第八章 重量分析法

1、2005-1112005-112第一节第一节 重量分析法概述重量分析法概述 第二节第二节 沉淀溶解度及影响因素沉淀溶解度及影响因素第三节第三节 沉淀的类型和沉淀形成过程沉淀的类型和沉淀形成过程 第四节第四节 沉淀形成的条件选择沉淀形成的条件选择2005-113第一节第一节 重量分析法概述重量分析法概述 重量分析法重量分析法是用适当的方法先将试样中待测组分与是用适当的方法先将试样中待测组分与其它组分其它组分分离分离，然后用，然后用称量的方法称量的方法测定该组分的含量。测定该组分的含量。分离分离称量称量沉淀法沉淀法气化法气化法电解法电解法小麦小麦 干小麦干小麦, 减轻的重量即含水量减轻的重量即含水

2、量105烘至恒重烘至恒重在在0.5 mol/L H2SO4 溶液中电解溶液中电解CuSO4 溶液中溶液中Ba含量的测定含量的测定 2005-1141. 无需基准物质无需基准物质2005-115试样试样沉淀剂沉淀剂沉淀型沉沉淀型沉淀淀过滤过滤洗涤洗涤或烘干或烘干称量型称量型2005-1162005-117沉淀形式沉淀形式沉淀剂沉淀剂滤洗、烘滤洗、烘( (烧烧) )被测物被测物称量形式称量形式滤滤, ,洗洗,800,800灼烧灼烧 SO42- BaSO4 BaSO4BaCl2NOHNOHAl3NOHAl3Al3+Al2O3滤滤洗洗1200灼烧灼烧200烘干烘干沉淀重量分析法：沉淀重量分析法：利用沉

3、淀反应，将被测组分以利用沉淀反应，将被测组分以沉淀形式沉淀形式从溶液中从溶液中分离出来，转化为分离出来，转化为称量形式称量形式，通过称量其质量测定含量的方法，通过称量其质量测定含量的方法.2005-118对沉淀形式的要求对沉淀形式的要求 沉淀的沉淀的 s 小小, 溶解损失应溶解损失应0.2mg, 定量沉淀定量沉淀 沉淀的纯度高沉淀的纯度高 便于过滤和洗涤便于过滤和洗涤 (晶形好晶形好) 易于转化为称量形式易于转化为称量形式 确定的化学组成确定的化学组成, 恒定恒定-定量基础定量基础 稳定稳定-量准确量准确 摩尔质量大摩尔质量大-减少称量误差减少称量误差 对称量形式的要求对称量形式的要求2005

4、-119第二节第二节 沉淀溶解度及影响因素沉淀溶解度及影响因素 (solubility)在一定的温度和压力下，物质在一定量的溶剂中，在一定的温度和压力下，物质在一定量的溶剂中，当当沉淀沉淀与与溶解溶解达到平衡时所达到平衡时所溶解的最大量溶解的最大量。 AMMAMA21K)(K)(水固 ClAgAgClAgCl)()(水固-242)(-242)(4SOCaSOCaCaSO 水固沉淀物在水中存在如下的平衡：沉淀物在水中存在如下的平衡： (一一) 溶解度和固有溶解度溶解度和固有溶解度2005-1110 AMMAMA21K)(K)(水固溶解度溶解度S AMAMMAS)()( 水水0MAMA(MA(1S

5、MA1MAK ）固水(固有溶解度固有溶解度) AM00 SSS0一般只占一般只占S的的0.1-1%AMS 2005-1111（二）活度积和溶度积（二）活度积和溶度积 水）水）MA(AM2K apKS 02AMK活度积常数活度积常数, 只与只与t有关有关 spapKK AMAM溶度积常数溶度积常数, 只与只与t, I有关有关spapKK AMAMS查表可得查表可得 AMMAMA21K)(K)(水固2005-1112对于对于MmAn形式沉淀形式沉淀 mnnmnmnAmMAMAM（水）（水）)(固其溶解度为其溶解度为S，则生成，则生成mS的的M和和nS的的A nmnmmnsp)nS()mS(K AM

