重量分析法

MA(固)
M+ + A–
溶液
活度积常数： Kp aM aA-
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上式又可写为： Kp Hale Waihona Puke Baidu M [M ] A [A ]
令
Ksp
[M ][A ]
Kp
M A
Ksp：溶度积
由于难溶化合物的溶解度一般较小，通常可用溶
度积代替活度积计算 。
一定温度下，难溶电解质在纯水中溶度积为定值， 查表。
第八章:重量分析法
Gravimetric Methods
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8-1 概述 8-2 重量分析对沉淀的要求 8-3 沉淀的完全程度与影响沉淀溶
解度的因素 8-4 影响沉淀纯度的因素 8-5 沉淀形成条件 8-6 计算与应用示例 习题
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8.1 概述
重量分析法
分离
1.汽化法：
K
' sp
mmnn
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例： 求CaF2在水中的溶解度。 Ksp=1.8×10-11
解： CaF2
Ca2+ + 2F–
[Ca2 ] S, [F- ] 2S
Ksp [Ca2 ][F- ]2 S (2S)2 4S 3
S 3 Ksp 1.9104 mol/L 4
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3.沉淀剂的选择：
(1)与沉淀形式的选择相同。 (2)具有较好的选择性。只与待测组分生成沉淀。
丁二酮肟和H2S都能与Ni2+生成沉淀，但常选 前者。 (3)易挥发或易灼烧除去。 铵盐和有机沉淀剂。
有机沉淀剂：选择性好、组成固定，易于分离和洗涤，称量形式的 摩尔质量也比较大。
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例：
CaC2O4溶于水： [Ca2+] ≠[C2O42-] ↓ [C2O42-] + [HC2O4-] + [H2C2O4]
∴ s = [Ca2+] ≠[C2O42-]
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例：
M(OH)2 的饱和溶液，在pH=8.0，求其Ksp。
M(OH)2
M + 2OH-
试液
加入Na2SO4 (沉淀剂)
BaSO4沉 淀
(沉淀形式)
计算 结果
称重 BaSO4 过滤、洗涤、灼烧 (称量形式)
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1.对沉淀形式的要求：
(1)溶解度小，沉淀完全。 Ca2+，CaC2O4，而非CaSO4 。 (1.78 ×10-9) (2.45 ×10-5)
(2)纯度高。 (3)便于过滤和洗涤 。
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三.沉淀分析法中结果的计算
化学因数（或换算因数）F ：
多数情况下，称量形式与被测组分的存在形式不同，计算结果时
必须引入换算因数F。
F (常用元素符号
w测
K
m称 M称
m样
M测
100%
w测
K
M测 M称
m称
m样
或 分子式表示)
100%
例如：
被测组分 S
MgO
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称量形式 BaSO4 Mg2P2O7
s 2s
∵Ksp =s·(2s)2 =4s3
[OH-]=2s=1.0×10-6
s=0.5×10-6
∴ Ksp =s·(2s)2 =4s3
= 4×( 0.5×10-6) 3
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小结：
Ksp小 → 沉淀的完全程度大 Ksp小 → 完全程度好？ → 不一定
形成颗粒比较粗的晶形沉淀。 (4)沉淀形式易转化为称量形式 。
2.对称量形式的要求：
(1)有确定的化学组成，组成固定与化学式相符。
磷钼酸铵虽然是溶解度很小的晶形沉淀，但组成不定，不
能用来测定PO43-。常用磷钼酸喹啉。 (2)必须稳定，不受O2、CO2、H2O、光的影响。 (3)摩尔质量要大些。
少量组分得到较大的称量质量，减少误差。
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溶解度S：一定的温度和压力下，物质在一定量溶剂（水） 中溶解的最高量。
对于沉淀MmAn，S 与Ksp的关系：
MmAn(固)
mM+ + nA–
[M] mS, [A] nS Ksp [M]m [A]n mmnnS mn
mn
S
Ksp mmnn
若存在副反应时，则： S m n
重量分析法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。
数据来源——分析天平
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8.2 重量分析法对沉淀的要求
一.沉淀分析法的过程:
例如: BaCl2·2H2O中钡含量的测定。
称取一定量 溶解 试样
阴极析出沉淀量 = 电极增加量。
mCu=m电解后阴极 － m空阴极
3.沉淀法：
利用沉淀反应使待测物形成微难溶化合物，沉 淀出来，分离后称重。
SO42- →BaSO4，过滤、洗涤、干燥、称重。 优点：直接，准确。 缺点：操作冗长，耗时长，共沉淀等有影响。
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重量分析法的特点
重量分析法是通过称量物质 的质量进行定量测定的一种 分析方法。
利用试样中待测物质的挥发性，通过加热或 其它方法使被测组分挥发除去，根据试样质量的 减少计算待测组分的含量。
用适当的吸收剂吸收挥发性的待测组分，根 据吸收剂质量的增加来计算待测组分的含量。
如：H2O，CO2： m烘前 － m烘后 = m水 CO2→吸收剂吸收前与吸收后质量之差
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2.电解法： 使待测组分金属离子在电极上还原析出，
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对于形成MA沉淀的主反应，若还考虑副反应时：
MA
M +A
OH-
L-
H+
M(OH) ML HA
… … …
金属离子总浓度 [M] [M] [ML] [ML 2] [MOH] 沉淀剂总浓度 [A] [A] [HA] [H2A]
溶度积 条件溶度积
[M] [A]
Ksp [M][A] M A
K
' s
换算因子F
M (S) 0.1374 M (BaSO4 ) 2M (MgO )
0.3622 M (Mg 2P2O7 )
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关键
(1) 沉淀剂 (2)沉淀完全程度 (3)沉淀纯度程度
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8.3 沉淀完全的程度与影响沉 淀溶解度的因素
一.沉淀平衡和溶度积
难溶化合物MA在水中沉淀—溶解平衡：
p
[M] [A]
Ksp
M
A
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注意：
MA型沉淀：[M]=[A]=s 成立条件
(1) 无副反应，饱和溶液：
Ksp= [M] ·[A] =s2
[M]=[A]=s
苛刻
(2)一般情况下，我们使用过量的沉淀剂，
即A过量，一般不存在 [M]=[A]=s 。
总之：不能轻易使用[M]=[A]=s 。