分析化学:18章重量分析法解析
分析化学 重量分析法
例5.2: 计算CaC2O4在不同情况下的溶解度
已知 K sp(CaC2O4) = 2. 0 × 10-9 (I=0) ; H2C2O4 pKa1 =1.3 ,pKa2 = 4.3 (1) 在纯水中(忽略C2O42-水解):
CaC2O4
S=[Ca2+]=[C2O42-]=
Ca2++ C2O42S S
Pb(Y)=1+10-10.6+18.0=107.4
Ksp´=Ksp Pb(Y) C2O4(H) =10-9.7+7.4+0.3=10-2.0
K ' sp S = [Pb'] = = 10-2.0 / 0.2 = 0.05mol L-1 [C2O4 ']
∴在此条件下,PbC2O4不沉淀
Ca(Y)=1+10-10.6+10.7=100.4
4. 络合效应—增大溶解度
10 8 Sx106 mol/L 6 4 2 0 5 4 3 S最小 2 1 0 pCl Ag+ + Cl同离子效应
Cl-
AgCl
AgCl, AgCl2-,…
络合作用
Ksp= [Ag][Cl-]
= [Ag+][Cl-]Ag(Cl)
= Ksp(1+[Cl-]b1+
[Cl-]2b2 +---)
5. 影响S 的其他因素
温度: t↑, S↑
溶解热不同, 影响不同. 室温过滤可减少损失.
颗粒大小: 小颗粒溶解度大, ∴需陈化.
溶剂: 相似者相溶, 加入有机溶剂,S↓
形成胶体溶液的影响:胶溶作用,S↑
加入电解质,加热 。
沉淀析出形态的影响:亚稳态
重量分析法(应用化学课件)
重量分析法的计算
情况1:最后的称量形式(沉淀)与被测组分的形式相同。 例:重量法沉淀矿石中的SiO2,称取试样0.4000g,经过 化学处理后,灼烧成SiO2的形式称重,称得0.2728g,计 算矿样中的SiO2质量析法的计算
情况2:最后的称量形式(沉淀)与被测组分形式不一样 式中:
称量形式,用称重的方法测定待测组分的含量。
分类:
重量分析法
沉淀法 气化法 电解法
在重量分析法中以 沉淀法应用最为广泛也 最为重要,本节主要介 绍沉淀重量分析法。
重量分析法特点
( 1)沉淀法:以沉淀反应为基础,将被测组分转变为难 溶化合物沉淀的形式,再将沉淀过滤、洗涤、烘干、灼烧, 最后称重,计算其含量。 (2)气化法:通过加热或其他方法使试样中的被测组分 挥发逸出,然后根据试样重量减轻或吸收剂重量增加的量 计算该组分的含量。 (3)电解法:利用电解原理,使金属离子在电极上析出, 称重求其含量。
沉淀剂的选择
1.沉淀剂选择性好,只能与待测组分生成沉淀,与试样中的 其他组分不反应。
2.沉淀剂与待测组分生成的沉淀溶解度最小,尽量保证待测 组分沉淀完全。
3.沉淀剂最好选用易挥发或易灼烧除去的类型。 4.有机沉淀剂具有一定的优越性。
重量分析法分类及特点
重量分析法(gravimetric method) 将待测组分与试样中的其他组分分离,转化为一定的
例:如果被测组分形式是FeO,称量形式是Fe2O3,请计算 0.1000 g Fe2O3相当于FeO的质量。
解:1 mol Fe2O3相当于2 mol FeO,即n=2,则换算因数为: =(2MFeO)/MFe2O3= 2×71.85/159.7=0.8998
由换算因数计算FeO的质量: mFeO=F×0.1000=0.8998×0.1000=0.08998 g
分析化学:18章重量分析法
沉淀吸附杂质的量与下列因素有关: (1) 沉淀的总表面积:总表面积↑,吸附杂质↑; (2) 杂质离子的浓度:浓度↑,吸附现象↑; (3) 温度:吸附是放热过程,溶液温度↑,沉淀吸 附杂质的量就减少。
2019年10月23日5时5分
2. 混晶 杂质与沉淀具有相同的晶格,或杂质离子
3. 称量形式的摩尔质量尽可能地大
减少称量误差。
2019年10月23日5时5分
18.2.2 条件溶度积
MA(s)= M+ + A-
L OH- H+ MLn M(OH)n HiA
S [M' ] [M] [MOH] [M(OH) 2 ] [ML] [ML 2 ]
1. 沉淀要完全 沉淀的溶解度要小(<0.1mg)。
例:测Ca2+,CaSO4:Ksp=2.45×10-5 CaC2O4 : Ksp=1.78×10-9
2. 沉淀要纯净 尽量避免混进杂质,易于过滤和洗涤。
颗粒较粗的晶形沉淀:MgNH4PO4·6H2O, 颗粒细小的晶形沉淀:CaC2O4、BaSO4等, 非晶形沉淀:Al(OH)3,
