第九章重量分析法.ppt
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1、重量分析法重量分析法主讲人：蔡莉主讲人：蔡莉分分 析析 化化 学学Analytical Chemistry分析化学分析化学 重量分析法重量分析法蔡蔡 莉莉 1.1.重量分析法概论重量分析法概论重量分析法概论重量分析法概论2.2.影响沉淀溶解度的因素影响沉淀溶解度的因素影响沉淀溶解度的因素影响沉淀溶解度的因素3.3.影响沉淀纯度的因素影响沉淀纯度的因素影响沉淀纯度的因素影响沉淀纯度的因素4.4.沉淀的形成与沉淀条件沉淀的形成与沉淀条件沉淀的形成与沉淀条件沉淀的形成与沉淀条件5.5.沉淀条件的选择沉淀条件的选择沉淀条件的选择沉淀条件的选择7.7.重量分析操作重量分析操作重量分析操作重量分析操作8.
2、8.沉淀重量分析法的计算沉淀重量分析法的计算沉淀重量分析法的计算沉淀重量分析法的计算分析化学分析化学 重量分析法重量分析法蔡蔡 莉莉 9-1 重量分析法概述重量分析法概述 分析化学分析化学 重量分析法重量分析法蔡蔡 莉莉 1.1.重量分析法的特点和分类重量分析法的特点和分类重量分析法的特点和分类重量分析法的特点和分类 重量分析法是属于经典的化学分析法，一般是将待测的重量分析法是属于经典的化学分析法，一般是将待测的组分转化为一定的称量形式，进行称量或通过体系的重量改组分转化为一定的称量形式，进行称量或通过体系的重量改变来确定待测组分的含量的一种分析方法。变来确定待测组分的含量的一种分析方法。根据
3、根据被测组分与其它组分分离方法的不同被测组分与其它组分分离方法的不同被测组分与其它组分分离方法的不同被测组分与其它组分分离方法的不同，重量分析一，重量分析一般分为三类：般分为三类：分析化学分析化学 重量分析法重量分析法蔡蔡 莉莉 （1）气化重量法气化重量法气化重量法气化重量法 利用物质的挥发性，通过加热或其它方法使待测组分从利用物质的挥发性，通过加热或其它方法使待测组分从试样中挥发逸出，然后根据试样重量的减轻计算该组分的含试样中挥发逸出，然后根据试样重量的减轻计算该组分的含量；或者当该组分逸出时，选择一吸收剂将它吸收，然后根量；或者当该组分逸出时，选择一吸收剂将它吸收，然后根据吸收剂重量的增加
4、计算该组分的含量。据吸收剂重量的增加计算该组分的含量。气化法：试样气化法：试样加热加热或或其它方法其它方法被测组分被测组分称量称量(据试样减轻的质量据试样减轻的质量或吸收剂增加的质量）或吸收剂增加的质量）求组分求组分%分析化学分析化学 重量分析法重量分析法蔡蔡 莉莉 例例1如要测定如要测定CO32-溶液中溶液中CO32-的浓度：的浓度：Na2CO3 +2HCl=2NaCl+CO2+H2O M Na2CO3 MHCl MNaCl M CO2 MH2O M CO2 =M Na2CO3 +MHCl MNaClMH2O 例例2分析化学分析化学 重量分析法重量分析法蔡蔡 莉莉 （2）电解重量法电解重量法
5、电解重量法电解重量法 利用电解原理，使待测金属离子在电极上还原析利用电解原理，使待测金属离子在电极上还原析出，然后称重，电极增加的重量即为金属重量。出，然后称重，电极增加的重量即为金属重量。例：测定例：测定CuSO4溶液中溶液中Cu2+的含量：的含量：Cu2+Cu 由电极质量的增加量就可计算。由电极质量的增加量就可计算。电解还原电解还原电解法：试样电解法：试样被测组分在电极上析出被测组分在电极上析出称量称量求组分求组分%电解电解分析化学分析化学 重量分析法重量分析法蔡蔡 莉莉 （3 3）沉淀重量法沉淀重量法沉淀重量法沉淀重量法 沉淀法沉淀法沉淀法沉淀法是重量分析中的主要方法。这种方法是利用沉淀
