沉淀滴定法和重量分析法.pptx

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1、【基本要求基本要求】 掌握掌握银量法中三种确定滴定终点方法的基本银量法中三种确定滴定终点方法的基本原理、滴定条件和应用范围；沉淀溶解度及其影响原理、滴定条件和应用范围；沉淀溶解度及其影响因素，沉淀的完全程度及其影响因素，溶度积与溶因素，沉淀的完全程度及其影响因素，溶度积与溶解度，条件溶度积及其计算；重量分析法结果的计解度，条件溶度积及其计算；重量分析法结果的计算。算。 熟悉熟悉银量法滴定曲线、标准溶液的配制和标银量法滴定曲线、标准溶液的配制和标定；沉淀重量分析法对沉淀形式和称量形式的要求，定；沉淀重量分析法对沉淀形式和称量形式的要求，晶形沉淀和无定形沉淀的沉淀条件。晶形沉淀和无定形沉淀的沉淀条

2、件。 了解了解沉淀的形态和形成过程，沉淀重量分析沉淀的形态和形成过程，沉淀重量分析法的操作过程，挥发法，干燥失重。法的操作过程，挥发法，干燥失重。 第一节第一节 沉淀滴定法沉淀滴定法 定义定义: 沉淀滴定法（沉淀滴定法（Precipitation titration）是以）是以沉淀反应沉淀反应为基础的滴定分析法。为基础的滴定分析法。 Ag+Cl- AgCl Ag+SCN- AgSCN9422422102.0KspOCaCOCCa124224100 . 2KspCrOAgCrOAg2（砖红色）用于沉淀滴定分析的化学反应必须符合的用于沉淀滴定分析的化学反应必须符合的条件：条件：1.沉淀溶解度必须很

3、小，反应能定量完成沉淀溶解度必须很小，反应能定量完成2.反应速度要快，不易形成过饱和溶液反应速度要快，不易形成过饱和溶液 3.有确定终点的简单方法有确定终点的简单方法4.沉淀吸附现象不严重沉淀吸附现象不严重 ，无玷污，无玷污5.沉淀要有固定的组成，便于计算沉淀要有固定的组成，便于计算目前应用较广的为生成目前应用较广的为生成难溶性银盐难溶性银盐的反应的反应 利用生成难溶性银盐的滴定法，习惯上称为利用生成难溶性银盐的滴定法，习惯上称为银量法银量法（aregentometric method）。本法可用来测定含）。本法可用来测定含Cl-、Br-、I-、SCN-及及Ag+等离子的化合物。等离子的化合物

4、。一、银量法基本原理一、银量法基本原理Ag+X- AgX 其中X代表Cl-、Br-、I-及SCN-等离子。 （一）滴定曲线（一）滴定曲线 以 AgNO3溶液（0.1000 molL）滴定20.00 ml NaCl溶液（0.1000 molL）为例：1. 滴定滴定开始前开始前 溶液中氯离子浓度为溶液的原始浓度 Cl-= 0.1000 mol/L pCl = -lgl.00010-1 = l.002. 滴定至滴定至化学计量点前化学计量点前 加入 AgNO3溶液 18.00ml时，溶液中 Cl-浓度为： 而Ag+浓度则因为 Ag+Cl- = Ksp = 1.5610-10 pAgpCl = -lgK

5、sp = 9.74 故 pAg = 9.74 - 2.28 = 7.46同理，当加入AgNO3溶液 19.98ml时，溶液中剩余的Cl-浓度为：Cl-= 5.0 10-5 pCl = 4.30 pAg = 5.44279. 2pCl1026. 500.1800.2000. 21000. 0Cl33. 化学化学计量点时计量点时 溶液是AgCl的饱和溶液 pAg = pCl = pKsp/2= 4.87 4. 化学计量点化学计量点后后 Ag+浓度由过量的AgNO3浓度决定，当滴入 AgNO3溶液 20.02ml时（过量 AgNO3 0.02ml时 则Ag+= 5.010-5 molL。 pAg 4

6、.30 pCl 9.74- 4.30 5.44突跃影响因素：溶度积常数 溶液浓度分步滴定：AgI最先被滴定，AgCl最后被滴定，形成3个突跃滴定曲线说明以下几点：滴定曲线说明以下几点：（l） pX与与 pAg两条曲线以两条曲线以化学计量点对称化学计量点对称。这表示随着滴定。这表示随着滴定 的进行，溶液中的进行，溶液中Ag+浓度增加时浓度增加时, X-以相同的比例减小；而以相同的比例减小；而化学计量点时，两种离子浓度相等，即两条曲线在化学计化学计量点时，两种离子浓度相等，即两条曲线在化学计量点相交。量点相交。（2）与酸碱滴定）与酸碱滴定曲线相似曲线相似，滴定开始时溶液中，滴定开始时溶液中 X-浓