S [A' ] [A] [HA] [H 2A]
MA(s) M A
K
' sp
[M' ][A' ] M[M]A[A]
Ksp M A
(条件溶度积)
2019年10月23日5时5分
18.2.3 影响沉淀溶解度的因素
1. 同离子效应(common-ion effect) 例:计算(1)BaSO4在200 mL纯水中的溶解损失。
(2)BaSO4在200 mL [Ba2+] = 0.01溶液中的溶解损失。 解: BaSO4 =Ba2++ SO42-(Kቤተ መጻሕፍቲ ባይዱp= 8.7 ×10-11)
重量分析法—挥发重量法(分析化学课件)
挥发重量法 二、间接挥发法 间接挥发法 是利用加热等方法使试样中挥发组分
逸出,称量其残渣,由样品的质量减小来计算该
挥发组分含量的方法。
挥发重量法
应用示例:葡萄糖的干燥失重测定:取样品,1~ 2g,置于已恒重的称量瓶中,精密称定。在105℃干 燥至恒重。减小的重量即为葡萄糖的干燥失重量。 例题:若取葡萄糖(C6H12O6·H2O)样品为 1.0800g,失去水分和挥发性物质后的重量为 0.9828g,则该葡萄糖样品的干燥失重为:
挥发重量法 根据物质性质不同,在去除物质中水分时,常
采用以下三种干燥方法:
常压加热干燥
间接 挥发法
减压加热干燥
干燥剂干燥
6
挥发重量法
1.常压加热干燥
适用于性质稳定,受热不易挥发、氧化或分 解的物质。通常将样品置于电热干燥箱中,加热到 105~110℃,保持2小时左右,此时吸湿水已被除 去。但对某些吸湿性强或不易除去的结晶水来说, 也可适当提高温度或延长干燥时间。
的吸收剂将其全部吸收,称量吸收剂的增重来计算该
组分含量的方法。
挥发重量法 应用示例:在进行对碳酸盐的测定时,加入盐酸与 碳酸盐反应放出CO2气体。再用石棉与烧碱的混合物 吸收,后者所增加的重量就是CO2的重量,据此即可 求得碳酸盐的含量。
CaCO3 +2HCl=CaCl 2 +H2O+CO2
2NaOH+CO2 =Na2CO3 +H2O
挥发重量法
习题详解:
氯化钡中结晶水含量的测定
一、实验仪器及试剂 仪器:
称量瓶
烘箱
干燥器
分析天平
坩埚钳
氯化钡中结晶水含量的测定 试剂:BaCl2·2H2O(AR)
重量分析和沉淀分析法中国药科大学分析化学
S K SP 1.1 10 10 1.0 10 5 mol / L
200 ml 溶液中BaSO4沉淀的溶解损失为 1.0 10 5 233 .4 200 0.5mg 0.2mg 2 Ba 2 过量0.01mol / L与SO4 反应的BaSO4 沉淀溶解度为
第七章
基本概念
重量分析法
一、重量分析法:通过称量被测组分的质量来确定被测 组分百分含量的分析方法 二、分类: 挥发法——利用物质的挥发性 萃取法 ——利用物质在两相中溶解度不同 沉淀法 ——利用沉淀反应
三、特点: 准确度高, 费时,繁琐, 不适合微量组分
第二节
沉淀重量法
一、几个概念 二、沉淀重量法的分析过程和要求 三、溶解度及其影响因素 四、沉淀的类型和形成 五、影响沉淀纯净的因素 六、沉淀条件的选择 七、沉淀的过滤、洗涤及烘干、灼烧 八、结果的计算
2 4
pH 2.0 2 0.0054,S ' 6.1104 mol / L pH 4.0 2 0.39,S ' 7.2 105 mol / L
练习
例:0.02mol/LBaCL2和H2SO4溶液等浓度混合,问有 无BaSO4沉淀析出?
解: 已知K SP( BaSO ) 1.1 10 10,K a 2 1.0 10 2 4
2)当沉淀剂本身又是配位剂时,应避免加入过多; 既有同离子效应,又有配位效应,应视浓度而定 3)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, 配位效应越显著
示例
AgCL Ag+ + 2NH3
Ag+ + CLAg(NH3)2+
AgCL AgCL + CLAgCL2- + CL-
分析化学样卷重量分析法和沉淀滴定2
s
∴ 必须严格控制 Cl-的浓度
10-3
[Cl ]
-
• 例: 液
用AgCl重量法测Ag+时,加入过量的HCl溶 产生的效应 同离子效应 盐效应 酸效应 络合效应 对沉淀溶解度的影响 减小 增大 无影响 增大
有 有 无 有
4.其他因素的影响 ① 温度(大多数沉淀,T↑,则S↑) ② 溶剂 (大部分无机物沉淀是离子型晶体,在有机溶剂中的溶解度
BaCl2