6、是重量分析中的主要方法。这种方法是利用沉淀反应使待测组分以微溶化合物（溶解度很小）的形式沉淀出反应使待测组分以微溶化合物（溶解度很小）的形式沉淀出来，再将沉淀过滤、洗涤、烘干或灼烧，称重，再根据化学来，再将沉淀过滤、洗涤、烘干或灼烧，称重，再根据化学计量关系式，计算其含量。计量关系式，计算其含量。主要用于含量不太低的硅、硫、磷、钼、镍、锆、铪、主要用于含量不太低的硅、硫、磷、钼、镍、锆、铪、铌、钽等元素的精确分析。铌、钽等元素的精确分析。沉淀法：试样沉淀法：试样试剂试剂被测组分被测组分过滤、洗涤过滤、洗涤烘干或灼烧烘干或灼烧组成一定的组成一定的物质物质称量称量求组分求组分%分析化学分析化学 重
7、量分析法重量分析法蔡蔡 莉莉 缺点缺点缺点缺点：程序长、费时多，操作繁琐，不适用于微量组分和痕：程序长、费时多，操作繁琐，不适用于微量组分和痕量组分的测定。但是，对于含量不太低的量组分的测定。但是，对于含量不太低的Si、S、P、Ni以以及几种稀有元素的精确测定仍采用重量法。及几种稀有元素的精确测定仍采用重量法。优点优点优点优点：重量分析法直接通过分析天平称量获得分析结果，不：重量分析法直接通过分析天平称量获得分析结果，不需要需要标准试样标准试样标准试样标准试样或或基准物质基准物质基准物质基准物质进行比较。如果分析方法可靠，进行比较。如果分析方法可靠，操作细心，称量误差一般是很小的，所以重量分析
8、其准确操作细心，称量误差一般是很小的，所以重量分析其准确度较高，相对误差一般为度较高，相对误差一般为0.10.2%。分析化学分析化学 重量分析法重量分析法蔡蔡 莉莉 试样试样待测离子待测离子沉淀形式沉淀形式纯净沉淀纯净沉淀称量形式称量形式质量质量(M)组分含量组分含量2.2.沉淀重量分析法的分析步骤沉淀重量分析法的分析步骤沉淀重量分析法的分析步骤沉淀重量分析法的分析步骤分析化学分析化学 重量分析法重量分析法蔡蔡 莉莉 沉淀形式与称量形式可能相同，也可能不同沉淀形式与称量形式可能相同，也可能不同沉淀形式与称量形式可能相同，也可能不同沉淀形式与称量形式可能相同，也可能不同。的沉淀形式与的沉淀形式与
9、的称量形式：的称量形式：Ba2+：BaSO4（沉淀形式（沉淀形式）BaSO4（称量形式称量形式）相同相同 Ca2+：CaC2O4（沉淀形式（沉淀形式）CaO （称量形式称量形式）不相同不相同分析化学分析化学 重量分析法重量分析法蔡蔡 莉莉 3.3.沉淀重量分析对沉淀的要求沉淀重量分析对沉淀的要求沉淀重量分析对沉淀的要求沉淀重量分析对沉淀的要求（1）重量分析对）重量分析对沉淀形式沉淀形式沉淀形式沉淀形式的要求的要求沉淀的溶解度要小，即要求沉淀反应必须定量完成，由沉淀沉淀的溶解度要小，即要求沉淀反应必须定量完成，由沉淀过程及洗涤过程引起的沉淀溶解损失的量不超过定量分析中过程及洗涤过程引起的沉淀溶解
10、损失的量不超过定量分析中所允许的称量误差（所允许的称量误差（0.2mg）；）；沉淀形式应便于过滤和洗涤；沉淀形式应便于过滤和洗涤；沉淀的纯度要高；沉淀的纯度要高；沉淀应易于转化为称量形式。沉淀应易于转化为称量形式。分析化学分析化学 重量分析法重量分析法蔡蔡 莉莉 （2）重量分析对）重量分析对称量形式称量形式称量形式称量形式的要求的要求称量形式必须有称量形式必须有唯一唯一唯一唯一的化学组成且与化学式相符；的化学组成且与化学式相符；称量形式必须稳定，不受空气中组分（称量形式必须稳定，不受空气中组分（CO2、H2O等的影响）；等的影响）；称量形式的摩尔质量要大，以减少称量的相对误差，提高分析的称量形
