重量分析法ppt精品文稿.ppt

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1、重量分析法ppt第1页，本讲稿共50页2 一、重量分析法：通过称量被测组分的质量来确定被 测组分百分含量的分析方法 二、分类：挥发法 萃取法 沉淀法 利用物质的挥发性利用物质的挥发性 利用物质在两相中溶解度不同利用物质在两相中溶解度不同 利用沉淀反应 利用沉淀反应三、特点：三、特点：准确度高，准确度高，费时，繁琐，费时，繁琐，不适合微量组分不适合微量组分第一节 概 述第2页，本讲稿共50页3四、沉淀重量法 四、沉淀重量法1、几个概念2、沉淀重量法的分析过程和要求 3、溶解度及其影响因素4、沉淀的类型和形成5、影响沉淀纯净的因素6、沉淀条件的选择7、沉淀的过滤、洗涤及烘干、灼烧8、结果的计算第3

2、页，本讲稿共50页4 沉淀重量法：利用沉淀反应将待测组分以难溶化合物形式沉淀下来，经过滤、洗涤、烘干、灼烧后，转化成具有确定组成的称量形式，称量并计算被测 组分含量的分析方法。沉淀形式：沉淀的化学组成称沉淀形式。称量形式：沉淀经烘干或灼烧后，供最后称量的 化学组成称称量形式。第4页，本讲稿共50页5沉淀重量法的分析过程和要求（一）分析过程 待测离子 沉淀剂 沉淀形式 处理过程 称量形式 过滤 过滤 800 8000 0C CBa Ba2+2+SO+SO4 42-2-BaSO BaSO4 4 BaSO BaSO4 4 洗涤 洗涤 灼烧 灼烧 过滤 过滤 烘干 烘干Ca Ca2+2+C+C2 2O

3、 O4 42-2-CaC CaC2 2O O4 42H 2H2 2O CaO O CaO 洗涤 洗涤 灼烧 灼烧 过滤 过滤 烘干 烘干试样溶液 试样溶液+沉淀剂 沉淀剂 沉淀形式 沉淀形式 称量形式 称量形式 洗涤 洗涤 灼烧 灼烧注：称量形式与沉淀形式可以相同，也可以不同 注：称量形式与沉淀形式可以相同，也可以不同第5页，本讲稿共50页6（二）要求1对沉淀形式的要求 a沉淀要完全，沉淀的溶解度小 b沉淀要纯净，尽量避免混进杂质 c易过滤和洗涤 d易转化成称量形式2对称量形式的要求 a确定的化学组成 b性质稳定 c较大的摩尔质量3.沉淀剂的选择 a.应具有较好的选择性。b.应尽可能选用易挥发

4、或易灼烧除去的沉淀剂。第6页，本讲稿共50页7第二节 影响沉淀溶解度的因素第7页，本讲稿共50页8学生复习:（二）（二）影响沉淀溶解度的因素影响沉淀溶解度的因素1.同离子效应2.盐效应3.酸效应4.配位效应5.其他因素第8页，本讲稿共50页91.同离子效应：当沉淀达平衡后，若向溶液中加入当沉淀达平衡后，若向溶液中加入 组成沉淀的构晶离子试剂或溶液，使沉淀溶解度降组成沉淀的构晶离子试剂或溶液，使沉淀溶解度降 低的现象称为低的现象称为同离子效应构晶离子：组成沉淀晶体的离子讨论：l 过量加入沉淀剂，可以增大构晶离子的浓度，降低沉淀溶解度，减小沉淀溶解损失l 过多加入沉淀剂会增大盐效应或其他配位副反应

5、,而使溶解度增大l 沉淀剂用量：一般 过量50%100%为宜 非挥发性 过量20%30%第9页，本讲稿共50页102.盐效应：溶液中存在大量强电解质使沉淀溶解度 增大的现象 在难溶电解质的饱和溶液中，加入与之无关的其它强电解质时，可以使其溶解度进一步增大的现象叫做盐效应。如在PbI2黄色沉淀中加入NaNO3后，沉淀可以发生溶解现象。第10页，本讲稿共50页11l 盐效应实际上是强电解质产生的大量带电离子与生成沉淀的离子之间相互作用，减缓了正负离子到达沉淀固体表面的速率，从而破坏了沉淀溶解平衡，使平衡向沉淀溶解的方向移动，从而使难溶电解质的溶解度增大。应当注意的是，虽然溶解度增大了，但溶度积却不

