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1、分析化学第八章重量分析法第1页，本讲稿共39页优点：优点：n n准确度比较高。准确度比较高。准确度比较高。准确度比较高。n n由于只采用分析天平称量来获得结果，而不需要基准物由于只采用分析天平称量来获得结果，而不需要基准物由于只采用分析天平称量来获得结果，而不需要基准物由于只采用分析天平称量来获得结果，而不需要基准物质进行比较，因而没有容器所引进的误差，称量所带来质进行比较，因而没有容器所引进的误差，称量所带来质进行比较，因而没有容器所引进的误差，称量所带来质进行比较，因而没有容器所引进的误差，称量所带来的误差比较小，（的误差比较小，（的误差比较小，（的误差比较小，（0.0001g20.000
2、1g20.0001g20.0001g2）。）。）。）。n n设备简单，成本较低等。设备简单，成本较低等。设备简单，成本较低等。设备简单，成本较低等。第2页，本讲稿共39页缺点：缺点：n n重量分析法操作烦琐重量分析法操作烦琐n n费时较长费时较长n n对低含量组分测定时相对误差较大对低含量组分测定时相对误差较大n n只能对含量超过只能对含量超过1%1%的组分进行常量分析。的组分进行常量分析。第3页，本讲稿共39页n n重量分析法根据分离方法的不同可分为三类重量分析法根据分离方法的不同可分为三类n n1 1挥发法。挥发法。n n2 2萃取法萃取法 n n3 3沉淀法沉淀法n n重量分析法中以沉淀
3、分析法应用最广。重量分析法中以沉淀分析法应用最广。第4页，本讲稿共39页n n沉淀法：利用沉淀反应，将被测组分转化沉淀法：利用沉淀反应，将被测组分转化成难溶物质，用过滤、洗涤、烘干或灼烧，然成难溶物质，用过滤、洗涤、烘干或灼烧，然后称出剩余物质的质量从而计算出组分含量的后称出剩余物质的质量从而计算出组分含量的方法。方法。这是重量分这是重量分析的主要方法。析的主要方法。第5页，本讲稿共39页一、沉淀形式和称量形式一、沉淀形式和称量形式n n沉淀形式：沉淀法中沉淀的化学组成称沉淀形式：沉淀法中沉淀的化学组成称为沉淀形式。为沉淀形式。n n称量形式：沉淀经处理后，供最后称量称量形式：沉淀经处理后，供
4、最后称量的化学组成称为称量形式。的化学组成称为称量形式。第6页，本讲稿共39页n n沉淀形式与称量形式可以相同也可以不同。沉淀形式与称量形式可以相同也可以不同。n n例如：例如：n n 重量法测定重量法测定SOSO4 42-2-时，以时，以BaClBaCl2 2做沉淀剂，做沉淀剂，沉淀形式和称量形式都是沉淀形式和称量形式都是BaSOBaSO4 4。n n 而用而用C C2 2O O4 42-2-测定测定CaCa2+2+时，沉淀形式是时，沉淀形式是CaCCaC2 2O O4 4，而称量形式是，而称量形式是CaOCaO。第7页，本讲稿共39页二、对沉淀形式的要求：二、对沉淀形式的要求：（1 1）沉
5、淀溶解度小（避免溶解损失，保证测定）沉淀溶解度小（避免溶解损失，保证测定的准确度）根据一般分析结果的误差要求，沉淀的准确度）根据一般分析结果的误差要求，沉淀的溶解损失不应超过分析天平的称量误差，即的溶解损失不应超过分析天平的称量误差，即0.20.2毫克。毫克。（2 2）易过滤、洗涤（操作方便）易过滤、洗涤（操作方便）晶形粗大晶形粗大的沉淀的沉淀（3 3）纯度要高（这样才能得到准确的结果）纯度要高（这样才能得到准确的结果）（4 4）沉淀形式易转化为有固定组成的称量形式）沉淀形式易转化为有固定组成的称量形式（便于操作）（便于操作）第8页，本讲稿共39页三、对称量形式的要求：三、对称量形式的要求：n
