第九章重量分析法优秀课件.ppt
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1、第九章 重量分析法第1页,本讲稿共60页第一节第一节 重量分析法的特点和分类重量分析法的特点和分类第一节 重量分析法的特点和分类第2页,本讲稿共60页酸碱滴定法络合滴定法氧化还原滴定法沉淀滴定法 容量分析法沉淀法气化法电解法提取法重量分析法定量分析法缺点:缺点:操作烦琐,费时多,不适用于微量和痕量组分的测定;优点:优点:具有较高的准确度,测定S、Si、P、Ni等第3页,本讲稿共60页第二节第二节 沉淀重量法对沉淀的要求沉淀重量法对沉淀的要求重点重点:沉淀形式:沉淀形式 称量形式称量形式第4页,本讲稿共60页沉淀重量法的测定过程:沉淀重量法的测定过程:1被测组分被测组分Ba2+H2SO4 过滤洗
2、涤800灼烧BaSO4沉淀形式沉淀形式BaSO4称量形式称量形式 沉淀形式沉淀形式 =称量形式称量形式被测组分被测组分Mg2+(NH4)2HPO4 过滤洗涤1100灼烧Mg2P2O7称量形式称量形式MgNH4PO46H2O沉淀形式沉淀形式 沉淀形式沉淀形式 称量形式称量形式第5页,本讲稿共60页1、沉淀要完全,沉淀的溶解度要小;、沉淀要完全,沉淀的溶解度要小;例如:测定Ca2+时,不能用H2SO4 作为沉淀剂。2、沉淀必须纯净,洗涤也比较容易;、沉淀必须纯净,洗涤也比较容易;3、沉淀易于过滤和洗涤;、沉淀易于过滤和洗涤;4、易于转变为称量形式。、易于转变为称量形式。Ca2+CaC2O4 Ksp
3、=1.7810-9 Ca2+CaSO4 Ksp=2.4510-5 实际常用(NH4)2C2O4 作为沉淀剂,一、对沉淀形式的要求:一、对沉淀形式的要求:1第6页,本讲稿共60页 1、组成必须与化学式完全符合;、组成必须与化学式完全符合;12、要有足够的化学稳定性,不易受水分、要有足够的化学稳定性,不易受水分、CO2 和和O2等的影响;等的影响;3、应具有尽可能大的摩尔质量;、应具有尽可能大的摩尔质量;例如:测定铝Al3+Al(OH)3 Al2O3沉淀形式称量形式设:称量形式Al2O3沉淀在操作过程中损失1mg,则:以Al2O3 为称量形式时铝的损失量为x mg:2Al3+Al2O3 227 1
4、01.98 x mg 1 mgX=0.5mg二、对称量形式的要求二、对称量形式的要求第7页,本讲稿共60页以8-羟基喹啉铝为称量形式时,铝的损失量:Al3+Al(C9H6NO)3 27 459.44 y mg 1 mg y=0.06 mg称量形式的 M,被测组分在沉淀中所占的比例,1则沉淀的损失对被测组分的影响,分析结果的准确度。以Al2O3 为称量形式时铝的损失量为0.5mg 第8页,本讲稿共60页第三节沉淀的溶解度及其影响因素第三节沉淀的溶解度及其影响因素重点与难点:重点与难点:同离子效应同离子效应 盐效应盐效应 酸效应酸效应 络合效应络合效应第9页,本讲稿共60页一、沉淀的溶解度一、沉淀
5、的溶解度(一)溶解度和固有溶解度(一)溶解度和固有溶解度1例如:MA(固)MA(水)M+A-K1K2AgCl(固)AgCl(水)Ag+Cl-Ag+Cl-K1K2由上面的平衡关系:a MA(水)a MA(固)=K1 固体活度a MA(固)=1 a MA(水)K1 a MA(固)=K1=S 0 第10页,本讲稿共60页 a MA(水)K1 a MA(固)=K1 =S 0S 0 表示MA(水)的溶解度。即MA在水溶液中以分子状态分子状态或离子对状态存在时 的活度,称为分子溶解度。称为分子溶解度。分子溶解度等于一个常数,S 0 又称为固有溶解度。又称为固有溶解度。MA的溶解度 S 为固有溶解度和离子M
6、+(或 A-)浓度之和。S=S 0 +M+=S 0 +A-S=M+=A-第11页,本讲稿共60页MA(固)MA(水)M+A-K1K2a M+a A-a MA(水)=K2 a M+a A-=K2 a MA(水)=K2 S 0 =Kap Kap 活度积常数,简称活度积,仅与温度有关。a M+=M+M+a A-=A-A-Kap M+A-=KspM+A-=Ksp 溶度积常数,简称溶度积。与温度和离子强度有关。(二)活度积和溶度积(二)活度积和溶度积第12页,本讲稿共60页MA (1:1)型的沉淀型的沉淀Kap M+A-=KspM+A-=S=M+=A-=Ksp =1Kap M+A-Ksp Kap (忽略
7、离子强度)S=M+=A-=Ksp MmAn 型的沉淀型的沉淀Ksp mm n nm+nS=第13页,本讲稿共60页MA M+A-OH-M(OH)L ML H+HAM:M+在溶液中各型体的总浓度 2A:A-在溶液中各型体的总浓度Ksp=M A=M MA A 设:Ksp=M A=Ksp M A Ksp 条件溶度积条件溶度积(三)溶度积与条件溶度积(三)溶度积与条件溶度积1M A=Ksp M A第14页,本讲稿共60页 Ksp=M A=Ksp M A M、A 均大于1 Ksp Ksp沉淀的实际溶解度为:S=M =A =Ksp =Ksp M A S理论=M+=A-=Ksp S S理论 M=MM A A
