第三章 重量分析法

第三章 重量分析法
一、内容提要
本章阐述了挥发法、萃取法、沉淀法这三种分离方法的基本原理和分离条件，并重点讨论沉淀法及其相应的计算。

重量分析法简称重量法，是称取一定重量的试样，用适当的方法将被测组分与试样中的其它组分分离后，转化成一定的称量形式，称重，从而求得该组分含量的方法。

分析结果准确度高，因此常用重量分析法来校对其它方法的可靠程度。

在药物分析中，某些组分的含量测定、挥发性物质的干燥失重、灼烧残渣及中药灰分的测定等都可以应用重量分析法。

按不同的分离方法，重量分析法可分为沉淀重量法、挥发重量法、萃取重量法及电解重量法。

其中沉淀重量法是重量分析的经典方法。

沉淀重量法是以沉淀反应为基础的分析方法，是通过在一定条件下加入沉淀剂，将被测组分以难溶化合物的形式沉淀，再将沉淀过滤、洗涤、干燥或灼烧，转化为一定的称量形式，然后进行称量，根据称量形式的质量计算被测组分的量。

因此，提高沉淀重量法准确度的关键在于沉淀的完全度和沉淀的纯度，两者都与实验条件有直接关系。

通过对实验条件的控制得到易于过滤、洗涤的沉淀，从而获得理想的测定结果。

对于任一沉淀反应，设A 为被测组分，D 为称量形式，其计量关系一般可表示如下： aA ＋ bB
cC dD
被测组分 沉淀剂 沉淀形式 称量形式
根据反应式，可得换算因数（化学因数）D
A dM aM F =
，其中M A 和M D 分别为被测组分A 和称量形式D 的摩尔质量。

在定量分析中，分析结果通常以待测组分的百分含量表示，一般计算式为：
其中F 为换算因数，m A 为称量形式的质量；W 为试样量。

本章的难点是沉淀的溶解度及影响因素、沉淀的纯度及其影响因素和沉淀的形成与沉淀条件。

%100%⨯⨯=W
m F x A
二、习题
（一）判断题
（ ）1．若想获得大颗粒的晶形沉淀，应设法降低生成沉淀物的浓度，适当增大沉淀的溶解度。

（ ）2．晶形沉淀的条件是在缓慢搅拌下，加入沉淀剂于热而浓的待测组分溶液中，沉淀完毕需陈化。

（ ）3．为了获得纯净的沉淀，将沉淀分离后需进行洗涤，洗涤的次数越多，洗涤液用量越多，测量越准确。

（ ）4．根据溶度积理论，难溶化合物的K sp 既然等于一个常数，所以加入的沉淀剂越多，沉淀越完全。

（ ）5．影响沉淀纯度的因素是共沉淀和后沉淀。

（ ）6．难溶化合物溶解度的大小可由溶度积常数K sp 大小来判断，一般说来K sp 越小，溶解度越大 。

（ ）7．定向速度＜聚集速度，则形成晶形沉淀。

-
（ ）8．定向速度＜聚集速度，则形成无定形沉淀。

+
（ ）9．2Fe 3O 4 →3Fe 2O 3换算因数 / 。

（ ）10．不加试剂的挥发法，即失重法。

（ ）11．对于高含量组分的测定，重量分析法测定的相对误差一般不大于0.1%。

（ ）12．中药中灰分的测定常用沉淀重量法。

（ ）13．陈化有利于减少后沉淀现象。

（二）单选题
1．按照中华人民共和国药典规定的标准，恒重是指二次称量之差不超过（ ）。

A ．±0.1mg
B ．±0.2mg
C ．±0.3mg
D ．±0.4mg
E ．±0.5mg
2．如果共沉淀的杂质离子与沉淀的构晶离子半径相近，电荷相同，则易形成（ ）。

A ．表面吸附
B ．混晶
C ．机械吸留
D ．包藏
E ．后沉淀
3．沉淀重量法测定时，对于AgCl 沉淀的洗涤最好使用（ ）
A ．母液
B ．水
C ．稀NaCl 溶液
D ．稀HCl
E ．稀HNO 3
4．若称量形式为CaO ，沉淀形式为CaC 2O 4，被测组分为KHC 2O 4·H 2C 2O 4·H 2O ，则其换算因数（ ）
43O Fe M 3
2O Fe M
A．M（CaO）/M（CaC2O4）B．2M（KHC2O4·H2C2O4·H2O）/M（CaO）C．M（CaO）/2M（CaC2O4）D．M（KHC2O4·H2C2O4·H2O）/M（CaO）E．M（KHC2O4·H2C2O4·H2O）/2M（CaO）
5．某砷化物Cu3(AsO3)2·2As2O3·Cu(CH3COO)2（以F表示其化学式），计算As2O3时，应用的换算因数是（）。

