5-1_重量分析法
重量分析法
第九章 重量分析法 （Gravimetry ）§9.1概述在重量分析法中，一般是将被测组分与试样中的其他组分分离后，转化为一定的称量形式，然后称量其质量测定该组分的含量。
根据分离的方法不同，重量分析法一般分为下列四种方法：一．沉淀法该法是重量分析法中主要的方法，这种方法是将被测组分以微溶化合物的形式沉淀出来，再将沉淀过滤，洗涤，烘干或灼烧，最后称重，计算其含量。
二．气化法一般是通过加热或其他方法使试样中的被测组分逸出，然后根据试样重量的减轻来计算组分的含量；或者当该组分逸出时，选择一吸收剂将它吸收，然后根据吸收剂重量的增加来计算组分的含量。
三．提取法利用被测组分与其它组分在互不相溶的两种溶剂中分配比的不同，加入某种提取剂使被测组分从原来的溶剂定量的转入提取剂中而与其他组分分离，然后逐去提取剂，称量干燥的提取物的质量后，计算被测组分的含量。
四．电解法利用电解原理，使金属离子在电极上析出，然后称量。
重量分析法直接用分析天平称量来获得结果，不需要标准试样或基准的物质进行比较。
如果分析方法可靠，操作细心，而称量误差一般是很小的，所以对于常量组分的测定，通常可得到准确的分析结果，相对误差均在0.10.2%。
但是重量分析法操作繁琐，耗时较长，而且不适用与微量与痕量组分的测定。
§9.2沉淀重量法对沉淀的要求沉淀重量法的一般测定过程如下：被测组分 沉淀形式 称量形式()()22Ba BaBa Ba ++−−−−→−−−−→4SO 或过滤沉淀444烘干或SO SO SO 2242242C O Ca CaC O H O CaO -+−−−→−−−→灼烧一、对沉淀形式的要求1．沉淀溶解度要小，溶解度损失小于0.2mg 。
2．沉淀易于过滤和洗涤。
3．沉淀必须纯净，不应带入沉淀剂和其它杂质。
4．应易于转化为称量形式。
二、对称量形式的要求 5．应有确定的化学组成。
6．要有足够的稳定性，不易于空气中的氧气、水份，二氧化碳等的影响。
重量分析法
沉淀类型： 晶形沉淀
CaC2O4，BaSO4 MgNH4PO4
颗粒直径0.1～1m
无定形沉淀 凝乳状 AgCl
0.02～0.1m
胶体 Fe(OH)3
<0.02m
23
成核作用
Von Weimarn 公式
相对的
CrO4
K sp
I
,S
1.4
AgCl 1.2 0.005 1.0 0.001 c(KNO3)/(mol· L-1) 0.01
沉淀重量法中，用I=0.1 时的Ksp计算; 计算难溶盐在纯水中的 溶解度用Ksp
12
3.酸效应—增大溶解度(弱酸盐沉淀)
例 计算CaC2O4在不同情况下的溶解度 在纯水中
Ksp(CaC2O4)=2.0× 10-9 H2C2O4 Ka1=5.9 × 10-2 Ka2=6.4 × 10-5
Ag Ag Cr O7 Ag 2Ag
均相成核
QS 初始速度 k S Q 瞬时浓度
S 晶核的溶解度
成 核 作 用
Ba2+ Ba2+ SO42-Ba2+ Ba2+ 22SO4 SO 4 2SO4
QS ，相对过饱和度 S
lgN
异相成核 均相成核
异相成核
绝对的
异相成核 临界点
临 界 点
BaSO4 1000 AgCl 5.5
6
例: ms=0.5g, w(Al)=3%, 称量形Al2O3 , 约30mg,
7.1.3 重量分析结果的计算
Ag++Cl-
待测物
M (待测组分 ) =F M ( 称量形 )
重量分析法指导及答案
※第7章重量分析法一、学习基本要求1.了解重量分析法概念，熟悉重量分析法的特点和种类。
2.了解挥发法的适用范围、熟悉直接法、掌握间接法的干燥方法。
3.熟悉萃取法的要领，掌握分配系数、分配比和萃取效率的概念和计算公式。
4.了解沉淀法的概念，理解沉淀分析的基本原理，熟悉沉淀的形成、条件选择，掌握沉淀称量和结果计算。
二、重点和难点1重点：萃取法、沉淀法2.难点：有关计算和具体操作三、知识要点（一）基本概念1.重量分析法：重量分析法是根据称量确定被测组分含量的分析方法。
重量分析包括分离和称量两大步骤。
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。
2.挥发法：挥发法是利用物质的挥发性，通过加热或其它方法使试样的待测组分或其它组分挥发而达到分离，然后通过称量确定待测组分的含量。
3.萃取法（又称提取重量法）是利用被测组分在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同，将被测组分从一种溶剂萃取到另一种溶剂中来，然后将萃取液中溶剂蒸去，干燥至恒重，称量萃取出的干燥物的重量。
4.沉淀法：沉淀法是利用沉淀反应，将被测组分转化成难溶物形式从溶液中分离出来，然后经过滤、洗涤、干燥或灼烧，得到可供称量的物质进行称量，根据称量的重量求算样品中被测组分的含量。
（二）基本知识1.挥发法可分为直接法和间接法：（1）直接法待测组分与其它组分分离后，如果称量的是待测组分或其衍生物，通常称为直接法。
（2）间接法待测组分与其它组分分离后，通过称量其它组分，测定样品减失的重量来求得待测组分的含量，则称为间接法。
在去除物质中水分时，常采用以下几种干燥方法：加热干燥.、减压加热干燥、干燥剂干燥。