BaSO4 Fe2(SO4)3
灼烧
BaSO4(白) Fe2O3(棕红)
1. 表面吸附 溶液中可溶性杂质被分析物沉淀的表面吸附所产生的 共沉淀称吸附共沉淀。 产生表面吸附的原因:沉淀晶体的顶角、棱边和表 面存在未饱和的电场力。
吸附层:溶液中的构晶离子 沉淀表面的双电层 扩散层:与吸附层中构晶离子电荷 相反的离子(抗衡离子)
一、对沉淀形式的要求
1.完全、Ksp小(沉淀的溶解损失量不超过0.2mg) 2.纯净,易于过滤洗涤 (晶形沉淀好于非晶形沉 淀) 3.易转化为称量形式
二、对称量形式的要求
1.组成与化学式完全符合 2.稳定(不吸水、CO2、O2、不与灰尘反应)
500C CaC2O4 H2O CaCO3 800C CaC2O4 H2O CaO(空气中不稳定)
3. 副反应的影响
MA(固)
[ M ] [ M ] M [ A] [ A] A( H )
M
ML
+
A
HA
条件溶度积 K sp [ M ][ A]
MLn
M
A(H)
Hn A
[M ] M [ A] A( H ) K sp M A( H )
学习重量分析法(分析化学课件)
影响阴离子An-,使其浓度减小
MA(固) Mn+ +
AnH+
HA
4、 配位效应—增大溶解度 影响金属阳离子Mn-
MA(固)
Mn+ + AnL-
MLn
AgCl在NaCl溶液中的溶解度
Ag+ + ClCl-
AgCl, AgCl2-,…
AgCl
配位效应+同离子效应
sx106 mol/L
10 同离子效应
三、 影响沉淀纯度的因素
表面吸附——胶体沉淀不纯的主要原因 ,洗涤
沉淀表面离子电荷作用力未达到平衡,静电吸引带相反电荷的离子
共沉淀 吸留、包藏——陈化、重结晶
沉淀剂加入太快,使沉淀急速生长,沉淀表面吸附的杂质来不及离开 就被随后的沉淀所覆盖,使杂质离子或母液被吸溜或包藏在沉淀内部
混晶——预先将杂质分离除去
量误差
例:沉淀Al3+时,分别用8-羟基喹啉铝[Al(C9H6NO)3]和Al2O3两种称量形 式, 以[Al(C9H6NO)3]作为称量形式准确度更高
三、 影响沉淀溶解度的因素
1、盐效应—增大溶解度 沉淀反应达到平衡时,强电解质的存在或加入其他强电解质,沉淀溶解
度增大
产生原因:加入强电解质引起了离子强度的增大,减少了由沉淀溶解所
一、 重量分析法
用适当的方法先将试样中待测组分与其他组分分离,然后用称 量的方法测定该组分的含量
分离
称量
沉淀法
利用试剂与待测组分生成溶解度很
分
气化法
小的沉淀,经过滤、洗涤、烘干或
类
电解法
灼烧成为组成一定的物质,然后称
提取法
其质量,再计算待测组分的含量
《重量分析法 》课件
样品称重:准确称量样品的重 量
目的:去除样品中的有机物和水分
操作步骤:将样品放入灰化炉或灼烧炉中,加热至一定温度,保持一定时间
注意事项:避免样品与炉壁直接接触,防止样品被烧焦或烧毁 结果:得到灰化或灼烧后的样品,用于后续分析
冷却目的:使样 品中的水分蒸发, 以便进行下一步 的称重和计算
冷却方法:将样 品放入干燥器中, 在室温下自然冷 却
间接重量分析法:通过测定样品中某种成分的质量变化来测定其他成分 的含量
差减法:通过测定样品中两种或多种成分的质量变化来测定其中一种成 分的含量
增量法:通过测定样品中某种成分的质量变化来测定其他成分的含量
减量法:通过测定样品中某种成分的质量变化来测定其他成分的含量
差减法和增量法的结合:通过测定样品中两种或多种成分的质量变化来 测定其中一种成分的含量
称量样品:准确称量样品的重量
记录数据:记录样品的重量、体积、密度等数据
计算结果:根据样品的重量、体积、密度等数据,计算样品的质量、体积、密度等结 果
分析结果:根据计算结果,分析样品的性质、成分、结构等特征
结果准确,重复性好 操作简单,易于掌握
适用于多种样品,包括固体、 液体和气体
成本低廉,无需特殊设备
药物成分分析:通过重量分析法确定药物中的有效成分和杂质
药物纯度检测:通过重量分析法检测药物的纯度,确保药物的质量和安全性
药物稳定性研究:通过重量分析法研究药物在储存过程中的稳定性,为药物的储存和运 输提供依据
药物相互作用研究:通过重量分析法研究药物之间的相互作用,为药物的联合使用提供 依据
化学分析:用于测定样品中的元素含量 环境监测:用于监测大气、水体、土壤等环境中的污染物含量 食品检测:用于检测食品中的添加剂、农药残留等有害物质 工业生产:用于监测工业生产过程中的原料、产品等物质含量
18重量分析法剖析.
