1、7.1 重量分析法概述7.2 沉淀重量法 概述 沉淀重量法对沉淀形式的要求 沉淀重量法对称量形式的要求 沉淀形式与称量形式的异同 沉淀重量法对沉淀剂的要求 沉淀形成的条件 影响沉淀溶解度的因素 影响沉淀纯度的因素 沉淀条件的选择 均相沉淀法7.3 重量分析法的计算,第七章 重量分析法和沉淀滴定法,7.1 重量分析法概述,1、重量分析法的定义重量分析法,是将被测组分与试样中的其他组分分离后,转化成一定的称重形式,然后用称重方法测定该组分的含量。2、重量分析法的分类 汽化法沉淀法,汽化法,气化法是通过加热使物料中可挥发组分逸出，再经称量逸出组分或残留组分质量以测定组分含量的方法。用气化法可以测定物
2、料的水分、挥发分和灰分。,汽化法应用 (1),(1)被测组分本身是可以挥发的 例如： 氯化钡中结晶水含量的测定 水分在试样中存在的形式：吸附水，结晶 吸附水：在105110 烘干 结晶水：根据具体的物质决定，例如BaCl22H2O可以在120125 烘干。,汽化法应用 （2）,（2）被测组分经化学反应可以生成挥发性物质 。 例如：钢铁中碳含量的测定，可以采用吸收法，也可以用体积法来测定。以碱石棉的吸收法为例：钢铁试样在管式炉中高温灼烧，其中的碳与氧反应C + O2 = CO2，生成的CO2 以碱石棉吸收。,7.2 沉淀重量法,（1）定义 沉淀重量法是通过沉淀分离和称量沉淀进行物质含量测定的方法
3、。 适用于常量分析,准确度高,目前某些物质的测定仍以它为仲裁分析的公认可靠方法。,1. 沉淀重量法概述,（2）操作步骤,对沉淀剂的要求 对沉淀剂的选择 沉淀剂的用量,对沉淀形式的要求 沉淀生成的条件 影响沉淀溶解度的因素 影响沉淀纯度的因素,对称量形式的要求,样品 样品溶液+沉淀剂 沉淀1 （沉淀形式）,过滤 洗涤 烘干 灼烧 恒重,沉淀2 （称量形式）,2.沉淀重量法对沉淀形式的要求,沉淀要完全，沉淀的溶解度要小。 沉淀要纯净，尽量避免混进杂质，并应易于过滤和洗涤。 要易于转化为称量形式。,3.对称量形式的要求,组成必须与化学式完全相符（首要前提） 称量形式要稳定，不易吸收空气中的二氧化碳和
4、水分。 称量形式的摩尔质量尽可能地大，以提高灵敏度，减少称量误差。,4.沉淀形式与称重形式的异同,沉淀形式是与沉淀剂生成的沉淀，称量形式是烘干或灼烧后的沉淀，沉淀形式起分离作用，称量形式承担计量作用，体现在对两者的不同要求上。 例如：沉淀形式为：Fe（OH）3经灼烧后为：Fe2O3沉淀形式为：BaSO4，经灼烧后为：BaSO4 所以，沉淀形式与称量形式可能相同，也可能不同，视具体的情况而定。,5.对沉淀剂的要求、选择与用量,要求： （1）满足上述对沉淀形式和称量形式的要求 （2）沉淀剂应具有较好的选择性。 （3）尽可能选用易挥发或易灼烧除去 选择：例如，测定SO42- ，许多硫酸盐都难溶，而为
5、什么选择Ba2+ ？而含Ba2+的试剂很多，为什么选择BaCl2？ 用量：为了使沉淀反应完全，一般加入过量20%50%的沉淀剂。,6. 沉淀形成的条件（1）,（1）沉淀分晶形沉淀和非晶形沉淀两类 晶形沉淀：由粒径较大和内部有晶格结构的粒子组成，体积较小且易于沉降； 非晶形沉淀：是粒径微小的粒子松散聚集体，粒子内部不存在晶格结构，聚合体内含大量水分，体积较大且不易沉降，有可能形成胶体体系。,沉淀形成的条件（2）,（2）沉淀的形成过程：往试液加入沉淀剂时，沉淀构晶离子经碰撞而形成微小晶核，此后有如下可能： 形成有晶格结构的粒径较大的粒子聚合而成晶形沉淀。 晶核聚集成粒径微小的粒子再聚合而成非晶形沉
6、淀。,沉淀形成的条件（2）,形成晶形沉淀还是非晶形沉淀，以及沉淀溶解度的大小，取决于物质的本性，如Ba2+与SO42-易形成晶形沉淀，Fe3+与OH则生成非晶形沉淀。从沉淀形成过程看，溶解度较大者往往形成晶形沉淀，溶解度较小者则易生成非晶形沉淀，这与沉淀时相对过饱和度的大小有关。,沉淀形成的条件（3）,相对过饱和度：指加入沉淀剂瞬间沉淀物质的浓度Q与开始沉淀时沉淀物质的溶解度S之差（过饱和度）跟开始沉淀时其溶解度S的比值，比值越大，生成晶核数量也越多，越容易生成非晶形沉淀；反之，则生成晶形沉淀的几率大些。相对过饱和度= (Q S ) / S,沉淀或微溶化合物MA在溶液中的沉淀平衡可表示如下：M