6、nmnmspnmKS 2005-1113MA(固固) M+ + A- OH-LMOH ML H+HA M+ A- （三）条件溶度积（三）条件溶度积 AMAMAM spKAMAMAMAM apspspKKK沉淀性质，沉淀性质，t副反应副反应离子强度离子强度I2005-1114(1) 同离子效应同离子效应减小溶解度减小溶解度加加过量过量沉淀剂是降低溶解度的最方便有效的办法沉淀剂是降低溶解度的最方便有效的办法.MA (s) M n+ + A n-SS+ CM,sp MAKSM,sp MAMKSC,sp MAMKC2005-1115例：用例：用BaSO4重量法测定重量法测定SO42-含量时，以含量时，

7、以BaCl2为沉淀剂，计算为沉淀剂，计算等量和过量等量和过量0.01mol/L加入加入Ba2+时，在时，在200ml溶液中溶液中BaSO4沉淀的沉淀的溶解损失溶解损失.L/mol.KSBaSOSOBaSP510424210011011 沉沉淀淀溶溶解解度度为为等等量量反反应应的的与与mg.mg.BaSOml20502004233100120054 沉沉淀淀的的溶溶解解损损失失为为溶溶液液中中1010114 .KBaSOSP）（已已知知mol/g.MBaSO42334 L/mol.BaKSOSBaSOSOL/mol.BaSP810224424210110101011010 沉淀溶解度为沉淀溶解度

8、为反应的反应的与与过量过量mg.mg.BaSOml20100520042331001200484 沉淀的溶解损失为沉淀的溶解损失为溶液中溶液中2005-1116(2) 盐效应盐效应增大溶解度增大溶解度 AMAMAMAM apspspKKK电解质浓度电解质浓度 ，离子强度，离子强度I ，Ksp，S 。s/s01.61.41.21.00.001 0.005 0.01 c KNO3 /(molL-1)BaSO4AgCl2005-1117例：分别计算例：分别计算BaSO4在纯水和在纯水和0.01mol/LNaNO3溶液中溶液中 的溶解度。的溶解度。1010114 .K)BaSO(SP已已知知67024

9、2.SOBa L/mol.KSBaSOBaSOSP5104100110114 ）（在水中溶解度在水中溶解度L/mol.KSLNaNO/mol.BaSOSOBaBaSOSP5100341057167067010110102424 ）（溶液中溶解度溶液中溶解度在在2005-1118盐盐效效应应为为主主，时时， 44242040PbSOSONaSONaSCL/mol.C同离子效应为主同离子效应为主，时，时， 442420400PbSOSONaSONaSCL/mol.C2005-1119（3）酸效应）酸效应增大溶解度增大溶解度 MA(固固) Mn+ + An- H+HA A- A(H)2005-112

10、0例：试比较例：试比较 pH = 2.0和和 pH = 4.0的条件下的条件下CaC2O4的沉淀溶解度。的沉淀溶解度。 522191046109510442 .K.KKaa)OCaC(SP，已已知知 242242OCa2a1a12a2a1242242OC1KKHKHKKOCOCSOCOCOC242242OC242OC242242 2OCSPOCSPOC24222422SPSKKOCCaOCCaK242242242 242242OCSPOCSPKKSmol/L106.1S0.00542.0pH42 ，mol/L107.2S0.394.0pH52 ，2005-1121（4）络合效应）络合效应增大溶

11、解度增大溶解度 MA(固固) Mn+ + An- L-ML M(L)K sp=M+ A- =Ksp M(L)S S 2005-1122例：计算例：计算 AgI 在在0.01mol/L的的NH3中的溶解度中的溶解度8323100921237.Klg.Klg)NH(Ag.KAgISP ，的的，已已知知）（SAg)Ag(NH)Ag(NHAg233 3232131)Ag(NH101.0NHKKNHK1AgAg3 L/mol.KS)NH(AgSP731710431001100923 IAgAgINH3 Ag(NH3)+ Ag(NH3)2+ S S 2005-1123s 最小最小同离子效应同离子效应络合作

