4-工业碳酸钠质量检验-硫酸盐含量的测定.

例：在0.5 mol/L H2SO4 溶液中电解CuSO4 阳极反应 阴极反应
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2H2O = O2↑+ 4H+ + 4e Cu2+ + 2e = Cu↓
O2 在阳极上逸出
Cu在阴极上沉积
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特点
不需用基准物质
准确度高
不适用于微量分析 程序长、费时
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知识目标
（一）沉淀法测定工业碳酸钠中硫酸盐含量 1、实验原理；
2、实验注意事项；
（二）晶形沉淀法
1、晶形沉淀的条件；
2、常用的晶形沉淀法；
3、陈化的目的。
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搅拌下继续煮沸2min。
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在沸水浴上放置1h,停止加热，静置4h, 用慢性定 性滤纸过滤，用热水搅拌下继续煮沸直到取 10ml 滤液与1ml5g/l的硝酸银溶液混合，5min后仍保持
透明为止。
取一只洁净带盖的瓷坩埚，在（800±25） ℃下 灼烧至恒重，记下坩埚的质量。将洗涤的沉淀和 滤纸包好后，放入已恒重的瓷坩埚中，在电炉上 烘干，碳化后，置于马弗炉中，于（800±25）
重量分析法直接用 分析天平称量而获 得分析结果。
应用
主要应用于含量不太低的 Si, S, P, W, Mo, Ni, Zr, Hf, Nb, Ta
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的精确分析
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对沉淀形式的要求
溶解度小 晶形好 纯度高 易于转化
对称量形式的要求
有确定的化学组成
沉淀反应。
3. 沉淀的溶解度小。由于有机沉淀的疏水性强，所以 溶解度较小，有利于沉淀完全。 4. 沉淀吸附无机杂质少，因为沉淀表面不带电荷，所 以吸附杂质离子易获得纯净的沉淀。易于过滤洗涤 5. 沉淀的摩尔质量大，被测组分在称量形式中占的百 分比小，有利于提高分析的准确度 6. 有些简化了重量分析操作
℃下灼烧至恒重。
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计算公式
M（SO42-） m1 W= 100-w0 100 M（BaSO4） ⅹ 100%
m
式中 m1-------灼烧硫酸钡的质量，g
m-------试样的质量， g
w0------- 烧失量
%
。
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ms
△
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重量分析法分类和特点
一 分类和特点
沉淀法
据分 离的 不同 途径 被测 离子 沉淀剂 沉 淀 过滤 洗涤 灼烧 称 重 计算 含量
气化法 利用电解原理, 使金属离子在电极上析出, 电解法
然后称重, 求出金属离子组分的含量
2-
Ba2+
SO42SO42-
SO42-
Ba2+ Ba2+
SO4
2-
Ba2+
SO42-
SO42-
Ba2+
Ba2+
SO42-
Ba2+
SO42-
SO4
2-
Ba2+
SO4
2-
Ba2+
Ba2+
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SO4
2-
SO42-
Ba2+
SO42- Ba2+ Ba2+ SO42SO42Ba2+ 2SO4 Ba2+
入50ml水，搅拌，滴加4ml（1+1）盐酸中和试样
并使之酸化，用中速定性滤纸过滤。滤液和洗涤 液收集于烧杯中，控制试验溶液体积约为 250ml 。 滴加三滴甲基橙指示剂，用氨水中和后在加 6ml （1+1）盐酸溶液酸化，煮沸，在不断搅拌下滴加
25ml 100g/l的氯化钡溶液（约90s加完），在不断
OH
Ni2+、Pd2+、 Pt2+、Fe2+
2. 8-羟基喹啉
3. 四苯硼酸钠
N OH
B
Na+
Zn2+、Al3+
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K+、NH4+、Rb+、Ag+
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有机沉淀剂的特点：
1. 试剂种类多 2. 选择高。有机沉淀剂在一定条件下，与单个离子起
1、实验原理
在待测溶液中加入过量的氯化钡溶液， 使硫酸根全部生成硫酸钡沉淀，反应如 下过滤、洗涤、干燥后，称量沉淀的质 量，利用称量所获得的质量即可计算硫 酸的含量。
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2、测定步骤
称取0.4-0.5g试样，精制至0.01g，置于烧杯中，加
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SO4
2-
SO42-
Ba2+
SO4
2-
Ba
SO422+
Ba2+
SO42SO42-
Ba2+ Ba2+
SO4
2-
SO42-
Ba2+
SO42-
Ba2+ Ba2+
SO42-
SO42-
Ba2+ Ba2+
Ba2+
SO4
2-
Ba2+
SO4
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重量分析法分类和特点
一 分类和特点
沉淀法
据分 离的 不同 途径 被测 离子 沉淀剂 沉 淀 过滤 洗涤 灼烧 称 重 计算 含量
气化法 通过加热或其它方法使试样中的被测组
分挥发逸出, 然后根据试样重量的减轻,
计算组分的含量
X· nH2O X + nH2O(g) ↑
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示例
H H N
Mg(H2O)62+ Al3+
+
N OH N
O O
Mg
O H O H
O
N Zn N
O
HC
CH OO Ln O O O O C H
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2. 生成离子缔合物的沉淀剂
工业碳酸钠的技术指标
项目 指标
优等品
总碱量（以Na2CO3计），% ≥ 99.1
一等品 合格品
98.8 98.0
氯化物（以NaCl计）含量，%
硫酸盐（以SO42-计）含量/ % 铁（Fe）含量，% 水不溶物含量，% 烧失量，%
≤
≤ ≤ ≤ ≤
0.7
0.03 0.004 0.04 0.8
0.901
0.120