7、A（固） MA（水） Mn+ An-,7. 影响沉淀溶解度的因素（1）,沉淀的溶解度S是指某一温度下，沉淀物的分子或离子对形式的浓度S0，又称固有溶解度。 对于强电解质来说，沉淀固有溶解度是很小的，与总溶解度相比可以忽略不计，因此可以溶度积估算沉淀的溶解度。,影响沉淀溶解度的因素（2）,1.同离子效应 即加入过量的沉淀剂使沉淀更完全或沉淀溶解度下降，例如沉淀Ba2时沉淀剂SO42-的过量加入.,2. 盐效应,电解质沉淀剂过量加入以致余量过多，溶液离子强度增大，沉淀组分离子的活度系数下降，导致沉淀溶解度增大。,3. 副反应: 沉淀剂的质子化副反应导致沉淀溶解度增大，称酸效应现象；沉淀反应过程中，
8、若有络合剂的存在，导致沉淀溶解度增大，称为络合效应。,4.其他因素,（1） 温度： 对大多数化学反应（吸热反应）来说，温度升高沉淀溶解度增大，这对于溶解度较大的沉淀不利，对于溶解度较小的沉淀则没什么影响。但是，在沉淀重量法中，沉淀时都在热溶液中进行，以利用沉淀溶解度增大来降低沉淀的相对过饱和度。,（2） 溶剂,沉淀重量法多在水溶液中进行操作，若加入可溶性有机溶剂，使溶解度较大的沉淀变得溶解度较小，有利于沉淀反应完全。,（3）沉淀颗粒的大小,一般来说，小颗粒沉淀溶解度大于颗粒粗大的沉淀。因此晶形沉淀在生成后可放置一段较长时间（陈化），而非晶形沉淀往往不进行陈化。,（4）胶体溶液与胶溶作用,若沉淀
9、条件不当，沉淀过程中有可能形成胶体溶液，微小胶体粒子可透过滤纸导致沉淀损失。加入电解质可使胶体凝聚，但电解质过量又会使胶体沉淀回复到胶体状态，称胶溶作用。沉淀重量法应避免胶体溶液的生成和胶溶作用。,8. 影响沉淀纯度的因素（1）,沉淀的玷污主要由共沉淀作用和后沉淀作用造成。 （1） 共沉淀：是指沉淀生成过程中，溶液中一些可溶性杂质被沉淀携带而一起沉淀下来的现象。 （2）后沉淀：是指沉淀在生成后放置期间，溶液中一些溶解度较小的物质会随后在沉淀表面沉淀下来的现象。,影响沉淀纯度的因素（2）,（1）陈化：将沉淀与母液放置一段时间的过程，称之为陈化。 （2）再沉淀：沉淀重量法要求尽可能得到纯净的沉淀，
10、除通过选择适当的沉淀条件、适当的洗涤液洗涤沉淀等措施外，可以进行再沉淀，即把过滤所得沉淀重新溶解，进行第二次沉淀，此时溶液中的杂质含量已大大降低，容易得到纯净的沉淀。,影响沉淀纯度的因素（3）,共沉淀和后沉淀现象对沉淀重量法是不利的，但在低含量分析中可以利用它作为分离富集痕量组分的手段。 为了获得溶解度小、尽可能纯净、易于过滤和洗涤的沉淀，应选择适当的沉淀条件。,两种类型沉淀的沉淀条件分列如下表,9. 沉淀条件的选择,a. 特点,均相沉淀法是通过另一反应使沉淀剂在体系中缓慢析出，从而使沉淀缓慢地，均匀地生成，沉淀形成过程中溶液的相对过饱和度始终很小，故可以获得颗粒粗大的沉淀，而且表面吸附的杂质
11、少，容易过滤和洗涤，也不必经过陈化。,均相沉淀法,b. 优点,采用普通的沉淀法有时由于沉淀剂局部过浓的现象难以避免，以致生成沉淀过于迅速，颗粒细小或沉淀疏松，易吸附杂质又难于过滤和洗涤。采用均相沉淀法可使沉淀状况大为改善。,c. 应用,通过水解反应逐渐改变溶液pH值使沉淀形成.例：利用生成草酸钙沉淀测定Ca2+时，于试样的酸性溶液加入H2C2O4或Na2C2O4，由于酸效应不能生成CaC2O4沉淀，再在溶液中加入尿素并加热，尿素可分解出NH3使溶液酸度均匀地逐渐下降，C2O42-的平衡浓度均匀地逐渐增大，草酸钙的粗大晶粒缓慢析出。,换算因数,在重量分析中，按下式计算待测组分的百分含量：,当称量形式不是待测组分的表示形式时，则需要由称量形式的质量计算出待测组分的质量。即：mF m 上式中，m为被测组分质量，m 为称量形式质量，F为m和m之间的比例系数，称换算因数或化学因数。,7.3 重量分析法的计算,化学因数或换算因数F的计算,F ：待测组分与称量形式的质量之间的比例系数 计算时要给待测组分的摩尔质量和称量形式的摩尔质量乘以适当系数，使分子分母中待测元素的原子数目相等。如 Fe3O4（待测组分）与 Fe2O3（称量形式）计算示例 p189,
