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第八章重量分析法

1.2.3.4.5.6.7.8赵县职教中心生物化工专业第八章重量分析法

第一节概述

一、重量分析法：通过称量被测组分的质量来确定被测组分百分含量的分析方法。

二、分类：

挥发法：利用物质的挥发性萃取法：利用物质在两相中溶解度的不相同沉淀法：利用沉淀不相同电化学方法：如利用物质电解析出

三、特点：

准确度高，费时，繁琐，不适合微量组分第二节沉淀重量法一、几个概念二、沉淀重量法的分析过程和要求三、溶解度及其影响因素四、沉淀的类型和形成五、影响沉淀纯净的因素六、沉淀条件的选择七、沉淀的过滤、洗涤及烘干、灼烧八、结果的计算一、几个概念1.沉淀重量法：利用沉淀反应将待测组分以难溶化合物形式沉淀下来，经过滤、洗涤、烘干、灼烧后，转化成具有确定组成的称量形式，称量并计算被测组分含量的分析方法。2.沉淀形式：

沉淀的化学组成称～3.称量形式：

沉淀经烘干或灼烧后，供最后称量的化学组成称～二、沉淀重量法的分析过程和要求（一）分析过程

待测离子沉淀剂沉淀形式处理过程称量形式

过滤8000CBa2++SO42-BaSO4↓BaSO4洗涤灼烧

过滤烘干Ca2++C2O42-

CaC2O4?2H2O↓CaO洗涤灼烧

过滤烘干试样溶液+沉淀剂沉淀形式↓称量形式

洗涤灼烧注：称量形式与沉淀形式可以相同，也可以不同常用仪器（二）要求1．对沉淀形式的要求

a．溶解度小b．易过滤和洗涤c．纯净，不含杂质d．易转化成称量形式2．对称量形式的要求

a．确定的化学组成b．性质稳定c．较大的摩尔质量例1：测定铝时,称量形式可以是Al2O3(M=101.96)或8-羟基喹啉铝(M=459.44)。如果在操作过程中损失沉淀1mg,以A12O3为称量形式时铝的损失量:A12O3：2A1=1：xx=0.5mg

以8-羟基喹啉铝为称量形式时铝的损失量:A1(C9H6NO)3：A1＝1：xx＝0.06mg（一）溶解度与溶度积1.固有溶解度和溶解度2.活度积和溶度积3.溶解度与溶度积关系4.条件溶度积三、溶解度及其影响因素1.固有溶解度和溶解度固有溶解度S0：微溶化合物的分子溶解度称为～溶解度S：难溶化合物在水溶液中的浓度，为水中分子浓度和离子浓度之和MA（固）MA（水）M++A-

沉淀平衡以分子形式溶解进一步解离2.活度积和溶度积3．溶解度与溶度积关系4.条件溶度积第三节影响沉淀溶解度的因素

1.同离子效应(Commonioneffect)

当沉淀达平衡后，若向溶液中加入组成沉淀的构晶离子试剂或溶液，使沉淀溶解度降低的现象称为～构晶离子：组成沉淀晶体的离子称为～讨论：过量加入沉淀剂，可以增大构晶离子的浓度，降低沉淀溶解度，减小沉淀溶解损失过多加入沉淀剂会增大盐效应或其他配位副反应,而使溶解度增大

沉淀剂用量：一般——过量50%～100%为宜，非挥发性——过量20%～30%例2：解：

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沉淀的溶解损失例2：2.盐效应(Effectofsalts)：

溶液中存在大量强电解质使沉淀溶解度增大的现象讨论：注：沉淀溶解度很小时，：雎匝涡вΤ恋砣芙舛群艽，且溶液离子强度很高时，要考虑盐效应的影响。盐效应曲线S/S01.61.41.21.00.0010.0050.01KNO3/(mol·L-1)BaSO4AgCl例3：分别计算BaSO4在纯水0.01mol/LNaNO3溶液中的溶解度解：例4：讨论：3.酸效应(SolubilityandpH)

溶液酸度对沉淀溶解度的影响称为～讨论：

酸度对强酸型沉淀物的溶解度影响不大，但对弱酸型或多元酸型沉淀物的溶解度影响较大pH↓，[H+]↑，S↑注：

因为酸度变化，构晶离子会与溶液中的H+或OH-反应，降低了构晶离子的浓度，使沉淀溶解平衡移向溶解，从而使沉淀溶解度增大溶液酸度对CaC2O4溶解度的影响

CaC2O4Ca2++C2O42-C2O42-+H+HC2O4-HC2O4-+H+H2C2O4例5：试比较pH=2.0和pH=4.0的条件下CaC2O4的沉淀溶解度。

解：例5：例6：0.02mol/LBaCl2和H2SO4溶液等浓度混合，问有无BaSO4沉淀析出？解：

4.

