重量分析法ppt课件

1、1第第9章章 重量分析法重量分析法9-1 9-1 概述概述9-2 9-2 沉淀的溶解度及其影响因素沉淀的溶解度及其影响因素9-3 9-3 沉淀的形成沉淀的形成9-4 9-4 沉淀的纯度沉淀的纯度9-5 9-5 沉淀的条件和称量形式的获得沉淀的条件和称量形式的获得9-6 9-6 重量分析的计算重量分析的计算29-1 概述概述通过称量物质的质量进行分析的方法。通过称量物质的质量进行分析的方法。 测定时，通常先用适当的方法使被测组分与其他组分分离，然后称重，测定时，通常先用适当的方法使被测组分与其他组分分离，然后称重，由称得的质量计算该组分的含量。由称得的质量计算该组分的含量。优点优点: : Er

2、: 0.10.2，准，不需标液，准，不需标液.缺点：缺点：慢，繁琐慢，繁琐.测测P，S，Si，Ni 等的仲裁分析仍用重量法等的仲裁分析仍用重量法.一、一、 重量分析法的分类和特点重量分析法的分类和特点3重量法的分类重量法的分类 挥发法挥发法利用物质的挥发性质，通过加热或其他方法使待测组分从试样中挥利用物质的挥发性质，通过加热或其他方法使待测组分从试样中挥发逸出发逸出.电解法电解法利用电解的方法使待测金属离子在电极上还原析出，然后称重，电利用电解的方法使待测金属离子在电极上还原析出，然后称重，电极增加的质量即为金属质量极增加的质量即为金属质量.（例如，测（例如，测Cu2）沉淀法沉淀法利用沉淀反应

3、使待测组分以微溶化合物的形式沉淀出来，再使之转利用沉淀反应使待测组分以微溶化合物的形式沉淀出来，再使之转化为称量形式称量化为称量形式称量.4Analytical Chemistry1998,R.Kellner (p273) 重量法有极高的准确度。其准确度依赖于沉淀技术及沉淀的性质。为得到高重量法有极高的准确度。其准确度依赖于沉淀技术及沉淀的性质。为得到高的准确度，必须做到以下几点：的准确度，必须做到以下几点：沉淀的化学计量组成必须确定，且可重现；沉淀的化学计量组成必须确定，且可重现；沉淀在母液及洗涤液中的溶解度足够小；沉淀在母液及洗涤液中的溶解度足够小；体系中的其他元素及成分对沉淀的干扰最小；

4、体系中的其他元素及成分对沉淀的干扰最小；沉淀的表面积小，不易吸附杂质；沉淀的表面积小，不易吸附杂质；沉淀从母液中分离容易，且有合适的洗涤液洗涤；沉淀从母液中分离容易，且有合适的洗涤液洗涤；热力学稳定，便于干燥；热力学稳定，便于干燥；1.干燥产物稳定，不吸水干燥产物稳定，不吸水.5二、二、 沉淀重量法分析过程沉淀重量法分析过程被测物被测物沉淀形式沉淀形式称量形式称量形式溶解溶解加入沉淀剂加入沉淀剂陈化陈化过滤洗涤过滤洗涤烘干焙烧烘干焙烧6重量法示例重量法示例滤，洗滤，洗烘，烘，120120滤，洗滤，洗灼烧，灼烧，800800BaSO4BaSO4BaCl2SO42-AgClAgClAgNO3Cl-

5、沉淀形式沉淀形式 称量形式称量形式沉淀剂沉淀剂被测物被测物Al( )33Al3+NOHNOAl2O3Al( )3NO洗洗烘烘120120烧烧12001200滤滤MgNH4PO46H2O(NH4)2HPO4Mg2P2O7Mg2滤，洗滤，洗灼烧灼烧 ,1100,11007对沉淀形式的要求：对沉淀形式的要求：沉淀的沉淀的S 要小，溶解损失应要小，溶解损失应 0.1mg；沉淀的纯度高；沉淀的纯度高；沉淀的晶形要好，便于过滤和洗涤沉淀的晶形要好，便于过滤和洗涤.如如Ca2+ : CaSO4 Ksp=2.4510-5 CaC2O4 Ksp=1.7810-9对称量形式的要求：对称量形式的要求：组成恒定；稳定

