07重量分析法和沉淀滴定法ppt课件

1、7.1 重量分析概述重量分析概述7.2 重量分析对沉淀的要求重量分析对沉淀的要求7.3 沉淀完全的程度与影响沉淀完全的程度与影响 沉淀溶解度的因素沉淀溶解度的因素7.4 影响沉淀纯度的因素影响沉淀纯度的因素7.5 沉淀的形成与沉淀的条件沉淀的形成与沉淀的条件7.6 重量分析计算和应用示例重量分析计算和应用示例7.7 沉淀滴定法概述沉淀滴定法概述7.8 银量法滴定终点的确定银量法滴定终点的确定 用适当方法先将试样中的待测组分与其他组分分离, 然后用称量的方法测定该组分的含量。分离方法：（1沉淀法 使待测组分生成难溶化合物沉淀，测定沉淀的质量。例：试液中SO42-含量测定。SO42-过量BaCl2

2、BaSO4过滤洗涤枯燥称量（2气化法气化法BaCl22H2OBaCl2称减量H2O+吸湿剂称增量（1全部数据都是由分析天平称量得来；全部数据都是由分析天平称量得来；（2高含量组分的测定比较准确，相对误差高含量组分的测定比较准确，相对误差Ksp,离子相互碰撞聚集成微小的晶核。离子相互碰撞聚集成微小的晶核。 晶核长大过程：构晶离子向晶核表面扩散，晶核长大过程：构晶离子向晶核表面扩散，并沉积在晶核上，晶核就逐渐长大成沉淀微粒并沉积在晶核上，晶核就逐渐长大成沉淀微粒。 聚集速度：晶核聚集速度：晶核聚集成沉淀微粒的速度。聚集成沉淀微粒的速度。 定向速度：构晶离子在晶格中定向排列的速定向速度：构晶离子在晶

3、格中定向排列的速度。度。 非晶形沉淀：聚集速度非晶形沉淀：聚集速度定向速度。定向速度。 晶形沉淀：定向速度晶形沉淀：定向速度聚集速度。聚集速度。 沉淀的形成，一般要经过晶核形成和晶核长大两个过程将沉淀剂加入试液中，当形成沉淀离子浓度的乘积超过溶度积时，离子通过相互碰撞聚集成微小的晶核，溶液中的构晶离子向晶核表面扩散，并沉积在晶核上 ，晶核就逐渐长大成沉淀微粒。构晶构晶离子离子成核作用成核作用晶核晶核长大长大沉淀沉淀微粒微粒长大长大聚集聚集定向排列定向排列非晶形非晶形晶形晶形聚集速率：由离聚集速率：由离子形成晶核，再子形成晶核，再进一步聚集成沉进一步聚集成沉淀微粒的速率淀微粒的速率定向速率：在聚

4、集定向速率：在聚集的同时，构晶离子的同时，构晶离子在一定晶格中定向在一定晶格中定向排列的速率排列的速率若聚集速率大，定向速率小，离子很快地聚集生成沉淀微粒，若聚集速率大，定向速率小，离子很快地聚集生成沉淀微粒，而来不及进行晶格排列，则得到非晶形沉淀。反之，定向速而来不及进行晶格排列，则得到非晶形沉淀。反之，定向速率大，聚集速率小，则离子缓慢聚集成沉淀，有足够时间进率大，聚集速率小，则离子缓慢聚集成沉淀，有足够时间进行晶格排列，则得到晶形沉淀行晶格排列，则得到晶形沉淀SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+B

5、a2+SO42-Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+晶形沉淀过程示意晶形沉淀过程示意Ba2+SO42-SO42-Ba2+SO42-Ba2+Ba2+SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+SO42-SO42-Ba2+Ba2+SO42-Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+SO42-SO

6、42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+SO42-SO42-Ba2+SO42-Ba2+Ba2+SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+SO42-SO42-Ba2+Ba2+SO42-Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+SO42-SO42-Ba2+SO42-Ba2+Ba2+SO42-SO42-SO4

