第七章 重量分析法课件.ppt
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1、1第七章第七章 重量分析法重量分析法 第一节第一节 概述概述问题问题重量分析法是怎样的一种定量分析方法?重量分析法是怎样的一种定量分析方法?重量分析有几种方法?各自的特点是什么?重量分析有几种方法?各自的特点是什么?沉淀形与称量形有何区别?重量分析中对沉淀形与称量形有何区别?重量分析中对沉淀形与称量形各有什么要求?如何选择沉淀形与称量形各有什么要求?如何选择沉淀剂?沉淀剂? 2第七章第七章 重量分析法重量分析法第一节第一节 概述概述一、一、重量分析法的分类和特点重量分析法的分类和特点1.沉淀法沉淀法 如试样中如试样中SOSO4 42-2-含量含量 测定测定试剂试剂+待测组分待测组分 沉淀沉淀过
2、滤过滤 洗涤洗涤 烘干或灼烧烘干或灼烧 称量称量2.挥发法挥发法 如试样中水分测定如试样中水分测定 试样试样 恒重恒重称量称量3. 电解法电解法 +e 例例 Cu2+ Cu 称量白金网增重称量白金网增重 电重量法电重量法 Pt电极上电极上优点:优点:准确,相对误差准确,相对误差0.10.10.20.2,不需标准溶液。,不需标准溶液。缺点:缺点:慢,繁琐。慢,繁琐。(S(S,SiSi的仲裁分析仍用重量法)的仲裁分析仍用重量法)加热加热3二、对沉淀形式和称量形式的要求二、对沉淀形式和称量形式的要求 1.1.沉淀重量法的分析过程沉淀重量法的分析过程被测物被测物 沉淀剂沉淀剂 沉淀形沉淀形 称量形称量
3、形被测物被测物 沉淀形沉淀形 称量形称量形溶解、加入沉淀剂溶解、加入沉淀剂陈化、滤洗、烘陈化、滤洗、烘(烧烧)滤,洗滤,洗灼烧,灼烧,800800 SO42- + BaCl2 BaSO4 BaSO44二、对沉淀形式和称量形式的要求二、对沉淀形式和称量形式的要求2.2.对对沉淀形沉淀形的要求的要求(1 1)沉淀的)沉淀的 S S 小,溶解损失应小,溶解损失应0.1mg0.1mg。( (该沉淀的,定量沉淀该沉淀的,定量沉淀) ) (2 2)沉淀的纯度高。)沉淀的纯度高。( (不该沉淀的不沉淀不该沉淀的不沉淀, ,杂质少杂质少) )(3 3)便于过滤和洗涤。)便于过滤和洗涤。( (晶形好晶形好) )
4、3.3.对对称量形称量形的要求的要求 (1 1)组成恒定)组成恒定( (定量的基础定量的基础) )(2 2)稳定)稳定( (量准确量准确) )(3 3)摩尔质量大)摩尔质量大( (称量误差小称量误差小, , 对少量组分测定有利对少量组分测定有利) )5三、沉淀剂的选择三、沉淀剂的选择 1选具有较好选择性的沉淀剂选具有较好选择性的沉淀剂 。2选能与待测离子生成溶解度最小的沉淀的沉选能与待测离子生成溶解度最小的沉淀的沉淀剂。淀剂。3尽可能选易挥发或经灼烧易除去的沉淀剂。尽可能选易挥发或经灼烧易除去的沉淀剂。 4选溶解度较大的沉淀剂。选溶解度较大的沉淀剂。 6第二节第二节 影响沉淀溶解度的因素影响沉
5、淀溶解度的因素 问题问题固有溶解度与溶解度存在什么关系?条件溶固有溶解度与溶解度存在什么关系?条件溶度积与溶度积有何区别?影响溶解度的因素有哪度积与溶度积有何区别?影响溶解度的因素有哪些?哪些影响因素可以使溶解度增大?哪些因素些?哪些影响因素可以使溶解度增大?哪些因素又能使溶解度减小?在实际工作中应如何综合考又能使溶解度减小?在实际工作中应如何综合考虑各种不同因素的影响?虑各种不同因素的影响?7一、溶解度与溶度积一、溶解度与溶度积1.1.溶解度与固有溶解度溶解度与固有溶解度 MA(固固) MA(水水) M+A- M+A-MA水水: 固有溶解度固有溶解度(分子溶解度分子溶解度), ,用用S0表示