该硅胶已失效，应在105℃左右加热干燥到硅胶重显蓝色，冷却后可再重复使用。
2. 分配系数和分配比液－液萃取分离，是利用各种物质在互不相溶的两相中具有不同的分配系数或分配比，而使待测组分得到萃取分离。
（1）分配系数 各种物质在不同的溶剂中有不同的溶解度。
ISO16232-10结果表述
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附录 C（了解性信息）部件清洁度代码实例………………………………………………………14
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目录 页码前言................................................................................................................ⅳⅳ 简介................................................................................................................ⅴⅴ 1 范围.........................................................................................................1 2 参考标准...................................................................................................1 3 术语和定义................................................................................................2 4 原则.........................................................................................................2 5 重量分析法重量分析法的的结果表述 (2)5.1 必要的数据.................................................................................................................2 5.2 结果表述.. (2)6粒度分布分析法结果的表述粒度分布分析法结果的表述——部件清洁度代码部件清洁度代码（（CCC ） (3)6.1 必要的数据……………………………………………………………………………………………………3 6.2 粒度分级………………………………………………………………………………………………………3 6.3 污染等级………………………………………………………………………………………………………5 6.4部件清洁度代码（CCC ） (5)7 单个部件单个部件颗粒数量分析法结果表述颗粒数量分析法结果表述 (6)7.1 粒度分级.....................................................................................................................6 7.2 污染等级.....................................................................................................................6 7.3 部件清洁度代码 (7)8 最大颗粒....................................................................................................7 9 测试报告....................................................................................................7 附录A （了解性信息）部件清洁度代码部件清洁度代码（（CCC ）用法介绍 (10)A.1 部件部件浸湿浸湿浸湿表面积代码表面积代码表面积代码（（CCC （A ））………………………………………………………………………10 A.2 部件部件浸湿浸湿浸湿体积代码体积代码体积代码（（CCC （V ））.....................................................................................10 附录B （了解性信息）部件部件浸湿浸湿浸湿体积体积体积的测定的测定. (11)B.1 前言..........................................................................................................................11 