7、2-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+SO42-Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+SO42-SO42-Ba2+Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-S

8、O42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+SO42-SO42-Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+SO42-Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+非晶形形沉淀形成示意:QSKSQSKQSQSS聚 集 速 率

9、形 成 沉 淀 的 初 始 速 率： 加 入 沉 淀 剂 瞬 间 ， 生 成 沉 淀 物 质 的 浓 度 ；： 沉 淀 的 溶 解 度 ；： 比 例 常 数 ；： 沉 淀 物 质 的 过 饱 和 度 ；： 相 对 过 饱 和 度 ；QSSQS讨论：晶形沉淀形成的条件聚集速率定向速率主要由沉淀时的条件所决定，其中最主要主要由沉淀时的条件所决定，其中最主要的是溶液中生成沉淀物质的过饱和度。的是溶液中生成沉淀物质的过饱和度。 42 433定向速率主要取决于沉淀物的本性1 极性强的盐类具有较大的定向速率，易形成晶形沉淀 如：BaSO , CaC O 等2 氢氧化物尤其高价金属离子氢氧化物具有较小的定向

10、速率， 易形成非晶形沉淀 如：Fe(OH), Al(OH)等1. 控制聚集速度控制聚集速度()获得晶形沉淀获得晶形沉淀 与溶液的相对过饱和度与溶液的相对过饱和度(QS)/ S 成正比：成正比： = K(QS)S Q 加入沉淀剂瞬间，生成沉淀物质的加入沉淀剂瞬间，生成沉淀物质的浓度；浓度； S 沉淀的溶解度；沉淀的溶解度； K比例常数，比例常数，得到晶形沉淀所应满足的条件：得到晶形沉淀所应满足的条件：（1在适当稀的溶液中进行，以降低相对过饱在适当稀的溶液中进行，以降低相对过饱和度。和度。（2在热溶液中进行，相对过饱和度在热溶液中进行，相对过饱和度。（3搅拌慢滴稀的沉淀剂搅拌慢滴稀的沉淀剂,以免局

11、部相对过饱和以免局部相对过饱和度太大。度太大。（4陈化陈化(aging) 。获得晶形沉淀应满足的条件获得晶形沉淀应满足的条件稀稀热热搅搅慢慢陈陈降低相对过饱和度降低相对过饱和度使溶解度略有增加，相对过饱和度降低。减少杂质的吸附使溶解度略有增加，相对过饱和度降低。减少杂质的吸附以免局部相对过饱和度太大。以免局部相对过饱和度太大。使小晶粒溶解使小晶粒溶解,大大晶粒进一步长大晶粒进一步长大晶形完整化晶形完整化 减少包藏，使沉淀更纯净减少包藏，使沉淀更纯净在热溶液中沉淀在热溶液中沉淀在较稀的溶液中沉淀在较稀的溶液中沉淀缓慢加入沉淀剂，不断搅拌缓慢加入沉淀剂，不断搅拌陈化陈化QSSQS讨论：晶形沉淀形成

12、的条件聚集速率定向速率 沉淀剂不是直接加入到溶液中，而是通过溶液中发生的化学反应，缓慢而均匀地在溶液中产生沉淀剂，从而使沉淀在整个溶液中均匀地、缓缓地析出。 可获得颗粒较粗，结构紧密，纯净而易过滤的沉淀例：例：Ca2+H2C2O4NH3C2O42-CaC2O4沉淀 有效地避免了局部过浓现象，减少了均相成核。aA mM bBBAnbana Ab BBBAAMmbaMmBBAAmMMbamBmF化学因素或换算因子化学因素或换算因子例：例：欲测组分欲测组分称量型称量型化学计量式化学计量式换算因子换算因子SO42-BaSO4424BaSOSOnn424BaSOSOMMFMg2+Mg2P2O7Fmmmm