6、；摩尔质量大（对少量组分）组成恒定；稳定；摩尔质量大（对少量组分）. 如如0.1000g Al3+ : 氧化铝氧化铝0.1888g 八羟基喹啉铝八羟基喹啉铝1.704g为便于操作为便于操作, 晶形沉淀晶形沉淀142.914.5151310103.2 10mol L4S Ag+2S =2S2S=K sp= Ksp S(H) =10-49.2+6.310- 42.9H2S的的 pKa1=7.1 pKa2=12.918Ksp较大较大, S2-定量成为定量成为HS-, 产生同量产生同量OH-假设假设 MnS+H2O=Mn2+HS+OH S S S例例4 计算计算MnS在纯水中的溶解度在纯水中的溶解度.

7、Ksp10-12.6 *(I=0), H2S 的的pKa1=7.1 pKa2=12.9-1-13.7/3- 4.63=10=10mol LKS 222-2-22+-+2+2-sp-+-waa-12.6-14.0-13.7-12.9S S MnSMnHS OH H =MnHS OH =H H OH 10 =1001KKKKK 解解:19检验：检验：OH-=S=10-4.6 molL-1, H+=10-9.4 molL-1 S(H)110-9.4+12.9+10-18.8+20.01 + 103.5 + 101.2103.5 S2- HS- H2S 主要以主要以HS-存在存在故假设合理故假设合理.

8、7.1pKa12.9pKapHS2H2SHS9.4亦可不必计算，由优势区域图可知：亦可不必计算，由优势区域图可知：1220S最小最小同离子效应同离子效应络合作用络合作用pCl=2.4pCl5 4 3 2 1 01086420Sx106 molL-1S(AgCl)-pCl曲曲线线4. 络合效应络合效应增大溶解度增大溶解度Ag+ + Cl- AgCl Cl-AgCl, AgCl2-,Ksp =Ag Cl-= Ag+Cl- Ag(Cl)=Ksp(1+Clb b1+Cl2b b2 +-1Cl S= Ag = Ksp / Cl-=Ksp( +b b1+Cl b b2 +21 酸效应酸效应 络合效应络合效

9、应同离子效应共存同离子效应共存例例5 pH=4.0，C2O4 =0.1molL-1,Y =0.01molL-1, 计算计算PbC2O4 的溶解度的溶解度.pH=4.0时时: C2O4(H) 100.3 ; Y(H)108.6Y=Y / Y(H)=10-10.6 Pb(Y)1+10-10.6+18.0107.4H+YHiYHPbC2O4=Pb2+C2O42-PbYHC2O4,H2C2O4Ksp10-9.7 *(I=0.1)解解:22 =Ksp Pb(Y) C2O4(H) =10-9.7+7.4+0.3=10-2.0此时，此时，CaC2O4沉淀否？沉淀否？-124sp-2.0=Pb =10/0.1

10、= 0.1 mol LC O KS 在此条件下，在此条件下，PbC2O4不沉淀不沉淀spK Ca(Y)=1+10-10.6+10.7=100.4 =Ksp Ca(Y) C2O4(H) =10-7.8+0.4+0.310-7.124sp-7.1-6.1-1mol L=Ca =10/0.1=10C O KS Ca2被完全沉淀，即被完全沉淀，即Pb2、Ca2可完全分离可完全分离.spK 235. 影响影响S 的其他因素的其他因素温度温度: t， S 溶解热不同溶解热不同, 影响不同影响不同. 室温过滤可减少损失室温过滤可减少损失.颗粒大小颗粒大小: 小颗粒溶解度大小颗粒溶解度大, 需陈化需陈化.溶剂

