分析化学8.重量分析法

1、1第八章 重量分析法gravimetric analysis2 重量分析法: 以质量为测量值的分析方法 一般步骤： 先用适当的方法将被测组分与试样中的其他组分分离； 将其转化为一定的称量形式； 称重； 计算，从而求得该组分的含量。3 重量分析法的特点： 直接用分析天平称量而获得分析结果。 分析过程中一般不需要与基准物质进行比较。 不存在由于容量器皿而引入的数据误差，所以重量分析法比较准确。 操作较繁、费时。 对低含量组分的测定误差较大。4样品 分离待测组分 挥发法 萃取法 沉淀法5 分类： 沉淀重量分析法 挥发重量法 萃取法6一、沉淀重量分析法 概述 沉淀形态和沉淀的形成 沉淀的完全程度及其影

2、响因素 影响沉淀纯度的因素 沉淀条件的选择 沉淀的过滤和干燥 称量形式和结果计算 二、挥发重量法结束7沉淀法：利用沉淀反应，将被测组分转化成难溶物，以沉淀形式从溶液中分离出来。然后经过滤、洗涤、烘干或炽灼、最后称重，计算其含量的方法。 概述8沉淀形式（precipitation forms）： 沉淀的化学组成。 称量形式（weighing forms）： 沉淀经处理后，供最后称量的化学组成。 沉淀形式与称量形式可以相同，也可以不同。9待测 沉淀剂 沉淀形 称量形SO42- + BaCl2 BaSO4 BaSO4 (过滤 洗涤 800 灼烧)Mg2+ +(NH4)2HPO4MgNH4PO46H2

3、OMg2P2O7 (1100)Cl- + AgNO3 AgCl AgCl (110，烘干)10 对沉淀形式的要求(1)溶解度小，沉淀完全 (2)纯度高 (3)便于过滤和洗涤 (4)沉淀形易转化为称量形 11 对称量形式的要求 ： 称量形式必须有确定的化学组成。 称量形式要稳定，不受空气中的水分、氧气和二氧化碳的影响。 摩尔质量要大些12Al3+0.1000gAl(OH)3Al2O30.1888g8-羟基喹啉铝1.704g返回 13 1. 沉淀的形态 （1）晶形沉淀：结晶颗粒状，颗粒的直径0.1-1m，排列有序，BaSO4，CaC2O4等 （2）无定形沉淀：絮状悬浮状，颗粒的直径聚集速度有序排列

4、大颗粒的晶形定向速度成核速度晶核形成少,颗粒大大晶形沉淀核的成长速度 SAgCl29表2 PbSO4在Na2SO4溶液中的溶解度(25) 0 0.001 0.010 0.020 0.15 0.024 0.016 0.0140.040 0.100 0.2000.013 0.016 0.023同离子对构晶离子的影响同离子效应盐效应30 3酸效应 溶液的酸度对沉淀溶解度的影响称为酸效应。 如沉淀是强酸盐影响不大。酸效应影响弱酸盐的沉淀： CaC2O4CaCO3 CdS Ag2S NH4MgPO431P47：19. 计算CaF2在pH=3.00的水溶液中的溶解度。 （KHF=6.310-4，Ksp =

5、 3.910-11)S = 4.0 10-4 mol/L同理：pH=2.00时， S = 1.4 10-3 mol/L32 4配位效应 当有与构晶离子形成配合物的配合剂存在时，增大沉淀溶解度，甚至使沉淀完全溶解33 5水解作用 有些构晶离子能发生水解作用。 例如MgNH4PO4的饱和溶液中，三种离子都能水解： Mg2+ + H2O MgOH+ + H+ NH + H2O NH4OH + H+ PO + H2O HPO + OH34 6胶溶作用 对无定形沉淀，若进行沉淀反应时，条件掌握不好，常会形成胶体溶液，甚至已经凝集的胶体沉淀还会重新转变成胶体溶液，分散在溶液中，这种现象称胶溶作用。35胶体

6、微粒小，易透过滤纸而引起损失，因此常加入适量电解质以防止胶溶作用，如AgNO3沉淀Cl-时，须加适量HNO3；洗涤Al(OH)3沉淀须用含NH4NO3的水。36 7其它影响因素 （1）温度：沉淀溶解反应为吸热，所以 C，S （2）溶剂：无机物沉淀是离子晶体，水中溶解度大于在有机溶剂中SCaSO4(水) SCaSO4(乙醇) （3）颗粒大小与结构：S大颗粒S小颗粒返回37 1. 共沉淀 进行沉淀时，当沉淀从溶液中析出时，溶液中某些可溶性杂质也会夹杂在沉淀中沉下来，混杂于沉淀中，这种现象称为共沉淀。（三）影响沉淀纯度的因素38 产生共沉淀现象主要有下面几种: (1) 表面吸附：表面吸附优先吸附沉淀

7、中组成相同、大小相近、电荷相同的离子或能与沉淀中离子生成溶解度小的化合物的离子。BaCl2 + K2SO4 BaSO4BaSO4Ba2+Cl-减小表面吸附共沉淀的方法：洗涤39 (2) 形成混晶（或固体溶液） 存在与构晶离子晶体构型相同、离子半径相近、电子层结构相同的杂质离子，沉淀时进入晶格中形成混晶例：BaSO4与PbSO4 ，AgCL与AgBr 同型混晶 BaSO4中混入KMnO4（粉红色） 异型混晶减小或消除方法：将杂质事先分离除去40 （3）包埋或吸留 沉淀速度过快，表面吸附的杂质来不及离开沉淀表面就被随后沉积下来的沉淀所覆盖，包埋在沉淀内部。减免方法：陈化：释放包夹物。 重结晶：溶解