11、式的摩尔质量要大，以减少称量的相对误差，提高分析的准确度。准确度。（3）对）对沉淀剂沉淀剂沉淀剂沉淀剂的要求的要求 选择性好、过量的沉淀剂易挥发、在干燥或灼烧时可除去。选择性好、过量的沉淀剂易挥发、在干燥或灼烧时可除去。分析化学分析化学 重量分析法重量分析法蔡蔡 莉莉 4.4.换算因数（换算因数（换算因数（换算因数（F F）：）：）：）：待测组分的待测组分的表现形式表现形式表现形式表现形式的摩尔质量与的摩尔质量与称量形式称量形式称量形式称量形式的摩尔质量的摩尔质量之比，称为换算因素。之比，称为换算因素。m（表现形式）（表现形式）=m（称量形式）（称量形式）F分析化学分析化学 重量分析法重量分析
12、法蔡蔡 莉莉 21表现形式表现形式称量形式称量形式主测原子个数主测原子个数相等的系数相等的系数分析化学分析化学 重量分析法重量分析法蔡蔡 莉莉 由由Fe2O3的质量求的质量求Fe3O4的质量的的质量的F表现形表现形式式称量形称量形式式分析化学分析化学 重量分析法重量分析法蔡蔡 莉莉 待待测组测组分分（表（表现现形式）形式）沉淀形式沉淀形式称量形式称量形式FCl-AgClAgClFe3+Fe(OH)3Fe2O3Fe3O4Fe(OH)3Fe2O3Na2SO4BaSO4BaSO4以以Fe2O3的质量表示的质量表示Fe3O4的质量的质量,换算因数的表达式为换算因数的表达式为F=。分析化学分析化学 重量
13、分析法重量分析法蔡蔡 莉莉 9-2 沉淀的溶解度及其影响因素沉淀的溶解度及其影响因素分析化学分析化学 重量分析法重量分析法蔡蔡 莉莉 MA（固）（固）MA（水）或（水）或 M+A-M+A-一、沉淀的溶解度一、沉淀的溶解度一、沉淀的溶解度一、沉淀的溶解度S S、固有溶解度固有溶解度固有溶解度固有溶解度S S0 0固体物质的溶解度是指在一定的温度下，某物质在固体物质的溶解度是指在一定的温度下，某物质在100克溶剂克溶剂里达到饱和状态时所溶解的克数。里达到饱和状态时所溶解的克数。S：在在1L的溶液中某难溶化合物如有的溶液中某难溶化合物如有X mol的物质溶解，则其的物质溶解，则其溶解度溶解度Xmol
14、/L。分子状态，或离子对化合物分子状态，或离子对化合物分子状态，或离子对化合物分子状态，或离子对化合物分析化学分析化学 重量分析法重量分析法蔡蔡 莉莉 在溶液中除在溶液中除M+、A-外，还有未离解的外，还有未离解的分子态的分子态的分子态的分子态的MAMA或离子或离子或离子或离子对化合物对化合物对化合物对化合物MM+A A-，则单位体积溶解在水中的，则单位体积溶解在水中的MA的浓度为：的浓度为：S=MA水水 +M+或或 S=MA水水+A-S S0 0：平衡时溶液中存在的平衡时溶液中存在的 MA水水或离子对或离子对M+A-的浓度。在一的浓度。在一定温度下为定值。定温度下为定值。S=S0+M+或或S
15、=S0+A-固有溶解度固有溶解度分析化学分析化学 重量分析法重量分析法蔡蔡 莉莉 二、溶度积、活度积、条件溶度积二、溶度积、活度积、条件溶度积二、溶度积、活度积、条件溶度积二、溶度积、活度积、条件溶度积 MMmmA An n（固）（固）（固）（固）mMmM+n+n A A-1 1、溶度积（、溶度积（、溶度积（、溶度积（KKspsp）KKspsp：溶液中构晶离子的溶液中构晶离子的平衡浓度平衡浓度平衡浓度平衡浓度的系数次方之积的系数次方之积（包括（包括离解的离子和离解的离子和外加入外加入外加入外加入 的离子浓度的离子浓度的离子浓度的离子浓度。）。）KKspsp =M =M mm A A n n 分