11、溶剂: 相似者相溶相似者相溶, 加入有机溶剂，则加入有机溶剂，则S .249-3 沉淀的形成沉淀的形成成核作用成核作用均相成核均相成核异相成核异相成核长大长大凝聚凝聚定向排列定向排列构晶离子构晶离子晶核晶核沉淀颗粒沉淀颗粒无定形沉淀无定形沉淀晶形沉淀晶形沉淀沉淀类型沉淀类型晶形沉淀晶形沉淀无定形沉淀无定形沉淀CaC2O4 、BaSO4凝乳状凝乳状胶体胶体MgNH4PO4AgClFe(OH)3颗粒直径颗粒直径0.11 m0.020.1 m3molL-1, 胶冻胶冻Fe(OH)3(胶体胶体) 慢慢, 均匀沉淀均匀沉淀, 显微镜可见结晶显微镜可见结晶 几十几十cm3 的的 大晶体大晶体酒石酸氢钾酒石

12、酸氢钾慢慢(一天降一天降0.1, 经半年经半年)洁洁(双层窗双层窗, 换衣换衣, 无尘无尘)QSS 临界值临界值两种可两种可能能沉淀沉淀 K sp S晶核晶核BaSO4 1.110-10 大大 1000 晶形晶形AgCl 1.810-10 小小 5.5 凝乳状凝乳状CaC2O4H2O 2.310-9 31PbSO4 1.710-8 28 27 9-4 沉淀的纯度沉淀的纯度1) 1) 构晶离子优先构晶离子优先( (过量组分过量组分) )2) 2) 离解度或溶解度小的物质离解度或溶解度小的物质3) 3) 价数越高价数越高, , 浓度越大浓度越大, , 越易被吸附越易被吸附4) 4) 沉淀总表面积大

13、沉淀总表面积大, ,吸附杂质多吸附杂质多5) 5) 温度升高温度升高, , 减少吸附减少吸附1. 表面吸附及吸附规则表面吸附及吸附规则一、一、 共沉淀共沉淀可洗涤除去可洗涤除去当难溶物质析出时，溶液中某些本来可溶性杂质被沉淀带下来混杂于沉淀当难溶物质析出时，溶液中某些本来可溶性杂质被沉淀带下来混杂于沉淀中，这种现象称为共沉淀。中，这种现象称为共沉淀。28AgCl沉淀表面吸附示意图沉淀表面吸附示意图 Na+Na+Na+Na+29Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO

14、42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+NO3-NO3-NO3-Cl-Cl-Cl-Cl-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+NO3-NO3-NO3-Cl-Cl-Cl-Cl-30Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO

15、42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ca2+Ca2+Ca2+Hg2+Hg2+Hg2+31抗衡离子吸附遵循的规律：1.与构晶离子生成微溶或解离度小的优先吸附。2.离子的价态愈高、浓度愈大，愈易被吸附。3.沉淀的总表面积愈大，吸附杂质越多。4.溶液温度提高，吸附减小。322. 包藏包藏: 沉淀速度太快引起沉淀速度太快引起, ,也符合吸附规则也符合吸附规则包藏离子包藏离子 包藏量包藏量(mol/100 mol BaSO4)玷污盐溶解度玷污盐溶解度(molL-1)Cl-0.452.7 1.83NO3-5.419.60.46Ca2+15.93.60.02Ba2+加入加入 SO42-中

16、中SO42- 加加入入Ba2+中中例例: 硫酸钡的共沉淀硫酸钡的共沉淀(30)(30)消除方法消除方法 陈化或重结晶陈化或重结晶3. 混晶混晶: BaSO4-PbSO4, AgCl-AgBr, KMnO4-BaSO4 需预先分离需预先分离33二、二、 后沉淀后沉淀在在0.01molL-1HCl中沉淀中沉淀Zn2(含含Ni2+)陈化时间陈化时间(h)ZnS中含中含Ni%空白空白(只有只有NiCl2)31224366003.03.35.58.800000（不沉淀）（不沉淀）CaC2O4沉淀时沉淀时MgC2O4 后沉淀后沉淀, 应减少沉淀与母液共存的时间应减少沉淀与母液共存的时间.由于沉淀速度差异，

