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1、Ch.9 Ch.9 重量分析法重量分析法Sec.1 概述概述1.1 1.1 重量分析法的分类和特点重量分析法的分类和特点1.挥发法挥发法例例 小麦小麦 干小麦干小麦,减轻的重量减轻的重量 即含水量即含水量 或或干燥剂吸水增重干燥剂吸水增重2.电解法电解法例例 Cu2+Cu 称量白金网增重称量白金网增重 电重量法电重量法3.沉淀法沉淀法 P P，S S，SiSi，NiNi等测定等测定优点：优点：E Er r:0.1:0.10.20.2，准，不需标准溶液。准，不需标准溶液。缺点：缺点：慢，繁琐。慢，繁琐。(S S，SiSi的仲裁分析仍用重量法）的仲裁分析仍用重量法）105烘至恒重烘至恒重+ePt电
2、极上电极上1.2 沉淀重量法的分析过程和对沉淀的要求沉淀重量法的分析过程和对沉淀的要求被测被测物物 沉淀形沉淀形 称量形称量形溶解、加入沉淀剂溶解、加入沉淀剂陈化、滤洗、烘陈化、滤洗、烘(烧烧)被测物被测物 沉淀剂沉淀剂 沉淀形沉淀形 称量形称量形滤，洗滤，洗灼烧，灼烧，800800SO42-+BaCl2 BaSO4BaSO4Mg2+(NH4)2HPO4 MgNH4PO46H2O滤，洗滤，洗灼烧灼烧,1100,1100Mg2P2O7Al2O3Al()3NO洗洗烘烘120120烧烧12001200滤滤NO HAl3+3NOAl()3对沉淀形的要求对沉淀形的要求1.沉淀的沉淀的 S 小小，溶解损失
3、应，溶解损失应0.1mg。(该沉淀的定量沉淀该沉淀的定量沉淀)2.沉淀的沉淀的纯度高纯度高。(不该沉淀的不沉淀不该沉淀的不沉淀,杂质少杂质少)3.便于过滤和洗涤便于过滤和洗涤。(晶形好晶形好)1.组成恒定组成恒定(定量的基础定量的基础)2.稳定稳定(量准确量准确)3.摩尔质量大摩尔质量大(称量误差小称量误差小,对对少量少量组分测定有利组分测定有利)对称量形的要求对称量形的要求为便于操作为便于操作,晶形沉淀晶形沉淀0.5g,胶状沉淀约胶状沉淀约0.2gSec.2 沉淀的溶解度及其影响因素沉淀的溶解度及其影响因素2.1 溶解度与溶度积溶解度与溶度积MA(固固)MA(水水)M+A-M+A-MA水水:
4、固有溶解度固有溶解度(分子溶解度分子溶解度),用用S0表示表示溶解度溶解度:S=S0+M+=S0+A-Kspa(M)a(A)活度积常数活度积常数,只与只与温度温度有关有关S(HgCl2)=0.25molL-1Hg2+=1.710-5 molL-1S0溶度积与条件溶度积溶度积与条件溶度积M AMA=MAKspM A M MA A=Ksp M A条件溶度积常数条件溶度积常数,与条件有关与条件有关MmAn？Ksp Ksp Ksp溶度积常数，溶度积常数，与与t、I有关有关MA2:KspM A 2=Ksp M A2 2.2 影响溶解度影响溶解度S S 的因素的因素1.盐效应盐效应增大溶解度增大溶解度沉淀
5、重量法中，用沉淀重量法中，用I=0.1时的时的Ksp计算计算;计算难溶盐在纯水中的计算难溶盐在纯水中的溶解度用溶解度用Ksp S/S01.61.41.21.00.001 0.005 0.01c(KNO3)/(molL-1)BaSO4AgClI ,S P253 例912.同离子效应同离子效应减小溶解度减小溶解度沉淀重量法总要加过量沉淀剂沉淀重量法总要加过量沉淀剂.例例:测测SO42-若加入过量若加入过量Ba2+,Ba2+=0.01molL-1S=SO42-=Ksp/Ba2+=610-10/0.01=610-8 molL-1 m(BaSO4)=610-8300233.4=0.004mg可挥发性沉淀