12、用络合作用pCl=2.4pCl5 4 3 2 1 01086420sAgCl-pCl曲线曲线sx106 mol/L2005-1124(5). 其他因素：其他因素：A温度：温度： T ，S ，溶解损失，溶解损失 （合理控制）（合理控制）B溶剂极性：溶剂极性： 溶剂极性溶剂极性 ，S，溶解损失，溶解损失 （加入有机溶剂）（加入有机溶剂）C沉淀颗粒度大小：沉淀颗粒度大小： 同种沉淀，颗粒同种沉淀，颗粒 ，S ，溶解损失，溶解损失（粗大晶体）（粗大晶体） D胶体形成：胶体形成： “胶溶胶溶”使使S，溶解损失，溶解损失（加入大量电解质可破坏之）（加入大量电解质可破坏之）E水解作用：水解作用： 某些沉淀易

13、发生水解反应，对沉淀造成影响某些沉淀易发生水解反应，对沉淀造成影响2005-1125晶形沉淀晶形沉淀 凝乳状沉淀凝乳状沉淀 无定形沉淀无定形沉淀 粒径大小（粒径大小（ m ） 0.1-1 0.02-1 0.02 实例实例 2005-1126SO42-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+B

14、a2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+2005-1127成核作用成核作用 均相成核均相成核（自发成核）（自发成核）：过饱和溶液中，构晶离子通过相互：过饱和溶液中，构晶离子通过相互 静电作用缔和而成晶核静电作用缔和而成晶核; 异相成核异相成核：非过饱和溶液中，构晶离子借助溶液中固体微粒非过饱和溶液中，构晶离子借助溶液中固体微粒 形成晶核形成晶核;Von Weimarn 经验公式聚集速度聚集速度( (分散度分散度) )相对过饱和度相对过饱和度s:晶核的溶解度晶核的溶解度Q：加入沉淀剂瞬间溶质的总浓度：加入沉淀剂瞬间溶质的总浓度Q - s：过饱和度：过饱和度K：常数，与沉淀的性质、温度、：常

15、数，与沉淀的性质、温度、 介质等有关介质等有关2005-1128沉淀颗粒的生长沉淀颗粒的生长 影响沉淀颗粒大小和形态的因素：影响沉淀颗粒大小和形态的因素： 聚集速度聚集速度：构晶离子聚集成晶核后进一步堆积成沉淀微粒的构晶离子聚集成晶核后进一步堆积成沉淀微粒的 速度速度 定向速度定向速度：构晶离子以一定顺序排列于晶格内的速度构晶离子以一定顺序排列于晶格内的速度注：沉淀颗粒大小和形态决定于聚集速度和定向速度比率大小注：沉淀颗粒大小和形态决定于聚集速度和定向速度比率大小 聚集速度聚集速度 定向排列速度定向排列速度 晶形沉淀晶形沉淀 聚集速度聚集速度 定向排列速度定向排列速度 无定形沉淀无定形沉淀20

16、05-11292005-1130第四节第四节 沉淀形成的条件选择沉淀形成的条件选择 晶形沉淀晶形沉淀稀稀热热慢慢搅搅陈陈相对过饱和度小，减少均相成核；相对过饱和度小，减少均相成核；减少杂质吸附量减少杂质吸附量增大溶解度，减少相对过饱和度，减少均相成核；增大溶解度，减少相对过饱和度，减少均相成核；增大扩散速度，有利于沉淀长大；增大扩散速度，有利于沉淀长大；减少吸附减少吸附减少均相成核；减少均相成核；有利于沉淀长大有利于沉淀长大减少包藏；减少包藏；晶形完整化晶形完整化控制相对过饱和度小，沉淀陈化控制相对过饱和度小，沉淀陈化2005-1131无定形沉淀无定形沉淀减少水合，使其聚集紧密，便于过滤；减少水合，使其聚集紧密，便于过滤；减少杂质吸附减少杂质吸附减少水合，减少吸附，防止胶溶减少水合，减少吸附，防止胶溶减少水合。减少