6、表示溶解度溶解度: S=S0+M+=S0+A-8一、溶解度与溶度积一、溶解度与溶度积( (续)续)2.溶度积与条件溶度积溶度积与条件溶度积 (1)活度积)活度积根据根据MA在水溶液中的平衡关系在水溶液中的平衡关系 活度积常数只随温度变化活度积常数只随温度变化()()aaKa+-MA=MA水水()()S0Kspa(M+) a(A-)9一、溶解度与溶度积一、溶解度与溶度积( (续)续)2.溶度积与条件溶度积溶度积与条件溶度积 (续)(续)(2)溶度积)溶度积Ksp为溶度积常数,大小与温度和溶液的离子强度有关。为溶度积常数,大小与温度和溶液的离子强度有关。 M AMA=MAspsp(M)(A)MA(
7、M)(A)(M)(A)KaaK 10一、溶解度与溶度积一、溶解度与溶度积( (续)续)2.溶度积与条件溶度积溶度积与条件溶度积 (续)(续)(3)条件溶度积)条件溶度积K spM A M MA A=Ksp M A条件溶度积常数与条件有关条件溶度积常数与条件有关 K sp Ksp Ksp SKsp=MA:3/4SKsp2M=A :11二、影响沉淀溶解度的因素二、影响沉淀溶解度的因素 1. 同离子效应同离子效应减小溶解度减小溶解度 在实际分析中,常加入过量沉淀剂在实际分析中,常加入过量沉淀剂,使被测组分沉淀完全。使被测组分沉淀完全。 一般:一般: 可挥发性沉淀剂过量可挥发性沉淀剂过量50%100%
8、 非挥发性沉淀剂过量非挥发性沉淀剂过量20%30%注意!注意! 过多加入沉淀剂会增大盐效应或其他配位副反,而使溶过多加入沉淀剂会增大盐效应或其他配位副反,而使溶解度增大。解度增大。 12二、影响沉淀溶解度的因素(续)二、影响沉淀溶解度的因素(续)2、盐效应、盐效应 增大溶解度增大溶解度盐效应:沉淀反应达到平衡时,由于强电解质的存在盐效应:沉淀反应达到平衡时,由于强电解质的存在或加入其它强电解质,使沉淀的溶解度增大的现象。或加入其它强电解质,使沉淀的溶解度增大的现象。 若沉淀本身的溶解度很小盐效应的影响很小,可以若沉淀本身的溶解度很小盐效应的影响很小,可以不予考虑;只有当沉淀的溶解度比较大,而且
9、溶液的不予考虑;只有当沉淀的溶解度比较大,而且溶液的离子强度很高时,才考虑盐效应的影响。离子强度很高时,才考虑盐效应的影响。 spsp(M)(A)MA(M)(A)(M)(A)KaaK 离子强度离子强度 溶解度溶解度 S 离子强度离子强度 溶解度溶解度 S 13二、影响沉淀溶解度的因素(续)二、影响沉淀溶解度的因素(续)3.酸效应酸效应增大溶解度增大溶解度原因:由于溶液中原因:由于溶液中H+浓度的大小影响了弱酸、多元酸或难浓度的大小影响了弱酸、多元酸或难溶酸的离解平衡;如溶酸的离解平衡;如沉淀是强酸盐(如沉淀是强酸盐(如BaSO4、AgCl等)溶解度受酸度影响不等)溶解度受酸度影响不大,但对弱酸
10、盐如大,但对弱酸盐如CaC2O4则酸效应影响较为显著。则酸效应影响较为显著。 CaC2O4 Ca2+C2O42- H+HC2O4-H2C2O414二、影响沉淀溶解度的因素(续)二、影响沉淀溶解度的因素(续)4.配位效应配位效应增大溶解度增大溶解度 配位效应:由于溶液中存在能与构晶离子生成可配位效应:由于溶液中存在能与构晶离子生成可溶性配合物的配位剂,使沉淀溶解度增大的现象。溶性配合物的配位剂,使沉淀溶解度增大的现象。例例 配位效应使沉淀的溶解度增大的程度与沉淀的溶度积、配位效应使沉淀的溶解度增大的程度与沉淀的溶度积、配位剂的浓度和形成配合物的稳定常数有关配位剂的浓度和形成配合物的稳定常数有关。
11、 Ag+ + Cl- AgCl Cl-AgCl, AgCl2-,15小结 在实际工作中应根据具体情况来考虑哪种在实际工作中应根据具体情况来考虑哪种效应是主要的。对无配位反应的强酸盐沉淀,效应是主要的。对无配位反应的强酸盐沉淀,主要考虑同离子效应和盐效应,对弱酸盐或难主要考虑同离子效应和盐效应,对弱酸盐或难溶盐的沉淀,多数情况主要考虑酸效应。对于溶盐的沉淀,多数情况主要考虑酸效应。对于有配位反应且沉淀的溶度积又较大,易形成稳有配位反应且沉淀的溶度积又较大,易形成稳定配合物时,应主要考虑配位效应。定配合物时,应主要考虑配位效应。 16二、影响沉淀溶解度的因素(续)二、影响沉淀溶解度的因素(续)5.
