重量分析法ppt

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1、1,第十一章 重量分析法,2,一、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,三、特点：准确度高， 费时，繁琐， 不适合微量组分,第一节 概 述,3,四、沉淀重量法,1、几个概念 2、沉淀重量法的分析过程和要求 3、溶解度及其影响因素 4、沉淀的类型和形成 5、影响沉淀纯净的因素 6、沉淀条件的选择 7、沉淀的过滤、洗涤及烘干、灼烧 8、结果的计算,4,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

2、测 组分含量的分析方法。,沉淀形式：沉淀的化学组成称沉淀形式。称量形式：沉淀经烘干或灼烧后，供最后称量的化学组成称称量形式。,5,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 BaSO4 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,6,（二）要求,1对沉淀形式的要求a沉淀要完全，沉淀的溶解度小b沉淀要纯净，尽量避免混进杂质c易过滤和洗涤

3、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3.沉淀剂的选择a.应具有较好的选择性。b.应尽可能选用易挥发或易灼烧除去的沉淀剂。,7,第二节 影响沉淀溶解度的因素,8,学生复习: （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,9,1.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 低的现象称为同离子效应,构晶离子：组成沉淀晶体的离子,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

4、沉淀剂用量：一般 过量50%100%为宜非挥发性 过量20%30%,10,2. 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,在难溶电解质的饱和溶液中，加入与之无关的其它强电解质时，可以使其溶解度进一步增大的现象叫做盐效应。如在PbI2黄色沉淀中加入NaNO3后，沉淀可以发生溶解现象。,11,盐效应实际上是强电解质产生的大量带电离子与生成沉淀的离子之间相互作用，减缓了正负离子到达沉淀固体表面的速率，从而破坏了沉淀溶解平衡，使平衡向沉淀溶解的方向移动，从而使难溶电解质的溶解度增大。应当注意的是，虽然溶解度增大了，但溶度积却不变，因为溶度积的准确表达为活度之积而非浓度之积。只是在较稀的溶

5、液中活度近似与浓度值相等。,12,3. 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,13,图示,溶液酸度对CaC2O4溶解度的影响,CaC2O4 Ca2+ + C2O42-,C2O42- + H+ HC2O4- HC2O4-+ H+ H2C2O4,14,4. 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

6、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,15,示例,AgCL Ag+ + CL- Ag+ + 2NH3 Ag(NH3)2+,AgCL Ag+ + CL-AgCL + CL- AgCL2-AgCL2- + CL- AgCL3-,16,讲课 5. 其他因素：,A温度：T ，S ，溶解损失 （合理控制见图） 当温度对溶解度影响很小时,采用热过滤、热洗涤a.热过滤速度快 b.杂质溶解度大,根据沉淀受温度影响程度选择合适温度 温度影响大的沉淀冷至

7、室温再过滤洗涤 温度影响小的沉淀趁热过滤洗涤,17,B溶剂（溶剂的介电常数的影响）：无机盐在高介电常数的溶剂中的溶解度大溶剂极性 ，S，溶解损失 注意： a.加入与水混溶的有机溶剂,有利于生成沉淀；b.与有机沉淀剂生成的沉淀，易溶于有机溶剂,18,C胶体形成：AgCl等沉淀是胶体微粒，过滤时穿过滤纸空隙引起损失“胶溶”使S，溶解损失 措施：加入电解质、加热使胶体微粒凝聚D沉淀颗粒度大小：同种沉淀，颗粒 ，S ，溶解损失 措施：将沉淀与母液一起放置，使小晶体转变成粗大晶体 E水解作用：某些沉淀易发生水解反应，对沉淀造成影响,19,第三节 沉淀的形成,1. 沉淀的类型 2. 沉淀的形成,20,1.

8、 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）MgNH4PO4（粗晶形沉淀） （2）无定形沉淀：颗粒直径0.2m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,21,2.沉淀的形成,22,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： 注：沉淀颗粒大小和形态决定于晶核生成速度和晶核成长速度的

9、相对大小决定晶核生成速度晶核成长速度 晶形沉淀 晶核生成速度晶核成长速度 无定形沉淀,23,晶形沉淀的形成条件维持较小的相对过饱和度以减小聚集速率需在热的稀溶液中，边搅拌边缓慢滴加沉淀剂沉淀完毕应陈化均相沉淀法沉淀剂不是直接加到溶液中，而是通过溶液中发生的化学反应，缓慢而均匀地在溶液中产生沉淀剂，从而使沉淀在整个溶液中均匀、缓缓地析出，所得沉淀颗粒较大、结构紧密、纯净、易过滤。,24,第四节 影响沉淀纯度的因素,1共沉淀现象 2后沉淀 3提高沉淀纯度措施,25,当一种难溶物质从溶液中沉淀析出时，溶液中的某些可溶性杂质会被沉淀带下来而混杂于沉淀中，这种现象称为共沉淀。 例如用沉淀剂BaCl2沉淀