B.2 实验方法....................................................................................................................11 B.3 计算方法. (12)附录C （了解性信息）部件清洁度代码实例 (14)C.1 报告结果...................................................................................................................14 C.2 规定的要求和结果解释. (15)附录D （了解性信息）清洁度的可选过渡表示法.........................................................16 附录E （了解性信息）测试报告实例测试报告实例－－根据ISO 16232标准的清洁度检查报告. (17)E.1 实验室的鉴定.............................................................................................................17 E.2 顾客的鉴定................................................................................................................17 E.3 分析和报告的鉴定.......................................................................................................17 E.4 所分析部件的鉴定.......................................................................................................17 E.5 提取条件...................................................................................................................18 E.6 分析报告...................................................................................................................18 E.7 注释/评论..................................................................................................................19 参考书目 (20)前言ISO（国际标准化组织）是全球国家标准团体的联盟（ISO成员体）。
《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
重量分析法
第九章 重量分析法
（五） 沉淀的形成和条件沉淀颗粒大，排列
沉淀颗粒微小,排列杂
规则，结构紧无密定形, 沉淀
构乱难晶离无于子章过成， 滤核结 和作用构 洗疏涤晶松。核 ，长大
易于过滤洗涤
沉淀颗粒
晶形沉淀
沉淀类型： 晶形沉淀
非晶形（无定形）沉淀
CaC2O4，BaSO4 MgNH4PO4
颗粒直径0.1～1m
④称量形式摩尔质量大 有利于减小称量相对误差。
⑤沉淀的组成恒定，干燥后即可称量 不需要高温灼 烧，简化了操作。
20
第九章 重量分析法
（二）沉淀法对沉淀的要求
被测物 沉淀剂
SO42－ ＋ BaCl2
沉淀形式淀形
称量形式
过滤 800℃
BaSO4
洗涤
灼烧
BaSO4
同
Cl- + AgNO3
AgCl
滤，洗 烘，120℃
22
第九章 重量分析法
（三）沉淀的溶解度及影响因素 1.同离子效应 2.异离子效应（盐效应） 3. 酸效应（pH效应） 4.配位效应 5.其它因素(温度、溶剂的影响、沉淀颗粒 大小的影响 ）
23
第九章 重量分析法
（三）沉淀的溶解度及影响因素 1. 同离子效应—降低溶解度
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 沉淀的溶解度。 利于沉淀完全
+ Cl-
S(AgCl)-pCl曲线
同离子效应与配位效应
[AgCl2]-、 [AgCl3] 2- 、[AgCl4]3-
28
第九章 重量分析法
2）外加配位剂 例如：在AgCl沉淀溶液中加入NH3·H2O
有关平衡如下：
第九章 质量分析法
第九章重量分析法第一节概述重量分析法（质量分析法）是通过称量来确定物质含量的分析方法。
在质量分析中，通常先用适当的方法使被测组分从试样中分离出来，然后称量有关物质的质量，根据称量结果计算被测组分的含量。