配位效应(Formationofcomplexions)存在配位剂与构晶离子形成配位体，使沉淀的溶解度增大的现象称为～配位效应S最小同离子效应络合作用pCl=2.4pCl5432101086420Sx106mol/LS(AgCl)-pCl曲线讨论：1）配位效应促使沉淀-溶解平衡移向溶解一方，从而增大溶解度2）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

Ag++Cl-AgClAgCl

+Cl-AgCl2-AgCl2-

+Cl-

AgCl3-3）配位效应与沉淀的溶解度和配合物稳定常数有关，溶解度越大，配合物越稳定，配位效应越显著例7：计算AgI在0.01mol/L的NH3中的溶解度解：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。

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，对沉淀造成影响温度对沉淀溶解度的影响注：根据沉淀受温度影响程度选择合适温度沉淀→加热溶液陈化→加热微沸

过滤、洗涤沉淀温度影响大的沉淀→冷至室温再过滤洗涤温度影响小的沉淀→趁热过滤洗涤第四节沉淀的形成沉淀重量分析法中总是希望得到粗大的晶型沉淀沉淀的类型与下列因素有关：沉淀的性质形成沉淀时的条件沉淀的后处理一、沉淀的类型：颗粒度/mm特点晶形沉淀0.1～1构晶离子排列规则有序、沉淀结构紧密、体积小、易沉降凝乳状沉淀0.02～0.1介于晶型与无定性沉淀无定形沉淀<0.02构晶离子排列杂乱、包含有大量的水分子、结构疏松、体积庞大、不易沉降二、沉淀形成的过程及影响沉淀类型的因素构晶离子晶核沉淀微粒无定形沉淀晶形沉淀（一）晶核的形成过程过饱和状态：当溶液中的构晶离子浓度的乘积大于该条件下沉淀的溶度积时晶核的形成过程晶体的成长过程

构晶离子会因离子间的缔合作用自发地聚集而从溶液中产生晶核

由于溶液中的细小颗粒（如尘埃、不溶性杂质、器壁上粘附的细小颗粒等）的诱导作用，构晶离子在其表面聚集而构成晶核均相成核：异相成核：Q：加入沉淀剂时溶质的瞬间总浓度S：晶核的溶解度K：与沉淀的性质、温度和介质等因素有关的常数Q-S：过饱和度(Q-S)/S：相对过饱和度冯·韦曼(VonWeimarn)晶核数异相成核浓度区域均相成核浓度区域（二）晶核的成长过程晶粒大小晶核数目异相成核均相成核晶粒小晶粒大临界过饱和比相对过饱和度沉淀物的本性人为控制

由离子聚集成晶核，再进一步堆积形成肉眼可见的沉淀微粒的过程称之为聚集过程。

聚集的同时，构晶离子又有按照一定的晶格整齐的排列在晶核表面从而形成更大晶粒的倾向，此定向排列的作用称之为定向过程。聚集速度的大小取决于相对过饱和度定向速度的大小取决于物质的性质极性较强晶形沉淀无定形沉淀大颗粒晶形沉淀成长构晶离子晶核沉淀微粒均相成核异相成核无定形沉淀晶形沉淀

沉淀的类型不仅取决于沉淀物质的本性，也与进行沉淀的条件密切相关；成核过程和晶体的成长过程都对沉淀颗粒的大小有影响。第五节影响沉淀纯度的因素一、影响沉淀纯度的因素（一）共沉淀现象

在进行沉淀反应时，某些可溶性杂质混杂于沉淀之中与沉淀一起沉淀下来的现象，叫做共沉现象。造成共沉现象的原因分为：表面吸附、吸留和生成混晶1、表面吸附

表面吸附是在沉淀表面上吸附了杂质，产生的原因是由于晶体表面离子电荷不平衡所致溶液第一吸附层第二吸附层双电层沉淀界面

BaSO4晶体表面吸附作用示意图例：沉淀重量法测定Ba2+含量(共存Fe3+)表面吸附作用力静电力例Ba2+SO42-沉淀用SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ca2+Ca2+NO3-Cl-Cl-Cl-K+Na+SO42-SO42-吸附层扩散层吸附层：扩散层：抗衡离子①构晶离子②与之相似离子表面吸附例Ba2+SO42-沉淀用SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-SO42-Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ba2+Ca2+Ca2+NO3-Cl-Cl-Cl-K+Na+SO42-SO42-吸附层扩散层吸附原则溶解度小电价高浓度大溶解度(mol/L)：25°CNa2SO41.4K2SO40.64CaSO43.6×10-4BaSO4~10-5Ca(NO3)23.2CaCl29.4Ca2+NO3-Cl-K+Na+