17、在已形成的沉淀上形成第二种不溶物质。由于沉淀速度差异，在已形成的沉淀上形成第二种不溶物质。34影响沉淀纯度小结影响沉淀纯度小结后沉淀后沉淀 主沉淀形成后，主沉淀形成后，“诱导诱导”杂质随后沉淀下来杂质随后沉淀下来 减免方法减免方法缩短沉淀与母液共置的时间缩短沉淀与母液共置的时间吸附共沉淀（服从吸附规则）吸附共沉淀（服从吸附规则）是胶体沉淀不纯的主要原因是胶体沉淀不纯的主要原因减免方法减免方法洗涤洗涤包藏共沉淀（服从吸附规则）包藏共沉淀（服从吸附规则）是晶形沉淀不纯的主要原因是晶形沉淀不纯的主要原因减免方法减免方法陈化或重结晶陈化或重结晶混晶共沉淀混晶共沉淀减免方法减免方法预先将杂质分离除去预先

18、将杂质分离除去共共沉沉淀淀35三、三、 沉淀沾污对分析结果的影响沉淀沾污对分析结果的影响BaSO4法法吸附物质吸附物质测定结果测定结果测测SO42-BaCl2H2SO4( +)( - )Na2SO4( - )测测Ba2+BaCl2 H2SO4( - )灼烧则无影响灼烧则无影响微波干燥微波干燥( +)Na2SO4（+）362. 无定形沉淀无定形沉淀(Fe2O3xH2O)在浓、热溶液中进行，快在浓、热溶液中进行，快.有大量电解质存在有大量电解质存在.趁热过滤，不必陈化趁热过滤，不必陈化.可二次沉淀，去杂质可二次沉淀，去杂质.稀、热电解质溶液稀、热电解质溶液(NH4NO3、NH4Cl)洗洗.9-5

19、沉淀的条件和称量形式的获得沉淀的条件和称量形式的获得1. 晶形沉淀晶形沉淀(BaSO4) 稀稀 加加HCl 热热 滴加、搅拌滴加、搅拌 陈化陈化 Q S S Q 防局部过浓防局部过浓 晶形完整晶形完整 冷滤冷滤,洗涤洗涤S : 测测Ba2,用稀用稀H2SO4(?), 测测SO42,用水用水(?). 沉淀剂过量沉淀剂过量, 减小溶解度减小溶解度.37称量形式的获得称量形式的获得BaSO4MgNH4PO46H2OFe2O3xH2OAl2O3xH2O例例细晶形细晶形粗晶形粗晶形无定形无定形适用沉淀适用沉淀红红蓝蓝白白色带色带慢慢中中快快滤速滤速定量滤纸规格定量滤纸规格( (灰分灰分0.1mg / /

20、张张) )1. 过滤过滤: : 定量滤纸或玻璃砂漏斗定量滤纸或玻璃砂漏斗382. 洗涤洗涤: 倾泻法倾泻法, 少量多次少量多次S大的大的(如如BaSO4): 稀沉淀剂洗稀沉淀剂洗, 再水洗再水洗S小但不易成胶体的小但不易成胶体的: 水洗水洗 易成胶体的易成胶体的:稀、易挥发的电解质洗稀、易挥发的电解质洗 3. 3. 烘干或灼烧烘干或灼烧: : 得固定组成的称量形式得固定组成的称量形式 烘干烘干 温度低温度低, 用玻璃砂漏斗用玻璃砂漏斗,如如AgCl, 丁二酮丁二酮肟肟镍镍; 微波微波干燥快干燥快, 用玻璃砂漏斗用玻璃砂漏斗; 灼烧灼烧温度高温度高, 瓷坩埚瓷坩埚( 铂坩埚铂坩埚(HF).恒重恒

