《定量化学分析第二版课件教学课件 ppt 作者 黄一石 乔子荣 主编第七章 重量分析法》由会员分享，可在线阅读，更多相关《定量化学分析第二版课件教学课件 ppt 作者 黄一石 乔子荣 主编第七章 重量分析法（44页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1,第七章 重量分析法,第一节 概述 问题 重量分析法是怎样的一种定量分析方法？重量分析有几种方法？各自的特点是什么？沉淀形与称量形有何区别？重量分析中对沉淀形与称量形各有什么要求？如何选择沉淀剂？,2,第七章 重量分析法 第一节 概述,一、重量分析法的分类和特点 1.沉淀法 如试样中SO42-含量 测定 试剂+待测组分 沉淀过滤 洗涤 烘干或灼烧 称量 2.挥发法 如试样中水分测定 试样 恒重称量 3. 电解法 +e 例 Cu2+ Cu 称量白金网增重 电重量法 Pt电极上 优点：准确，相对误差0.10.2，不需标准溶液。 缺点：慢，繁琐。(S，Si的仲裁分析仍用重量法）,3,二、对沉淀形式
2、和称量形式的要求,1.沉淀重量法的分析过程 被测物 沉淀剂 沉淀形 称量形,4,二、对沉淀形式和称量形式的要求,2.对沉淀形的要求 （1）沉淀的 S 小，溶解损失应0.1mg。(该沉淀的，定量沉淀) （2）沉淀的纯度高。(不该沉淀的不沉淀,杂质少) （3）便于过滤和洗涤。(晶形好) 3.对称量形的要求 （1）组成恒定(定量的基础) （2）稳定(量准确) （3）摩尔质量大(称量误差小, 对少量组分测定有利),5,三、沉淀剂的选择,1选具有较好选择性的沉淀剂 。 2选能与待测离子生成溶解度最小的沉淀的沉淀剂。 3尽可能选易挥发或经灼烧易除去的沉淀剂。 4选溶解度较大的沉淀剂。,6,第二节 影响沉淀
3、溶解度的因素,问题 固有溶解度与溶解度存在什么关系？条件溶度积与溶度积有何区别？影响溶解度的因素有哪些？哪些影响因素可以使溶解度增大？哪些因素又能使溶解度减小？在实际工作中应如何综合考虑各种不同因素的影响？,7,一、溶解度与溶度积,1.溶解度与固有溶解度 MA(固) MA(水) M+A- M+A- MA水: 固有溶解度(分子溶解度),用S0表示 溶解度: S=S0+M+=S0+A-,8,一、溶解度与溶度积(续）,2.溶度积与条件溶度积 （1）活度积 根据MA在水溶液中的平衡关系 活度积常数只随温度变化,Kspa(M+) a(A-),9,一、溶解度与溶度积(续）,2.溶度积与条件溶度积 （续）
4、（2）溶度积 Ksp为溶度积常数，大小与温度和溶液的离子强度有关。,M,A,10,一、溶解度与溶度积(续）,2.溶度积与条件溶度积 （续） （3）条件溶度积 KspM A MMA A=Ksp M A 条件溶度积常数与条件有关 Ksp Ksp Ksp,11,二、影响沉淀溶解度的因素,1. 同离子效应减小溶解度 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。 在实际分析中，常加入过量沉淀剂，使被测组分沉淀完全。 一般： 可挥发性沉淀剂过量50%100% 非挥发性沉淀剂过量20%30% 注意！ 过多加入沉淀剂会增大盐效应或其他配位副反，而使溶解度增大
5、。,12,二、影响沉淀溶解度的因素（续）,2、盐效应 增大溶解度 盐效应：沉淀反应达到平衡时，由于强电解质的存在或加入其它强电解质，使沉淀的溶解度增大的现象。 若沉淀本身的溶解度很小盐效应的影响很小，可以不予考虑；只有当沉淀的溶解度比较大，而且溶液的离子强度很高时，才考虑盐效应的影响。,离子强度 溶解度 S,离子强度 溶解度 S,13,二、影响沉淀溶解度的因素（续）,3.酸效应增大溶解度 原因：由于溶液中H+浓度的大小影响了弱酸、多元酸或难溶酸的离解平衡；如 沉淀是强酸盐（如BaSO4、AgCl等）溶解度受酸度影响不大，但对弱酸盐如CaC2O4则酸效应影响较为显著。,14,二、影响沉淀溶解度的