7、度较大，浓度较大， 滴入滴入 Ag+所引起的所引起的 X-浓度改变不大，曲线比较平坦，近浓度改变不大，曲线比较平坦，近 化学计量点时，溶液中化学计量点时，溶液中X-浓度已很小，再滴入少量浓度已很小，再滴入少量Ag+即即 引起引起X-浓度发生很大变化而浓度发生很大变化而形成突跃形成突跃。（3）突跃范围的）突跃范围的大小大小，取决于沉淀的溶度积常数，取决于沉淀的溶度积常数Ksp和溶液和溶液 的的浓度浓度。Ksp越小，突跃范围大。若溶液的浓度越大，越小，突跃范围大。若溶液的浓度越大， 则突跃范围越大。则突跃范围越大。二、指示终点的方法二、指示终点的方法 铬酸钾指示剂法（Mohr莫尔法） 铁铵矾指示剂

8、法（Volhard佛尔哈德法） 吸附指示剂法（Fajan法扬司法）（一）铬酸钾指示剂法（一）铬酸钾指示剂法 用硝酸银标准溶液滴定氯化物或溴化物时，采用铬酸钾为用硝酸银标准溶液滴定氯化物或溴化物时，采用铬酸钾为指示剂，滴定反应为：指示剂，滴定反应为： 终点前终点前 Ag+Cl- AgCl 终点时终点时 2Ag+CrO4- Ag2CrO4（砖红色砖红色） 原理原理： 因为因为Ag2CrO4沉淀具有砖红色，能明显地显示沉淀具有砖红色，能明显地显示 滴定终点；滴定终点； Ag2CrO4的溶度积常数的溶度积常数 Ksp = 1.110-12，使其，使其 刚过化刚过化 学计量点，即学计量点，即 Ag+稍有

9、过量立刻产生稍有过量立刻产生 Ag2CrO4沉沉 淀，而定量地指示出淀，而定量地指示出Ag+与与Cl-的化学计量点的化学计量点 AgCl的的Ksp Ag2CrO4的的Ksp,为何先生成为何先生成AgCl ?AgCl和和 Ag2CrO4的溶解度大小的溶解度大小 设沉淀溶解度为设沉淀溶解度为s mol/LLmolKsssClAgKAgClspsp/1034. 1108 . 1:510LmolKssssCrOAgKCrOAgspsp/107 . 64102 . 144)2(:431233224242滴定条件：1.指示剂用量：浓度必须合适，太大太大会使终点提前，而且CrO42-本身的黄黄色也会影响终点

10、的观察，若太小太小又会使终点滞后，影响滴定的准确度。 计量点时：Ag+sp=Cl-sp=K1/2sp(AgCl) CrO42-= Ksp(Ag2CrO4)/ Ag+sp2 = Ksp(Ag2CrO4)/ Ksp(AgCl) =1.1110-2 molL-1 在实际滴定中，通常在反应液总体积为 50100ml的溶液中，加入 5（g/ml）铬酸钾指示液约12ml 。2.溶液的酸度：溶液的酸度： 滴定应在滴定应在中性或微碱性中性或微碱性(pH6.5-10.5)条件下进行条件下进行 若溶液若溶液酸酸度过高，则度过高，则Ag2CrO4溶解：溶解： Ag2CrO4+H+2Ag+ + HCrO4- 不产生沉

11、淀不产生沉淀若溶液若溶液碱碱性太强，则析出性太强，则析出Ag2O沉淀：沉淀： 2Ag+2OH-2AgOH Ag2O+H2O 滴定液中如果有铵盐存在，则易生成滴定液中如果有铵盐存在，则易生成Ag(NH3) 2+;而使而使AgCl和和Ag2CrO4溶解。如果溶液中有氨存在时，必须用溶解。如果溶液中有氨存在时，必须用酸酸中和中和。当有铵盐存在时，如果溶液的碱性较强，也会。当有铵盐存在时，如果溶液的碱性较强，也会增大增大NH3的浓度。实验证明，当的浓度。实验证明，当CNH4+ 0.05 molL-1时，时，溶液的溶液的pH宜控制在宜控制在pH6.5-7.2。 3.先产生的先产生的AgCl沉淀容易吸附溶

12、液中的沉淀容易吸附溶液中的Cl-，使溶液中的，使溶液中的Cl-浓度降低，以致终点提前而引入误差。因此，滴定时必须浓度降低，以致终点提前而引入误差。因此，滴定时必须剧烈摇动剧烈摇动。如果测定。如果测定Br-时，时，AgBr沉淀吸附沉淀吸附Br-更为严重，更为严重，所以滴定时更要剧烈摇动，否则会引入较大的误差。所以滴定时更要剧烈摇动，否则会引入较大的误差。4.凡与凡与Ag+能生成沉淀的能生成沉淀的阴离子阴离子如如PO43-、AsO43-、SO32-、S2-、CO32-、C2O42-等；与等；与CrO42-能生成沉淀的能生成沉淀的阳离子阳离子如如Ba2+、Pb2+等，大量的等，大量的有色离子有色离子