10、SO42-时，如试液中含有Fe3+ ，则在BaSO4沉淀中常含有Fe2(SO4)3 。产生共沉淀的原因:表面吸附(主要)形成混晶吸留包藏等,1共沉淀现象,26,（1）表面吸附共沉淀吸附共沉淀：沉淀表面吸附引起杂质共沉淀,由于沉淀表面离子电荷的作用力未完全平衡，因而在沉淀表面上产生了一种自由力场，特别是在棱角和顶角，自由力场更显著。于是溶液中带相反电荷的离子被吸附到沉淀表面上，形成第一吸附层。,27,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+,28,吸附规则第一吸附层： 优先吸附过量的构晶离子 ； 再吸附与构晶离

11、子大小接近、电荷数相同（正负相反）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 离解度小的离子； 离子价数高、浓度大的离子，优先被吸附,29,沉淀吸附杂质的量还与下列因素有关：a.沉淀的总表面积b.杂质离子的浓度c.温度吸附与解吸是可逆过程，吸附是放热过程,减小吸附方法制备大颗粒沉淀或晶形沉淀适当提高溶液温度，沉淀吸附杂质的量将减少洗涤沉淀，减小表面吸附,30,（2）形成混晶共沉淀：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

12、：BaSO4与PbSO4 ，AgCL与AgBr 同型混晶BaSO4中混入KMnO4（粉红色） 异型混晶,31,（3）吸留或包埋共沉淀：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吸留或包埋,减少或消除方法改变沉淀条件，减慢沉淀剂加入速度重结晶或陈化,32,例如：为了使溶液中的Ca2+与C2O42-能形成较粗大的晶形沉淀，可在酸性溶液中加入草酸铵（此时其主要存在形式是 HC2O4-和C2O42- ），然后加入尿素，加热煮沸。尿素按下式缓慢水解：生成的NH3中和溶液中的H+，溶液的酸度逐渐低,C2O42-不断增加

13、，最后均匀而缓慢地析出CaC2O4沉淀。在沉淀过程中，溶液的相对过饱和度始终比较小，所以可获得粗大颗粒CaC2O4 沉淀。,33,2后沉淀（继沉淀）： 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,原因：沉淀表面的离子浓度增大，杂质离子的浓度与沉淀剂的浓度乘积大于Ksp注：后沉淀经加热、放置后会更加严重消除方法缩短沉淀与母液的共置时间,34,示例,例：草酸盐的沉淀分离中,例：金属硫化物的沉淀分离中,35,3提高沉淀纯度措施,1）选择适当分析步骤测少量组分含量时，首先沉淀含量少的组分 2）改变易被吸附杂质的存在形式，降低其

14、浓度分离除去，或掩蔽 3）选择合适的沉淀剂选用有机沉淀剂可有效减少共沉淀 4）改善沉淀条件温度，浓度，试剂加入次序或速度，是否陈化 5）再沉淀有效减小吸留或包埋的共沉淀及后沉淀现象,36,获得纯净沉淀的措施 (1)采用适当的分析程序和沉淀方法 (2)降低易被吸附离子的浓度 (3)针对不同类型的沉淀，选用适当的沉淀条件 (4)沉淀分离后，用适当的洗涤剂洗涤 (5)必要时进行再沉淀,37,第五节 沉淀条件的选择,1晶形沉淀 2无定形沉淀 3均匀沉淀法,38,1晶形沉淀,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， 晶核形成的速度慢b热溶液增大溶解度，减少杂

15、质吸附c充分搅拌下慢慢滴加沉淀剂防止局部过饱和 d加热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，微小晶体逐渐溶解，大晶体不断长大，最后获得粗大的沉淀。这一过程称为（加热和搅拌可以缩短陈化时间）,39,2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不需要陈化趁热过滤、洗涤，防止杂质包裹 e适当加入电解质防止胶溶,40,3均匀沉淀法 利用化学反应，在溶液中逐步、均匀地产生所需 沉淀剂，避免局部过浓现象，降低相对过饱和度， 使沉淀在溶液中缓慢、均匀析出，形成易滤过洗 涤的大颗粒沉淀,