16、析化学分析化学 重量分析法重量分析法蔡蔡 莉莉 2 2、活度积常数（活度积常数（活度积常数（活度积常数（KKspsp0 0）Ksp0：溶液中构晶离子的溶液中构晶离子的活度活度活度活度的系数次方之积（包括的系数次方之积（包括离解离解出的离子和出的离子和外加入外加入外加入外加入 的离子活度的离子活度的离子活度的离子活度。）。）MmAn 分析化学分析化学 重量分析法重量分析法蔡蔡 莉莉 由于微溶化合物的溶解度一般较小，溶液中离由于微溶化合物的溶解度一般较小，溶液中离子强度不大，故通常不考虑离子强度的影响，活子强度不大，故通常不考虑离子强度的影响，活度积和溶度积不加区别。度积和溶度积不加区别。但若溶液
17、中有强电解质存在，离子强度较大时，但若溶液中有强电解质存在，离子强度较大时，活度积和溶度积相差可能较大。活度积和溶度积相差可能较大。分析化学分析化学 重量分析法重量分析法蔡蔡 莉莉 3 3、条件溶度积（、条件溶度积（、条件溶度积（、条件溶度积（KKspsp）Ksp：在有副反应影响沉淀电离的情况下，电离所生成：在有副反应影响沉淀电离的情况下，电离所生成离子浓度的总和的系数次方之积（包括离子浓度的总和的系数次方之积（包括离解的离子和离解的离子和加入加入加入加入 的离子浓度的离子浓度的离子浓度的离子浓度。）。）注：注：注：注：KKspsp 大于大于大于大于KKspsp分析化学分析化学 重量分析法重量
18、分析法蔡蔡 莉莉 三、影响沉淀溶解度的因素三、影响沉淀溶解度的因素三、影响沉淀溶解度的因素三、影响沉淀溶解度的因素s的影响分析化学分析化学 重量分析法重量分析法蔡蔡 莉莉 难溶物达溶解平衡后，向溶液中加入难溶物达溶解平衡后，向溶液中加入适当过量适当过量适当过量适当过量的形成沉的形成沉淀的构晶离子，使难溶液物溶解度淀的构晶离子，使难溶液物溶解度减小减小减小减小的现象。的现象。教材教材286页例题：页例题：在纯水中，在纯水中，1 1、同离子效应、同离子效应、同离子效应、同离子效应 （SS）分析化学分析化学 重量分析法重量分析法蔡蔡 莉莉 如果是将如果是将BaSO4加加0.01mol/L的的Na2S
19、O4的溶液中，其溶解度为的溶液中，其溶解度为:BaSO4 =SO42-+Ba2+离解前浓度离解前浓度离解前浓度离解前浓度：mol/L 离解浓度离解浓度离解浓度离解浓度：mol/L平衡总浓度平衡总浓度平衡总浓度平衡总浓度：mol/L Ksp=M m总总 A n 总总=SO42-Ba2+=（0.01+s）s又又s远小于远小于0.01mol/L，0.01+s0.01所以有所以有Ksp=0.1s s =Ksp/0.1=1.110-9 mol/L 由此可知：难溶物在同离子效应的作用下其溶解度要由此可知：难溶物在同离子效应的作用下其溶解度要减小。减小。减小。减小。0.01 00.01 0s ss s0.0
20、1+s s0.01+s s1.010-5分析化学分析化学 重量分析法重量分析法蔡蔡 莉莉 2 2、盐效应、盐效应、盐效应、盐效应 （SS）当溶液中离子浓度增大（加入浓度较大的强电解质）时，体当溶液中离子浓度增大（加入浓度较大的强电解质）时，体系的离子强度增大，难溶化合物的溶解度随之增大的现象。系的离子强度增大，难溶化合物的溶解度随之增大的现象。分析化学分析化学 重量分析法重量分析法蔡蔡 莉莉 产生原因产生原因产生原因产生原因：由于离子的活度系数与溶液中加入的强电解质的由于离子的活度系数与溶液中加入的强电解质的种类和浓度有关，当强电解质的浓度增大到一定程度时，离种类和浓度有关，当强电解质的浓度增