8、，重沉淀 41 2. 后沉淀 溶液中被测组分析出沉淀之后在与母液放置过程中，溶液中其他本来难以析出沉淀的组分（杂质离子）在该沉淀表面继续沉积的现象。例：草酸盐的沉淀分离中返回42 1. 晶形沉淀（四）沉淀条件的选择 特点：颗粒大，易过滤洗涤； 结构紧密，表面积小，吸附杂质少 条件： a稀溶液降低过饱和度，减少均相成核 b热溶液增大溶解度，减少杂质吸附 c充分搅拌下慢慢滴加沉淀剂防止局部过饱和 d陈化生成大颗粒纯净晶体 陈化：沉淀完成后，将沉淀与母液放置一段时间， 这一过程称为（加热和搅拌可以缩短陈化时间）43 2. 无定形沉淀特点：溶解度小，颗粒小，难以过滤洗涤； 结构疏松，表面积大，易吸附杂

9、质条件：a浓溶液降低水化程度，使沉淀颗粒结构紧密b热溶液促进沉淀微粒凝聚，减小杂质吸附c搅拌下较快加入沉淀剂加快沉淀聚集速度 d不必陈化趁热过滤、洗涤，防止杂质包裹e适当加入电解质防止胶溶44 3. 均匀沉淀法 均匀沉淀是利用化学反应使溶液中缓慢地逐渐产生所需的沉淀剂，待沉淀剂达到一定浓度时即开始产生沉淀。优点： 过饱和度很小； 无局部过浓现象。45例如46 4. 利用有机沉淀剂 有机沉淀剂品种多，选择性高； 生成的沉淀溶解度小, 吸附杂质少, 沉淀纯净； 并且沉淀分子量大，被测组分所占百分比小，有利提高分析的准确度，因此常被采用。返回47 1沉淀的过滤：将沉淀与母液中其他组分分离 滤纸的选择

10、：无灰滤纸过滤（ 每张滤纸灰分 0.2mg） 无定形沉淀选用疏松滤纸；粗粒的晶形沉淀可用较紧密滤纸；较细粒的沉淀，应用最紧密滤纸。 过滤方法: 倾泻法过滤.（五）沉淀的过滤和干燥48 2沉淀的洗涤：洗去杂质和母液选择洗涤液原则： 溶解度小，不易生成胶体的沉淀蒸馏水 溶解度较大的沉淀沉淀剂稀溶液 易发生胶溶的无定形沉淀易挥发电解质溶液 洗涤方法：少量多次49 3沉淀的干燥或灼烧和恒重 干燥或灼烧的目的： 除去沉淀中的水分和挥发性物质， 使沉淀组分固定为称量形式。干燥的温度和时间：110120烘 4060分钟； 灼烧温度在800以上。恒重：连续两次称量差值不超过规定值。 中国药典： 0.3 mg返

11、回50 （六）称量形式与结果计算1. 称量形与被测组分形式一样2. 称量形与被测组分形式不一样51被测组分 称量形式 换算因数Fe Fe2O3 2Fe/Fe2O3Cl- AgCl Cl/AgClNa2SO4 BaSO4 Na2SO4/BaSO4MgO Mg2P2O7 2MgO/Mg2P2O7P2O5 Mg2P2O7 P2O5/Mg2P2O7K2SO4Al2(SO4)324H2O BaSO4 52例: 测定四草酸氢钾的含量，用Ca2+为沉淀剂，最后灼烧成CaO称量。称取样品重0.5172g，最后得CaO重0.02265g，计算样品中KHC2O4H2C2O42H2O的含量。KHC2O4H2C2O4

12、2H2O 2CaC2O4 2CaO返回53 二、挥发重量法 利用被测组分具有挥发性，或将它转化为挥发性物质来进行挥发组分含量测定的方法。 (一) 直接挥发法 利用加热等方法使试样中挥发性组分逸出，用适宜的吸收剂将其全部吸收，称量吸收剂的增重来计算该组分的含量的方法。54 结晶水的测定：带有结晶水的固体 加热H2O高氯酸镁吸收称重 W结晶水 = W高氯酸镁吸收后 - W高氯酸镁吸收前 55 碳酸盐类的测定：一定量碳酸盐类样品过量的酸CO2 苏打石灰吸收称重WCO2 = W苏打石灰吸收后 - W苏打石灰吸收前56 药典中炽灼残渣的检测：取一定量被检药品， 经过高温炽灼，除去挥发性物质后，称量剩下来的不挥发无机物，称为炽灼残渣。57 二、间接挥发法 利用加热等方法使试样中挥发性组分逸出以后，称量其残渣，由样品的减量来计算该挥发组分的含量。 例如：固体物质中的水分含量测定58 固体物质中水的存在状态： 引湿水（湿存水）：固体表面吸附的水分。 包埋（藏）水：从水溶液中得到的晶体，常可在晶体内的空穴内包藏水分。 吸入水：具有亲水胶体性质的物质，如硅胶、纤维素、淀粉和明胶等，内部有很大的扩胀性，内表面积很大，能大量吸收水分。59 结晶水：凡含水盐，如CaC2O4H2O、BaCO22H2O