换算因数(F);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。
式中a、b是使分子和分母中所含主体元素的 原子个数相等时需乘以的系数。
书P333例18-3。
作 业
P333 2、3
有一铜矿试样,测定其含水量为1.00%,干
试样中铜的质量分数为54.00%,计算湿试 样中铜的质量分数。
18.3 影响沉淀纯度的因素
18.3.1共沉淀
定义 吸附 共沉淀
当沉淀析出时, 溶液中一些在该 条件下本来是可 溶的杂质一起沉 淀出来的现象称 为共沉淀。
分类
包藏 共沉淀
混晶 共沉淀
如用沉淀剂BaCl2沉淀SO42-时,如试液中含有Fe 3+ , 则在BaSO4沉淀中常含有Fe2(SO4)3 。
18.1 重量分析法概论
定义:用适当的方法将被测组分经过一定 步骤从试样中离析出来,称量其质量,进 而计算出该组分的含量。 优点:不需要标准试样或基准物质进行比 较,其准确度高,相对误差一般为0.1~ 0.2%。 缺点:操作较繁琐,耗时长,不适用于微 量和痕量组分的测定。
分类
沉淀重量法 气化重量法 电解重量法 最常用 (挥发法)
称量形式 要求
1、有确定的化Leabharlann 组成与 化学式相符。 2、性质稳定,不受空气 中组分(如CO2、H2O) 等影响。 3、具有较大的摩尔质量, 以减少称量的相对误差, 提高分析的准确度。
对沉淀剂的要求
选择性好 过量的沉淀剂易挥 发 在沉淀干燥或灼烧 时可被除去
18.2 影响沉淀溶解度的因素
同离子效应:减小溶解度 盐效应:增大溶解度 酸效应:溶液的酸度对沉淀溶解度的影响, 称为酸效应。增加溶解度 配位效应:在难溶化合物的溶解平衡体系中, 加入配位剂(L)以增大溶解度的作用称配位效 应。
重量分析法——精选推荐
重量分析法重量分析法⼀、重量分析的⽅法a、沉淀法:沉淀法是重量分析的主要⽅法。
这种⽅法是将被测组分形成难溶化合物沉淀,经过过滤、洗涤、烘⼲及灼烧(有些难溶化合物不需要灼烧),最后称重,由所得重量计算被测组分的含量。
b、汽化法:汽化法是通过加热或⽤其他⽅法使样品中某种挥发性组分逸出,然后根据样品减轻的重量计算该组分的含量;或者当挥发性组分逸出时,选⼀种吸收剂将它吸收,然后根据吸收剂增加的重量计算该组分的含量。
c、电解法:电解法是利⽤电解原理,使⾦属离⼦在电极上析出,然后称重,计算其含量。
d、萃取法:萃取法是利⽤有机溶剂将被测组分从样品中萃取出来,然后再将溶剂处理掉,称取萃取物的重量,计算被测组分的含量。
⼆、重量分析法原理重量分析法是根据反应⽣成物的质量来确定欲测组分含量的定量分析⽅法。
为完成此任务最常⽤的⽅式是将欲测定的组分沉淀为⼀种有⼀定组成的难溶性化合物然后经过⼀系列操作步骤来完成测定。
我们称这种分析⽅法为重量分析法中沉淀法。
沉淀析出的形式称为沉淀式,烘⼲或灼烧后称量时的形式称为称量式。
例如:Fe3+ →Fe(OH)3 →Fe2O3沉淀式称量式Ba2+ →BaSO4 →BaSO4沉淀式称量式三、重量分析法中对沉淀的要求及沉淀剂的选择1、对沉淀式的要求(1)沉淀式应具有最⼩的溶解度:实验证明对⼆离⼦型的电介质如BaSO4或AgCl等其K sp 不⼤于10-8,在实⽤上可认为沉淀完全。
(2)沉淀式应当尽可能具有便于过滤和洗去杂质的结构。
颗粒较⼤的晶型沉淀⽐同质量的⼩颗粒沉淀具有较⼩的总表⾯积,易于洗净。
(3)沉淀式应当容易转变为称量式。
(4)沉淀吸附杂质少。
2、对称量式的要求(1)称量式的组成必须与化学式相符;(2)称量式必须很稳定;(3)称量式的分⼦量要尽可能⼤,⽽被测组分在称量式中的含量应尽可能⼩。
例如:测定铬含量,以哪中称量式(Cr 2O 3或BaCrO 4)称量可得较⼩的误差?称量式:Cr 2O 3 在152mgCr 2O 3中含有104mgCr在1mgCr 2O 3中含有: mg mg m Cr 7.0152104== 称量式BaCrO 4 在253.4mg BaCrO 4中含有52mgCr 在1mg BaCrO 4中含有: mg mg m Cr 2.04.25352==从上⾯两例计算中可知以BaCrO 4为称量式可得较⼩的误差。
分析化学:重量分析法
2
第一节
概述
一、重量分析法:通过称量物质的质量来确 定被测组分含量的分析方法。 二、分类: 沉淀重量法 ——利用沉淀反应 挥发法重量法 ——利用物质的挥发性 萃取法重量法 ——利用物质在两相中溶解度不同 三、特点: 准确度高, 费时,繁琐, 不适合微量组分
3
第二节 对沉淀的要求与结果计算
几个概念:
晶核的生成
沉淀颗粒的生长
11
影响V定向 、V聚集大小的因素: (1)、V定向与沉淀的性质有关: 对于强极性盐类: 如BaSO4,CaC2O4等 一般具有较大的V定向, 形成晶形↓ 对于高价金属离子的氢氧化物: 如Fe(OH)3,Al(OH)3↓ V定向较小称量形式与沉淀形式可以相同,也可以不同
4
一、沉淀形式和称量形式
过滤 Ba2+ + SO42BaSO4↓ 洗涤 灼烧 过滤 烘干 8000C BaSO4
Ca2+ + C2O42-
CaC2O4•H2O ↓
洗涤 过滤
CaO 灼烧
烘干
试样溶液 + 沉淀剂
待测离子 沉淀剂
沉淀形式↓
沉淀形式
称量形式
洗涤 灼烧 处理过程 称量形式
V聚集 QS K S
相对过饱和度 S—溶解度
K—比例常数
Q —加入沉淀剂瞬间产生的沉淀物总浓度 Q-S:沉淀的过饱和度
13
陈化对沉淀颗粒大小的影响
A:陈化的概念
沉淀析出后,让初生的沉淀和母液一起 放置一段时间,这个过程称陈化。
B:陈化的目的
陈化的目的是使小晶粒逐渐溶解,大晶 粒逐渐长大。 C:原因
F
M Cl M AgCl
2M Fe M Fe2O3
分析化学 重量 分析法
在没有副反应存在时:MA===M+A Ksp 在有副反应存在时: MA===M+A Ksp’
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常见情况来看络合效应是针对 阳离子的,而酸效应是针对阴 离子的!