6、 n（1）称量形式必须有确定的化学组成，否）称量形式必须有确定的化学组成，否则将失去定量的依据。则将失去定量的依据。n n（2）称量形式性质要稳定，不受空气中的）称量形式性质要稳定，不受空气中的水分、氧气和二氧化碳的影响。水分、氧气和二氧化碳的影响。n n（3）称量形式应具有很大的分子量，可增）称量形式应具有很大的分子量，可增大称量时的物质的质量，减小相对误差。大称量时的物质的质量，减小相对误差。第9页，本讲稿共39页 例例 如如：测测 定定 铝铝 时时，称称 量量 形形 式式 可可 以以 是是Al2O3(M=101.96)或或8-羟羟基基喹喹啉啉铝铝(M=459.44)。如如果果在在操操作作
7、过过程程中中损损失失沉沉淀淀1mg，以以A12O3为为称称量形式时铝的损失量：量形式时铝的损失量：A12O3：2A1=1：x x=0.5 mgn n 以以8-羟基喹啉铝为称量形式时铝的损失量羟基喹啉铝为称量形式时铝的损失量：n n A1(C9H6NO)3：A11：x n n x0.06 mg第10页，本讲稿共39页四、沉淀的类型四、沉淀的类型n n沉淀按其物理性质的不同可分为两类：晶型沉淀和无定型沉淀。n n 我们肉眼看到的沉淀实际上都不是一个单个的完美晶体，而是多个小晶体互相沾结在一起的结果。n n 我们把这些小晶体称作沉淀颗粒，沉淀的分类实际就是按沉淀颗粒的大小来区分的。第11页，本讲稿共
8、39页沉淀类型沉淀类型沉淀类型沉淀类型晶形沉淀晶形沉淀晶形沉淀晶形沉淀凝乳状凝乳状凝乳状凝乳状无定形沉淀无定形沉淀无定形沉淀无定形沉淀CaCCaCCaCCaC2 2 2 2O O O O4 4 4 4，BaSOBaSOBaSOBaSO4 4 4 4胶体胶体胶体胶体MgNHMgNHMgNHMgNH4 4 4 4POPOPOPO4 4 4 4AgClAgClAgClAgClFe(OH)Fe(OH)Fe(OH)Fe(OH)3 3 3 3颗粒大、结构紧密、体颗粒大、结构紧密、体颗粒大、结构紧密、体颗粒大、结构紧密、体积小、杂质少、易过滤积小、杂质少、易过滤积小、杂质少、易过滤积小、杂质少、易过滤洗涤洗
9、涤洗涤洗涤含水多、疏松、体积含水多、疏松、体积含水多、疏松、体积含水多、疏松、体积大、杂质多、难过滤大、杂质多、难过滤大、杂质多、难过滤大、杂质多、难过滤洗涤洗涤洗涤洗涤颗粒直径颗粒直径颗粒直径颗粒直径0.10.10.10.11 1 1 1 m m m m0.020.020.020.020.10.10.10.1 m m m m0.020.020.020.02 m m m m第12页，本讲稿共39页n n五、沉淀条件的选择五、沉淀条件的选择 为为了了获获得得纯纯净净、易易于于过过滤滤和和洗洗涤涤的的沉沉淀淀，对对于不同类型的沉淀、应当采取不同的沉淀条件。于不同类型的沉淀、应当采取不同的沉淀条件。
10、第13页，本讲稿共39页n n1、晶形沉淀的沉淀条件、晶形沉淀的沉淀条件 对对于于晶晶形形沉沉淀淀来来说说，主主要要考考虑虑的的是是如如何何获获得得较较大大的的沉沉淀淀颗颗粒粒，以以便便使使沉沉淀淀纯纯净净并并易易于于过过滤滤和和洗洗涤涤。但但是是，晶晶形形沉沉淀淀的的溶溶解解度度一一般般都都比比较较大大，因因此此还应注意沉淀的溶解损失。还应注意沉淀的溶解损失。第14页，本讲稿共39页 (1)沉淀作用应在适当的稀溶液中进行，并加入沉淀作用应在适当的稀溶液中进行，并加入沉淀剂的稀溶液。这样在沉淀作用开始时，溶液的沉淀剂的稀溶液。这样在沉淀作用开始时，溶液的过饱和程度不致太大，但又能保持一定的过饱
