第八章 重量分析法

2005-111第八章重量分析法Chapter8.GravimetricAnalysis2005-112目录

ListofContents

第一节重量分析法概述

1.1定义及特点

1.2沉淀重量法分析过程

第二节沉淀溶解度及影响因素

2.1沉淀的溶解度

2.2影响沉淀溶解度的因素

第三节沉淀的类型和沉淀形成过程

3.1沉淀的类型

3.2沉淀形成过程

3.3影响沉淀纯度的因素

第四节沉淀形成的条件选择2005-113第一节重量分析法概述1.1定义及特点

重量分析法是用适当的方法先将试样中待测组分与其它组分分离，然后用称量的方法测定该组分的含量。分离称量沉淀法气化法电解法小麦干小麦,减轻的重量即含水量105℃烘至恒重在0.5mol/LH2SO4

溶液中电解CuSO4溶液中Ba含量的测定2005-114特点1.无需基准物质2.准确度高，Er不大于0.1%3.操作较繁琐，耗时多4.不适合低含量组分的测定2005-1151.2沉淀重量法分析过程试样沉淀剂沉淀型沉淀过滤洗涤灼烧或烘干称量型称重计算2005-116例，可溶性钡盐中钡含量的测定(重量法）：2005-117沉淀形式沉淀剂滤洗、烘(烧)被测物称量形式滤,洗,800℃灼烧SO42-

BaSO4

BaSO4BaCl2Al3+Al2O3滤洗1200℃灼烧200℃烘干沉淀重量分析法：利用沉淀反应，将被测组分以沉淀形式从溶液中分离出来，转化为称量形式，通过称量其质量测定含量的方法.2005-118对沉淀形式的要求

沉淀的s小,溶解损失应<0.2mg,定量沉淀沉淀的纯度高便于过滤和洗涤(晶形好)

易于转化为称量形式

确定的化学组成,恒定---定量基础稳定---量准确摩尔质量大---减少称量误差对称量形式的要求误差来源：沉淀溶解损失、沾污和称量。2005-119第二节沉淀溶解度及影响因素

2.1溶解度(solubility)溶解度:在一定的温度和压力下，物质在一定量的溶剂中，当沉淀与溶解达到平衡时所溶解的最大量。沉淀物在水中存在如下的平衡：(一)溶解度和固有溶解度2005-1110溶解度S(固有溶解度)S0一般只占S的0.1-1%2005-1111（二）活度积和溶度积活度积常数,

只与t有关溶度积常数,只与t,I有关查表可得2005-1112对于MmAn形式沉淀其溶解度为S，则生成mS的[M]和nS的[A]2005-1113MA(固)

M++A-

OH-LMOH

●●●ML●●●H+HA●●●[M+´][A-´]（三）条件溶度积沉淀性质，t副反应离子强度I2005-11142.2影响沉淀溶解度的因素(1)同离子效应—减小溶解度加过量沉淀剂是降低溶解度的最方便有效的办法.MA(s)Mn++An-SS+CM2005-1115例：用BaSO4重量法测定SO42-含量时，以BaCl2为沉淀剂，计算等量和过量0.01mol/L加入Ba2+时，在200ml溶液中BaSO4沉淀的溶解损失.2005-1116(2)盐效应—增大溶解度电解质浓度↑，离子强度I↑，γ↓，Ksp‘↑，S↑。s/s01.61.41.21.00.0010.0050.01cKNO3

/(mol·L-1)BaSO4AgCl2005-1117例：分别计算BaSO4在纯水和0.01mol/LNaNO3溶液中的溶解度。2005-11182005-1119（3）酸效应—增大溶解度MA(固)

Mn++An-

H+HA●●●[A-´]aA(H)2005-1120例：试比较pH=2.0和pH=4.0的条件下CaC2O4的沉淀溶解度。2005-1121（4）络合效应—增大溶解度MA(固)

Mn++An-

L-ML●●●aM(L)K´sp=[M+´][A-]=Ksp

M(L)SS2005-1122例：计算AgI在0.01mol/L的NH3中的溶解度NH3Ag(NH3)+Ag(NH3)2+SS2005-1123

当沉淀剂本身又是配位剂时，应避免加入过多;既有同离子效应，又有配位效应，应视浓度而定.s

最小同离子效应络合作用pCl=2.4pCl5432101086420sAgCl-pCl曲线sx106mol/L2005-1124(5).其他因素：A．温度：

T↑，S↑，溶解损失↑（合理控制）B．溶剂极性：溶剂极性↓，S↓，溶解损失↓（加入有机溶剂）C．沉淀颗粒度大小：同种沉淀，颗粒↑，S↓，溶解损失↓（粗大晶体）

D．胶体形成：“胶溶”使S↑，溶解损失↑（加入大量电解质可破坏之）E．水解作用：某些沉淀易发生水解反应，对沉淀造成影响2005-1125第三节沉淀的类型和沉淀形成过程3.1沉淀的类型沉淀的类型晶形沉淀凝乳状沉淀无定形沉淀粒径大小（μm）

0.1-10.02-10.02BaSO4MgNH4PO4AgClFe2O3.nH2OAl2O3.nH2O实例2005-1126构晶离子成核作用晶核长大沉淀微粒生长聚集定向排列无定形晶形3.2沉淀形成过程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+2005-1127成核作用

均相成核（自发成核）：过饱和溶液中，构晶离子通过相互静电作用缔和而成晶核;

异相成核：非过饱和溶液中，构晶离子借助溶液中固体微粒形成晶核;VonWeimarn经验公式聚集速度(分散度)相对过饱和度s:

晶核的溶解度Q：加入沉淀剂瞬间溶质的总浓度Q-s：过饱和度K：常数，与沉淀的性质、温度、介质等有关2005-1128沉淀颗粒的生长

影响沉淀颗粒大小和形态的因素：

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速度

定向速度：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

聚集速度＜定向排列速度→晶形沉淀

聚集速度＞定向排列速度→无定形沉淀2005-1129影响沉淀纯度的因素共沉淀coprecipitation后沉淀postprecipitation吸附adsorption包藏occlusion混晶mixedcrystal3.3影响沉淀纯度的因素2005-1130第四节沉淀形成的条件选择晶形沉淀稀热慢搅陈相对过饱和度小，减少均相成核；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；增大扩散速度，有利于沉淀长大；减少吸附减少均相成核；有利于沉淀长大减少包藏；晶形完整化控制相对过饱和度小，沉淀陈化2005-1131无定形沉淀减少水合，使其聚集紧密，便于过滤；减少杂质吸附热大量电解质立即过滤减少水合，减少吸附，防止胶溶浓减少水合。沉淀完后，稀释搅拌，减少杂质吸附快，搅减少水合利于凝聚、沉降2005-1132均匀沉淀法通过缓慢的化学过程，逐步地