13、wBsAAs7.6 重量分析计算和应用示例重量分析计算和应用示例 待测待测组分组分称量称量方式方式沉淀沉淀方式方式7.6.17.6.1化学因素化学因素换算因子换算因子22272M gP OM gnn2272M gM gP OMFM100100.mmFmmmMMaFKMbM待测组分称量形式待测组分试样质量试样质量待测组分待测组分称量形式称量形式若需计算待测组分在试样中的质量分数，则式中为待测组分在该换算中的化学因素。即分子和分母乘以适当的系数使待测元素的原子数目相等。F待测组分的摩尔质量与称量形式的摩尔质量的比值通常称为待测组分的摩尔质量与称量形式的摩尔质量的比值通常称为“化化学因数学因数” ”

14、 (chemical factor) (chemical factor) 或或“换算因数换算因数”。分子和分母乘。分子和分母乘以适当系数使待测元素的原子数目相等。以适当系数使待测元素的原子数目相等。7.6.2 计算示例计算示例例例1：测定某试样中的硫含量时，使之沉淀为：测定某试样中的硫含量时，使之沉淀为BaSO4，灼烧后称量，灼烧后称量BaSO4沉淀，其质量为沉淀，其质量为0.5562 g，计算试样中的硫含量。，计算试样中的硫含量。g076400molg4233molg0632g5562011BaSOSBaSOS44.MMmm;MMaaFmmF mb Mb M待测待测样称量式称量式称量式称量式

15、 测定磁铁矿不纯的Fe3O4中Fe3O4含量时，将试样溶解后，将Fe3+沉淀为Fe(OH)3，然后灼烧为Fe2O3，称得Fe2O3为0.1501g，求Fe3O4的质量。 解：每两个Fe3O4分子可以转化为三个Fe2O3分子。342334Fe OFe O232Fe O2 231.60.1501g0.1451g3 e O3 159.7mmF分析化学电子教案分析化学电子教案7重量分析法与沉重量分析法与沉淀滴定法淀滴定法;MMaaFmmF mb Mb M待测待测样称量式称量式称量式称量式例3分析某铬矿不纯的Cr2O3中的Cr2O3含量时，把Cr转变为BaCrO4沉淀。设称取0.5000 g试样，然后得

16、BaCrO4质量为0.2530 g。求此矿中Cr2O3的质量分数 解：由BaCrO4质量换算为Cr2O3质量的化学因数F为234Cr O2 BaCrOF 23Cr O0.2530152.0100%15.18%0.50002 253.3gwg100%100%mmFwmm待测组分称量形式待测组分试样质量试样质量例4：分析不纯的NaCl和NaBr混合物时，称取试样1.000 g，溶于水，加入沉淀剂AgNO3，得到AgCl和AgBr沉淀的质量为0.5260g。若将此沉淀在氯气流中加热，使AgBr转变为AgCl，再称其质量为0.4260g。试样中NaCl和NaBr的质量分数各为多少？ 解；设NaCl的质

17、量为x(g)。 NaBr的质量为 y(g)，那么;NaClNaBrAgClAgBrlAgClAgBrAgClAgBrAgClAgBrNaClNaBrMammb MMMxmg ymgMMMMmxg mxgMM待测样称量式称量式=； 2.451x + 1.826 y = 0.5260 (1)经氯气流处理后AgCl质量等于：52600)NaBrAgBr()NaClAgCl(.yxg52600)mol102.9gmol187.8g()mol58.45lgmol143.3g(1 -11 -1.yx42600)NaBrAgCl()NaClAgCl(.yxg42600)mol102.9gmol143.3g(

