第五章 重量分析法 5_1.pdf

第五章重量分析法第五章重量分析法 通过称量物质的质量进行测定的一种方法通过称量物质的质量进行测定的一种方法 5-1 概述 一 概述 一. 分类和特点分类和特点 根据被测组分与其它组分分离方法的不同分为三类根据被测组分与其它组分分离方法的不同分为三类 1.沉淀法沉淀法 利用沉淀反应使待测组分沉淀出来，再转化为称量形式利用沉淀反应使待测组分沉淀出来，再转化为称量形式 Ba2 SO42- BaSO4BaSO4 Mg2 NH3 HPO4- MgNH4PO4Mg2P2O7 沉淀形称量形沉淀形称量形 灼烧灼烧 800℃ 灼烧 ℃ 灼烧 1100℃℃ 2. 挥发法挥发法 利用待测组分的挥发性质，通过加热的方法 使其从试样中挥发逸出 利用待测组分的挥发性质，通过加热的方法 使其从试样中挥发逸出 例如测定湿存水或结晶水例如测定湿存水或结晶水 加热烘干至恒重，试样减轻的质量或用干燥剂 吸收水汽后增加的质量来确定水的质量 待测金属离子在电极上还原析出，称重， 电极增加的质量即为金属质量 待测金属离子在电极上还原析出，称重， 电极增加的质量即为金属质量 3. 电解法电解法 优点优点 直接称量得到分析结果,不用基准物质比较， 准确度高，RE＜0.1～0.2 缺点缺点 操作繁琐，程序长，费时多 溶解度小，沉淀完全溶解度小，沉淀完全 沉淀形便于过滤，洗涤沉淀形便于过滤，洗涤 纯度高纯度高 易转化为称量型易转化为称量型 二二. 重量分析法的分析过程和对沉淀的要求重量分析法的分析过程和对沉淀的要求 试样试样 沉淀剂沉淀剂沉淀 过滤、洗涤、灼烧 沉淀 过滤、洗涤、灼烧 称量形称量形 1. 对沉淀形的要求对沉淀形的要求 有确定的化学组成有确定的化学组成 稳定，不受空气中水分、稳定，不受空气中水分、CO2、、O2的影响的影响 摩尔质量大，减少称量误差摩尔质量大，减少称量误差 2. 对称量形的要求对称量形的要求 F 换算因子换算因子 m Fm m m w100100 ss x x 称 称量形 r r x M M nF 三三. 结果计算结果计算 m 称量形质量称量形质量 S [M] [A] S2 [M] [A] Ksp 有副反应时有副反应时 S2 Ksp [M ][A ]KspααMααA 5-2 沉淀的溶解度及影响因素 一 沉淀的溶解度及影响因素 一. 溶解度溶解度 MA固固 MA水水 Mn An- 0 MA 0 MA MA Sa S a a 水） 固） 水） S0称为固有溶解度，大多数电解质称为固有溶解度，大多数电解质S0小小,忽略不计忽略不计 当溶液为当溶液为200mL时时 溶解损失为溶解损失为 1.1 10-5 200 233.40.5mg 有有0.1mol/L SO42-存在时存在时 S0.1SKsp 溶解溶解 5 10-5mg 向溶液加入构晶离子时向溶液加入构晶离子时 沉淀的溶解度减小沉淀的溶解度减小 9sp 101.1 1.0 − K S 1. 同离子效应同离子效应 mol/L101 . 1 5 sp − KS BaSO4 Ba2 SO42- 2. 盐效应盐效应 3. 酸效应酸效应 AM 0 sp aaK⋅ CaC2O4 Ca2 C2O42- SS [C2O42- ] H S2 [Ca2] [C2O42- ] Ksp KspααC2O4 2- H 0 sp AM 0 sp AM AM sp]A][M[K K aa K ⋅ ⋅ ⋅ γγγγ γ a I 增大， 减小 ，增大， 减小 ， [ S ] ，溶解度增大，溶解度增大 γ 沉淀为弱酸盐时沉淀为弱酸盐时,ααAH 大大 , 溶解度增加溶解度增加 4. 