是经典的定量分析方法之一。
质量分析法是直接用分析天平精密称量而获得分析结果，一般不需要与标准试样或基准物质进行对比，有较高的准确度，但操作繁琐，耗时费力，不适于快速分析，也不能用于微量和痕量组分的测定。
目前，对常量的Si、P、S、Ni元素的测定、样品干燥失重的测定、总酯的测定、灰分的测定等仍采用质量分析法。
另外，某些校正分析法的结果，也常以质量分析的结果为准进行对比。
因此，作为一种经典的化学定量方法，质量分析仍然是不能忽视的。
根据分离方法的不同，质量分析一般可分为挥发法、萃取法和沉淀法等。
第二节挥发法挥发法（volatilization method）是利用被测组分具有挥发性（或将它转化为挥发性物质），通过加热或其他方法使之与试样分离，然后通过称量确定被测组分的含量。
根据称量的对象不同，挥发法可分为直接法和间接法。
一、直接法直接法通常是利用加热等方法使试样中挥发性组分逸出，用适当的吸收剂将其全部吸收，根据吸收剂吸收前后的质量差（增重）来计算该组分的含量。
例如，试样中结晶水的测定：将含一定量结晶水的固体加热至适当的温度，用高氯酸镁吸收逸出的水分，则高氯酸镁增加的质量就是固体样品中结晶水的质量。
又如有机物中C、H元素的分析：将有机物置入封闭的管道中，高温通氧炽灼后，其中的氢和碳分别生成H2O和CO2，先用高氯酸镁选择性地吸收H2O，后用碱石棉选择性地吸收CO2，最后分别测定二个吸收剂增加的质量，即可换算得出试样中H元素和C元素的含量。
此外，某些试样的灰分和炽灼残渣的测定，是将试样最后经高温灼烧后残留的不挥发性物质直接进行称量，确定其含量，也属于直接法。
二、间接法间接法是利用加热等方法使试样中挥发性组分逸出，根据挥发前后试样的质量差（减重）计算该组分的含量。
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2. 计算换算因数时的注意事项
• 被测组分与称量形式中主要元素系数的平衡。 • 较复杂的分析过程可不必考虑中间步骤。 • 称量形式中可以没有被求的组分。
26
练习：
待测组分 ClFe Fe3O4 沉淀形式 AgCl Fe(OH)3 Fe(OH)3 称量形式 换算因数F AgCl M Cl M AgCl
9
4.5.3.2 莫尔法测定条件
• CrO42- 指示剂用量 理论值：[CrO42-]理 = 1.2×10-2 mol/L 实验值： [CrO42-]实 = 5.0×10-3 mol/L 过高——终点提前; 过低——终点推迟 • 溶液酸度 适宜酸度范围：6.5 < pH < 10.5 （一般pH控制在 7~8） Ø 酸度过高：CrO42-生成HCrO4-，终点时生成 Ag2CrO4量少，终点变色不敏锐。 Ø 酸度过低：Ag+ 生成AgOH沉淀再转化成Ag2O。
pAg sp = 4.87
V + VAg +
o Clo o C VCl V - −C Ag + Ag + o Clo VCl - +V Ag +
[Ag + ] − K sp −AgCl = 0
4.5.1 沉淀滴定曲线 3 4.5.1 沉淀滴定曲线 4
Ø 化学计量点后（t>1）
（根据过量的[Ag+]和Ksp计算[Ag+]）
4.5.4 佛尔哈德 15 法
AgCl ⋅ Na + + Fl−
黄绿色 化学计量点之后
4.5.5 法扬司 16 法
n 滴定条件及注意事项
Ø 控制溶液酸度：保证HFl 充分解离：pH＞pKa
Ø Ø
第五章 重量分析法
n n n n
防止沉淀凝聚：加入糊精，保护胶体。 卤化银胶体对指示剂的吸附能力 < 对被测离子 的吸附能力（反之终点提前；差别过大终点拖后） 吸附顺序：I-＞SCN-＞Br-＞曙红＞Cl-＞荧光黄
例2、称取含铝试样0.5000 g，溶解后用C9H7NO沉淀， 120℃烘干后得Al(C9H6NO)3重0.3280 g。计算样品中 铝的质量分数。若将沉淀在1200 ℃灼烧成Al2O3称 重，可得称量形式多少克？ 解：（1）称量形式为Al(C9H6NO)3时，
M Al M Al(C H NO)
lg
sp 2 [C X - ]
∆pAg = 1.2
K 'sp − AgX
≥6
4.5.2.2 滴定混合离子
n
若有X-和Y-离子共存，则滴定X-离子时Y-离子不干
t
扰的条件为：
lg
sp 2 ' [CX - ] K sp − AgY sp ' [CY - ] K sp − AgX
2
≥6
突跃的大小与滴定准确度有着密切关系
沉淀形式和称量形式可能 相同，也可能不同。
2. 重量法的特点
• 优点：准确度高（Er : 0.1～0.2％，不需标液。） • 缺点：操作繁琐费时 • 重量法仍是测P，S，Si，Ni 等元素的仲裁分析 法；在校正其他分析方法的准确度时，也常用重 量法测定结果作为标准。
沉淀形式 称量形式 ，洗 AgCl 滤 AgCl 烘，120℃ BaSO4
4.5.1 沉淀滴定曲线 5
pAg 8.7 7.5 6.4 5.5 4.87 4.3 3.3 2.3 1.4
4.5.1 沉淀滴定曲线 6
= [Ag + ]过 +
∴
K sp − AgCl [Ag + ]
Q ∴