6、变，因为溶度积的准确表达为活度之积而非浓度之积。只是在较稀的溶液中活度近似与浓度值相等。第11页，本讲稿共50页123.3.酸效应：溶液酸度对沉淀溶解度的影响称为 溶液酸度对沉淀溶解度的影响称为讨论：l 酸度对强酸型沉淀物的溶解度影响不大，l但对弱酸型或多元酸型沉淀物的溶解度影响较大 pH，H+，S注：因为酸度变化，构晶离子会与溶液中的H+或OH-反应，降低了构晶离子的浓度，使沉淀溶解平衡移向溶解，从而使沉淀溶解度增大第12页，本讲稿共50页13图示溶液酸度对CaC2O4溶解度的影响 CaC2O4 Ca2+C2O42-C2O42-+H+HC2O4-HC2O4-+H+H2C2O4第13页，本讲稿

7、共50页144.配位效应：存在配位剂与构晶离子形成配位体，使沉存在配位剂与构晶离子形成配位体，使沉淀的溶解度增大的现象称为淀的溶解度增大的现象称为讨论：1）配位效应促使沉淀-溶解平衡移向溶解一方，从而增大溶解度 2）当沉淀剂本身又是配位剂时，应避免加入过多;既有同离子效应，又有配位效应，应视浓度而定 3）配位效应与沉淀的溶解度和配合物稳定常数有关，溶解度越大，配合物越稳定，配位效应越显著第14页，本讲稿共50页15示例 AgCL Ag AgCL Ag+CL+CL-AgAg+2NH+2NH33 Ag(NH Ag(NH33)22+AgCL Ag AgCL Ag+CL+CL-AgCL AgCL+CL

8、+CL-AgCL AgCL22-AgCL AgCL22-+CL+CL-AgCL AgCL33-第15页，本讲稿共50页16讲课讲课5.其他因素：A 温度：T，S，溶解损失（合理控制见图）当温度对溶解度影响很小时,采用热过滤、热洗涤 a.热过滤速度快 b.杂质溶解度大 l 根据沉淀受温度影响程度选择合适温度l 温度影响大的沉淀冷至室温再过滤洗涤l 温度影响小的沉淀趁热过滤洗涤第16页，本讲稿共50页17B 溶剂（溶剂的介电常数的影响）：无机盐在高介电常数的溶剂中的溶解度大 溶剂极性，S，溶解损失 注意：a.加入与水混溶的有机溶剂,有利于生成沉淀；b.与有机沉淀剂生成的沉淀，易溶于有机溶剂第17页

9、，本讲稿共50页18C 胶体形成：AgCl等沉淀是胶体微粒，过滤时穿过滤纸空隙引起损失“胶溶”使S，溶解损失措施：加入电解质、加热使胶体微粒凝聚D 沉淀颗粒度大小：同种沉淀，颗粒，S，溶解损失措施：将沉淀与母液一起放置，使小晶体转变成粗大晶体 E 水解作用：某些沉淀易发生水解反应，对沉淀造成影响第18页，本讲稿共50页19第三节 沉淀的形成1.1.沉淀的类型沉淀的类型2.2.沉淀的形成沉淀的形成第19页，本讲稿共50页201.1.沉淀的类型沉淀的类型（1）晶形沉淀：颗粒直径0.11m，排列整齐，结构紧密，比表面积小，吸附杂质少 易于过滤、洗涤 例：BaSO4（细晶形沉淀）MgNH4PO4（粗晶

10、形沉淀）（2）无定形沉淀：颗粒直径0.2m 结构疏松 比表面积大，吸附杂质多 不易过滤、洗涤 例：Fe2O32H2O（3）凝乳状沉淀：颗粒直径界于两种沉淀之间 例：AgCL第20页，本讲稿共50页212.沉淀的形成成核作用 成核作用均相、异相 均相、异相生长过程 生长过程扩散、沉积 扩散、沉积聚集 聚集定向排列 定向排列构晶离子构晶离子晶核晶核 沉淀微粒沉淀微粒 无定形沉淀无定形沉淀晶形沉淀晶形沉淀 第21页，本讲稿共50页22晶核的形成 均相成核（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 异相成核：非过饱和溶液中，构晶离子借助溶液中 固体微粒形成晶核 晶核的生长 影响