络合效应络合效应 [Cl-]小时，主要是同离子效应，溶解度减小小时，主要是同离子效应，溶解度减小 [Cl-]大时，主要是络合效应，溶解度增大 金属离子发生副反应 大时，主要是络合效应，溶解度增大 金属离子发生副反应 AgCl Ag Cl- Cl- S [Ag] [AgCl] [AgCl2-] [AgCl32-] [AgCl43-] [Ag] 1ββ1[Cl-] ββ2[Cl-] 2ββ3 [Cl-] 3ββ4[Cl-] 4 Ksp ββ1 ββ2 [Cl-] ββ3 [Cl-] 2 ββ4[Cl-] 3 1 [Cl-] 溶解度最小时溶解度最小时 mol/L101010 10 1 10 mol/L103.0210 10 1 1 ]Cl[ 0 ]Cl[ 1 ]Cl[d d 6.52.525.043.04 2.52 9.75 32.52 2 1 5.04 2 1 2 2 2 sp −− − − −−− −− − 最小 S K S β β 2.52 pCl- S 50 例求例求BaSO4在在pH10.0的的 0.01mol/L 的的EDTA溶液 中的溶解度 溶液 中的溶解度 86. 7 45. 0 BaY YH 10 10 01. 0] Y[ 1 S− β α S[Ba2] [BaY][BaY] S2 Ksp KspααBaY ααBaY 1ββBaY[Y] S2 10-9.96107.410.01-S S 3.9 10-3mol/L BaSO4 Ba2 SO42- SS Y H 温度温度 温度升高使溶解度增大温度升高使溶解度增大 溶剂溶剂 大多数无机物沉淀在有机溶液中的溶 解度比在纯水中小 大多数无机物沉淀在有机溶液中的溶 解度比在纯水中小 5.其它因素其它因素 形成胶体溶液形成胶体溶液 过滤时极易穿透滤纸而引起损失。 加热和加入大量电解质可破坏胶 体。 过滤时极易穿透滤纸而引起损失。 加热和加入大量电解质可破坏胶 体。 颗粒大小颗粒大小 颗粒越 小，颗粒越 小，S 越大越大 0.1 1m 0.02 m 晶形沉淀凝乳状沉淀无定形沉淀晶形沉淀凝乳状沉淀无定形沉淀 排列规则无规则堆积 结构紧密含水多，体积大 排列规则无规则堆积 结构紧密含水多，体积大 5-3 沉淀的形成 一 沉淀的形成 一. 沉淀类型沉淀类型 按颗粒大小分为两大类按颗粒大小分为两大类 直径 属于哪种沉淀，由沉淀性质决定，但沉淀条 件也起很大作用。 直径 属于哪种沉淀，由沉淀性质决定，但沉淀条 件也起很大作用。 Q 沉淀瞬间溶质的总浓度沉淀瞬间溶质的总浓度 S SQ K − 二二. 沉淀的形成沉淀的形成 构晶离子构晶离子 晶核晶核 沉淀微粒沉淀微粒 生长 4 - 8个离子 均相成核作用 微粒 个离子 均相成核作用 微粒 晶核晶核 沉淀微粒 异相成核作用 沉淀微粒 异相成核作用 定向排列 聚集 定向排列 聚集 晶形沉淀 无定形沉淀 晶形沉淀 无定形沉淀 冯冯韦曼（韦曼（Von Weimarn）经验公式 ）经验公式 分散度分散度 分散度即晶核形成速度，或沉淀初始速度。 成核、生长与相对过饱和度有关， 分散度即晶核形成速度，或沉淀初始速度。 成核、生长与相对过饱和度有关，Q 小，成核较 慢，可得到大颗粒沉淀。 小，成核较 慢，可得到大颗粒沉淀。 不同沉淀均相成核所需相对过饱和度不同，有 个极限值，称临界值 不同沉淀均相成核所需相对过饱和度不同，有 个极限值，称临界值 Q/S 均相成核 异相成核 均相成核 异相成核 BaSO4 AgCl 5.51000 晶核数 Q/S