A．As2O3/F B．2As2O3/F C．3As2O3/F D．4As2O3/F E．4As2O3/2F 6．若称量形式为Mg2P2O7，沉淀形式为MgNHPO4，被测组分为MgO，则其换算因数（）
A．M（Mg2P2O7）/M（MgNHPO4）B．2M（MgO）/M（Mg2P2O7）
C．M（Mg2P2O7）/2M（MgNHPO4）D．M（MgO）/M（Mg2P2O7）
E．M（MgO）/2M（Mg2P2O7）
7．若称量形式为Fe2O3，沉淀形式为Fe(OH)3·xH2O，被测组分为Fe，则其换算因数（）
A．M（Fe2O3）/M（Fe(OH)3·xH2O）B．2M（Fe）/M（Fe2O3）
C．M（Fe2O3）/2M（Fe(OH)3·xH2O）D．M（Fe）/M（Fe2O3）．M（Fe）/2M（Fe2O3）8．测定煤中的含硫量时，将样品溶解后使硫沉淀为BaSO4，则BaSO4对S的换算因数为（）
A．M（S）/M（BaSO4）B．2M（S）/M（BaSO4）C．M（BaSO4）/2M（S）D．M（BaSO4）/M（S）E．M（S）/2M（BaSO4）
9．若称量形式为BasO4，被测组分为KAl(SO4)2·12H2O，则其换算因数（）
A．M（BaSO4）/M（KAl(SO4)2·12H2O）B．2M（BaSO4）/M（KAl(SO4)2·12H2O）C．M（KAl(SO4)2·12H2O）/2M（BaSO4）D．M（KAl(SO4)2·12H2O）/M（BaSO4）E．2M（KAl(SO4)2·12H2O）/M（BaSO4）
10．中药中灰分的测定，其方法应首选（）
A．沉淀法B．挥发法C．电解法D．萃取法E．酸碱法11．构晶离子的定向速度决定于（）。

A．沉淀剂的浓度B．样品溶液的介质条件C．样品溶液的温度
D．构晶离子的电量E．构晶离子组成沉淀物的性质
12．沉淀重量法中，使沉淀溶解度减小的是（）。

A．同离子效应B．异离子效应C．配位效应D．酸效应E．温度效应13．沉淀重量法中，使沉淀溶解度增大的是（）。

A．共沉淀B．沉淀有小的比表面积C．同离子效应
D．配位效应E．陈化过程
（三）多选题
1．下列特点哪些不是沉淀重量法所具备的（）。

A．操作繁琐费时B．分析周期长C．可用于微量组分的测定D．适于痕量组分的测定E．准确度高
2．下列哪些是重量分析法对称量形式的要求（）。

A．表面积大B．颗粒粗大C．性质稳定D．摩尔质量大E．有适当的溶解度3．下列关于重量分析法中烘干或灼烧操作的叙述，正确的是（）
A．烘干和灼烧是为了除去沉淀中的水分和可挥发物质
B．烘干可使沉淀组成固定为称量形式
C．灼烧有时是使沉淀在高温分解为称量形式
D．烘干应使用称量瓶E．灼烧应使用坩锅
4．引起共沉淀的原因是（）
A．表面吸附B．生成混晶C．吸留D．包藏E．陈化
5．重量分析法于高含量组分的测定相对误差一般是（）
A．2‰B．0.3% C．小于0.1% D．接近1‰E．4‰
6．在重量分析法中，为了获得准确的分析结果，应该解决（）
A．分析周期长B．操作繁琐C．控制分析
D．沉淀要纯净E．被测组分要沉淀完全
7．重量分析法包括（）
A．挥发法B．萃取法C．电解法D．沉淀法E．配位法（四）填空题
1．重量分析法按其分离方法不同可分为、、和。

