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第十一章 重 量 分 析 法

第十一章 重 量 分 析 法. §1 概述 §2 影响沉淀纯度的因素 §3 沉淀的类型及沉淀的形成过程 §4 沉淀条件的选择 §5 有机沉淀剂 §6 重量结果的计算. §1 概 述. 定义： 重量分析是通过 称量物质的重量 进行测 定的。. 途径： 通常先用适当的方法使被测组分与其它 组分 分离 ，然后称量，并由此计算出该 组分的含量。. 一、分类. 1 ．挥发法 ( 又称气化法 )

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第十一章 重 量 分 析 法

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  1. 第十一章 重 量 分 析 法 §1 概述 §2 影响沉淀纯度的因素 §3 沉淀的类型及沉淀的形成过程 §4 沉淀条件的选择 §5 有机沉淀剂 §6 重量结果的计算

  2. §1 概 述 定义：重量分析是通过称量物质的重量进行测 定的。 途径：通常先用适当的方法使被测组分与其它 组分分离，然后称量，并由此计算出该 组分的含量。 一、分类 1．挥发法(又称气化法) 利用物质的挥发性质，通过加热或其它方法使被测组分从试样中挥发逸出，然后根据试样质量的减轻计算被测物质的含量；或者采用某一特性吸收剂定量吸收逸出的被测组分的气体，然后根据吸收剂质量的增加计算该组分的含量。

  3. §1 概 述 2．电解法 利用电解的方法使被测金属离子在电极上还原析出， 然后称量，电极增加的质量即为被测金属的质量。 3．沉淀法 利用沉淀反应使待测组分以难溶化合物的形式沉淀下来，再将沉淀过滤、洗涤、烘干或灼烧成为组成一定的物质，然后称其质量，根据其质量计算被测组分的含量。 例如，试样中的SO3含量的测定 二、特点 • 1、重量分析法直接用分析天平称量而获得分析结果，不需 要与标准试样或基准物质进行比较。 • 2、准确度较高，一般测定的相对误差小于0.1%。

  4. §1 概 述 • 3、适合于含量高于1%的常量组分的测定。不适用于微量 和痕量组分的测定 • 4、重量分析法操作繁琐、费时。 三、沉淀分析法的过程及对沉淀的要求 1、分析过程 试样 → 试液 → 沉淀形式 → 称量形式 → 称重 → 计算 例如试样中的SO3含量的测定：

  5. §1 概 述 • 2、对沉淀形式的要求 • 沉淀的溶解度要小，以保证被测组分沉淀完全。一般情况 • 下，沉淀的溶解损失应小于分析天平的 • 称量误差，即0.2mg。 • (2）沉淀要纯净，尽量避免混进杂质。 (3)、沉淀应易于过滤与洗涤，为此沉淀时应尽量获得粗大的晶 形沉淀。对于无定形沉淀，应掌握好沉 淀条件，改善沉淀的性质。 (4)、沉淀易于转化为称量形式。

  6. §1 概 述 3．对称量形式的要求 (1)、化学组成恒定。组成必须与化学式完全符合，否 则无法正确计算分析结果。 (2)、性质稳定。要求称量形式不易受空气中水分、CO2 和O2等的影响，而且在干燥或灼烧过程中不易分 解等。 (3)、摩尔质量要大。称量形式的摩尔质量应尽可能地大， 这样，可以提高待测组分的分析灵敏度，减少称量 误差。

  7. §2 影响沉淀纯度的主要因素 一、影响沉淀纯度的主要因素 1．共沉淀 当沉淀从溶液中沉淀析出时，溶液中的某些可溶性杂质混入沉淀同时沉淀下来，这一现象称为共沉淀。 例如：硫酸钡重量法测定钡离子时，若有铁离子存在时： Ba2+ (Fe3+) + SO42- → BaSO4↓(白色） Fe2 (SO4 )3↓(黄色） 产生共沉淀的原因主要来自于表面吸附、吸留和混晶。 (1)表面吸附：表面吸附是在沉淀表面上吸附了某些杂质所引起 的共沉淀。 原因：由于沉淀晶体表面上的离子电荷作用力未达到平 衡 。 减少表面吸附的主要措施：洗涤

  8. §2 影响沉淀纯度的主要因素 (2)、混晶 产生原因：如果溶液中杂质离子与沉淀构晶离子的半径相近， 晶体结构相似，杂质会进入晶格排列形成混晶共沉淀。 例如， BaSO4与PbSO4，AgCl与AgBr，MgNH4PO46H2O 与MgNH4AsO46H2O等都可形成混晶共沉淀。 消除措施：减少和消除混晶的最好的方法就是将这类杂质离子 预先分离除去。 (3)、吸留 产生原因：吸留是由于沉淀剂加入太快，使沉淀急速生长，沉淀表面吸附的杂质来不及离开就被随后生成的沉淀所覆盖，使杂质和母液机械地嵌入沉淀内部所致。 消除措施：通过改变沉淀条件、陈化或重结晶的方法予以减免。