酸效应 络合效应 酸效应
有副反应存在时:
K SP = [ M ]′[ A]′ = [ M ][ A]α M α A = K SPα M α A
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分离方式
1 2 3 沉淀法(重点) 沉淀法(重点)
气化法
提取法
4
电解法
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沉淀重量分析法
沉淀重量法: 沉淀重量法:利用沉淀反应将待测组分以难溶化合 物形式沉淀下来,经过滤、洗涤、烘干、灼烧后, 转化成具有确定组成的称量形式,称量并计算被测 组分含量的分析方法。
综述: 综述:
因为在现实的溶液中含有各种共存组分, 因为在现实的溶液中含有各种共存组分,由于其他一些 离子的影响,沉淀的溶解度自然会受到一定程度的影响, 离子的影响,沉淀的溶解度自然会受到一定程度的影响,比 如同离子效应,酸效应,盐效应,络合效应, 如同离子效应,酸效应,盐效应,络合效应,还会受到温度 的影响,溶剂的影响,沉淀颗粒的影响,沉淀结构的影响, 的影响,溶剂的影响,沉淀颗粒的影响,沉淀结构的影响, 如此多的影响因素,其本质就是共存离子与沉淀离子反应沉 如此多的影响因素, 淀溶解平衡右移,增大沉淀的溶解度。(除同离子效应外) 。(除同离子效应外 淀溶解平衡右移,增大沉淀的溶解度。(除同离子效应外)
+ −
注:沉淀溶解度很小时,常忽略盐效应。 在利用同离子效应来降低沉淀溶解度时,也应考虑过 度 加入沉淀剂引起的盐效应。 沉淀剂用量:一般 —— 过量50%~100%为宜 非挥发性 —— 过量20%~30%
分析化学-重量分析法
2、盐效应 溶液中存在着非共同离子的强电解质盐类,而引起沉淀溶解度 增大的现象,称为盐效应。 例19—2 计算AgCl分别在纯水和0.01mol·L-1NaNO3溶液中的溶解度各 是多少? 解: AgCl Ag+ + Cl⑴ 设AgCl在纯水中的溶解度为S1,则
− − S1 =[Ag+] =[Cl−] = Ksp= 1.8×1010 =1.3×105mol L−1 ⋅
计算得:γAg+ = γCl- = 0.79
3、酸效应 溶液的酸度对沉淀溶解度的影响,称为酸效应。 例19—3 已知CaF2在纯水中的溶解度为2×10-4mol·L-1,计算CaF2在 HCl溶液(pH=2.0)中的溶解度? 解: Kspθ(CaF2)=4×10-11 Kaθ(HF)=3.53×10-4 CaF2 Ca2+(aq)+ 2F-(aq) 1 H + α F ( H ) = 1 + β1 ⋅ C ( H ) = 1 + × 1 .0 × 10 − 2 = 29 3.53 × 10 − 4 设CaF2在HCl溶液中的溶解度为x·mol·L-1,则
Q−S V = K ⋅ S
Q加入沉淀剂瞬间,生成沉淀物质的浓度 S沉淀的溶解度 Q−S :相对饱和度 S K常数,与沉淀的性质、介质、温度等因素有关
Q−S 值越大, V越大,易生成无定形沉 淀 S Q−S 值越小, V越小,易生成晶形沉淀 S
S大,Q小,有利于生成晶形沉淀 三、沉淀条件的选择 1、晶形沉淀 ⑴适当稀溶液 ⑶搅拌、缓慢加入沉淀剂 2、非晶形沉淀 ⑴溶液要比较浓、热 ⑶加入沉淀剂的速度要快 ⑵加入适当的电解质(按盐) ⑷不陈化 ⑵热溶液 ⑷陈化
本课程的任务和要求 掌握基本的分析方法及其原理 掌握各种分析方法的有关计算,初步具备数 据评价能力 初步具备查阅文献、选择分析方法、拟订实 验方案的能力 培养观察、分析和解决问题的能力
分析化学笔记--重量分析法(一)
分析化学笔记重量分析法(一)重量分析法:简称重量法,称取一定重量试样,用适当方法分离组分,通过称重的方法求的组分含量的方法。
一、重量分析法优缺点优点:①直接采用分析天平所得数据来分析结果②不需要引入基准物质和容量器皿等数据③称量误差较小,准确度较高缺点:①操作繁琐、费时、灵敏度不高②不适用于微量及衡量组分的测量③不适用于生产的控制分析二、重量法在检验工作中的常用方法①挥发法②萃取法③沉淀法④电解法(注:本笔记不讲解电解法)三、常用方法讲解1、挥发法(包括直接挥发法和间接挥发法),步骤如图。
直接挥发法:利用加热等方法使试样中挥发性组分逸出,并用适宜的吸收剂将其全部吸收,称量其增加的重量来计算组分含量的方法。
例如,以碱石灰为吸收剂测定试样中二氧化碳的含量间接挥发法:利用加热等方法使试样中挥发性组分逸出后,称量残渣,以减少量来计算挥发组分的含量。
例如,测定氯化钡晶体中结晶水的含量补充笔记干燥失重:利用挥发法测定药物干燥至恒重后减少的重量。