18、)mol58.45gmol143.3g(1 -11 -1.yx2.451x + 1.393 y = 0.4260 (2)联立(1)(2)两式可得：x = 0.04225 g y = 0.2314 g mNaCl= 4.23% mNaBr= 23.14%1. 硫酸根的测定硫酸根的测定SO42-BaSO4过滤洗涤灼烧BaSO4注意点：注意点：(1) BaSO4沉淀颗粒较细沉淀颗粒较细,浓溶液中沉淀时可能形成胶体浓溶液中沉淀时可能形成胶体(2) BaSO4不易被一般溶剂溶解，不能进行二次沉淀；不易被一般溶剂溶解，不能进行二次沉淀；(3) 沉淀作用应在稀盐酸溶液中进行。溶液中不允许有酸沉淀作用应在稀盐

19、酸溶液中进行。溶液中不允许有酸不溶物和易被吸附的离子不溶物和易被吸附的离子(如如Fe3+、NO3等等)存在。存在。(4) 对于存在的对于存在的Fe3+，常采用，常采用EDTA配位掩蔽。配位掩蔽。运用：铁矿中的硫和钡的含量测定参见运用：铁矿中的硫和钡的含量测定参见GB 6730.16-1986和和6730.29-1986）。）。纯SiO2的质量SiO2碱熔酸处理CTMAB沉淀剂硅酸沉淀洗涤高温灼烧称量氢氟酸及H2SO4高温灼烧SiF4称量差值SiO2的质量(1) 磷酸一铵、磷酸二铵中的有效磷测定，采用磷酸一铵、磷酸二铵中的有效磷测定，采用GB 102071988磷钼酸喹啉重量法磷钼酸喹啉重量法(

20、2) 磷酸盐酸解后，可能成偏磷酸或次磷酸等存在，故磷酸盐酸解后，可能成偏磷酸或次磷酸等存在，故在沉淀前要用硝酸处理，全部变成正磷酸在沉淀前要用硝酸处理，全部变成正磷酸H3PO4。(3) 磷酸在酸性溶液中磷酸在酸性溶液中710HNO3与钼酸钠和与钼酸钠和喹啉作用形成磷钼酸喹啉沉淀：喹啉作用形成磷钼酸喹啉沉淀：H3PO4 + 3 C9H7N + 12 Na2MoO4 + 24 HNO3 = (C9H7N)3H3PO412MoO3 H2O11H2O + 24 NaNO3(4) 喹钼柠酮试剂喹钼柠酮试剂(喹啉喹啉+钼酸钠钼酸钠+柠檬酸柠檬酸+丙酮丙酮)。K+ 的测定：的测定： 沉淀剂：四苯硼酸钠沉淀剂

21、：四苯硼酸钠K+ + B(C6H5)4 = KB(C6H5)4 沉淀组成恒定，可于烘干后直接称量。沉淀组成恒定，可于烘干后直接称量。Ni2+的测定：的测定： 丁二酮丁二酮 试剂与试剂与Ni2+生成鲜红色沉淀，生成鲜红色沉淀， 该沉淀组成恒定，经烘干后直接称量，该沉淀组成恒定，经烘干后直接称量， 钢铁及合金中的镍即采用此法钢铁及合金中的镍即采用此法 (参见参见GB 223.25-1994)。沉淀反应为基础的一种滴定分析方法。沉淀反应为基础的一种滴定分析方法。用于沉淀滴定法的沉淀反应必须符合下列几个条件：用于沉淀滴定法的沉淀反应必须符合下列几个条件：（1生成的沉淀应具有恒定的组成，溶解度很小；生成

22、的沉淀应具有恒定的组成，溶解度很小；（2沉淀反应必须迅速、定量地进行沉淀反应必须迅速、定量地进行.（3有适当的指示剂或其他方法确定滴定的终点。有适当的指示剂或其他方法确定滴定的终点。 银量法：利用难溶银盐反应的测定方法。银量法：利用难溶银盐反应的测定方法。（1 1直接银量法：用硝酸银标准溶液直接滴定被沉淀的物质。直接银量法：用硝酸银标准溶液直接滴定被沉淀的物质。（2 2间接银量法：于待测定试液中先加入一定量的间接银量法：于待测定试液中先加入一定量的AgNO3AgNO3标标 准溶液，再用准溶液，再用NH4SCNNH4SCN标准溶液来滴定剩余的标准溶液来滴定剩余的AgNO3AgNO3-246236