  9. §2 影响沉淀纯度的主要因素 2．后沉淀 当沉淀从溶液中析出后，与母液一起放置一段时间后，溶液中某些杂质离子可能沉淀到原沉淀上面，这一现象称为后沉淀。这类现象大多发生在该沉淀形成的稳定的过饱和溶液中。 例如，在Mg2+存在下沉淀CaC2O4时，CaC2O4沉淀析出时并没有发现MgC2O4沉淀析出。如果将草酸钙沉淀在含镁的母液中长时间放置，则会有较多的草酸镁在草酸钙的表面上析出。 其原因可解释为：由于CaC2O4沉淀在母液中长时间放置，CaC2O4沉淀表面选择性地吸附了构晶离子C2O42-，从而使沉淀表面上C2O42-的浓度大大增加，致使C2O42-浓度和Mg2+浓度的乘积大于MgC2O4沉淀的溶度积，于是在CaC2O4沉淀表面析出了MgC2O4沉淀。

  10. §3 沉淀的类型及沉淀的形成过程 一、沉淀的类型

  11. §3 沉淀的类型及沉淀的形成过程 二、沉淀的形成过程 沉淀的形成过程 ，一般可以进行如下描述： 聚集速度 在沉淀的形成过程中，晶核逐渐长大成沉淀微粒，这些微粒可以聚集成更大的聚集体。这种聚集过程的快慢称为聚集速度。 沉淀的条件

  12. §3 沉淀的类型及沉淀的形成过程 定向速度 在发生聚集过程的同时，构晶离子按一定的晶格排列而形成晶体，这种定向排列过程进行的快慢称为定向速度。 沉淀物质的本性 如何解释生成各种类型？ 晶型取决于聚集速度与定向速度的大小。 聚集速度大于定向速度 → 无定形沉淀 聚集速度小于定向速度 → 晶形 沉淀 例如：氢氧化物（n≧3) →无定形沉淀 金属硫化物→无定形沉淀 极性较强的盐类→ 晶形 沉淀

  13. §4 沉 淀 条 件 的 选 择 一、晶形沉淀的沉淀条件 原则：对晶形沉淀而言，主要应考虑如何获得易于过滤洗涤并具有较大粒度的纯净沉淀。同时因晶形沉淀的溶解度较大，在具体操作中应注意防止溶解损失。 其沉淀条件综合为：“稀、慢、搅、热、陈、冷过滤”。 陈化的作用：沉淀完毕后必须进行陈化，将沉淀和母液放置一段时 间，可以使小晶体逐渐转变成较大晶体，同时又可使晶体变得更加完整和纯净，获得大而纯的完整晶体。这一过程称为沉淀的陈化。 一般情况下在室温时陈化时间为8～10小时，若在加热和搅拌的情况下，陈化时间可缩短至几十分钟。

  14. §4 沉 淀 条 件 的 选 择 二、无定形沉淀的沉淀条件 原则：加速沉淀微粒凝聚；减少杂质的吸附和吸 留，同时防止胶溶。 其沉淀条件可综合为： “浓、快、热、搅、电、不陈化、再沉淀”。

  15. §5 有 机 沉 淀 剂 了解：使用有机沉淀剂的优点和缺点

  16. §6 重 量 分 析 结 果 的 计 算 被测物→ 沉淀形式→ 称量形式→ 表示形式→ 计算 重量分析的结果可按照下式进行计算： (x)= 式中：(x)—被测组分的质量分数； m被测组分—被测组分的质量，g； m—试料的质量，g。 ①被测组分表示形式与称量形式相同，则直接将称量形式的质量代入即可计算; ②被测组分表示形式与称量形式不同，则需引入一换算因数，将称量形式的质量换算成表示形式的质量进行计算。

  17. §6 重 量 分 析 结 果 的 计 算 m表示形式=m称量形式×F式中：F—换算因数 F = 式中：M—物质的摩尔质量。 例1 采用氯化铵重量法测定硅酸盐试样中SiO2的含量，称样量为0.2000g，析出硅酸SiO2nH2O沉淀后，将沉淀灼烧成SiO2称量形式，称得质量为0.1235g，计算试样中SiO2的质量分数。 解：

  18. §6 重 量 分 析 结 果 的 计 算 例2 采用氨水重量法测定铁矿石中铁的含量，称取0.1500g试样，经样品处理后，将其中的铁沉淀为Fe(OH)3，然后在高温炉中灼烧成Fe2O3称量形式。称得质量为0.1102g，计算含铁量，分别以Fe、Fe2O3、Fe3O4三种形式表示。 解：①以Fe形式表示铁含量 2Fe ≌ Fe2O3 ∴ 则：

  19. §6 重 量 分 析 结 果 的 计 算 ②、以Fe2O3形式表示铁含量  被测组分与称量形式相同 F=1 则： ③、以Fe3O4形式表示铁含量 则：2Fe3O4 ≌ 3Fe2O3 ∴

  20. §6 重 量 分 析 结 果 的 计 算 =

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