(nèi)部形成混合晶體。沉淀BaSO4

時(shí)，溶液中有微量的Pb2＋，由于濃度很小，不會(huì)以PbSO4的形式沉淀。但由于Pb2＋與Ba2＋半徑相近，BaSO4

與PbSO4

晶體結(jié)構(gòu)相似，所以發(fā)生BaSO4

與PbSO4

混晶共沉淀。減小方法：將雜質(zhì)事先分離除去，或加入絡(luò)合劑或改變沉淀劑16完整版課件ppt（3）包藏或吸留沉淀速度過(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。減小方法：改變沉淀?xiàng)l件，重結(jié)晶或陳化2.后沉淀溶液中某些本來(lái)可溶的雜質(zhì)在沉淀放置一端時(shí)間后沉淀到原沉淀表面的現(xiàn)象叫后沉淀。17完整版課件ppt減小方法：縮短沉淀與母液的共置時(shí)間，或沉淀生成后，及時(shí)過(guò)濾3.提高沉淀純度的措施（1）選擇合理的分析步驟（2）降低易被吸附雜質(zhì)離子的濃度（3）選擇合適的沉淀劑（4）選擇合理的沉淀?xiàng)l件（5）必要時(shí)進(jìn)行再沉淀，四、沉淀的類型與沉淀?xiàng)l件1.沉淀類型18完整版課件ppt粗晶形沉淀如MgNH4PO4細(xì)晶形沉淀如BaSO4

晶形沉淀沉淀類型非晶形沉淀粗晶形沉淀如MgNH4PO4粗晶形沉淀如MgNH4PO4膠狀沉淀如Fe(OH)3·XH2O凝膠狀沉淀如AgCl粗晶形沉淀如MgNH4PO4晶形沉淀：顆粒直徑0.1～1μm，排列整齊，結(jié)構(gòu)緊密，比表面積小，吸附雜質(zhì)少，易于過(guò)濾、洗滌無(wú)定形沉淀(非晶型沉淀）：顆粒直徑0.001～0.1μm排列雜亂結(jié)構(gòu)疏松，比表面積大，吸附雜質(zhì)多，不易過(guò)濾、洗滌19完整版課件ppt2.沉淀的形成及其影響因素成核作用均相、異相生長(zhǎng)過(guò)程擴(kuò)散、沉積聚集定向排列構(gòu)晶離子晶核

沉淀微粒

無(wú)定形沉淀晶形沉淀

晶核：過(guò)飽和溶液中若干對(duì)構(gòu)晶離子相互結(jié)合而成的離子群。均相成核：過(guò)飽和溶液中，構(gòu)晶離子通過(guò)靜電作用相互締和而形成晶核。20完整版課件ppt異相成核：過(guò)飽和的構(gòu)晶離子聚集在外來(lái)固體微粒周圍形成晶核。

聚集速度＜定向速度→晶形沉淀聚集速度＞定向速度→無(wú)定形沉淀聚集速度與溶液的相對(duì)過(guò)飽和度成正比。馮·威曼(VonWeimarn)經(jīng)驗(yàn)公式：S:

晶核的溶解度Q：加入沉淀劑瞬間沉淀物質(zhì)的濃度Q–S/S：相對(duì)過(guò)飽和度K：常數(shù)，與沉淀的性質(zhì)、溫度、介質(zhì)等有關(guān)21完整版課件ppt定向速度主要決定于沉淀物質(zhì)的本性，如極性較強(qiáng)的鹽，定向速度較大，多為晶形沉淀。而高價(jià)金屬的氫氧化物定向速度小，一般均為非晶形沉淀。3.沉淀?xiàng)l件（1）晶形沉淀的條件：①在稀溶液中進(jìn)行降低Q值，降低雜質(zhì)濃度②在熱溶液中進(jìn)行增大溶解度，減少雜質(zhì)吸附③充分?jǐn)嚢柘侣渭映恋韯┓乐咕植窟^(guò)飽和④陳化為了獲得純凈、易于過(guò)濾和洗滌的沉淀，對(duì)于不同類型的沉淀、應(yīng)當(dāng)采取不同的沉淀?xiàng)l件。22完整版課件ppt當(dāng)沉淀完全析出后，讓初生的沉淀與母液一起放置一段時(shí)間，這一過(guò)程稱為陳化。陳化時(shí)間：室溫下，幾小時(shí)到十幾小時(shí)。時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，后沉淀加重。（2）非晶形沉淀的條件：①在濃溶液中進(jìn)行②在熱溶液中進(jìn)行③加入電解質(zhì)④不陳化應(yīng)趁熱過(guò)濾、洗滌。23完整版課件ppt

4．均勻沉淀法也稱均相沉淀法，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，從而使沉淀在過(guò)飽和度很小的溶液中均勻地、緩慢地析出，以消除通常在沉淀過(guò)程中難以避免的局部過(guò)濃的缺點(diǎn)。這樣可獲得顆粒較粗、結(jié)構(gòu)緊密、純凈而易于過(guò)濾的沉淀。如利用在酸性條件下加熱水解硫代乙酰胺均勻逐漸地放出H2S，用于金屬離子與H2S生成硫化物沉淀24完整版課件ppt五、沉淀法中分析結(jié)果的計(jì)算1.稱量形式與被測(cè)組分形式一樣2.稱量形式與被測(cè)組分形式不一樣25完整版課件ppt換算因數(shù)的含義是：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的稱量形式相當(dāng)于多少質(zhì)量的被測(cè)組分。待測(cè)組分沉淀形式稱量形式FCL-AgCLAgCL

FeFe(OH)3Fe2O3

Fe3O4Fe(OH)3Fe2O3

FeS2中的FeBaSO4BaSO4

Na2SO4BaSO4BaSO4

As2O3Ag3AsO4AgCL26完整版課件ppt稱取含鐵樣品0.9291g，溶解，加NaOH