23、26566542()3() 6()()AgClAgClAgSCNAgSCNClBrIAgCNSCNK Fe CNZnK ZnFe CNKNaB C HKKB C HNa 以上以生成难溶银盐反应的测定方法称为“银量法其他”用此法可测定、 、：、。方法有、银量法：主要用于测定银量法：主要用于测定Cl-、Br-、I-、Ag+、SCN- 等。根据所用指示剂的不同，按创立等。根据所用指示剂的不同，按创立者的名字命名，银量法可分为下述几种者的名字命名，银量法可分为下述几种 1、莫尔法Mohr Method） 指示剂 ：K2CrO4 2、佛尔哈德法(Volhard Method) 指示剂:（NH4FeSO4

24、2 3、法扬司法(Fajans Method) 指示剂 ：吸附指示剂7.8.1 摩尔法摩尔法(Mohr Method) 铬酸钾作指示剂铬酸钾作指示剂1. 用用AgNO标准溶液滴定氯化物，标准溶液滴定氯化物，K2CrO为指示剂为指示剂 Ag+ + Cl = AgCl终点时：终点时： Ag+=(spAgCl )1/2 =1.2510-5 CrO2- + 2 Ag+ = AgCrO(砖红色砖红色)此时指示剂浓度应为：此时指示剂浓度应为： CrO42-= spAgCrO /Ag+2 = 5.8 10 -2 mol/L 实际上由于实际上由于CrO42本身有颜色，指示剂浓度保持在本身有颜色，指示剂浓度保持

25、在 0.0020.005 mol / L较合适。较合适。2测定的测定的pH应在中性或弱碱性应在中性或弱碱性6.510.5范围范围 为什么？为什么？ 酸性太强，酸性太强，CrO2浓度减小浓度减小 Ag2CrO4 + H+ = 2Ag+ + HCrO4- 碱性过高，会生成碱性过高，会生成AgO沉淀，沉淀， 2Ag+ + 2OH- = 2Ag2O + H2O 3干扰干扰 与与Ag+生成微溶性沉淀或络合物的阴离子生成微溶性沉淀或络合物的阴离子干扰测定，干扰测定，S2-、CO32-、PO43-、C2O42-等。等。 与与CrO42-生成沉淀的阳离子如生成沉淀的阳离子如Ba2+、Pb2+。 大量有色金属离

26、子如大量有色金属离子如Cu2+、Co2+、Ni2+等干等干扰测定，预先除去。扰测定，预先除去。 高价金属离子如高价金属离子如Al3+、Fe3+等在中性或弱碱性溶液中发生等在中性或弱碱性溶液中发生水解，干扰测定。水解，干扰测定。5不能返滴定不能返滴定(NaCl-AgCl) Ag+试液种加入试液种加入K2CrO为为将立即生成大量将立即生成大量AgCrO沉淀，且其转化为沉淀，且其转化为AgCl的速的速度很慢，使测定无法进行。度很慢，使测定无法进行。4 滴定时应剧烈振摇，以使吸附的滴定时应剧烈振摇，以使吸附的Ag+释放出来因为释放出来因为Ag Cl沉淀会吸附溶液中的沉淀会吸附溶液中的Ag+,AgI 和