11、沉淀颗粒大小和形态的因素：注：沉淀颗粒大小和形态决定于晶核生成速度和晶核成长速度的相对大小决定 晶核生成速度晶核成长速度 晶形沉淀 晶核生成速度晶核成长速度 无定形沉淀第22页，本讲稿共50页23晶形沉淀的形成条件l 维持较小的相对过饱和度以减小聚集速率l 需在热的稀溶液中，边搅拌边缓慢滴加沉淀剂l 沉淀完毕应陈化均相沉淀法 沉淀剂不是直接加到溶液中，而是通过溶液中发生的化学反应，缓慢而均匀地在溶液中产生沉淀剂，从而使沉淀在整个溶液中均匀、缓缓地析出，所得沉淀颗粒较大、结构紧密、纯净、易过滤。第23页，本讲稿共50页24第四节 影响沉淀纯度的因素11共沉淀现象共沉淀现象22后沉淀后沉淀33提高

12、沉淀纯度措施提高沉淀纯度措施第24页，本讲稿共50页25 当一种难溶物质从溶液中沉淀析出时，溶液中的某些可溶性杂质会被沉淀带下来而混杂于沉淀中，这种现象称为共沉淀。l 例如 用沉淀剂BaCl2沉淀SO42-时，如试液中含有Fe3+，则在BaSO4沉淀中常含有Fe2(SO4)3。产生共沉淀的原因:表面吸附(主要)形成混晶 吸留 包藏等1 1共沉淀现象共沉淀现象第25页，本讲稿共50页26（1）表面吸附共沉淀共沉淀 吸附共沉淀：沉淀表面吸附引起杂质共沉淀 由于沉淀表面离子电荷的作用力未完全平衡，因而在沉淀表面上产生了一种自由力场，特别是在棱角和顶角，自由力场更显著。于是溶液中带相反电荷的离子被吸附

13、到沉淀表面上，形成第一吸附层。第26页，本讲稿共50页27图示BaSO4晶体表面吸附示意图 沉淀表面形成双电层：l 吸附层吸附剩余构晶离子SO42-l 扩散层吸附阳离子或抗衡离子Fe3+第27页，本讲稿共50页28 吸附规则 第一吸附层：优先吸附过量的构晶离子；再吸附与构晶离子大小接近、电荷数相同（正负相反）的离子；浓度较高的离子被优先吸附 第二吸附层：优先吸附与构晶离子形成的盐溶解度小的离子 离解度小的离子；离子价数高、浓度大的离子，优先被吸附 第28页，本讲稿共50页29沉淀吸附杂质的量还与下列因素有关：a.沉淀的总表面积 b.杂质离子的浓度 c.温度 吸附与解吸是可逆过程，吸附是放热过程

14、减小吸附方法l 制备大颗粒沉淀或晶形沉淀l 适当提高溶液温度，沉淀吸附杂质的量将减少l 洗涤沉淀，减小表面吸附第29页，本讲稿共50页30（2）形成混晶共沉淀共沉淀：存在与构晶离子晶体构型相同、离子半径相近、电子层结构相同的杂质离子，沉淀时进入晶格中形成混晶 减小或消除方法 将杂质事先分离除去；加入络合剂或改变沉淀剂，以消除干扰离子l l例：例：BaSOBaSO44与与PbSOPbSO4 4，AgCLAgCL与与AgBr AgBr 同型混晶同型混晶 BaSOBaSO44中混入 中混入KMnOKMnO44（粉红色）（粉红色）异型混晶 异型混晶第30页，本讲稿共50页31（3）吸留或包埋共沉淀：沉