21、大到一定程度时，离子强度增大而使离子活度系数明显减小。但在一定温度下，子强度增大而使离子活度系数明显减小。但在一定温度下，Ksp0是常数，致使沉淀的溶解度增大。是常数，致使沉淀的溶解度增大。9-3式式分析化学分析化学 重量分析法重量分析法蔡蔡 莉莉 PbSO4在在Na2SO4溶液中的溶解度溶液中的溶解度C Na2SO40.000.0010.010.020.040.040.100.20S PbSO41030.150.0240.0160.0140.0130.0130.0160.023 随着随着Na2SO4浓度的增大，由于同离子效应使浓度的增大，由于同离子效应使PbSO4的溶的溶解度逐渐减小；但当浓
22、度大于解度逐渐减小；但当浓度大于0.04 mol/L，由于盐效应明显，由于盐效应明显增强，而使增强，而使PbSO4的溶解度开始增大。所以在沉淀过程中沉的溶解度开始增大。所以在沉淀过程中沉淀剂过量必须适当。淀剂过量必须适当。应注意在运用同离子效应减小溶解度的同时，也应考虑应注意在运用同离子效应减小溶解度的同时，也应考虑应注意在运用同离子效应减小溶解度的同时，也应考虑应注意在运用同离子效应减小溶解度的同时，也应考虑到盐效应的影响。到盐效应的影响。到盐效应的影响。到盐效应的影响。分析化学分析化学 重量分析法重量分析法蔡蔡 莉莉 3 3、酸效应（、酸效应（、酸效应（、酸效应（SS）由于溶液酸度的变化而
23、对难溶化合物溶解度的影响。从由于溶液酸度的变化而对难溶化合物溶解度的影响。从以下方面来进行考虑：以下方面来进行考虑：1、溶液中、溶液中H+与离解出的弱酸根离子结合生成弱酸，使溶解度增与离解出的弱酸根离子结合生成弱酸，使溶解度增大。（如大。（如CO32-、C2O42-、F-、S2-、SiO42-等）等）2、溶液中、溶液中OH-与离解出的金属阳离子结合生成沉淀，使溶解度与离解出的金属阳离子结合生成沉淀，使溶解度增大。增大。绝大多数的阳离子都要发生此反应。绝大多数的阳离子都要发生此反应。分析化学分析化学 重量分析法重量分析法蔡蔡 莉莉 MA M+A-OH-H+MOH HA OH-H+M(OH)2 H
24、2A OH-H+M(OH)n HnA 金属离子的水解金属离子的水解金属离子的水解金属离子的水解 酸根离子的水解酸根离子的水解酸根离子的水解酸根离子的水解酸效应对不同类型沉淀的影响情况不同。酸效应对不同类型沉淀的影响情况不同。p290分析化学分析化学 重量分析法重量分析法蔡蔡 莉莉 例：计算例：计算CaC2O4在在pH=3.00，C2O42-浓度为浓度为 0.010mol/L的溶液的溶液中的溶解度。中的溶解度。分析：分析：首先要清楚副反应的类型首先要清楚副反应的类型同离子效应同离子效应、酸效应酸效应。解题依据解题依据Ksp的定义表达式来求解。的定义表达式来求解。分析化学分析化学 重量分析法重量分
25、析法蔡蔡 莉莉 CaC2O4 =C2O42-+Ca2+离解前浓度离解前浓度离解前浓度离解前浓度：mol/L 0.01 0离解总浓度离解总浓度离解总浓度离解总浓度：mol/L s s平衡总浓度平衡总浓度平衡总浓度平衡总浓度：mol/L 0.01+s s 由由Ksp的定义有：的定义有：Ksp=C2O42-Ca2+由题意可知由题意可知 C2O42-=0.01+s Ca2+=s分析化学分析化学 重量分析法重量分析法蔡蔡 莉莉 C2O42-（H）=1+1H+2H+2代入上式就可计算出代入上式就可计算出s分析化学分析化学 重量分析法重量分析法蔡蔡 莉莉 、络合效应、络合效应、络合效应、络合效应（ssss）
- 配套讲稿：
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- 第九 重量 分析
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