27、和AgSCN更强烈地更强烈地吸附吸附SCN-和和I-，所以莫尔法不适用于测定，所以莫尔法不适用于测定SCN-和和I- ）1. 1. 直接滴定法直接滴定法( (测测AgAg) ) 在酸性介质在酸性介质(HNO3) (HNO3) 中，铁铵矾作指示剂，用中，铁铵矾作指示剂，用NHNHSCNSCN标准溶液滴定标准溶液滴定Ag+Ag+，当，当AgSCNAgSCN沉淀完全后，过沉淀完全后，过量的量的SCN -SCN -与与Fe3+Fe3+反响：反响： Ag+ + SCN - = AgSCN(Ag+ + SCN - = AgSCN(白色白色) ) Fe3+ + SCN - = FeSCN Fe3+ + SC

28、N - = FeSCN+ +（红色配合物（红色配合物) )2. 返滴定法测卤素离子）返滴定法测卤素离子） 在含有卤素离子酸性试液中加入已知过量的在含有卤素离子酸性试液中加入已知过量的AgNO3 标准溶液，以铁铵矾为指示剂，用标准溶液，以铁铵矾为指示剂，用NH4SCN标准溶液返滴过量的标准溶液返滴过量的AgNO3。 测定测定Cl - 时终点判定比较困难，原因是时终点判定比较困难，原因是 AgCl 沉沉淀溶解度比淀溶解度比 AgSCN 的大，近终点时加入的的大，近终点时加入的 NH4SCN 会与会与 AgCl 发生转化反应：发生转化反应： AgCl + SCN - = AgSCN+ Cl-使测定结

29、果偏低，需采取避免措施。使测定结果偏低，需采取避免措施。避免措施：避免措施： 沉淀分离法：沉淀分离法： 加热煮沸使加热煮沸使AgCl沉淀凝聚，过滤后返滴滤液沉淀凝聚，过滤后返滴滤液 加入硝基苯加入硝基苯12mL，把，把AgCl沉淀包住，阻止转化反应发生沉淀包住，阻止转化反应发生 适当增加适当增加Fe3+浓度，使终点浓度，使终点SCN - 浓度减小浓度减小,可减少转化造可减少转化造成的误差。成的误差。 返滴定法测返滴定法测Br- 、- 离子时，不会发生转化反应。离子时，不会发生转化反应。 吸附指示剂是一类有色的有机化合物，它被吸附在胶体微粒表面后，发生分子结构的变化，从而引起颜色的变化。 用Ag

30、NO3作标准溶液测定Cl-含量时，可用荧光黄作指示剂(HFI表示)。化学计量点前： AgClCl - + FI - 不吸附，溶液为黄绿色化学计量点后： AgClAg+ + FI - AgCl Ag+ | FI - （黄绿色） （淡红色）指示剂名称待测离子滴定剂适用的pH范围荧光黄Cl、Br、I、SCN Ag+710二氯荧光黄Cl、Br、I、SCN Ag+46曙红Br、I、SCNAg+210甲基紫SO42、Ag+Ba2+、Cl酸性溶液溴酚蓝Cl、SCN Ag+23罗丹明6GAg+Br稀HNO3(1) 使卤化银沉淀呈胶体状态，具有较大的表面积。使卤化银沉淀呈胶体状态，具有较大的表面积。 在滴定前应

31、将溶液稀释，并加人糊精、淀粉等高分在滴定前应将溶液稀释，并加人糊精、淀粉等高分子化合物作为保护胶体，以防止子化合物作为保护胶体，以防止AgCl沉淀凝聚。沉淀凝聚。(2) 使用时，注意溶液的使用时，注意溶液的pH 常用的吸附指示剂多为有机弱酸，阴离子起作用。常用的吸附指示剂多为有机弱酸，阴离子起作用。 酸度高，不被吸附。酸度高，不被吸附。例：荧光黄例：荧光黄(pKa7), 溶液的溶液的pH应为应为710。 pKa小的指示剂，可以在小的指示剂，可以在pH低的溶液中指示终点。低的溶液中指示终点。 (3) 避免强光照射。使避免强光照射。使AgCl变灰黑色变灰黑色, 影响终点影响终点(4) 胶体微粒对指示剂离子的吸附能力，应