SO42Ba2+ SO42-
Ba2+
SO42-
Ba2+ Ba2+
SO42-
Ba2+
Ba2+
SO42-
重的瓷坩埚内，移入烘箱或高温炉中，从低到
高逐渐升温至250-270 ℃下加热30min,取出坩 埚，稍冷后，置于干燥器中冷却30min,称重。 重复灼烧20min，直至恒重。
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以质量分数表示的烧失量w(%)可按下式计 算 式中 m1-------灼烧前试样和坩埚的质量，g m2-------灼烧后试样和坩埚的质量，g m-------试样的质量，
晶 核
长大
沉淀 微粒
聚 集
无定形 晶形
长 大
定向排列
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沉淀的形成过程
均相成核作用
构晶离子在过饱 和溶液中通过离 子缔合，自发形 成晶核。 构晶离子在溶液 中通过混杂的固 体微粒（晶种） 诱导形成晶核。
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重量分析法分类和特点
沉淀法
据分 离的 不同 途径 被测 离子 沉淀剂 沉 淀 过滤 洗涤 灼烧 称 重 计算 含量
例: 可溶性钡盐中钡含量的测定(重量法） 称样 HCl 灼烧 稀H2SO4
mS
溶样
BaSO4
过滤
洗涤
称重
mp
计算
Ba%
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成核作用
异相成核作用
晶核的生长
影响沉淀颗粒大小和形态的因素：
聚集速度：构晶离子聚集成晶核后进一步堆积成沉 淀微粒的速度 定向速度：构晶离子以一定顺序排列于晶格内的速度 注：沉淀颗粒大小和形态决定于聚集速度和定向速度比
率大小
聚集速度＜ 定向排列速度 → 晶形沉淀 聚集速度＞ 定向排列速度 → 无定Байду номын сангаас沉淀
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烧失量的测定：
方法原理
将试样于950℃灼烧。根据失去的质量多少即可 计算烧失量。
试剂与仪器
高温炉、分析天平、干燥器、坩埚若干。
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测定步骤
用分析天平称取约2g试样，置于预先灼烧至恒
阴离子和阳离子以较强的静电引力相结合而形成的 化合物，叫做缔合物。相对分子质量的有机离子与
带相反电荷的酸根离子
As
MnO4-
As
Cl
As
HgCl42-
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有机沉淀剂的应用示例
1. 丁二酮肟
H3C H3C C N OH
C
N
稳定，不易与O2, H2O, CO2 反应
例：测Al
Al 0.1000g NH3 Al(OH)3↓ 灼烧
摩尔质量足够大
Al2O3 0.1888g 称量误差
Al 0.1000g
8-羟基喹啉
0.0002 100 0.16% 烘干 0.1888
Al(C9H6NO)3↓ 1.704g
Al(C9H6NO)3↓
沉淀的类型和沉淀的形成过程
（2）无定形沉淀：颗粒直径﹤0.02μm 结构疏松
比表面积大，吸附杂质多
不易过滤、洗涤
例：
Fe2O3•2H2O↓
（3）凝乳状沉淀：颗粒直径界于两种沉淀之间例：AgCl↓
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沉淀的形成过程
构晶 离子
成核作用
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任务四 工业碳酸钠中硫酸盐含 量的测定
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能力目标
（1）会过滤及洗涤沉淀； （2）能正确选择实验所用的仪器和药品； （3）会设计实验流程； （4）会计算硫酸盐的含量。
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沉淀的类型和沉淀的形成过程
一、沉淀的类型
（1）晶形沉淀：颗粒直径0.1～1μm， 排列整齐，结构紧密，
比表面积小，吸附杂质少
易于过滤、洗涤 。 例：BaSO4↓（细晶形沉淀） MgNH4PO4↓（粗晶形沉淀）
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g
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判断硫酸盐的含量。
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重量分析法的分类和特点
（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。
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0.006 0.10 1.0
010 0.15 0.3
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引入
前几节课我们工业碳酸钠的总碱度、氯含
量、铁含量，那么硫酸盐也是工业碳酸钠
的一种杂质，它的含量多也决定了工业碳
酸钠的等级，今天我们就来测定硫酸盐的
含量，一般我们采用沉淀法来测定。
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0.0002 100 0.012% 1.704 宁波职业技术学院
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有机沉淀剂的分类
1. 生成螯合物的沉淀剂
螯合剂包含两类基团
1）酸性基团
-OH, -COOH, -SH, -SO3H
2）碱性基团 -NH2, -NH-, -N=, -CO-, -CS 通过酸性基团和碱性基团，生成微溶性螯合物
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无定形沉淀形成示意图
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晶形沉淀过程示意图
2SO42- Ba2+ SO 4 2Ba2+ SO Ba2+ 24 2SO4 Ba2+ SO4 22+ SO Ba2+SO Ba 2- 4 22+ Ba SO 4 4 2+ SO42- Ba2+ Ba 2SO42- Ba2+ SO 4 2Ba2+ SO Ba2+ 24 2SO4 Ba2+ SO4 22+ SO Ba2+SO Ba 2- 4 22+ Ba SO 4 4 2+ SO42- Ba2+ Ba 2SO42- Ba2+ SO 4 2Ba2+ SO Ba2+ 24 2SO4 Ba2+ SO4