恒重:指药物连续两次干燥或灼烧后称得的重量差在0.3mg以下常用药物的干燥方法1、常压下加热干燥适用对象:性质稳定,受热不易挥发、氧化、分解、变质的药物2、减压加热干燥适用对象:常压下受热温度高、易分解变质、水分较难挥发、熔点低的药物3、干燥剂干燥适用对象:能升华、受热易变质的物质2、萃取法(步骤如图)根据被测组分在两种不相溶的溶剂中的分配比不同,萃取分离,称量干燥萃取物的重量,求得组分含量的方法。
(注:若实验需求较高,可采用多次连续萃取以提高萃取率)萃取对象:螯合物、离子缔合物、三元配合物、溶剂化合物、简单分子3、沉淀法(重点),步骤如图。
利用沉淀反应将被测组分转化为难溶化合物,分离洗涤干燥,转化为可供称量的化学组成,最后计算组分含量的方法。
(注:该沉淀的化学组成称为沉淀形式;沉淀经处理后,供最后称量的化学组成称为称量形式)①试样称取和溶解称取:适量,不可过多(洗涤、过滤带来困难)或过少(误差较大)晶体沉淀(0.1~0.5g)非晶体沉淀(0.08~0.1g)可根据上述量计算出大约应称取的试样量②沉淀制备沉淀形式要求:a.沉淀溶解度小,沉淀完全度大于99.9%b.沉淀纯度高,尽量不要存在杂质c.沉淀形式要易于过滤洗涤,易于转化为称量形式称量形式要求:a.有确定已知的组成,否则将失去定量的依据b.称量形式必须十分稳定,不受外界影响c.摩尔质量要大,减少称量误差③沉淀的过滤、洗涤、烘干、灼烧过滤:常用滤纸或玻璃砂芯滤器洗涤:选择洗涤液的原则a.溶解度较小不易生成胶体的沉淀(蒸馏水)b.溶解度较大的晶体沉淀(沉淀剂稀溶液或沉淀的饱和溶液)c.溶解度较小的非晶体沉淀(热的挥发性电解质的稀溶液,如硝酸铵)烘干与灼烧:通常为110~120℃烘干40~60分钟;若为有机物,温度视情况而定。
分析化学-重量分析法
][A
m-
]
分析化学(2011)
CYJ 14
Analytical Chemistry 分析化学
溶度积与溶解度
MmAn(s) 平衡时浓度 mM n+ + nA mmS
n m
nS
m n
K sp,M m A [M ] [A
n
]
(mS ) (nS )
m
n
S
2011.5
m n
K sp, M m A n m n
CYJ 19
或:
Analytical Chemistry 分析化学
mS+CMCM
nS
[ M ] [ A] (CM ) (nS ) K sp
m n m n
可见,其↗,S ↘
2011.5
分析化学(2011)
CYJ 20
Analytical Chemistry 分析化学
例. 25℃时,BaSO4 在水中的溶解度:
mS
灼烧
2011.5
BaSO4 计算
过滤
洗涤
称重
mp
分析化学(2011)
Ba%
CYJ 9
Analytical Chemistry 分析化学
对 沉淀形式 的要求
Precipitation form
溶解度小
晶形好
纯度高
易于转化
对沉淀形的要求 (1)沉淀的溶解度必须很小,保证被测组分沉淀 完全。 (2)沉淀易于过滤和洗涤。 (3)沉淀纯度高,避免玷污。 (4)沉淀易转化为称量形式。
Al3+ 8-羟基喹啉
Al2O3 0.0002 100 0.16% 0.1888g 0.1888
分析化学笔记--重量分析法(二)
分析化学笔记重量分析法(二)沉淀的溶解度及影响影响因素有以下几点:1、同离子效应:当沉淀反应达到平衡后,若向溶液中加入含有某一构晶离子的试剂或溶液,可降低沉淀溶解度。
(沉淀法中,要求的反应完全程度达99.9%,但任何物质都有一定的溶解度,故很难达到要求。
因此,制备沉淀时,沉淀剂都是过量的)例如,想要使0.01mol/L草酸盐中草酸根沉淀完全,生成草酸银,求过量银离子最低浓度。
(Ksp Ag2C2O4=3.5×10-11)因草酸根沉淀的完全程度不小于99.9%,其在溶液中剩余浓度应不大于0.01×0.1%=2×10-5mol/L,则Ag+浓度为[Ag+]=(Ksp Ag2C2O4/[C2O2-4])1/2当然,过量也不能无限量;一般情况下沉淀剂应过量50%~100%;若沉淀剂不挥发,则过量20%~30%即可2、异离子效应:在难溶化合物的饱和溶液中加入易溶的强电解质,会出现难溶化合物的溶解度比同温度时在纯水中的溶解度大的现象。
例如,在强电解质硝酸钾存在的情况下,氯化银和硫酸钡的溶解度比在纯水中大,而且溶解度随强电解质的增加而增大注:同离子效应和异离子效应同时存在,同离子效应占主导若沉淀本身溶解度很小,异离子效应影响较小,可忽略不计;反之,则考虑3、pH效应:溶液pH影响沉淀溶解度的现象,又称酸酸效应。
简单来说,溶液中H+浓度对弱酸或者多元酸的离解平衡存在影响使溶解度增大的效应应加以考虑,其他则影响不大4、配位效应:当难溶化合物的溶液中存在着能与构晶离子生成配合物的配位剂,则会使沉淀溶解度增大,甚至不产生沉淀的现象。
例如,在AgCl中加入氨水,氨气可与Ag+配位生成[Ag(NH3)2]+配离子,增大AgCl的溶解度,若氨水足够多,则可使AgCl完全溶解。