6、因素（续）,4.配位效应增大溶解度 配位效应：由于溶液中存在能与构晶离子生成可溶性配合物的配位剂，使沉淀溶解度增大的现象。 例 配位效应使沉淀的溶解度增大的程度与沉淀的溶度积、配位剂的浓度和形成配合物的稳定常数有关。,15,小结,在实际工作中应根据具体情况来考虑哪种效应是主要的。对无配位反应的强酸盐沉淀，主要考虑同离子效应和盐效应，对弱酸盐或难溶盐的沉淀，多数情况主要考虑酸效应。对于有配位反应且沉淀的溶度积又较大，易形成稳定配合物时，应主要考虑配位效应。,16,二、影响沉淀溶解度的因素（续）,5.其它影响因素 （1）温度 温度升高溶解度增大 （2）溶剂 相似者相溶, 加入有机溶剂，溶解度降低
7、（3）沉淀颗粒大小和结构 小颗粒溶解度大, 所以要尽量创造条件以利于形成大颗粒晶体。,17,第三节 影响沉淀纯度的因素,问题 沉淀是怎么形成的？生成的沉淀有几种类型？它们各有什么特点？为什么会形成不同类型的沉淀？不同类型的沉淀对重量分析各有什么影响？影响沉淀纯度的因素有哪些？实际工作中可采用哪些措施提高沉淀纯度？,18,一、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）、MgNH4PO4（粗晶） 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 凝
8、乳状沉淀：颗粒直径界于两种沉淀之间 例：AgCl,19,二、沉淀形成过程,成核作用 均相成核 异相成核,长大,凝聚,定向排列,构晶离子,晶核,沉淀颗粒,无定形沉淀,晶形沉淀,20,二、沉淀形成过程（续）,1.晶核的形成 （1）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 （2）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 当溶液的相对过饱和程度较大时，异相成核与均相成核同时作用，形成的晶核数目多，沉淀颗粒小。,21,二、沉淀形成过程（续）,2. 沉淀的生成 (1) 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. 聚集速度与溶液的相对过饱和
9、度成正比，溶液相对过饱和度越大，聚集速度越大，晶核生成多，易形成无定型沉淀，反之则相反 。 (2)定向速度：构晶离子以一定顺序排列于晶格内的速度. 定向速度大小与沉淀物质的本性有关，极性较强物质定向速度较大，易形成晶形沉淀，反之则相反 。 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 结论：通过控制溶液的相对过饱和度，可以改变形成沉淀颗粒的大小，有可能改变沉淀的类型。,22,三、影响沉淀纯度的因素,影响因素,共沉淀,表面吸附,形成混晶,吸留、包藏,后沉淀,23,三、影响沉淀纯度的因素 1共沉淀,（1）表面吸附（以 Ba
10、SO4晶体沉淀为例） 沉淀的总表面积越大，吸附杂质就越多 ；杂质离子的浓度越高，价态越高，越易被吸附；升高溶液的温度，可减少杂质的吸附。 表面吸附是胶体沉淀不纯的主要原因，可借洗涤来减少,24,三、影响沉淀纯度的因素 1共沉淀（续）,（2）吸留和包藏 吸留：由于过饱和溶液沉淀速度太快，杂质被包在沉淀内部的现象。 包藏：母液被包在沉淀中的现象。 这类共沉淀是晶形沉淀不纯的主要原因。不能用洗涤的方法将杂质除去，可借改变沉淀条件、陈化或重结晶的方法来减免。,25,三、影响沉淀纯度的因素 1共沉淀（续）,（3）混晶 杂质离子将进入晶核排列中形成混晶。 主要发生在杂质离子与构晶离子半径相近的情况。 如
