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。例如，当溶质A 同时接触两种互不相溶

的溶剂时，如果一种是水，一种是有机溶剂，A 就分配在这两种溶剂中：

水A ⇋有A

在一定温度下，当这个分配过程达到平衡时，物质A 在两种溶剂中的活度比保持恒定，即分配定律，可用下表示：水有

A A a a Pa =

如果浓度很小，可以用浓度代替活度。

[][]水有A A K D =

这个分配平衡中的平衡常数K D 称分配系数。分配系数与溶质和溶剂的性质以及温度有关，在低浓度

下K D 是常数。K D 大的物质，绝大部分进入有机相中，容易被萃取；反之，K D 小的物质，主要留在水相中，不易被萃取。上式称为分配定律，它是溶剂萃取法的基本原理。

（2）分配比D 是存在于两相中的溶质的总浓度之比，若以水c 和有c 分别代表水相和有机相溶质的总

浓度。则它们的比值：

水有

C C

D =

只有在最简单的萃取体系中，溶质在两相中的存在形式又完全相同时，D ＝K D ；在实际情况中D ≠K D 。

分配比通常不是常数，改变溶质和有关试剂浓度，都可使分配比变值。但尽管如此，由于分配比易于

测得，测定时，无需探讨溶质在溶液中以何种形体存在，而只需在达到分配平衡后，分离两相，在一定条

若D >1，则表示溶质经萃取后，大部分进入有机相中。但在实际工作中，要求D >10才可取得较好的萃

取效率。

3.萃取效率

萃取效率就是萃取的完全程度，常用萃取百分率（E ）表示，即：

()%100%⨯=量

被萃取物在两相中的总量被萃取物在有机相的总E 经过数学处理可得： ()%1001

D D %

E ⨯+＝

上表可见，分配比小的系统，萃取效率也低。在实际工作中，对于分配比较小的溶质，采取分几次加

入溶剂，连续几次萃取的办法，以提高萃取效率。如果每次用V 有毫升有机溶剂萃取，共萃取n 次，水相

中剩余被萃取物质的量减少至W n 克。则

n

n V DV V W W ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=水有水0

4.沉淀法基本原理

（1）沉淀形式和称量形式

在沉淀法，向试液中加入适当的沉淀剂，使被测组分沉淀出来，这样获得的沉淀称为沉淀形式。沉淀

形式经过滤、洗涤、烘干或灼烧后，供最后称量的物质，称为称量形式。沉淀形式和称量形式的化学组成

可以相同，也可以不同。

（2）对沉淀形式的要求

①沉淀的溶解度必须很小。即沉淀的溶解损失≤0.2mg 。

②沉淀必须纯净，尽量避免其它杂质的沾污。

③沉淀应易于过滤和洗涤，便于操作。为此要尽可能获得粗大的晶形沉淀。

④沉淀应易于转化为称量形式。

（3）.对称量形式的要求

①必须有固定的化学组成，符合一定的化学式。否则无法计算分析结果。

②化学稳定性要高，称量形式不易吸收空气中的水分和二氧化碳，也不易被空气中的氧所氧化。

③称量形式的分子量要大，而被测组分在称量形式中占的百分比要小。

（4）.沉淀法的操作步骤

①样品的称取和溶解，要求称取样品要有代表性，即样品的组成能代表所分析样品的平均组成；

②沉淀的制备、过滤、干燥、灼烧；

③沉淀的称量；

5.沉淀的形成 分析结果

无定形沉淀凝聚

定向速度凝集速度〉 构晶离子—晶核—沉淀微粒 晶形沉淀定向排列

定向速度凝集速度〈 6.影响沉淀纯度的因素

（1）.共沉淀 产生共沉淀的原因有 表面吸附、形成混晶、包埋或吸留。

（2）.后沉淀 当沉淀析出后，在放置的过程中，溶液中原来不能析出沉淀的组分，也在沉淀表面逐

渐沉积出来的现象，称为后沉淀。

7.沉淀条件的选择

（1）晶形沉淀的沉淀条件可以概括为“稀、热、慢、搅、陈”五个字。

（2）.无定形沉淀的沉淀条件：浓溶液中沉淀、在热溶液中进行沉淀、加入适量的电解质、不陈化。

（3）均匀沉淀法：本法是，加入的沉淀剂并不立即与被测组分发生沉淀反应，而是通过一个缓慢的

化学反应过程，使一种构晶离子由溶液中缓慢地、均匀地产生，

（4）利用有机沉淀剂进行沉淀：有机沉淀剂品种多，选择性高，生成沉淀的溶解度小，沉淀吸附杂

质少、纯净。

8.称量形式与结果计算

沉淀析出后，经过滤、洗涤、干燥或灼烧制成称量形式，最后称定重量计算结果。分析结果常按百分

含量计算。称量形式的称量值W 与其样品重S 的比值即为所求的百分含量。计算式为： ()100%⨯=S

W x % 有许多时候，称量形式的化学组成与待测组分的表示式不一致，则需将称量形式的量W 换算成待测