12、其它影响因素其它影响因素(1)温度)温度 温度升高溶解度增大温度升高溶解度增大(2)溶剂)溶剂 相似者相溶相似者相溶, , 加入有机溶剂,溶解度降低加入有机溶剂,溶解度降低(3)沉淀颗粒大小和结构)沉淀颗粒大小和结构 小颗粒溶解度大小颗粒溶解度大, , 所以要所以要尽尽量创造条件以利于形成大颗粒晶体。量创造条件以利于形成大颗粒晶体。 17第三节第三节 影响沉淀纯度的因素影响沉淀纯度的因素 问题问题沉淀是怎么形成的?生成的沉淀有几种类型?沉淀是怎么形成的?生成的沉淀有几种类型?它们各有什么特点?为什么会形成不同类型的沉它们各有什么特点?为什么会形成不同类型的沉淀?不同类型的沉淀对重量分析各有什么
13、影响?淀?不同类型的沉淀对重量分析各有什么影响?影响沉淀纯度的因素有哪些?实际工作中可采用影响沉淀纯度的因素有哪些?实际工作中可采用哪些措施提高沉淀纯度?哪些措施提高沉淀纯度?18一、沉淀的类型一、沉淀的类型 1.晶形沉淀:颗粒直径晶形沉淀:颗粒直径0.11m, 排列整齐,结构紧密,排列整齐,结构紧密, 比表面积小,吸附杂质少比表面积小,吸附杂质少 易于过滤、洗涤易于过滤、洗涤 例:例:BaSO4(细晶)、(细晶)、MgNH4PO4(粗晶)(粗晶)2.无定形沉淀:颗粒直径无定形沉淀:颗粒直径0.02m 结构疏松结构疏松 比表面积大,吸附杂质多比表面积大,吸附杂质多 不易过滤、洗涤不易过滤、洗涤
14、 例:例: Fe2O3 2H2O 凝乳状沉淀:颗粒直径界于两种沉淀之间凝乳状沉淀:颗粒直径界于两种沉淀之间 例:例:AgCl19二、沉淀形成过程二、沉淀形成过程成核作用成核作用均相成核均相成核异相成核异相成核长大长大凝聚凝聚定向排列定向排列构晶离子构晶离子晶核晶核沉淀颗粒沉淀颗粒无定形沉淀无定形沉淀晶形沉淀晶形沉淀20二、沉淀形成过程(续)二、沉淀形成过程(续)1.晶核的形成晶核的形成 (1)均相成核均相成核(自发成核):过饱和溶液中,构晶(自发成核):过饱和溶液中,构晶离子通过相互静电作用缔和而成晶核离子通过相互静电作用缔和而成晶核(2)异相成核异相成核:非过饱和溶液中,构晶离子借助溶:非过
15、饱和溶液中,构晶离子借助溶液中固体微粒形成晶核液中固体微粒形成晶核 当溶液的当溶液的相对过饱和程度相对过饱和程度较较大大时,异相成核与均时,异相成核与均相成核同时作用,形成的晶核数目多,沉淀相成核同时作用,形成的晶核数目多,沉淀颗粒小颗粒小。 21二、沉淀形成过程(续)二、沉淀形成过程(续)2. 沉淀的生成沉淀的生成 (1) 聚集速度聚集速度:构晶离子聚集成晶核后进一步堆积成沉淀微粒的速度:构晶离子聚集成晶核后进一步堆积成沉淀微粒的速度. 聚集速度与溶液的相对过饱和度成正比,溶液相对过饱和度越大,聚集速度与溶液的相对过饱和度成正比,溶液相对过饱和度越大,聚集速度越大,晶核生成多,易形成无定型沉
16、淀,反之则相反聚集速度越大,晶核生成多,易形成无定型沉淀,反之则相反 。 (2)定向速度定向速度:构晶离子以一定顺序排列于晶格内的速度:构晶离子以一定顺序排列于晶格内的速度. 定向速度大小与沉淀物质的本性有关,极性较强物质定向速度较大,定向速度大小与沉淀物质的本性有关,极性较强物质定向速度较大,易形成晶形沉淀,反之则相反易形成晶形沉淀,反之则相反 。 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 聚集速度聚集速度 定向排列速度定向排列速度 晶形沉淀晶形沉淀 聚集速度聚集速度 定向排列速度定向排列速度 无定形沉淀无定形沉淀结论:结论:通过控
17、制溶液的相对过饱和度,可以改变形成沉淀颗粒的大小,通过控制溶液的相对过饱和度,可以改变形成沉淀颗粒的大小,有可能改变沉淀的类型。有可能改变沉淀的类型。 22三、影响沉淀纯度的因素三、影响沉淀纯度的因素影响因素影响因素共沉淀共沉淀表面吸附表面吸附形成混晶形成混晶吸留、包藏吸留、包藏后沉淀后沉淀23三、影响沉淀纯度的因素三、影响沉淀纯度的因素1共沉淀共沉淀 (1)表面吸附(以)表面吸附(以 BaSO4晶体沉淀为例晶体沉淀为例) 沉淀的总表面积越大,吸附杂质就越多沉淀的总表面积越大,吸附杂质就越多 ;杂质离子的浓度;杂质离子的浓度越高,价态越高,越易被吸附;升高溶液的温度,可减少杂质越高,价态越高,
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