沉淀滴定法和重量分析法1

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1、分析化学,第七章 沉淀滴定法和重量分析法分析化学教研室,第一节 概述,一、重量分析法（gravimetric analysis）:通过称量物质的质量，确定被测组分含量的一种定量分析方法。二、沉淀滴定法(precipitation titration)：以沉淀反应为基础的滴定分析方法,第二节 沉淀滴定法,沉淀滴定法的条件： （1）沉淀的溶解度必须很小 （2）反应迅速、定量 （3）有适当的指示终点的方法 （4）沉淀的吸附现象不能影响终点的确定,一、银量法的原理及滴定分析曲线,1. 原理,2. 滴定曲线,续前,3. 影响沉淀滴定突跃的因素（比较）,4. 分步滴定,二、指示终点的方法,铬酸钾指示剂法

2、铁铵钒指示剂法 吸附指示剂法,（一）铬酸钾指示剂法（Mohr法，莫尔法）,原理：滴定条件：适用范围：,A.指示剂用量过高终点提前; 过低终点推迟控制510-3 mol/L恰成Ag2CrO4（饱和AgCL溶液） B.溶液酸度： 控制pH = 6.510.5（中性或弱碱性） C.注意：防止沉淀吸附而导致终点提前措施滴定时充分振摇，解吸CL- 和 Br-,可测CL-， Br-，Ag+ ，CN-， 不可测I- ，SCN- 且选择性差,（二）铁铵钒指示剂法（Volhard法，佛尔哈德法 ）,1直接法,原理:滴定条件:适用范围:,A.酸度： 0.11.0 mol/L HNO3溶液 B.指示剂： Fe3+

3、0.015 mol/L C.注意：防止沉淀吸附而造成终点提前 预防：充分摇动溶液，及时释放Ag+,酸溶液中直接测定Ag+,续前,2间接法,原理：滴定条件：,A.酸度：稀HNO3溶液防止Fe3+水解和PO43-，AsO43-，CrO42-等干扰 B.指示剂：Fe3+ 0.015 mol/L C.注意事项,续前,C注意事项,测CL- 时，预防沉淀转化造成终点不确定测I-时，预防发生氧化-还原反应适当增大指示剂浓度，减小滴定误差,措施： 加入AgNO3后，加热（形成大颗粒沉淀）加入有机溶剂（硝基苯）包裹沉淀以防接触,措施：先加入AgNO3反应完全后，再加入Fe3+,Fe3+=0.2 mol/L，TE

4、%0.1%,适用范围：返滴定法测定CL-，Br-，I-，SCN-选择性好,（三）吸附指示剂法（Fayans法，法扬司法 ）,吸附指示剂法：利用沉淀对有机染料吸附而改变颜色来指示终点的方法 吸附指示剂：一种有色有机染料，被带电沉淀胶粒吸附时因结构改变而导致颜色变化,原理：,SP前： HFL H+ + FL- （黄绿色）AgCL:CL- - - - - 吸附过量CL- SP时：大量AgCL:Ag+:FL-（淡红色）- - -双电层吸附,续前,滴定条件及注意事项a）控制溶液酸度，保证HFL充分解离：pHpKa例：荧光黄pKa 7.0选pH 710 曙红pKa2.0 选pH 2 二氯荧光黄pKa 4.

5、0选pH 410b）防止沉淀凝聚措施加入糊精，保护胶体c）卤化银胶体对指示剂的吸附能力 对被测离子的吸附能力( 反之终点提前 ，差别过大终点拖后)吸附顺序：I-SCN-Br -曙红CL-荧光黄例： 测CL荧光黄测Br曙红,续前,D避免阳光直射 E被测物浓度应足够大 F被测阴离子阳离子指示剂被测阳离子阴离子指示剂,适用范围：可直接测定CL-，Br-，I-，SCN-和Ag +,第三节 重量分析法,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分类：挥发法萃取法沉淀法,利用物质的挥发性,利用物质在两相中溶解度不同,利用沉淀反应,特点：准确度高， 费时，繁琐， 不适合微量组分,一、

6、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 8000C Ba2+ + SO42- BaSO4 B

7、aSO4 洗涤 灼烧,过滤 烘干 Ca2+ + C2O42- CaC2O42H2O 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,续前,（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,三、溶解度及其影响因素,（一）溶解度与溶度积 （二）影响沉淀溶解度的因素,（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,1.固有溶解度和溶解度,固有溶解度S0：

8、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,（二） 影响沉淀溶解度的因素,1.同离子效应 2.盐效应 3.酸效应 4.配位效应 5.其他因素,1.同离子效应：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

9、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%,练习,解：,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,2. 盐效应：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，常忽略盐效应沉淀溶解度很大，且溶液离子强度很高时，要考虑盐效应的影响,练习,例：分别计算BaSO4在纯水和0.01mol/LNaNO3溶液中的溶解度,解：,练习,例：,讨论：,3. 酸效应：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

10、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,图示,溶液酸度对CaC2O4溶解度的影响,CaC2O4 Ca2+ + C2O42-,C2O42- + H+ HC2O4- HC2O4-+ H+ H2C2O4,练习,例：试比较 pH = 2.0和 pH = 4.0的条件下CaC2O4的沉淀溶解度。,解：,练习,例：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：存在配位剂与构晶离子形成配位体， 使沉淀的溶

11、解度增大的现象称为,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,示例,AgCL Ag+ + CL- Ag+ + 2NH3 Ag(NH3)2+,AgCL Ag+ + CL-AgCL + CL- AgCL2-AgCL2- + CL- AgCL3-,练习,例：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

12、，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,图示,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,四、沉淀的类型和形成,1. 沉淀的类型 2. 沉淀的形成,1. 沉淀的类型,（1）晶形沉淀：颗粒直径0.11m，排列整齐，结构紧密，比表面积小，吸附杂质少易于过滤、洗涤 例：BaSO4（细晶形沉淀）MgNH4

13、PO4（粗晶形沉淀） （2）无定形沉淀：颗粒直径0.02m结构疏松比表面积大，吸附杂质多不易过滤、洗涤 例： Fe2O32H2O （3）凝乳状沉淀：颗粒直径界于两种沉淀之间例：AgCL,2沉淀的形成,晶核的生长,晶核的形成,续前,晶核的形成均相成核（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,晶核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

14、沉淀 聚集速度 定向排列速度 无定形沉淀,五、影响沉淀纯净的因素,1共沉淀现象 2后沉淀 3提高沉淀纯度措施,1共沉淀现象,（1）表面吸附吸附共沉淀：沉淀表面吸附引起杂质共沉淀,吸附规则第一吸附层：先吸附过量的构晶离子 再吸附与构晶离子大小接近、电荷相同的离子浓度较高的离子被优先吸附第二吸附层：优先吸附与构晶离子形成的盐溶解度小的离子离子价数高、浓度大的离子，优先被吸附 减小方法制备大颗粒沉淀或晶形沉淀适当提高溶液温度 洗涤沉淀，减小表面吸附,图示,BaSO4晶体表面吸附示意图,沉淀表面形成双电层： 吸附层吸附剩余构晶离子SO42- 扩散层吸附阳离子或抗衡离子Fe3+,续前,（2）形成混晶：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,减小或消除方法将杂质事先分离除去；加入络合剂或改变沉淀剂，以消除干扰离子,例：BaSO4与PbSO4 ，AgCL与AgBr 同型混晶BaSO4中混入KMnO4（粉红色） 异型混晶,续前,（3）吸留或包埋：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，这种因吸附而留在沉淀内部的共沉淀现象称,