13、Cu2+、Co2+、Ni2+等；以及在中性等；以及在中性或微碱性溶液中易发生水解的离子如或微碱性溶液中易发生水解的离子如Fe3+、A13+等，都干扰等，都干扰测定，应测定，应预先分离预先分离。应用范围应用范围主要用于以主要用于以AgNO3标准溶液直接滴定标准溶液直接滴定Cl-、Br-和和CN-的反应，的反应，而不适用于滴定而不适用于滴定I-和和SCN-，也不适用于，也不适用于NaCl标准溶液直接标准溶液直接滴定滴定Ag+， Ag2CrO4 转化成转化成AgCl速率极慢。速率极慢。（二）铁按矾指示剂法（二）铁按矾指示剂法 原理：是用原理：是用NH4SCN（或（或KSCN）为标准溶液，为标准溶液，

14、 NH4Fe(SO4)2 为指示剂的滴定方法。分直接滴定法和返滴定法为指示剂的滴定方法。分直接滴定法和返滴定法1.直接滴定法：在酸性条件下直接滴定法：在酸性条件下,以铁铵矾作指示剂以铁铵矾作指示剂,用用KSCN或或 NH4SCN标准溶液滴定含标准溶液滴定含Ag+的溶液的溶液 终点前终点前 Ag+ SCN- AgSCN （白色）（白色） 终点时终点时 Fe3+ SCN- Fe（SCN）2+ （ 红色红色） 酸度控制：酸度控制：0.1-1mol/L 酸度过低酸度过低Fe3+ 易水解易水解 Fe3+ 浓度：浓度：0.015mol/L 维持配位平衡，本身黄色的影响维持配位平衡，本身黄色的影响 滴定时充

15、分振摇，防止吸附滴定时充分振摇，防止吸附Ag+ ，避免终点过早出现，避免终点过早出现 应用：测定应用：测定Ag+ 2. 返滴定法返滴定法 在含有卤素离子的在含有卤素离子的HNO3溶液中，加入一溶液中，加入一定量的过量定量的过量的的AgNO3，以铁铵矾为指示剂，用，以铁铵矾为指示剂，用NH4SCN标准溶液返滴定过标准溶液返滴定过量的量的AgNO3 滴定前反应滴定前反应 Ag+ X- AgX 滴定反应滴定反应 Ag+ SCN- AgSCN （白色）（白色） 指示终点反应指示终点反应 Fe3+SCN- Fe（SCN）2+ （红色红色） 终点存在沉淀转化终点存在沉淀转化 AgCl+ SCN- AgSC

16、N + Cl- 终点终点推后推后， Fe（SCN）2+红色不及时出现，直到建立以下平衡红色不及时出现，直到建立以下平衡多消耗了多消耗了NH4SCN标准溶液，避免误差，采取措施：标准溶液，避免误差，采取措施：滤过滤过AgCl；加入有机溶剂包裹；加入有机溶剂包裹AgCl；提高；提高Fe3+的浓度的浓度0.2mol/L；酸度控制；酸度控制0.1-1mol/L应用范围：测定应用范围：测定Cl-，Br-，I-，CN-，SCN-等离子。等离子。164101 . 1108 . 1KKSCNCl1210)AgSCN(sp)AgCl(sp（三）吸附指示剂法（三）吸附指示剂法 用硝酸银标准溶液、以吸附指示剂确定滴

17、定终点的方法用硝酸银标准溶液、以吸附指示剂确定滴定终点的方法 吸附指示剂是一类有机染料，被沉淀表面吸附发生结构改吸附指示剂是一类有机染料，被沉淀表面吸附发生结构改变引起颜色变化，酸性、碱性染料变引起颜色变化，酸性、碱性染料 用用AgNO3滴定滴定Cl-，荧光黄荧光黄为指示剂（为指示剂（HFln) 终点前终点前 HFln H+ + Fln- 溶液呈溶液呈黄绿色黄绿色 Cl- 过量过量 AgClCl-：M+ 终点时终点时 Ag+稍过量稍过量 AgClAg+：Fln- 沉淀带正电荷吸附沉淀带正电荷吸附Fln-即：即：AgClAg+ Fln- AgClAg+Fln- 溶液呈溶液呈粉红色粉红色应用吸附指

18、示剂时需应用吸附指示剂时需注意注意几点：几点： （1）由于颜色变化是发生在胶态沉淀的表面。因）由于颜色变化是发生在胶态沉淀的表面。因此应尽量使此应尽量使AgX沉淀具有较大的沉淀具有较大的表面积表面积 ，常加，常加入入糊精糊精等保持胶体状态。等保持胶体状态。（2）胶体颗粒对指示剂的吸附力，应略）胶体颗粒对指示剂的吸附力，应略小于小于被测被测离子的吸附力。即滴定稍过化学计量点就立即离子的吸附力。即滴定稍过化学计量点就立即吸附指示剂离子而变色。吸附指示剂离子而变色。 I- 二甲基二碘荧光黄二甲基二碘荧光黄 Br- 曙红曙红 Cl- 荧光黄荧光黄 （3）溶液的）溶液的pH值值应适当，一般吸附指示剂多是