2．沉淀重量法对沉淀形式的要求为、、、。

3．沉淀重量法对称量形式的要求是、、、。

4．影响沉淀溶解度的主要因素有、、、和，其
中使溶解度降低的是。

5．沉淀重量法测定结果计算的主要依据是和。

6．精称葡萄糖样品1.0865g于恒重后的扁称量瓶中，105℃干燥至恒重，称得失水后的样品重为0.9947g，则葡萄糖含水量为。

7．沉淀重量法能够获得准确结果的关键是、。

8．AgCl沉淀为一沉淀，洗涤时常使用加入少量硝酸的洗涤液洗涤，为的是，而硝酸可在时除去。

9．引起共沉淀的原因有、、，共沉淀可通过、等措施减少或消除。

10．沉淀析出完全后，让初生的沉淀与母液共置一段时间，这个过程叫，其作用是使小晶体，大晶体，使晶体趋于，同时也释放出在晶体中的杂质。

11．在制备晶形沉淀时，应选用溶液。

在制备非晶形沉淀时，应选用溶液。

（五）名词解释
1．沉淀形式
2．称量形式
3．聚集速度
4．定向速度
5．陈化
6．换算因数
（六）简答题
1．决定沉淀重量法是否能获得正确结果的关键是什么？对被测组分生成的沉淀有何要求？
2．简述沉淀在生成过程中沾污原因，并说明减少沉淀沾污的方法？
3．指出影响沉淀溶解度的主要因素并说明对这些因素应如何控制？
4．什么叫均匀沉淀法？与一般沉淀法有何不同？优点是什么？
（七）计算题
1．将由酒石酸（H2C4H4O6）制得的CaC4H4O6经灼烧成碳酸钙（CaCO3），然后用过量HCl处理，所得溶液蒸发至干，残渣中的氯离子以氯化银形式测定，试求将氯化银换算为酒
石酸的换算因数。

（ ）
2．为测定铁矿石中铁的含量将样品溶解后使铁沉淀为Fe(OH)3，最后灼烧成Fe 2O 3进行称量，试求Fe 2O 3对于Fe 的换算因数。

（mol g M mol g M O Fe Fe /69.159;/85.5532==）
3．计算下列换算因数：
称量形式 被测组分
（1） BaSO 4 Na 2SO 4
（2） Al 2O 3 Al
（3） CaCO 3 CO 2
（4） Mg 2P 2O 7 MgO
4．有一含FeO12.5％的试样，欲得0.3300g 的Fe 2O 3沉淀，问称取试样的重量应是多少？
5．称取不纯的MgSO 4· 7H 2O 1.0000g ，首先使Mg 2＋
生成MgNH 4PO 4，最后灼烧成Mg 2P 2O 7称得0.4000g ，试计算试样中MgSO 4·7H 2O 的百分含量。

（ ， ）
三、参考答案
（一）判断题
1．√ 2．× 3．× 4．× 5．√ 6．× 7．× 8．√ 9. × 10. √
11. √ 12. × 13. ×
（二）单选题
1．C 2．B 3．E 4．E 5．C 6．B 7．B 8．A 9．C 10．B
11．E 12．A 13．D
（三）多选题
1．CD 2．CD 3．ABCE 4．ABCD 5．ACD 6．DE 7．ABCD
（四）填空题
1．沉淀重量法、挥发法、萃取法、电解法。

2．溶解度小、纯净、易过滤洗涤、易转变成称量形式。

3．有确定的组成、性质稳定、有较大的分子量。

mol g M mol g M AgCl O H C H /3.143;/1.1506442==mol g M O P Mg /55.222722=mol g M O H MgSO /7.246247=•
4．同离子效应、异离子效应、酸效应，配位效应，同离子效应。