15、淀速度过快，表面吸附的杂质来不及离开沉淀表面就被随后沉积下来的沉淀所覆盖，包埋在沉淀内部，这种因吸附而留在沉淀内部的共沉淀现象称吸留或包埋减少或消除方法 改变沉淀条件，减慢沉淀剂加入速度 重结晶或陈化第31页，本讲稿共50页32例如：为了使溶液中的Ca2+与C2O42-能形成较粗大的晶形沉淀，可在酸性溶液中加入草酸铵（此时其主要存在形式是 HC2O4-和C2O42-），然后加入尿素，加热煮沸。尿素按下式缓慢水解：生成的NH3中和溶液中的H+，溶液的酸度逐渐低,C2O42-不断增加，最后均匀而缓慢地析出CaC2O4沉淀。在沉淀过程中，溶液的相对过饱和度始终比较小，所以可获得粗大颗粒CaC2O4

16、沉淀。CO(NH2)2+H2O 90 100 CO2+2NH3第32页，本讲稿共50页332后沉淀（继沉淀）：溶液中被测组分析出沉淀之后在与母液放置 过程中，溶液中其他本来难以析出沉淀的组分（杂质离子）在该沉淀表面继续沉积的现象原因：沉淀表面的离子浓度增大，杂质离子的浓度与沉淀剂的浓度乘积大于Ksp注：后沉淀经加热、放置后会更加严重消除方法缩短沉淀与母液的共置时间第33页，本讲稿共50页34示例例：草酸盐的沉淀分离中例：金属硫化物的沉淀分离中第34页，本讲稿共50页353提高沉淀纯度措施1）选择适当分析步骤 测少量组分含量时，首先沉淀含量少的组分2）改变易被吸附杂质的存在形式，降低其浓度 分离

17、除去，或掩蔽 3）选择合适的沉淀剂 选用有机沉淀剂可有效减少共沉淀4）改善沉淀条件 温度，浓度，试剂加入次序或速度，是否陈化5）再沉淀 有效减小吸留或包埋的共沉淀及后沉淀现象第35页，本讲稿共50页36获得纯净沉淀的措施(1)采用适当的分析程序和沉淀方法(2)降低易被吸附离子的浓度(3)针对不同类型的沉淀，选用适当的沉淀条件(4)沉淀分离后，用适当的洗涤剂洗涤(5)必要时进行再沉淀第36页，本讲稿共50页37第五节 沉淀条件的选择11晶形沉淀 晶形沉淀22无定形沉淀无定形沉淀33均匀沉淀法均匀沉淀法 第37页，本讲稿共50页381晶形沉淀 特点：颗粒大，易过滤洗涤；结构紧密，表面积小，吸附杂质

18、少 条件：a稀溶液降低过饱和度，晶核形成的速度慢 b热溶液增大溶解度，减少杂质吸附 c充分搅拌下慢慢滴加沉淀剂防止局部过饱和 d加热陈化生成大颗粒纯净晶体 陈化：沉淀完成后，将沉淀与母液放置一段时间，微小晶体逐渐溶解，大晶体不断长大，最后获得粗大的沉淀。这一过程称为（加热和搅拌可以缩短陈化时间）第38页，本讲稿共50页392无定形沉淀 特点：溶解度小，颗粒小，难以过滤洗涤；结构疏松，表面积大，易吸附杂质条件：a浓溶液降低水化程度，使沉淀颗粒结构紧密b热溶液促进沉淀微粒凝聚，减小杂质吸附c搅拌下较快加入沉淀剂加快沉淀聚集速度 d不需要陈化趁热过滤、洗涤，防止杂质包裹e适当加入电解质防止胶溶第39

19、页，本讲稿共50页403均匀沉淀法 利用化学反应，在溶液中逐步、均匀地产生所需 利用化学反应，在溶液中逐步、均匀地产生所需 沉淀剂，避免局部过浓现象，降低相对过饱和度，沉淀剂，避免局部过浓现象，降低相对过饱和度，使沉淀在溶液中缓慢、均匀析出，形成易滤过洗 使沉淀在溶液中缓慢、均匀析出，形成易滤过洗 涤的大颗粒沉淀 涤的大颗粒沉淀优点：避免了局部过浓或相对过饱和度过大现象注：均匀沉淀法制成的沉淀，颗粒较大，结构紧密，表面吸附杂质少，易过滤洗涤 仍不能避免混晶共沉淀或后沉淀现象第40页，本讲稿共50页41示例CaCa2+2+(NH+(NH44)22CC22OO44 CaC CaC22OO44 细小