11、和程过饱和程度不致太大，但又能保持一定的过饱和程度，晶核生成不太多而且又有机会长大。但是溶液度，晶核生成不太多而且又有机会长大。但是溶液如果过稀，则沉淀溶解较多，也会造成溶解损失。如果过稀，则沉淀溶解较多，也会造成溶解损失。第15页，本讲稿共39页 (2)在不断搅拌下，缓慢的逐滴地加入沉淀剂。这在不断搅拌下，缓慢的逐滴地加入沉淀剂。这样可以防止溶液中局部过浓，以免生成大量的晶样可以防止溶液中局部过浓，以免生成大量的晶核。核。第16页，本讲稿共39页 (3)沉淀作用应该在热溶液中进行，使沉淀的沉淀作用应该在热溶液中进行，使沉淀的溶解度略有增加，这样可以降低溶液的相对过饱和溶解度略有增加，这样可以
12、降低溶液的相对过饱和度，以利于生成少而大的结晶颗粒，同时，还可以度，以利于生成少而大的结晶颗粒，同时，还可以减少杂质的吸附作用。为了防止沉淀在热溶液中的减少杂质的吸附作用。为了防止沉淀在热溶液中的溶解损失，应当在沉淀作用完毕后，将溶液放冷，溶解损失，应当在沉淀作用完毕后，将溶液放冷，然后进行过滤。然后进行过滤。第17页，本讲稿共39页 (4)陈化在陈化过程中，可以使小晶粒转化为陈化在陈化过程中，可以使小晶粒转化为大晶粒，还可以使不完整的晶粒转化为完整的晶粒。大晶粒，还可以使不完整的晶粒转化为完整的晶粒。第18页，本讲稿共39页n n5 5 5 5、均匀沉淀法、均匀沉淀法、均匀沉淀法、均匀沉淀法
13、n n 在在在在进进进进行行行行沉沉沉沉淀淀淀淀的的的的过过过过程程程程中中中中，尽尽尽尽管管管管沉沉沉沉淀淀淀淀剂剂剂剂的的的的加加加加入入入入是是是是在在在在不不不不断断断断搅搅搅搅拌拌拌拌下下下下进进进进行行行行，可可可可是是是是在在在在刚刚刚刚加加加加入入入入沉沉沉沉淀淀淀淀剂剂剂剂时时时时，局局局局部部部部过过过过浓浓浓浓现现现现象象象象总总总总是是是是难难难难免免免免的的的的。为为为为了了了了消消消消除除除除这这这这种种种种现现现现象象象象可可可可改改改改用用用用均均均均匀匀匀匀沉沉沉沉淀淀淀淀法法法法。这这这这种种种种方方方方法法法法是是是是先先先先控控控控制制制制一一一一定定定
14、定的的的的条条条条件件件件，使使使使加加加加入入入入的的的的沉沉沉沉淀淀淀淀剂剂剂剂不不不不能能能能立立立立刻刻刻刻与与与与被被被被检检检检测测测测离离离离子子子子生生生生成成成成沉沉沉沉淀淀淀淀，而而而而是是是是通通通通过过过过一一一一种种种种化化化化学学学学反反反反应应应应，使使使使沉沉沉沉淀淀淀淀剂剂剂剂从从从从溶溶溶溶液液液液中中中中缓缓缓缓慢慢慢慢地地地地、均均均均匀匀匀匀地地地地产产产产生生生生出出出出来来来来，从从从从而而而而使使使使沉沉沉沉淀淀淀淀在在在在整整整整个个个个溶溶溶溶液液液液中中中中缓缓缓缓慢慢慢慢地地地地、均均均均匀匀匀匀地地地地析析析析出出出出。这这这这样样样样
15、就就就就可可可可避避避避免免免免局局局局部部部部过过过过浓浓浓浓的的的的现现现现象象象象，获获获获得得得得的的的的沉沉沉沉淀淀淀淀是是是是颗颗颗颗粒粒粒粒较较较较大大大大、吸吸吸吸附附附附杂杂杂杂质质质质少少少少、易易易易于于于于过过过过滤滤滤滤和和和和洗涤的晶形沉淀。洗涤的晶形沉淀。洗涤的晶形沉淀。洗涤的晶形沉淀。第19页，本讲稿共39页n n 例例例例如如如如测测测测定定定定CaCa2+2+时时时时，在在在在中中中中性性性性或或或或碱碱碱碱性性性性溶溶溶溶液液液液中中中中加加加加入入入入沉沉沉沉淀淀淀淀剂剂剂剂(NH(NH4 4)2 2C C2 2OO4 4，产产产产生生生生的的的的CaC
16、CaC2 2OO4 4是是是是细细细细晶晶晶晶形形形形沉沉沉沉淀淀淀淀。如如如如果果果果先先先先将将将将溶溶溶溶液液液液酸酸酸酸化化化化之之之之后后后后再再再再加加加加入入入入(NH(NH4 4)2 2C C2 2OO4 4，则则则则溶溶溶溶液液液液中中中中的的的的草草草草酸酸酸酸根根根根主主主主要要要要以以以以HCHC2 2OO4 4-和和和和HH2 2C C2 2OO4 4形形形形式式式式存存存存在在在在，不不不不会会会会产产产产生生生生沉沉沉沉淀淀淀淀。混混混混合合合合均均均均匀匀匀匀后后后后，再再再再加加加加入入入入尿尿尿尿素素素素，加加加加热煮沸。尿素逐渐水解，生成热煮沸。尿素逐渐水