19、有机弱酸，应适当，一般吸附指示剂多是有机弱酸， 而起指示作用的主要是而起指示作用的主要是阴离子阴离子。因此，为了使指示剂。因此，为了使指示剂 主要以阴离子形式存在，必须控制滴定液的主要以阴离子形式存在，必须控制滴定液的pH值。值。 荧光黄荧光黄pKa=7 适用范围适用范围pH7.0-10.0 若若pH小于小于7.0 荧光黄以荧光黄以HFln形式存在不被吸附形式存在不被吸附（4）滴定应）滴定应避免避免在在强光强光照射下进行，吸附着指示剂的卤化照射下进行，吸附着指示剂的卤化 银胶体对光极为敏感。银胶体对光极为敏感。（5）指示剂的离子与加入的滴定剂离子应带有）指示剂的离子与加入的滴定剂离子应带有相反

20、电荷相反电荷。（6）溶液浓度不能太稀。）溶液浓度不能太稀。 用于用于Ag+、Cl-、Br-、I-、SO42-等离子的测定。等离子的测定。 Fajans法常用吸附指示剂法常用吸附指示剂指示剂指示剂pKa测定对象测定对象滴定剂滴定剂颜色变化颜色变化滴定条滴定条件件(pH)荧光黄荧光黄7Cl-,Br-,I-, Ag+黄绿黄绿 粉红粉红710二氯二氯荧光黄荧光黄 4Cl-,Br-,I-Ag+黄绿黄绿 粉红粉红410曙红曙红2Br-,I-, SCN-Ag+粉红粉红 红紫红紫210甲基紫甲基紫Ag+Cl-红红 紫紫酸性酸性沉淀对卤离子及指示剂的吸附能力：沉淀对卤离子及指示剂的吸附能力：ISCNBrCl 曙

21、曙红红荧荧光光黄黄 三、标准溶液与基准物质三、标准溶液与基准物质 基准物质基准物质 市售的一级纯硝酸银（或基准硝酸银）和氯化钠。 标准溶液标准溶液 硝酸银标准溶液 可用基准硝酸银精密称定，定容溶解制成。也可用分析纯硝酸银配制，再用基准NaCl标定。于棕色瓶中避光保存。 硫氰酸铵（或硫氰酸钾）标准溶液可用已标定好的AgNO3标准溶液，按铁铵矾指示剂法的直接滴定法进行标定。 银量法标液的配制，标定和计银量法标液的配制，标定和计算算 例 称取基准试剂NaCl 0.2000g，溶于水，加入AgNO3标准溶液50.00ml，以铁铵矾作指示剂，用NH4SCN标准溶液滴定，用去25.00ml。已知1.00m

22、lNH4SCN标准溶液相当于1.20ml AgNO3 标准溶液。计算AgNO3和NH4SCN溶液的浓度。 解：已知NaCl的摩尔质量144.58molgM11711. 0)00.2520. 100.50(44.5810002000. 03LmolCAgNO12053. 000. 120. 11711. 04LmolCSCNNH 银量法标液的配制，标定和计银量法标液的配制，标定和计算算 计算NaCl的百分含量。 例 称取食盐0.2000g，溶于水，以K2CrO4作指示剂，用0.1500mol/L AgNO3标准溶液滴定，用去22.50ml，解：已知NaCl的摩尔质量144.58molgM62.9

23、81002000. 044.58100050.221500. 0%NaCl 硝酸银滴定液硝酸银滴定液(0.1mol/L) AgNO3169.87 16.99g1000ml 【配制配制】 取硝酸银取硝酸银17.5g,加水适量使溶解成加水适量使溶解成1000ml，摇匀。，摇匀。 【标定标定】 取在取在110干燥至恒重的干燥至恒重的基准氯化钠基准氯化钠约约0.2g,精密精密称定称定,加水加水50ml使溶解使溶解,再加糊精溶液再加糊精溶液(150)5ml，碳酸钙，碳酸钙0.1g与与荧光黄荧光黄指示液指示液8滴滴,用本液滴定至浑浊液由黄绿色变为微红用本液滴定至浑浊液由黄绿色变为微红色。每色。每1ml硝酸

24、银滴定液硝酸银滴定液(0.1mol/L)相当于相当于5.844mg的氯化钠。的氯化钠。根据本液的消耗量与氯化钠的取用量，算出本液的浓度，即根据本液的消耗量与氯化钠的取用量，算出本液的浓度，即得。得。 【贮藏贮藏】 置玻璃塞的棕色玻瓶中，密闭保存。置玻璃塞的棕色玻瓶中，密闭保存。 氯化钠注射液氯化钠注射液 本品为氯化钠的等渗灭菌水溶液。含氯化钠(NaCl)应为0.8500.950(g/ml)。 【性状】 本品为无色的澄明液体；味微咸。 【鉴别】 本品显钠盐与氯化物的鉴别反应（附录）。 【检查】 pH值 应为4.5 7.0 （附录 H）。 重金属 取本品50ml，蒸发至约20ml，放冷，加醋酸盐缓

