分析化学第八章重量分析法课件

1、分析化学高职高专化学教材编写组 编第1页，共43页。第八章 重量分析法“十二五”职业教育国家规划教材高等职业教育应用化工技术专业教学资源库建设项目规划教材第2页，共43页。学习目标：1.掌握晶形沉淀和无定形沉淀的沉淀条件。 2.掌握重量分析结果计算。3.理解各种因素对沉淀溶解度的影响；了解影响沉淀纯净的因素。第3页，共43页。第一节 概述第二节 影响沉淀的溶解度的因素第三节 沉淀的形成及沾污第四节 沉淀的条件第五节 重量分析结果计算第六节 重量分析法应用示例第4页，共43页。第一节 概述 一、重量分析法的分类和特点二、沉淀重量法对沉淀形式和称量形式的要求 三、沉淀剂的选择 四、重量分析法的主要

2、操作过程 第5页，共43页。一、重量分析法的分类和特点1.沉淀法重量分析法的分类2.挥发法（又称气化法）例如，测定氯化钡晶体（BaCl22H2O）中结晶水的含量。3.电解法第6页，共43页。二、沉淀重量法对沉淀形式和称量形式的要求 Ba2+ BaSO4 BaSO4被测组分 沉淀形 称量形 Fe3+ Fe（OH）3 3 Fe2O3被测组分 沉淀形 称量形第7页，共43页。 沉淀的溶解度要小。 沉淀必须纯净，并避免玷污。 沉淀应易于过滤和洗涤。1.对沉淀形的要求 沉淀形应易于转化为称量形。第8页，共43页。2.对称量形的要求 称量形要有足够的稳定性，不易吸收空气中的CO2、H2O。 称量形要有固定

3、的化学组成，并且与化学式相符，这是定量计算的基本依据。 称量形的摩尔质量尽可能大。第9页，共43页。返回三、沉淀剂的选择 1.选用具有较好选择性的沉淀剂。 3.尽可能选用易挥发或经灼烧易除去的沉淀剂。 2.选用能与待测离子生成溶解度最小的沉淀的沉淀剂。 4.选用溶解度较大的沉淀剂。第10页，共43页。四、重量分析法的主要操作过程试样溶解沉淀过滤和洗涤烘干或灼烧称量、恒重第11页，共43页。一、溶解度与溶度积第二节 影响沉淀的溶解度的因素二、同离子效应三、盐效应四、酸效应五、配位效应第12页，共43页。一、溶解度与溶度积 当水中存在11型微溶化合物MA时，MA溶解并达到饱和状态后，有下列平衡关系

4、： MA（固） M+A-则 Ksp= M+A- 式中Ksp为溶度积常数（简称溶度积）假设微溶化合物MA，在一定温度下其溶解度为s，根据沉淀溶解平衡，则 M+=s ， A-=s Ksp= M+A-=ss=s2第13页，共43页。对于MmAn型微溶化合物，其溶解平衡如下： MmAn（固） mMn+nAm-因此其溶度积表达式为： Ksp=Mn+m Am-n 假设微溶化合物MmAn，在一定温度下其溶解度为s，根据沉淀溶解平衡： Mn+=ms ， Am-=ns Ksp= Mn+m Am-n =(ms)m(ns)n=sm+n 第14页，共43页。 二、同离子效应例如：25时，BaSO4在水中的溶解度为s=

5、Ba2+= SO42-= = =1.0510-5mol/L在200mL溶液中溶解的BaSO4的质量为1.0510-52330.200=4.89310-4g=0.4893mg沉淀的溶解损失超过0.0001g。第15页，共43页。 如果使溶液中的SO42-增至0.10 mol/L，此时BaSO4的溶解度为s=Ba2+= Ksp/ SO42- =( 1.110-10/0.10) mol/L =1.110-9mol/L在200mL溶液中溶解的BaSO4的质量为1.110-92330.200=5.12610-8g第16页，共43页。 组成沉淀晶体的离子称为构晶离子。 当沉淀反应达到平衡后，如果向溶液中加

6、入适当过量的含有某一构晶离子的试剂或溶液，则沉淀的溶解度减小，这种现象称为同离子效应。 在实际分析中，常加入过量沉淀剂，利用同离子效应，使被测组分沉淀完全。第17页，共43页。 例如：AgCl、BaSO4在KNO3溶液中的溶解度比在纯水中大，而且溶解度随KNO3浓度增大而增大。 沉淀反应达到平衡时，由于强电解质的存在或加入其它强电解质，使沉淀的溶解度增大，这种现象称为盐效应。三、盐效应第18页，共43页。四、酸效应 溶液酸度对沉淀溶解度的影响，称为酸效应。 酸效应的发生主要是由于溶液中H+浓度的大小对弱酸、多元酸或难溶酸离解平衡的影响。第19页，共43页。 进行沉淀反应时，若溶液中存在能与构晶