17、解，生成热煮沸。尿素逐渐水解，生成热煮沸。尿素逐渐水解，生成NHNH3 3：n n CO(NHCO(NH2 2)2 2+H+H2 2OOCOCO2 2+2NH+2NH3 3生生生生成成成成的的的的NHNH3 3中中中中和和和和溶溶溶溶液液液液中中中中的的的的HH+，酸酸酸酸度度度度渐渐渐渐渐渐渐渐降降降降低低低低，C C2 2OO4 42-2-的的的的浓浓浓浓度度度度渐渐渐渐渐渐渐渐增增增增大大大大，最最最最后后后后均均均均匀匀匀匀而而而而缓缓缓缓慢慢慢慢地地地地析析析析出出出出CaCCaC2 2OO4 4沉沉沉沉淀淀淀淀。这这这这样样样样得得得得到到到到的的的的CaCCaC2 2OO4 4沉
18、淀，便是粗大的晶形沉淀。沉淀，便是粗大的晶形沉淀。沉淀，便是粗大的晶形沉淀。沉淀，便是粗大的晶形沉淀。第20页，本讲稿共39页总之：总之：晶形沉淀晶形沉淀 控制相对过饱和度要小，沉淀要陈化控制相对过饱和度要小，沉淀要陈化稀稀热热慢慢搅搅陈陈第21页，本讲稿共39页2、无定形沉淀的沉淀条件无定形沉淀的沉淀条件n n 无无定定形形沉沉淀淀一一般般溶溶解解度度很很小小，颗颗粒粒微微小小体体积积庞庞大大，不不仅仅吸吸收收杂杂质质多多，而而且且难难以以过过滤滤和和洗洗涤涤，甚甚至至能能够够形形成成胶胶体体溶溶液液，无无法法沉沉淀淀出出来来。因因此此，对对于于无无定定形形沉沉淀淀来来说说，主主要要考考虑虑
19、的的是是：加加速速沉沉淀淀微微粒粒凝凝聚聚、获获得得紧紧密密沉沉淀淀，便便于于过过滤滤，减减少少杂杂质质吸吸附附和和防防止止形形成成胶胶体体溶溶液液。至至于于沉沉淀淀的的溶溶解解损损失失，可可以以忽忽略不计。略不计。第22页，本讲稿共39页(1)沉沉淀淀作作用用应应在在比比较较浓浓的的溶溶液液中中进进行行，加加入入沉沉淀淀剂剂的的速速度度也也可可以以适适当当加加快快。因因为为溶溶液液浓浓度度大大，则则离离子子的的水水合合程程度度小小些些、得得到到的的沉沉淀淀比比较较紧紧密密。但但也也要要考考虑虑到到此此时时吸吸附附杂杂质质多多，所所以以在在沉沉淀淀作作用用完完毕毕后后，立立刻刻加加人人大大量量
20、的的热热水水冲冲稀稀并并搅搅拌拌，使使被被吸吸附附的的一一部部分杂质转入溶液。分杂质转入溶液。第23页，本讲稿共39页(2)沉沉淀淀作作用用应应在在热热溶溶液液中中进进行行。这这样样可可以以防防止止胶胶体体生生成成，减减少少杂杂质质的的吸吸附附作作用用，并并可可使使生生成成的的沉沉淀淀紧密些。紧密些。第24页，本讲稿共39页n n(3)溶液中加入适当的电解质，以防止胶体溶液溶液中加入适当的电解质，以防止胶体溶液的生成。但加入的应是可挥发性的盐类如铵盐等。的生成。但加入的应是可挥发性的盐类如铵盐等。第25页，本讲稿共39页n n(4)不不必必陈陈化化。沉沉淀淀作作用用完完毕毕后后，静静置置数数分
21、分钟钟，让让沉沉淀淀下下沉沉后后立立即即趁趁热热过过滤滤。这这是是由由于于这这类类沉沉淀淀一一经经放放置置，将将会会失失去去水水分分而而聚聚集集得得十十分分紧紧密密，不不易易洗洗涤除去所吸附的杂质。涤除去所吸附的杂质。第26页，本讲稿共39页n n(5)必必要要时时进进行行再再沉沉淀淀。无无定定形形沉沉淀淀一一般般含含杂杂质质的的量量较较多多，如如果果准准确确度度要要求求较较高高时时，应应当当进进行行再再沉沉淀。淀。第27页，本讲稿共39页无定形沉淀无定形沉淀含水多、疏松、不易过滤的缺点含水多、疏松、不易过滤的缺点浓、快浓、快热热大量电解质大量电解质不必陈化不必陈化必要时再沉淀必要时再沉淀这样