20、沉淀 细小沉淀 中性弱碱性 CaCa2+2+(NH+(NH44)22CC22OO4 4 CaC CaC22OO44 酸效应增大 酸效应增大S S H+酸效应 CO(NHCO(NH22)2 2+H+H22O COO CO22+2NH+2NH33 900C 水解 HH22CC22OO44 HC HC22OO44-+H+H+NH NH3 3均匀分布，均匀分布，pH pH值 值 HCHC22OO44-C C22OO442-2-+H+H+C C2 2O O4 42-2-，相对过饱和度，相对过饱和度 CaCa2+2+C+C22OO442-2-CaC CaC22OO44 缓慢析出 缓慢析出CaC CaC2

21、2O4 O4粗大沉淀 粗大沉淀第41页，本讲稿共50页42第六节 沉淀的灼烧1过滤2洗涤3烘干或灼烧第42页，本讲稿共50页431过滤：将沉淀与母液中其他组分分离l 滤器的选择:玻璃砂芯滤器 滤纸的选择:根据沉淀性状的不同选用紧密程度不同的滤纸 疏松的快速滤纸:非晶型沉淀（如Fe(OH)3、Al(OH)3等）较紧密的中速滤纸:粗粒的晶形沉淀（如MgNH4PO46H2O等），紧密的慢速滤纸:过较细 粒的沉淀（如BaSO4等），过滤方法:倾泻法倾泻法过滤 倾泻法过滤第43页，本讲稿共50页442洗涤：洗涤沉淀是为了洗去沉淀表面吸附的杂质和混杂在沉淀中的母液。洗涤时要尽量减少沉淀的溶解损失，因此需选

22、择合适的洗液。l 选择洗涤液原则：溶解度小，不易生成胶体的沉淀蒸馏水洗涤 溶解度较大的沉淀沉淀剂稀溶液（母液）洗涤 易发生胶溶的无定形沉淀易挥发电解质溶液洗涤l 洗涤方法：l 少量多次洗涤l 每次加入洗液前，使前 次洗液尽量流尽，可以 提高洗涤效果。漏斗中洗涤沉淀 漏斗中洗涤沉淀沉淀的转移第44页，本讲稿共50页453烘干或灼烧：烘干是为了除去沉淀中吸留水分和洗涤液中挥发性物质，将沉淀形式定量转变为组成固定的称量形式;灼烧沉淀还可以使沉淀形式在较高温度下分解成组成固定的称量形式。灼烧温度一般在800以上，常用瓷坩埚盛放沉淀干燥器的使用沉淀的烘干第45页，本讲稿共50页46第七节 重量分析的计算

23、第46页，本讲稿共50页471.重量分析结果的计算 重量分析:根据称量形式的质量来计算待测组份的含量 化学因数:待测组分的摩尔质量与称量形式的摩尔质量之比。洗涤 洗涤过滤 过滤800 800灼烧 灼烧洗涤 洗涤过滤 过滤1200 1200灼烧 灼烧BaSO4CaO沉淀形式 沉淀形式称量形式称量形式第47页，本讲稿共50页48结果的计算结果的计算1.称量形与被测组分形式一样2.称量形与被测组分形式不一样第48页，本讲稿共50页49例：待测组分 沉淀形式 称量形式 F CL-AgCL AgCL Fe Fe(OH)3 Fe2O3 Fe3O4 Fe(OH)3 Fe2O3 FeS2中的Fe BaSO4 BaSO4 Na2SO4 BaSO4 BaSO4 As2O3 Ag3AsO4 AgCL第49页，本讲稿共50页50例例1称取镍合金试样0.1508g，试样经溶解后，用酒石酸掩蔽铁对镍的干扰，然后在氨性溶液中加入丁二酮肟（DMG），发生如下反应：沉淀经过滤洗涤后在110130干燥至恒重,称得重量为0.2216g，求合金中镍的含量。Ni2+2HDMG Ni(DMG)2+2H+解 解:第50页，本讲稿共50页