8、 A=第15页,本讲稿共60页二、影响沉淀溶解度的因素二、影响沉淀溶解度的因素 同离子效应同离子效应 盐效应盐效应 酸效应酸效应 络合效应络合效应 温度、介质(溶剂)、沉淀颗粒大小。温度、介质(溶剂)、沉淀颗粒大小。第16页,本讲稿共60页(一一)同离子效应同离子效应 S 1例如:在25时,BaSO4 沉淀的溶解度为多少?溶解损失是多少?如果加入过量H2SO4 并使溶液中SO42-的总浓度为0.01mol/L,问此时BaSO4 沉淀的溶解度为多少?溶解损失又是多少?(设总体积为200mL)解:设BaSO4 的溶解度为S,则溶解度S为:在200mL溶液中BaSO4 的溶解损失为:1.010-5
9、mol/L 200mL 233.4g/mol=0.5mg 2BaSO4(s)Ba2+SO42-S=Ba2+=SO42-=Ksp =1.110-10 =1.010-5 mol/L第17页,本讲稿共60页在0.01mol/L的H2SO4 溶液中,Ba2+=S SO42-=S+0.010.01 mol/L Ba2+SO42-=Ksp BaSO4 的溶解损失为:1.110-8 mol/L 200mL 233.4g/mol=510-4mgS=Ksp SO42-1.110-10 0.01=1.110-8 mol/L由于同离子效应,BaSO4 的溶解损失大为降低,0.1mg 。沉淀剂过量沉淀剂过量50%10
10、0%,灼烧不易挥发除去的沉淀剂,一般过量灼烧不易挥发除去的沉淀剂,一般过量20%30%。第18页,本讲稿共60页(二)盐效应(二)盐效应 S1Kap M+A-Ksp=当溶液的离子强度,离子的活度系数,沉淀的溶解度。第19页,本讲稿共60页第20页,本讲稿共60页(三)酸效应(三)酸效应 溶液酸度对沉淀溶解度的影响,称溶液酸度对沉淀溶解度的影响,称。S1 产生酸效应的原因:2MmAn mMn+nAm-OH-M(OH)H+HA 第21页,本讲稿共60页例例9-4 计算CuS在纯水中的溶解度。(1)不考虑S 2-的水解;(2)考虑S 2-的水解。解(1)设不考虑S 2-水解时CuS的溶解度为S1,则
11、:=6.0 10 36 =2.4 10 18 mol/L S1=Cu 2+=S 2-=Ksp(2)设考虑S 2-水解后,CuS 的溶解度为S2,S2-+H2O HS-+OH-HS-+H2O H2S +OH-1已知:Ksp(CuS)=6.0 10 36 H2 S的p Ka1=7.24 p Ka2=14.92 S2=Ksp =Ksp M A第22页,本讲稿共60页 S(H)=1+1H H+2H H+2 =1+10 14.92-7.00+10 14.92-14.00=2.3 10 8 S2 =Ksp S(H)=3.7 10 14 mol/L S2 S1=3.7 10 14 2.4 10 18=1.5
12、 10 4 倍由于水解作用使CuS的溶解度增大了一万多倍。第23页,本讲稿共60页酸效应对不同沉淀溶解度的影响:酸效应对不同沉淀溶解度的影响:11、弱酸盐沉淀、弱酸盐沉淀 组成盐的酸越弱,影响,酸度 沉淀;例如:CaC2O4、CaCO3、ZnS2、强酸盐沉淀、强酸盐沉淀 溶液的酸度影响不大;例如:BaSO4、PbSO4、AgCl 3、氢氧化物沉淀、氢氧化物沉淀 酸度影响极为显著,应严格控制酸度;4、沉淀本身是酸、沉淀本身是酸 易溶于碱,应在强酸性介质中沉淀。例如:H2SiO3、H2WO4 2第24页,本讲稿共60页(四)络合效应(四)络合效应 S 1例如:用Cl-沉淀 Ag+时,溶液中有氨存在
13、。2AgCl(s)Ag+Cl-NH3Ag(NH3)+Ag(NH3)2+络合剂的浓度,形成的络合物越稳定,沉淀的 S MA(1:1)型沉淀型沉淀 S =Ksp M(L)(络合效应)第25页,本讲稿共60页例如:用Cl-沉淀 Ag+时,溶液中Cl 过量,Ag+又与过量的Cl 结合络离子。1Ag+Cl-AgCl(s)Cl-AgCl 2-AgCl 32-AgCl 43-MA(1:1)型沉淀型沉淀 S=KspM(A)A(同离子效应和络合效应)第26页,本讲稿共60页AgCl在不同浓度 Cl-溶液中的溶解度,如下:Cl-(molL 1)S (molL 1)01.3 10 50.0017.6 10 70.0
14、18.7 10 70.14.510 61.01.610 42.07.110 4第27页,本讲稿共60页(五)其它影响因素(五)其它影响因素1、温度、温度 T,沉淀沉淀 S 1无定形沉淀无定形沉淀 S应在热溶液中沉淀,趁热过滤和洗涤。3例如:Fe(OH)3、Al(OH)3 晶形沉淀晶形沉淀 S,为了减少沉淀的溶解损失,应在热溶液中 沉淀,冷却到室温后,再进行过滤和洗涤。2 例如:CaC2O4、BaSO4 等第28页,本讲稿共60页3、沉淀颗粒大小、沉淀颗粒大小 对同种沉淀,颗粒越小,S 24、沉淀结构沉淀结构 S亚稳定型 S稳定型 32、溶剂、溶剂 S有机溶剂 S水 1 第29页,本讲稿共60页
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