7、离子生成可溶性配合物的配位剂，则可使沉淀溶解度增大，这种现象称为配位效应。五、配位效应第20页，共43页。 二、沉淀的形成第三节 沉淀的形成及沾污一、沉淀的类型 三、沉淀的沾污 四、减少沉淀玷污的方法第21页，共43页。一、沉淀的类型 晶形沉淀：颗粒直径0.1-1m， 如BaSO4 沉淀 无定形沉淀：颗粒直径小于0.02m， 如Fe2O3xH2O 凝乳状沉淀: 颗粒直径在0.020.1um， 介于上两者之间，如AgCl第22页，共43页。二、沉淀的形成构晶离子晶核沉淀微粒无定形沉淀晶形沉淀凝聚成长定向排列第23页，共43页。三、沉淀的沾污1共沉淀 当沉淀从溶液中析出时，溶液中的某些可溶性组分也

8、同时沉淀下来的现象称为共沉淀。 表面吸附 第24页，共43页。 吸留是被吸附的杂质机械地嵌入沉淀中。包藏常指母液机械地包藏在沉淀中。包藏在晶体内部的杂质不能用洗涤的方法将杂质除去，可以借改变沉淀条件或重结晶的方法来减免。吸留和包藏 第25页，共43页。 当溶液杂质离子与构晶离子半径相近，晶体结构相同时，杂质离子将进入晶核排列中形成混晶。例如：用SO42-沉淀Ba2+时，溶液中有Pb2+。 SO42- + Ba2+ BaSO4 (Pb2+) (Pb2+) 故Pb2+将进入BaSO4的晶格而成为混晶析出，使BaSO4沉淀带有Pb2+杂质。 混晶 第26页，共43页。 当溶液杂质离子与构晶离子半径相

9、近，晶体结构相同时，杂质离子将进入晶核排列中形成混晶。例如：用SO42-沉淀Ba2+时，溶液中有Pb2+。 SO42- + Ba2+ BaSO4 (Pb2+) (Pb2+) 故Pb2+将进入BaSO4的晶格而成为混晶析出，使BaSO4沉淀带有Pb2+杂质。 混晶 第27页，共43页。 在沉淀析出后，当沉淀与母液一起放置时，溶液中某些杂质离子可能慢慢地沉积到原沉淀上，放置时间越长，杂质析出的量越多，这种现象称为后沉淀。例如：Mg2+存在时以（NH4）2C2O4沉淀Ca2+，开始时只有很少量Mg2+被共沉淀。若将含有Mg2+的母液与CaC2O4沉淀一起放置一段时间，CaC2O4晶体表面吸附大量C2

10、O42-，使CaC2O4沉淀表面附近C2O42-的浓度增加，在CaC2O4沉淀表面就会有MgC2O4析出。2后沉淀 第28页，共43页。 2.选择合适的沉淀剂 。1.采用适当的分析步骤。四、减少沉淀玷污的方法4.选择沉淀条件。3.改变杂质的存在形式，使之不易被沉淀吸附。第29页，共43页。 二、无定形沉淀一、晶形沉淀第四节 沉淀的条件四、称量形的获得三、均匀沉淀法第30页，共43页。 （2）快搅慢加。（1）在适当稀、热溶液中进行。一、晶形沉淀（3）陈化。第31页，共43页。 在热溶液中及电解质存在下进行沉淀。在较浓的溶液中进行沉淀。二、无定形沉淀趁热过滤洗涤，不需陈化。第32页，共43页。 这

11、种方法是通过某一化学反应，使沉淀剂从溶液中缓慢地、均匀地产生出来，使沉淀在整个溶液中缓慢地、均匀地析出，获得颗粒较大、结构紧密、纯净、易于过滤和洗涤的沉淀。三、均匀沉淀法例如：在酸性含Ca2+的试液中加入过量的草酸，利用尿素水解产生的NH3逐渐提高溶液的pH，使CaC2O4均匀缓慢地形成。第33页，共43页。 1沉淀的过滤和洗涤 沉淀常用定量滤纸（也称无灰滤纸）或玻璃砂芯坩埚过滤。 洗涤沉淀是为了洗去沉淀表面吸附的杂质和混杂在沉淀中的母液。同体积的洗涤液，采用“少量多次”“尽量沥干”的洗涤原则。四、称量形的获得第34页，共43页。 2沉淀的烘干和灼烧 沉淀的烘干或灼烧是为了除去沉淀中的水分和挥

12、发性物质，并转化为组成固定的称量形。第35页，共43页。 最后称量形与被测组分形式：例如，测定要求计算SiO2的含量，重量分析最后称量形也是SiO2，其分析结果按下式计算： 第五节 重量分析结果计算第36页，共43页。 如果最后称量形与被测组分形式不一致：如测定钡时，得到BaSO4沉淀0.5051克，可按下列方法换算成被测组分钡的质量。 BaSO4 Ba 233.4 137.4 0.5051g mBa g mBa 0.5051137.4/233.4g0.2973g即第37页，共43页。 换算因数或化学因数F ：即欲测组分的摩尔质量与称量形的摩尔质量之比，常用F表示。将BaSO4换算成Ba。 换算因数=将Fe2O3换算成Fe3O4。 换算因数=第38页，共43页。 求算换算因数时，一定要注意使分子和分母所含被测组分的原子或分子数目相等，所以在待测组分的摩尔质量和称量形摩尔质量之前有时需要乘以适当的系数。第39页，共43页。 【例8-1】用BaSO4重量法测定黄铁矿中硫的含量时，称取试样0.1819g，最后得到BaSO4沉淀0.4821g，计算试样中硫的质量分数。解第40页，