25、冲液(pH3.5)2ml与水适量使成25ml，依法检查（附录 H第一法），含重金属不得过千万分之三。不溶性微粒 取装量为100ml 以上的本品1 瓶，依法检查（附录 C），应符合规定。 细菌内毒素 取本品，依法检查（附录 E），每1ml中含内毒素量不得过0.5EU。 其他 应符合注射剂项下有关的各项规定（附录 B）。 【含量测定】 精密量取本品10ml,加水40ml、2糊精溶液5ml与荧光黄指示液58滴，用硝酸银滴定液(0.1mol/L)滴定。每1ml硝酸银滴定液(0.1mol/L)相当于5.844mg 的NaCl。 【类别】 同氯化钠。 【规格】 (1) 10ml:90mg (2) 100m

26、l:0.9g (3) 250ml:2.25g (4) 500:4.5g (5) 1000ml:9g 【贮藏】 密闭保存。 第二节第二节 重量分析法重量分析法 以质量为测量值的分析方法，习惯上称为重量分析法（gravimetric analysis method）。测定时先用适当的方法将被测组分与试样中的其他组分分离，然后转化为一定的称量形式，称重，从而求得该组分的含量。 根据分离方法的不同，重量分析一般可分为挥发法、萃取法和沉淀法。 沉淀法是利用沉淀反应，将被测组分转化成难溶物，以沉淀形式从溶液中分离出来。然后经过滤、洗涤、烘干或炽灼、最后称重，计算其含量的方法。 挥发法是利用物质的挥发性质，

27、通过加热或其他方法使被测组分从试样中挥发逸出。 萃取法（liqulid-liqulid extraction）又叫溶剂萃取法（solvent extraction ）。这种方法是把待测物质从一个液相转移到另一个液相以达到分离的目的。如溶解在水中的样品溶液同与水不相溶的有机溶剂一起振荡，这时样品内待测组分进入有机溶剂中，另一些组分仍留在水相中。将有机溶剂相与水相分离，挥去有机溶剂后用称重测定其含量。一、沉淀重量分析法 沉淀重量法是利用沉淀反应，将被测组分转化成难溶物，以沉淀形式从溶液中分离出来，经过滤过、洗涤、烘干活灼烧成称量形式称量，计算其含量的方法。 沉淀形式（precipitation f

28、orm）：沉淀的化学组成 称量形式（weighing form)：沉淀经处理后，供最后称量的化学组成 待测离子待测离子 沉淀剂沉淀剂 沉淀形式沉淀形式 处理过程处理过程 称量形式称量形式过滤 8000CBa2+ + 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，也可以不同对对沉淀形式（沉淀形式（precipitation form）的要求的要求 沉淀的沉淀的溶解度溶解度必须很小。沉淀溶解损失的量应不超出必须很小。沉淀溶解损失的量

29、应不超出分析天平的称量误差范围（分析天平的称量误差范围（ 0.2 mg），这样才能保），这样才能保证反应定量完全。证反应定量完全。沉淀必须沉淀必须纯净纯净，尽量避免其它杂质的沾污。，尽量避免其它杂质的沾污。沉淀形状应尽可能便于沉淀形状应尽可能便于过滤和洗涤过滤和洗涤。为此尽量希望获。为此尽量希望获得粗大的晶形沉淀。如果是无定形沉淀，应注意掌握得粗大的晶形沉淀。如果是无定形沉淀，应注意掌握沉淀条件，改善沉淀的性质。沉淀条件，改善沉淀的性质。沉淀应易于沉淀应易于转化转化为具有固定组成的称量形式。为具有固定组成的称量形式。对对称量形式（称量形式（weighing form) 的要求的要求 称量形式必

30、须有确定的称量形式必须有确定的化学组成化学组成，否则将失去定量的，否则将失去定量的依据。依据。称量形式要称量形式要稳定稳定，不受空气中的水分、氧气和二氧化，不受空气中的水分、氧气和二氧化碳的影响。碳的影响。称量形式的称量形式的摩尔质量要大摩尔质量要大，在称量形式中被测组分的，在称量形式中被测组分的百分含量要小，这样可减少称量误差，提高分析结果百分含量要小，这样可减少称量误差，提高分析结果的准确度。的准确度。 重量法测定Al3+，可以用氨水沉淀为Al（OH）3后，炽灼成Al2O3称量。也可以用8-羟基喹琳沉淀为8-羟基喹琳铝（C9H6NO）3Al，干燥后称量。按这两种称量形式计算，0.1000

31、g铝可获得0.1888g Al2O3或1.7029 g（C9H6NO）3Al。分析天平的称量误差一般为0.2 mg。对于上述两种称量形式，称量不准确而引起的相对误差分别为： 显然用8-羟基喹琳重量法测定铝准确度高。%1 . 0%1001888. 00002. 0%32OAl%01. 0%1007029. 10002. 0%)(369AlNOHC1. 沉淀的形态沉淀的形态 晶形沉淀晶形沉淀：如：如 BaSO4是典型的晶形沉淀；晶形沉淀的颗粒是典型的晶形沉淀；晶形沉淀的颗粒直径约为直径约为0.11 m， 无定形沉淀无定形沉淀：无定形沉淀又称：无定形沉淀又称非晶形沉淀非晶形沉淀或胶状沉淀。，或胶状沉