除上述四大效应外,其他还有温度、溶剂、沉淀颗粒大小和沉淀析出的形态等因素沉淀纯度及影响因素影响沉淀纯度的主要因素有共沉淀和后沉淀1、共沉淀:一种难溶化合物沉淀时,某些可溶性杂质同时沉淀的现象。
分析化学重量分析法新
3
称量
试样
溶解
试液
加入沉淀剂
沉淀形式
称重
过滤
烘干
称量形式
计算
洗涤
灼烧
(一)试样的称取和溶解
在沉淀法中,试样的称取量必须适当,若称取 量太多使沉淀量过大,给过滤、洗涤都带来困 难;称样量太少,则称量误差以及各个步骤中 所产生的误差将在测定结果中占较大比重,致 使分析结果准确度降低。
5
Ba2+ + SO42-
BaSO4↓
过滤 洗涤
8000C
BaSO4 灼烧
Ca2+ + C2O42-
CaC2O4•2H2O ↓
过滤 烘干
CaO 洗涤 灼烧
2.沉淀法对沉淀形式的要求 (1)溶解度小(溶解损失不超过0.2mg) (2)易过滤和洗涤(沉淀颗粒粗大,比较紧密) ( 3)纯净 (4)易转化成称量形式
7
2. 洗涤: 洗去杂质和母液
选择洗涤液原则: 溶解度小的晶形沉淀→蒸馏水 溶解度较大的晶形沉淀→沉淀剂稀溶液 易发生胶溶的无定形沉淀→易挥发性电解质稀溶液,
如稀HNO3、NH4Cl等
洗涤方法:少量多次
3. 干燥或灼烧:除去沉淀中吸留水分和其它挥发 性物质,将沉淀形式定量转变为称量形式
干燥温度一般在150度以下,烘箱中进行;灼烧温度一般 在800度以上,马弗炉中进行。
4
取样量可根据最后所得称量形式的重量为基础进 行计算。所得晶体沉淀可取0.1~0.5g,所得非晶 形沉淀则以0.08~0.1g为宜。 取样后,需用适当的溶剂溶解试样,常用的溶剂 是水。对难溶于水的试样,可用酸、碱及氧化物 等溶剂
(二)沉淀的制备 1、沉淀形式和称量形式 被测组分与试样溶液分离时,生成沉淀的化学组成称为 沉淀形式;沉淀形式经过处理,供最后称量的物质的化 学组成称为称量形式。
高中化学竞赛重量分析法课件
定态,得到大、完整晶体。 5. 冷滤:室温过滤并用构晶离子稀溶液洗涤。
稀、热、慢、搅、陈
18
陈化作用 1)小晶体变为大晶体 2)不完整晶形变完整
3)亚稳态转化为稳定态 4)沉淀更纯净
右图为陈化过程
1. 大晶粒 2. 小晶粒 3. 溶液
3
1
盐效应:I增大使沉淀溶解度增大的现象。 影响溶解度的其他因素
沉淀微粒有聚集及定向排列的倾向,
晶体结E构相r=同,±易形成0混.晶2。/188.8 = ± 0.11% Er= ± 0.2/1704 = ± 0.012%
摩尔质量大,准确度高
3
第2节影响沉淀溶解度的因素
1. 同离子效应:过量构晶离子使沉淀溶解度 减小的现象。
15
构晶离子
成核过程
长大过程
晶核
沉淀颗粒
2.沉淀的形成
凝聚 无定形
定向排列
晶形
构晶离子向晶核表面扩散并沉积其上,长大成为沉淀微粒。
1) 沉淀类型的决定因素 沉淀微粒有聚集及定向排列的倾向,
定向速度>聚集速度 有序排列 晶形沉淀 定向速度<聚集速度 杂乱松散 无定形沉淀
定向速度:取决于沉淀本身的性质(内因)
Al(C9H6NO)3
温度: T↑, s↑
盐效应:I增大使沉淀溶解度增大的现象。
Al + 3 构应晶获离 得子大3颗+粒的晶体,纯净并易滤洗。
(1) 吸附层优先吸附构晶离子; 颗粒大小: 大颗粒s小
N
Al(
)3
滤 洗
N
影响溶解度的其他因素
定向速度:取决于沉淀本身的O性H质(内因)
O
沉淀后再引入杂质,对共沉淀几乎无影响。
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§18-1 重量分析概论 §18-2 沉淀完全的程度与影响沉淀溶解度的因素 §18-3 影响沉淀纯度的因素 §18-4 沉淀的形成与沉淀的条件 §18-5 沉淀过滤、洗涤灼烧和分析结果的计算
2020年10月12日4时19分
§18.1 重量分析法概述
用适当方法先将试样中的待测组分与其他组 分分离, 然后用称量的方法测定该组分的含量。
4. 配位效应 若溶液中存在配位剂,能与生成沉淀的离子形成配合物,
使沉淀溶解度增大,甚至不产生沉淀的现象。
例:计算AgCl在0.01mol·L-1 NH3溶液中的溶解度。
解: [Cl ] S [Ag ] S
n
1 i [NH 3 ]i
i 1
S 2 Ks'p Ksp
1103.4 102 107.40 104 2.5 103 mol L1
3. 称量形式的摩尔质量尽可能地大
减少称量误差。
2020年10月12日4时19分
18.2.2 条件溶度积
MA(s)= M+ + A-
L OH- H+ MLn M(OH)n HiA
S [M' ] [M] [MOH] [M(OH) 2 ] [ML] [ML 2 ]
S [A' ] [A] [HA] [H 2A]