[Ag + ]2 − [Ag + ]过 [Ag + ] − K sp − AgCl = 0 o o o CAg − CCl +V -V Ag + Cl [Ag + ]过 = o VCl- + VAg+
o o o CAg − CCl +V -V Ag + Cl
突跃范围
[Ag + ]2 −
V + VAg+
o Cl-
[Ag + ] − K sp −AgCl = 0
1
10
4.5.2 沉淀滴定可行性讨论
4.5.2.1 滴定单个离子
n
pAg
8 6 4 2 0 0 0.5 1 1.5 2
对任意的X－离子或SCN－离子，则有：
（根据溶液中剩余[Cl-]和Ksp计算[Ag+]）
Ø 化学计量点时（t=1）
Q [Ag + ] sp = [Cl- ] sp = K sp -AgCl
[Cl- ] =
K sp − AgCl [Ag + ]
= [Cl- ]剩 + [Cl- ]离解
∴
+
Q
∴
Q
∴
[Cl− ]离解 = [Ag + ]
+ 2 -
4.5.3 莫尔 10 法
4.5.4 佛尔哈德（Volhard）法 • 注意事项：防止沉淀吸附而导致终点提前 措施——滴定时充分振摇，解吸Cl-和 Br-。
4.5.4.1 滴定原理（以 [NH4Fe(SO4)2]作指示剂的银量法）
•
滴定反应方程： Ag+ + SCN－== AgSCN (白)
•
应用范围： 直接法测定 Cl-和 Br-等，返滴法测定Ag+。 不可测I-，SCN- 且选择性差。
4.5.1 沉淀滴定曲线
• 银量法特点： Ag+的浓度随着滴定过程的进行在不断地改变。 • 沉淀滴定曲线： pAg为纵坐标，滴定百分数t为横坐标。 • 举例：以0.1000 mol/L AgNO3 滴定20.00 mL 0.1000 mol/L NaCl溶液。
4.5 沉淀滴定法
1
2
Ø 滴定开始至化学计量点之前（0<t<1）
重量分析法概述 沉淀的形成 沉淀的玷污与减少沉淀玷污的方法 适宜沉淀条件的选择
Ø 避免阳光直射 Ø 被测物浓度应足够大
n
适用范围： 可直接测定Cl-，Br-，I-，SCN-和Ag+。
4.5.5 法扬司 17 法 18
3
§5.1 重量分析法概述
5.1.1 重量分析法的分类和特点
定义：先通过适当的分离方法将被测组分以元素或 化合物形式析出或逸出，然后通过称量进行定量的 分析方法。 被测组分 分离 转化 称量形式 称重 计算含量
Ø
荧光黄（有机弱酸）： HFl H+ + Fl- （黄绿色）
Ø Ø Ø
sp前：AgCl∙Cl- - - - - 吸附过量Clsp时：大量AgCl∙Ag+∙Fl-（粉红色） - --双电层吸附 如用NaCl标准溶液滴定Ag+：
垐 AgCl ⋅ Fl − + NaCl 噲
粉红色 化学计量点之前
ü 测I-时，预防发生氧化-还原反应： 措施：先加AgNO3反应完全后，再加入指示剂。 ü 适当增大指示剂浓度，减小滴定误差。 [Fe3+] = 0.02 mol/L（TE%＜0淀形式的要求
a. 沉淀溶解度必须要小； b. 沉淀要纯净； c. 沉淀易于过滤和洗涤；
被测物
沉淀形式
d. 沉淀易于转化为称量形式。
对称量形式的要求
陈化 滤、洗 烘(烧)
a. 组成恒定，符合一定的化学式； 称量形式 b. 必须十分稳定； c. 称量形式的分子量要大。 。
（一般要求准确度≤0.1%）
4.5.1 沉淀滴定曲线 7
（|TE%|≤0.1，|ΔpAg|≥ 0.21）
4.5.2 沉淀滴定可行性讨论 8
4.5.3 莫尔（Mohr）法 4.5.3.1 方法原理（用K2CrO4作指示剂的银量法）
• 滴定反应方程： Ag+ + Cl== AgCl （白） Ksp = 1.8×10-10 • 化学计量点时及化学计量点后： 2Ag+ + CrO42- == Ag2CrO4 （砖红色） Ksp = 2.0×10-12
Q [Ag + ] = [Ag + ]过 + [Ag + ]离解 = [Ag ]过 + [Cl ]
+ -
0.1000 mol/LAgNO3滴定0.1000 mol/L NaCl时 Ag+浓度的变化
滴定分数（t） 0 5 90 99 99.9 100.0 100.1 101.0 110.0 200.0
MgO + Na 2 CO 3 BaCl 2 试样（含 S ） → Na 2SO 4 → 熔融 沉淀
过滤、洗涤、灼烧 → BaSO 4 ↓ → BaSO 4 → 称重
沉淀形式
19
称量形式
20
沉淀法示例：
被测物 沉淀剂 Cl- ＋ AgNO3 SO42- ＋ BaCl2 Mg2+ ＋ (NH4)2HPO4
K 2 PtCl6
M Fe 2M BaSO4
M Na 2SO 4 M BaSO4
M As2O3 6M AgCl
2M KCl M Pt
27
待测组分：m x = m称 ⋅ F 待测组分含量：x (%) = m称 ⋅ F × 100 ms
28
例1、称取某试样0.3621 g，用MgNH4PO4重量法测定 其中镁的含量得 Mg2P2O7 0.6300 g，求MgO%。 解： F = 2M MgO M Mg2P2O7
•
溶液酸度：0.1 ~ 1 mol/L HNO3 – 酸度过高：Ka=1.4×10-2，SCN-易生成HSCN。 – 酸度过低：Fe3+易水解，终点变色不敏锐。
• 指示剂用量：
橙黄色