5．称量形式的质量，换算因数f。

6．8.449％。

7．沉淀要完全、沉淀要纯净。

8．非晶形，防止沉淀发生胶溶，烘干。

9．表面吸附、混晶、吸留或包藏，陈化、重结晶。

10．陈化，溶解，长大，完整紧密，吸留，包藏。

11．稀的热，浓的热。

（五）名词解释
1．沉淀形式：将试样溶解后，在一定条件下加入适当的沉淀剂与被测组分生成的沉淀。

2．称量形式：将沉淀形式在一定温度下干燥或灼烧，转化为可以直接称量的形式。

3．聚集速度：构晶离子聚集成晶核，再进一步积聚成沉淀微粒的速度。

4．定向速度：构晶离子在静电引力作用下能够按一定的晶格进行定向排列构成晶体的速度。

5．陈化：沉淀完全后，沉淀与母液一起共置一段时间的过程。

6．换算因数：被测组分的摩尔质量及系数的乘积与称量形式的摩尔质量及系数的乘积之比为一常数，称为换算因数。

（六）简答题
1．答：决定沉淀重量法是否能获得正确结果的关键是：①被测组分要沉淀完全。

②所得沉淀要纯净。

对被测组分生成沉淀的要求：
（1）沉淀的溶解度要小。

（2）沉淀纯度要高。

（3）沉淀形式要易于过滤、洗涤，易于转变为称量形式。

2．答：共沉淀和后沉淀是沉淀被沾污的主要原因，防止或减少沾污应采取的措施为：（1）选择合理的分析步骤
（2）降低易被吸附杂质离子的浓度
（3）选择合适的沉淀剂
（4）选择合理的沉淀条件
（5）必要时进行再沉淀。

3．答：影响沉淀溶解度的主要因素是：
（1）同离子效应：同离子效应可使沉淀的溶解度降低，因此，可加入过量的与组成沉淀相同的离子（构晶离子），作为沉淀剂，使沉淀反应完全，溶解度降低。

沉淀过滤后，用含有沉淀离子的稀溶液洗涤沉淀。

（2）异离子效应：难溶化合物溶液中存在着强电解质，会使沉淀的溶解度增加，由于沉淀剂通常也是强电解质，当沉淀剂适当过量时，同离子效应起主导作用，沉淀的溶解度随沉淀剂用量的增加而降低。

当溶液中沉淀剂的浓度达到某一数量时，沉淀的溶解度达到最低值，若再继续加入沉淀剂，由于异离子效应增大，使得溶解度反而增加，因此沉淀剂过量要适当。

（3） pH 效应：溶液的pH 值对于弱酸或多元酸盐形成的难溶化合物，有较大的影响，无论是提高还是降低溶液的pH 值都会使沉淀的溶解度增加。

对强酸盐的难溶化合物则影响不大。

（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，有些沉淀剂本身就是配位剂，这时应避免加入太过量的沉淀剂。

综上所述，同离子效应是降低沉淀溶解度，保证沉淀完全的有利因素，其它效应均是影响沉淀完全程度的不利因素。

在分析工作中应根据具体情况分清主次。

如对无配位效应的强酸盐沉淀，应主要考虑同离子效应和异离子效应，对弱酸盐或难溶酸沉淀，多数情况应主要考虑pH 效应。

4．答：均匀沉淀是利用化学反应使溶液中缓慢地逐渐产生所需的沉淀剂，从而使沉淀在整个溶液中均匀地、缓慢地析出，以消除通常在沉淀过程中难以避免的局部过浓的缺点。

可使溶液中过饱和度很小，且又较长时间维持过饱和度，这样可获得颗粒较粗、结构紧密、纯净而易于过滤的沉淀。

七、计算题
1．解：H 2C 4H 4O 6 → CaC 4H 4O 6 → CaCO 3 → CaCl 2 →2AgCl
（被测组分） （称量形式）
H 2C 4H 4O 6 → 2AgCl 5237.03.14321.15026442=⨯===
AgCl O H C H D A M M dM aM f
2． 解： 2Fe → Fe 2O 3 （被测组分） （称量形式）
3．解：（1） Na 2SO 4 → BaSO 4
（2） 2Al → Al 2O 3
（3） CO 2 → CaCO 3
（4） 2MgO → Mg 2P 2O 7
4． 解： 2FeO → Fe 2O 3 （被测组分） （称量形式）
5．解： 2MgSO 4·7H 2O → Mg 2P 2O 7 （被测组分） （称量形式）
6995.069
.15985.552232=⨯===O Fe Fe D A M M dM aM f 6086.039
.23304.142442====
BaSO SO Na D A M M dM aM f 5292.096
.10198.262232=⨯===O Al Al D A M M dM aM f 4397.009
.10001.4432====CaCO CO D A M M dM aM f 3622.055
.22230.4022722=⨯===O P Mg MgO D A M M dM aM f )(375.2125
.02969.0%5.12g m W FeO ===试样8998.069.15985.712232=⨯===
O Fe FeO D A M M dM aM f 2170.255
.2227.24622722247=⨯===⋅O P Mg O H MgSO D A M M dM aM f )
(2969.03300.08998.032g m f m O Fe FeO =⨯=⨯=%68.88%1000000.14000.02170.2%100%=⨯⨯=⨯⨯=
W m f x A。