(2)I 0.01 Ag Cl 0.90
S'
Ksp
Ag Cl
1.56 1010 0.92
1.4105 mol L1
一般情况下,盐效应的影响也比较小,可以忽略不计。
2020年10月12日4时19分
3、酸效应
溶液的酸度对沉淀溶解度的影响,称为酸效应。
例:(1)计算CaF2在纯水中的溶解度。 (2)计算CaF2在pH=2.0时的溶解度。
t effect) 溶液中存在共同、非共同离子的强电解质,引起沉淀
溶解度增大的现象,叫盐效应。 例:计算(1)AgCl在纯水中的溶解度。
(2)AgCl在0.01mol·L-1 KNO3溶液中的溶解度。
解:(1) S Ksp 1.561010 1.25105 mol L1
2020年10月12日4时19分
18.1.2 重量分析特点
1、全部数据都是由分析天平称量得来,无需标准。
2、高含量组分的测定比较准确,相对误差<0.1%。 (硅、磷、钨、稀土元素等),对低含量组分的测
定误差较大。 3、不足之处是操作较繁,费时,不适于生产中的控制
分析。
沉淀法关键:沉淀剂的选择与用量,沉淀反应条件, 如何减少沉淀中杂质。
(1) S Ksp 8.7 1011 9.3106 mol L1
m 9.310 6 0.20 233 4.310 4 g 0.43mg
(2) (0.01 S)S 0.01S K sp
S K sp 8.7 10 11 8.7 10 9 mol L1
0.01 0.01
m 4.110 4 mg
3. 易转化为称量形式
2020年10月12日4时19分
•对称量形式的要求
1. 组成必须与化学式完全符合
例:磷钼酸铵(溶解度很小的晶形沉淀),组成不定; 常采取磷钼酸喹啉作为测定PO43-的称量形式。
2. 称量形式要稳定
不易吸收空气中的H2O和CO2,不易分解等。 例:CaC2O4·H2O灼烧后得到CaO不宜作为称量形式。
2、气化重量法 使用于具有挥发性物质的测定。一般利用加
热或其它的方法,使被测组分逸出,或用吸收剂 来吸收逸出组分,再称量前后两次重量之差,即 可计算组分的含量。
例如: SiO2含量的测定。 SiO2 + 4HF = SiF4↑ + 2H2O,再经过烘干后称量。
2020年10月12日4时19分
3、电解重量法
2020年10月12日4时19分
18.1.3 重量分析对沉淀的要求
Mg2+ MgNH4PO4·6H2O ↓ 过滤 洗涤 灼烧 Mg2P2O7
沉淀形式
不一致 一致
称量形式
SO42-
BaSO4↓ 过滤 洗涤 灼烧 BaSO4
对沉淀形式和称量形式有哪些要求?
2020年10月12日4时19分
•对沉淀形式的要求
MA(s) M A
K
' sp
[M' ][A' ] M[M]A[A]
Ksp M A
(条件溶度积)
2020年10月12日4时19分
18.2.3 影响沉淀溶解度的因素
1. 同离子效应(common-ion effect) 例:计算(1)BaSO4在200 mL纯水中的溶解损失。
(2)BaSO4在200 mL [Ba2+] = 0.01溶液中的溶解损失。 解: BaSO4 =Ba2++ SO42-(Ksp= 8.7 ×10-11)
利用待测组分的氧化还原性,使其电解沉积出来, 称量其质量的方法。
例如:电解硫酸铜。
阴极:Cu 2 2e Cu
阳极:
2H
1 2
O2
2e
2H2O
mCu m2 m1
2020年10月12日4时19分
4、提取法 如测定粮食中的脂肪含量,可用乙醚在一定
条件下将脂肪提取到乙醚中,然后,将乙醚蒸 发,由容器在蒸发前后质量之差,可求脂肪含 量。
2020年10月12日4时19分
18.1.1分类
1、沉淀重量法
将待测组分以难溶盐的形式从溶液中沉积出来,
再经过过滤、洗涤、灼烧、最后称重,来计算待测物质
含量的方法。
SO42-
过量 BaCl2
BaSO4↓
过滤
洗涤 干燥
称量
mBaSO4 S%
MS M BaSO4
100
G
2020年10月12日4时19分
解:(1)
s3
2.7 1011 22
3.0104 mol L1
(2) [Ca 2 ] S
[F- ] 2S
S3
K
' sp
Ksp 2
4
4
n
1
H i
[H
]i
1 10 3.45
10 2
29.2
i 1
2020年10月12日4时19分
s 3 41011 29.22 2.0103 mol L1 4
1. 沉淀要完全 沉淀的溶解度要小(<0.1mg)。
例:测Ca2+,CaSO4:Ksp=2.45×10-5 CaC2O4 : Ksp=1.78×10-9
2. 沉淀要纯净 尽量避免混进杂质,易于过滤和洗涤。
颗粒较粗的晶形沉淀:MgNH4PO4·6H2O, 颗粒细小的晶形沉淀:CaC2O4、BaSO4等, 非晶形沉淀:Al(OH)3,