6、剂过量可挥发性沉淀剂过量50%100%非挥发性沉淀剂过量非挥发性沉淀剂过量20%30%3.3.酸效应酸效应增大溶解度增大溶解度例例9.2 计算计算CaC2O4在在pH不同情况下的溶解不同情况下的溶解度度CaC2O4 Ca2+C2O42-S SKsp(CaC2O4)=10-8.6 (I0)H2C2O4 pKa1=1.3 pKa2=4.3 (I0)在纯水中在纯水中S=Ca2+=C2O42-=510-5 molL-1 在在pH=1.0的的酸性溶液中酸性溶液中CaC2O4 Ca2+C2O42-S S H+HC2O4-H2C2O4用用I0.1的常数的常数Ksp=Ca2+C2O4 =S2=C2O42-(H
7、)(H)=1 1+HH+1 1+HH+2 2 2 Ksp=Ksp =10-7.8+3.4=10-4.4(H)S =10-2.2=610-3 (molL-1)S最小最小同离子效应同离子效应络合作用络合作用pCl=2.4pCl5 4 3 2 1 01086420Sx106 mol/LS(AgCl)-pCl曲线曲线4.络合效应络合效应增大溶解度增大溶解度K Ksp=Ag Cl-=Ag+Cl-Ag(Cl)=Ksp(1+Cl 1+Cl2 2+-Ag+Cl-AgCl Cl-AgCl,AgCl2-,S=Ag=K Ksp/Cl-=Ksp(+1+Cl 2+Ca2沉淀完全沉淀完全KMnO4法测法测Ca2，MO指示
8、剂指示剂Ksp=Ksp =10-7.8+0.3=10-7.5(H)若pH=4.0，过量H2C2O4(c=0.10molL-1)酸效应酸效应 络合效应共存络合效应共存H+YHiYHPbC2O4=Pb2+C2O42-PbYHC2O4,H2C2O4Ksp10-9.7 pH=4.0，C2O4=0.2molL-1,Y=0.01molL-1 C2O4(H)100.3 Y(H)108.6Y=Y/Y(H)=10-10.6 mol L-1 Pb(Y)1+10-10.6+18.0107.4Ksp=Ksp Pb(Y)C2O4(H)=10-9.7+7.4+0.3=10-2.0在此条件下，在此条件下，PbC2O4不沉淀
9、不沉淀 Ca(Y)=1+10-10.6+10.7=100.4Ksp=Ksp Ca(Y)C2O4(H)=10-7.8+0.4+0.310-7.1此时，此时，CaC2O4沉淀否？沉淀否？Ca2沉淀完全，则沉淀完全，则Pb2，Ca2可分离。可分离。5.5.影响影响S S 的其他因素的其他因素温度温度:t，S 溶解热不同溶解热不同,影响不同影响不同.室温过滤可减少损失室温过滤可减少损失.颗粒大小颗粒大小:小颗粒溶解度大小颗粒溶解度大,需陈化需陈化.溶剂溶剂:相似者相溶相似者相溶,加入有机溶剂，加入有机溶剂，SSec.3 沉淀的形成成核作用成核作用均相成核均相成核异相成核异相成核长大长大凝聚凝聚定向排列
10、定向排列构晶离子构晶离子晶核晶核沉淀颗粒沉淀颗粒无定形沉淀无定形沉淀晶形沉淀晶形沉淀 沉淀类型沉淀类型晶形沉淀晶形沉淀无定形沉淀无定形沉淀CaC2O4，BaSO4凝乳状凝乳状胶体胶体MgNH4PO4AgClFe(OH)3颗粒直径颗粒直径0.11 m0.020.1 m 3molL-1,胶冻胶冻Fe(OH)3(胶体胶体)慢慢,均匀沉淀均匀沉淀,显微镜可见结晶显微镜可见结晶 几十几十cm3的的 大晶体大晶体酒石酸氢钾酒石酸氢钾慢慢(一天降一天降0.1,经半年经半年)洁洁(双层窗双层窗,换衣换衣,无尘无尘)沉淀沉淀 K sp S晶核晶核冯冯威曼威曼(Von Weimarn)经验公经验公式式沉淀初始速度