32、淀。， Fe2O3nH2O是典型的非晶形沉淀。它们的主要差别是沉淀是典型的非晶形沉淀。它们的主要差别是沉淀颗粒大小不同，无定形沉淀的颗粒直径一般小于颗粒大小不同，无定形沉淀的颗粒直径一般小于0.02 m，凝乳状沉淀凝乳状沉淀（AgCl）的颗粒大小，介于两者之间。）的颗粒大小，介于两者之间。 生成的沉淀属于哪种类型首先取决于沉淀的生成的沉淀属于哪种类型首先取决于沉淀的性质性质，同时也，同时也与形成沉淀时的与形成沉淀时的条件条件以及沉淀的以及沉淀的预处理预处理密切相关密切相关 晶形沉淀是由较大的沉淀颗粒组成，内部排列较规则，晶形沉淀是由较大的沉淀颗粒组成，内部排列较规则，结构紧密，易过滤洗涤。无定

33、形沉淀是由许多疏松微小沉淀结构紧密，易过滤洗涤。无定形沉淀是由许多疏松微小沉淀颗粒聚集在一起组成的。沉淀颗粒排列杂乱无章，其中又包颗粒聚集在一起组成的。沉淀颗粒排列杂乱无章，其中又包含大量数目不定的水分子，形成疏松絮状沉淀，体积大，不含大量数目不定的水分子，形成疏松絮状沉淀，体积大，不但容易吸附杂质，而且难于过滤和洗涤。但容易吸附杂质，而且难于过滤和洗涤。2. 沉淀的形成 一种沉淀物的形成过程，分为一种沉淀物的形成过程，分为晶核形成晶核形成和和晶核长大晶核长大两个过两个过程。程。 晶核的形成晶核的形成 均相成核作用和异相成核作用。均相成核作用和异相成核作用。 均相成核均相成核 过饱和溶液中，组

34、成沉淀物质的离子，由于静电过饱和溶液中，组成沉淀物质的离子，由于静电作用缔合起来，自发的形成晶核，从均匀液相中自发的产作用缔合起来，自发的形成晶核，从均匀液相中自发的产生晶核的过程生晶核的过程 异相成核异相成核 在介质和容器中的大量肉眼看不到的微粒起晶在介质和容器中的大量肉眼看不到的微粒起晶核作用，离子或离子群扩散到这些微粒上诱导沉淀形成核作用，离子或离子群扩散到这些微粒上诱导沉淀形成 晶形沉淀沉淀微粒晶核构晶离子无定形沉淀沉淀微粒晶核构晶离子定向排列长大过程成核作用凝集长大过程成核作用 溶液中有了晶核以后，过饱和溶液中的溶质在晶核上沉积，溶液中有了晶核以后，过饱和溶液中的溶质在晶核上沉积，逐

35、渐成长为沉淀颗粒，颗粒大小由聚集速度和定向速度的相逐渐成长为沉淀颗粒，颗粒大小由聚集速度和定向速度的相对大小决定。对大小决定。 聚集速度：聚集速度：构晶离子聚集成晶核，进一步积聚成沉淀颗粒的构晶离子聚集成晶核，进一步积聚成沉淀颗粒的速度速度 定向速度：定向速度：构晶离子在自己的晶核上按一定顺序排列于晶格构晶离子在自己的晶核上按一定顺序排列于晶格内，晶核继续长大内，晶核继续长大 在沉淀过程中，如果聚集速度大，而定向速度小，则生成的在沉淀过程中，如果聚集速度大，而定向速度小，则生成的晶核数较多，却来不及排列成晶格，从而得到晶核数较多，却来不及排列成晶格，从而得到无定形沉淀无定形沉淀。反之，如果定向

36、速度大于聚集速度，则构晶离子在自己的晶反之，如果定向速度大于聚集速度，则构晶离子在自己的晶核上有足够时间进行晶格排列，最后得到核上有足够时间进行晶格排列，最后得到晶形沉淀晶形沉淀。 聚积速度取决于沉淀时溶液中沉淀物质的聚积速度取决于沉淀时溶液中沉淀物质的过饱和度过饱和度和和溶解度溶解度。 相对过饱和度相对过饱和度S:晶核的溶解度晶核的溶解度Q：加入沉淀剂瞬间沉淀物质的浓度：加入沉淀剂瞬间沉淀物质的浓度Q - S：过饱和度：过饱和度K：常数，与沉淀的性质、温度、介质等有关：常数，与沉淀的性质、温度、介质等有关冯冯韦曼韦曼(Von Weimarn)经验公式经验公式Q SKS-=聚积速度聚积速度溶度

37、积与溶解度溶度积与溶解度 在含有难溶电解质固体的饱和溶液中，存在着固在含有难溶电解质固体的饱和溶液中，存在着固体与其解离出的离子间的平衡，称之为沉淀体与其解离出的离子间的平衡，称之为沉淀-溶解平衡溶解平衡.难溶化合物难溶化合物MA在饱和溶液中的平衡可表示为在饱和溶液中的平衡可表示为 MA（固）（固） M + A式中式中MA(固固)表示固态的表示固态的MA，在一定温度下它的溶度，在一定温度下它的溶度积积Ksp是一常数，即是一常数，即3.沉淀的完全程度及其影响因素 M+A-= S2KspMmAn型难溶盐的溶解度为：型难溶盐的溶解度为：nmnmsp-mnnmKnAmMSmMn例 Ag2CrO4的 K