11、BaSO4 PbSO4 MgNH4PO4 MgNH4AsO4 AgCl AgBr 混晶无法使用洗涤、重结晶等来消除，应预先分离杂质,26,三、影响沉淀纯度的因素 2后沉淀（续）,（1）后沉淀现象 主沉淀形成后，“诱导”杂质随后沉淀下来 （2）特点： 时间越长，后沉淀越严重； 后沉淀引入杂质量基本一定； 温度越高，后沉淀越严重； 后沉淀引入杂质的程度，有时比共沉淀严重得多。 某些沉淀的陈化时间不宜过长,27,四、减少沉淀沾污的方法,（1）选择适当分析步骤 测含多组分试样时，首先沉淀含量低的组分 （2）改变易被吸附杂质的存在形式，降低其浓度 分离除去，或掩蔽 （3）选择合适的沉淀剂 选用有机沉淀剂
12、可有效减少共沉淀 （4）优化沉淀条件 温度，浓度，试剂加入次序或速度，是否陈化 （5）再沉淀 有效减小吸留或包藏的共沉淀及后沉淀现象 （6）选择适当的洗涤液洗涤沉淀 洗去沉淀表面吸附的杂质离子,28,第四节 沉淀的条件和称量形的获得,问题 不同类型的沉淀其沉淀条件是否一样？应采用什么样的条件才能获得完全、纯净的沉淀？获得沉淀后还需要经过哪些操作才能得到符合要求的称量形？进行这些操作的注意事项是什么？,29,一、沉淀的条件 1晶形沉淀,（1）稀溶液降低过饱和度，利于生成晶形沉淀 （2）热溶液增大溶解度，减少杂质吸附 （3）充分搅拌下慢慢滴加沉淀剂防止局部过饱和 （4）加热陈化生成大颗粒纯净晶体
13、陈化：沉淀完成后，将沉淀与母液放置一段时间的过程。（加热和搅拌可以缩短陈化时间）,30,一、沉淀的条件 2无定形沉淀,（1）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 （2）条件： 浓溶液降低水化程度，使沉淀颗粒结构紧密 热溶液促进沉淀微粒凝聚，减小杂质吸附 搅拌下较快加入沉淀剂加快沉淀聚集速度 不需要陈化趁热过滤、洗涤，防止杂质包裹 适当加入电解质防止胶溶,31,一、沉淀的条件 3均匀沉淀法,（1）方法：通过某一化学反应，在溶液中缓慢、均匀地产生沉淀剂，使沉淀在溶液中缓慢地、均匀地析出，形成易过滤和洗涤的大颗粒沉淀。 （2）方法优点：避免局部过浓和相对过饱和过大现
14、象。 注意 均匀沉淀法无法避免混晶共沉淀和后沉淀现象,32,二、称量形的获得,沉淀过滤洗涤烘干或灼烧 恒重称量形 1过滤：将沉淀与母液中其他组分分离 （1）滤器的选择：漏斗或玻璃砂芯坩埚 （2）滤纸的选择：定量滤纸 选择定量滤纸原则： 无定形沉淀疏松的快速滤纸 粗晶沉淀 较紧密的中速滤纸 细晶沉淀紧密的慢速滤纸 只需烘干即可作为称量形的沉淀，选用玻璃砂芯坩埚过滤 （3）过滤方法:倾泻法,33,二、称量形的获得（续）,2洗涤：洗去杂质和母液 （1）选择洗涤液原则： 溶解度小，不易生成胶体的沉淀蒸馏水 溶解度较大的沉淀沉淀剂稀溶液 易发生胶溶的无定形沉淀易挥发电解质溶液 （2）洗涤方法：连续进行、
15、少量多次、尽量沥干 3烘干或灼烧：除去沉淀中吸留水分和洗涤液中挥发性物质，将沉淀形式定量转变为称量形式 （1）烘干 温度低, 用玻璃砂芯坩埚如AgCl, 丁二酮肟镍 （2）灼烧温度高, 用瓷坩埚（用氢氟酸处理的沉淀用铂坩埚） 注意：烘干或灼烧的温度和时间，由沉淀的性质而定 恒重滤器的恒重条件要与沉淀物的相同,34,第五节 有机沉淀剂,问题 与无机沉淀剂相比较，有机沉淀剂有什么优点？用于重量分析的有机沉淀有哪几类？螯合剂能作为沉淀剂的条件是什么？,35,一、有机沉淀剂的特点,1.选择性高 ：在一定条件下共存离子干扰少 2.沉淀的溶解度小：沉淀完全 3.沉淀吸附杂质少：易得纯净的沉淀 4.沉淀的摩尔质量大：称量相对误差小 5. 有机沉淀物组成恒定，经烘干即可称重；简化了操作,36,二、有机沉淀剂的分类,37,二、有机沉淀剂的分类,1.生成螯合物的沉淀剂 （1）沉淀剂组成特点： 多为HL型或H2L型（H3L型的较少）； 含有酸性官能团 （如COOH、OH、NOH、SH、SO3H，其中H+可被Mn+置换）和碱性官能团（如 NH2、NH、N、CO，有未共用的电子对可与Mn+形成配位键 ）,38,二、有机沉淀剂的分类（续）,（2）与Mn+的螯合反应 以8羟基喹啉与Al3+ 反应为例 Al3+置换了酸性基团OH的氢，又与碱性基团N