11、沉淀初始速度(晶核形成速度晶核形成速度)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：加入沉淀剂瞬间溶质的总浓度加入沉淀剂瞬间溶质的总浓度Q-S：过饱和度过饱和度K：常数，与沉淀的性质、温度、常数，与沉淀的性质、温度、介质等有关介质等有关后沉淀后沉淀 主沉淀形成后，主沉淀形成后，“诱导诱导”杂质随后沉淀下来杂质随后沉淀下来 缩短沉淀与母液共置的时间缩短沉淀与母液共置的时间吸附共沉淀（服从吸附规则）吸附共沉淀（服从吸附规则）是胶体沉淀不纯的主要原因，是胶体沉淀不纯的主要原因，洗涤洗涤包藏共沉淀（服从吸附规则）包藏共沉淀（服从吸附规则）是晶形沉淀不纯的主要原因，是晶形沉淀不纯的主要原因，
12、陈化或重结晶陈化或重结晶混晶共沉淀混晶共沉淀 预先将杂质分离除去预先将杂质分离除去Sec.4 影响沉淀纯度的因素及提高纯度的方法影响沉淀纯度的因素及提高纯度的方法沉淀沾污对分析结果的影响（例沉淀沾污对分析结果的影响（例BaSO4法法）吸附物质吸附物质 测测SO42-测测 Ba2+BaCl2 （+）（-）Na2SO4 （-）（+）H2SO4 （-）灼烧无影响，微波干燥（灼烧无影响，微波干燥（+）1.晶形沉淀稀热慢搅陈相对过饱和度小，减少均相成核；减少杂质吸附量增大溶解度，减少相对过饱和度，减少均相成核；增大扩散速度，有利于沉淀长大；减少吸附减少均相成核；有利于沉淀长大减少包藏；晶形完整化控制相对
13、过饱和度小，沉淀陈化Sec.5 沉淀条件的选择和称量形的获得沉淀条件的选择和称量形的获得2.无定形沉淀浓、快热大量电解质不必陈化必要时再沉淀含水多、疏松、不易过滤的缺点这样含水就少，但杂质大。解决办法：沉淀完毕，加热水稀释。水化程度减少，含水少，可防止胶溶a.防止胶溶b.电解质应是易挥发的铵盐或稀的强酸本来就疏松，一陈化，以后更难洗净无定形沉淀含杂质多，若对准确度要求高，应再沉淀称量形的获得称量形的获得1.过滤过滤:定量滤纸或玻璃砂漏斗定量滤纸或玻璃砂漏斗2.洗涤洗涤:倾泻法倾泻法,少量多次少量多次S大的大的(如如BaSO4):稀沉淀剂洗稀沉淀剂洗,再水洗再水洗S小小但不易成胶体的，水洗；但不
14、易成胶体的，水洗；易成胶体的，稀、易挥发的电解质洗易成胶体的，稀、易挥发的电解质洗 3.烘干或灼烧烘干或灼烧:得固定组成的称量形得固定组成的称量形 烘干烘干 温度低温度低,用玻璃砂漏斗用玻璃砂漏斗,如如AgCl,丁二酮污镍丁二酮污镍;微波微波干燥快干燥快,用玻璃砂漏斗用玻璃砂漏斗;灼烧灼烧温度高温度高,瓷坩埚瓷坩埚(铂坩埚铂坩埚(HF).滤器的恒重条件要与沉淀物的相同滤器的恒重条件要与沉淀物的相同恒重恒重Sec.6 有机沉淀剂有机沉淀剂的特点种类多溶解度小对无机杂质吸附少，干扰少组成恒定，烘干称重Sec.7 重量分析的计算aA mM bBa Ab B重量因素或换算因子例：欲测组分称量型化学计量式换算因子SO42-BaSO4MgOMg2P2O7 本章本章 小小 结结1.了了解解重重量量法法的的特特点点,沉沉淀淀重重量量法法的的分分析析过过程程及及对沉淀形、称量形的要求；对沉淀形、称量形的要求；2.明明确确溶溶解解度度、溶溶度度积积与与条条件件溶溶度度积积的的定定义义，能能够够计算条件溶度积计算条件溶度积Ksp和溶解度和溶解度S；3.一一般般了了解解沉沉淀淀的的形形成成过过程程和和影影响响沉沉淀淀纯纯度度的的因因素；素；4.掌握晶形沉淀的条件。掌握晶形沉淀的条件。5.重量分析结果的计算重量分析结果的计算