38、sp = 1.1 10-12，不考虑水解求Ag2CrO4的溶解度 Ag2CrO4 2Ag+ CrO42- 2S S KspAg+2CrO42-（2S）2（S）4S3 沉淀溶解损失不超过分析天平的称量误差0.2mg， 即可认为完全沉淀 但往往是条件溶度积g10503. 64/101 . 14/KS53123SPaAmMspspnmnmspKKnmKS 同离子效应（common ion effect) 当沉淀反应达到平衡后，如果向溶液中加入含有某一构晶离子的试剂或溶液，可降低沉淀的溶解度，例如用重量法测SO42-，当加等量BaCl2时，在200 ml溶液中，溶解的BaSO4重量为： 已超过重量分析

39、要求。若加入过量BaCl2剂，当沉淀反应达到平衡时，Ba2+=0.01 molL，则200ml中溶解的BaSO4重量为：2mg. 0g0005. 02 . 04 .233101 . 12 . 04 .233K10SP2mg.01052 .04 .23301.0101 .1710g4. 影响沉淀溶解度的因素 盐效应盐效应 在难溶电解质的饱和溶液中，加入与之无关的其它强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。电解质时，可以使其溶解度进一步增大的现象叫做盐效应。如在如在PbI2黄色沉淀中加入黄色沉淀中加入NaNO3后，沉淀可以发生溶解现后，沉

40、淀可以发生溶解现象。象。 实验结果表明，当溶液中实验结果表明，当溶液中KNO3的浓度由的浓度由0增大到增大到0.01mol/L时，时，AgCl的溶解度可增大的溶解度可增大12，而，而BaSO4的溶的溶解度则增大解度则增大70。 对于同离子效应，当加入的强电解质浓度过大时，也对于同离子效应，当加入的强电解质浓度过大时，也会产生盐效应或其它副反应。会产生盐效应或其它副反应。S/S01.61.41.21.00.001 0.005 0.01KNO3 / (molL-1)BaSO4AgCl酸效应酸效应(acid effect) 溶液的酸度对沉淀溶解度的影响。溶液的酸度对沉淀溶解度的影响。酸效应对酸效应对

41、对强酸型对强酸型沉淀物的溶解度影响不大，沉淀物的溶解度影响不大， 但对但对弱酸盐和多元酸盐以及本弱酸盐和多元酸盐以及本身是沉淀的弱酸身是沉淀的弱酸影响较大，必须控制适宜的酸度。影响较大，必须控制适宜的酸度。 因为酸度变化，构晶离子会与溶液中的因为酸度变化，构晶离子会与溶液中的H+或或OH-反应，降反应，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沉淀溶解度增大CaC2O4 Ca2+ + C2O42-C2O42- + H+ HC2O4-HC2O4-+ H+ H2C2O4例：试比较 pH = 2.0和 pH = 4.0的条件下

42、CaC2O4的沉淀 溶解度。 52219)(104 . 6109 . 510242aaOCaCSPKKK，已知LmolSpH/101 . 6180 . 00 . 24H，LmolSpH/102 . 76 . 20 . 45H，由计算得知在pH=2时的溶解度已经超过重量分析要求，在pH=4时在误差允许范围内，沉淀应在pH4-12的溶液中进行。配位效应配位效应( complex effect ) 溶液中存在的络合剂与生成沉淀的离子形成络合物，溶液中存在的络合剂与生成沉淀的离子形成络合物，使沉淀的溶解度增大（甚至不产生沉淀）的现象。使沉淀的溶解度增大（甚至不产生沉淀）的现象。 1）配位效应促使沉淀配

43、位效应促使沉淀-溶解平衡移向溶解一方，从而增溶解平衡移向溶解一方，从而增 大溶解度大溶解度 2）当沉淀剂本身又是配位剂时，应避免加入过多当沉淀剂本身又是配位剂时，应避免加入过多;既有既有 同离子效应，又有配位效应，应视浓度而定同离子效应，又有配位效应，应视浓度而定 Ag+ + Cl- AgCl AgCl + 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，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，溶解度越大，配合物越稳定， 配位效应越显著配位效应越显著计算计算 AgI 在在0.01mol/L的的NH3中的

44、溶解度中的溶解度3.8lg，3.2lg的)Ag(NH，108.3K已知212317）AgI（SP323231)(100 . 113NHNHNHAgLmolKSNHAgSP/109 . 2100 . 1103 . 87317)(23其他因素：其他因素：A温度：温度： T ，S ，溶解损失，溶解损失 （合理控制）（合理控制）B溶剂极性：溶剂极性： 溶剂极性溶剂极性 ，S，溶解损失，溶解损失 （加入有机溶剂）（加入有机溶剂）C沉淀颗粒度大小：沉淀颗粒度大小： 同种沉淀，颗粒同种沉淀，颗粒 ，S ，溶解损失，溶解损失（粗大晶体）（粗大晶体） D胶体形成：胶体形成： “胶溶胶溶”使使S，溶解损失，溶解损