22、含水就少，但这样含水就少，但杂质杂质大。解决办法：沉淀完毕，大。解决办法：沉淀完毕，加热水稀释。加热水稀释。水化程度减少，含水少，可防止胶溶水化程度减少，含水少，可防止胶溶a.防止胶溶防止胶溶b.电解质应是易挥发的铵盐或稀的强酸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，应再沉无定形沉淀含杂质多，若对准确度要求高，应再沉淀淀第28页，本讲稿共39页六、六、六、六、称量形式和结果的计算称量形式和结果的计算aA mM bB a b nA nB重量因素或换算因子重量因素或换算因子F F第29页，本讲稿共39页换
23、算因数（换算因数（F）；将沉淀称量形式的质量换算成被测组）；将沉淀称量形式的质量换算成被测组分的质量时，所需要的换系数。分的质量时，所需要的换系数。第30页，本讲稿共39页例：欲测组分称量型化学计量式换算因子SO42-BaSO4 MgOMg2P2O7第31页，本讲稿共39页若待测组分为若待测组分为Fe，称量形式为，称量形式为Fe2O3，则有：，则有：第32页，本讲稿共39页例：测定一煤试样中含例：测定一煤试样中含S S量时量时,将样品经过一系列处理后使之成为将样品经过一系列处理后使之成为BaSOBaSO4 4,灼烧后称重为灼烧后称重为0.4820g,0.4820g,试样中试样中S S的质量为多
24、少克的质量为多少克?解：第33页，本讲稿共39页例：有一重为例：有一重为0.5000g0.5000g的含镁试样的含镁试样,经处理后得到经处理后得到MgMg2 2P P2 2O O7 7,烘干后称重为烘干后称重为0.3515g,0.3515g,求试样中求试样中MgMg的质量和质量分数的质量和质量分数.解：第34页，本讲稿共39页n n 例：例：称取试样称取试样0.5000g0.5000g，经一系列步骤处理，经一系列步骤处理后，得到纯后，得到纯NaClNaCl和和KClKCl共共0.1803g0.1803g。将此混合氯化物。将此混合氯化物溶于水后，加入溶于水后，加入AgNOAgNO3 3沉淀剂，得
25、沉淀剂，得AgCl 0.3904gAgCl 0.3904g，计算试样中计算试样中NaNa2 2O O的质量分数。的质量分数。第35页，本讲稿共39页n n解：设解：设NaClNaCl的质量为的质量为x x，则，则KClKCl的质量为的质量为0.1803g-x0.1803g-x。n n于是于是n n(M(MAgClAgCl/M/MNaClNaCl)x+(M)x+(MAgClAgCl/M/MKClKCl)(0.1803g-x)=0.3904g)(0.1803g-x)=0.3904gn n x=0.0828g x=0.0828gn nw wNa2ONa2O=x=x(M(MNa2ONa2O/2M/2M
26、NaClNaCl)/m)/ms s100%=8.78%100%=8.78%第36页，本讲稿共39页例例：分分析析不不纯纯的的NaClNaCl和和NaBrNaBr时时,称称取取试试样样1.000g1.000g溶溶于于水水,加加入入剂剂AgNOAgNO3 3得得到到AgClAgCl和和AgBrAgBr共共重重0.5260g,0.5260g,若若将将此此在在氯氯气气中中加加热热使使AgBrAgBr转转化化为为AgCl,AgCl,再再称称其其质质量量为为0.4260g,0.4260g,问问试试样样中中NaClNaCl和和NaBrNaBr的质量分数各为多少的质量分数各为多少?第37页，本讲稿共39页解：第38页，本讲稿共39页第39页，本讲稿共39页