21、重滤器的恒重条件要与沉淀物的相同滤器的恒重条件要与沉淀物的相同. .399-5 测量结果计算测量结果计算Ag+ + Cl AgCl 待测物待测物 称量形式称量形式(Cl)(AgCl)(AgCl)(Cl)100sMmMwm s100( )mFw xm 称称s)100w xmmF 称称（(Cl)(AgCl)MFM F重量因数重量因数* *换算因数换算因数化学因数化学因数注意注意F中适当中适当的系数的系数40 例例1 称取含铝试样称取含铝试样0.5000g，溶解后用，溶解后用C9H7NO沉淀，沉淀， 120烘干后得烘干后得Al(C9H6NO)3重重0.3280g，计算样，计算样 品中铝的质量分数。若

22、将沉淀在品中铝的质量分数。若将沉淀在1200 灼烧成灼烧成 Al2O3称重，可得称量形多少克？称重，可得称量形多少克？ 解：解：称量形式为称量形式为Al(C9H6NO)3时时，963963s(Al)(Al(C H NO) )(Al(C H NO) )(Al)1000.3280 0.058731003.8530.5000MmMwm 413322s(Al O ) 2(Al)/(Al O )(Al)100%3.853mMMwm 若以若以Al2O3形式称重，形式称重，323.853% 0.5000(Al O )0.0364g0.2g0.5293 m若上例中若上例中w(Al)38.53， 则称量形式则称

23、量形式 m (Al(C9H6NO)3)3.280gm (Al2O3)0.3640g？42 例例2 分析某矿石中的分析某矿石中的Cr2O3含量时，把含量时，把Cr转变为转变为 BaCrO4沉淀。设称取沉淀。设称取0.5000g试样，然后得试样，然后得BaCrO4质量为质量为0.2530g。求此矿中。求此矿中Cr2O3的百分含量。的百分含量。 解： 化学因数化学因数F为：为：F = MCr2O3/2 MBaCrO4 WCr2O3 %= 答；答； 此矿石中此矿石中Cr2O3的百分含量为的百分含量为15.18。%1000.5253.320 .1522530. 043练习题练习题1、重量分析中，沉淀剂若

24、不易挥发，则以加入过量多少为宜？、重量分析中，沉淀剂若不易挥发，则以加入过量多少为宜？A。2030% B。6070%C。50100% D。100200%答案：答案： A2、难溶化合物、难溶化合物MmAn在水中的溶解度计算公式（不考虑各种副反应）为在水中的溶解度计算公式（不考虑各种副反应）为 答案答案： ABCDA443、难溶化合物、难溶化合物MA，A为强酸根，溶液中有与金属离子为强酸根，溶液中有与金属离子M形成络合物的试剂形成络合物的试剂L，则其溶解度计算式为则其溶解度计算式为 A。C。D。答案答案： B BB454、AgCl沉淀在沉淀在0.1molL1 KNO3溶液中的溶解度比在水中的溶解度

25、溶液中的溶解度比在水中的溶解度 A。较小。较小 B。较大。较大 C。相等。相等 D。大致一样。大致一样 答案：答案： B 5、在重量分析法中，如果沉淀本身是弱酸，如、在重量分析法中，如果沉淀本身是弱酸，如SiO2nH2O，则沉淀过程应在何种介质中，则沉淀过程应在何种介质中进行。进行。 A。强酸性。强酸性 B。弱酸性。弱酸性 C。中性。中性 D。弱碱性。弱碱性 答案：答案： A 盐类型不同，酸效应影响不同盐类型不同，酸效应影响不同,对弱酸盐沉淀如对弱酸盐沉淀如CaC2O4，CaCO3，CaS，MgNH4PO4等等在较低酸度下进行；如沉淀本身是弱酸，如在较低酸度下进行；如沉淀本身是弱酸，如SiO2nH2O，WO3 nH2O等易溶于碱，应等易溶于碱，应在强酸性介质中进行。在强酸性介质中进行。466、对于、对于BaSO4沉淀，当酸度较高时，其溶解度将沉淀，当酸度较高时，其溶解度将 沉淀要完全，沉淀的溶解度要小沉淀要完全，沉淀的