45、失（加入大量电解质可破坏之）（加入大量电解质可破坏之）E水解作用：水解作用： 某些沉淀易发生水解反应，对沉淀造成影响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温度对沉淀溶解度的影响 注：根据沉淀受注：根据沉淀受温度影响程度选温度影响程度选择合适温度择合适温度v 沉淀沉淀加热溶液加热溶液v 陈化陈化加热微沸加热微沸v 过滤、洗涤沉淀过滤、洗涤沉淀 温度影响大的沉温度影响大的沉淀淀冷至室温再冷至室温再过滤洗涤过滤洗涤 温度影响小的沉温度影响小的沉淀淀趁热过滤洗趁热过滤洗涤涤5. 影响沉淀纯度的因素影响沉淀纯度的因素1.共沉淀共沉淀(coprecipitation)当沉淀从溶液中析

46、出时，当沉淀从溶液中析出时，溶液中某些可溶性杂质也会夹杂在沉淀中沉下溶液中某些可溶性杂质也会夹杂在沉淀中沉下来，混杂于沉淀中，这种现象称为共沉淀来，混杂于沉淀中，这种现象称为共沉淀 .主要主要误差来源之一误差来源之一 例如，用沉淀剂例如，用沉淀剂BaCl2沉淀沉淀SO42-时，如试液中含时，如试液中含有有Fe3+ ，则在，则在BaSO4沉淀中常含有沉淀中常含有Fe2(SO4)3 。产生共沉淀的原因是表面吸附、形成混晶、吸产生共沉淀的原因是表面吸附、形成混晶、吸留和包藏等，其中主要是表面吸附。留和包藏等，其中主要是表面吸附。（1）表面吸附表面吸附 由于沉淀表面离子电荷的作用力未完全由于沉淀表面离

47、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。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。优先吸附：表面上，形成第一吸附层。优先吸附： a.与沉淀中的离子相同的；与沉淀中的离子相同的； b.大小相近、电荷相等的离子；大小相近、电荷相等的离子； c.能与沉淀中的离子生成溶解度较小的物质能与沉淀中的离子生成溶解度较小的物质 的离子。的离子。 第一吸附层又吸引带相反电荷的离子，构成电第一吸附层又吸引带相反电荷的离子，

48、构成电中性的双电层。沉淀吸附杂质的量还与下列因中性的双电层。沉淀吸附杂质的量还与下列因素有关：素有关： a.沉淀的总表面积沉淀的总表面积 b.杂质离子的浓度杂质离子的浓度 c.温度温度 吸附与解吸是可逆过程，吸附是放热过程，所吸附与解吸是可逆过程，吸附是放热过程，所以增高溶液温度，沉淀吸附杂质的量将减少。以增高溶液温度，沉淀吸附杂质的量将减少。BaSO4晶体表面吸附示意图 沉淀表面形成双电层：沉淀表面形成双电层： 吸附层吸附层吸附剩余构晶离子吸附剩余构晶离子SO42- 扩散层扩散层吸附阳离子或抗衡离子吸附阳离子或抗衡离子Fe3+AgCl胶体表面吸附胶体表面吸附示意图示意图减小方法减小方法制备大

49、颗粒沉淀或制备大颗粒沉淀或晶形沉淀晶形沉淀. 适当提高溶液温度适当提高溶液温度. 洗涤沉淀，减小表洗涤沉淀，减小表面吸附面吸附.（2）混晶或固溶体）混晶或固溶体 如果试液中的杂质与沉淀具有如果试液中的杂质与沉淀具有相同的晶格相同的晶格，或杂，或杂质离子与构晶离子具有相同的质离子与构晶离子具有相同的电荷电荷和相近的和相近的离子离子半径半径，杂质将进入晶格排列中形成混晶。，杂质将进入晶格排列中形成混晶。 （3）吸留和包埋）吸留和包埋 吸留是被吸附的杂质机械地嵌入沉淀中吸留是被吸附的杂质机械地嵌入沉淀中 包埋常指母液机械地包埋在沉淀中包埋常指母液机械地包埋在沉淀中例：例：BaSO4与PbSO4 ，A

50、gCl与AgBr 同型混晶同型混晶 BaSO4中混入KMnO4（粉红色粉红色） 异型混晶异型混晶 最好先将这类杂质分离。2.后沉淀后沉淀 后沉淀是由于沉淀速度的差异，而在已形成的后沉淀是由于沉淀速度的差异，而在已形成的沉淀上形成第二种不溶物质。沉淀上形成第二种不溶物质。例：例：金属硫化物的沉淀分离中金属硫化物的沉淀分离中ZnSCuSCuSZnCuSH(222,长时间逐渐沉积当表面吸附长时间放置，ZnSKSZnSSCuSZnSSP)(22223提高沉淀纯度措施提高沉淀纯度措施1）选择适当分析步骤）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测少量组分含量时，首先沉淀含量少的组分2）改