第八章重量分析和沉淀滴定法复习课程

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、重量分析法重量分析法重量分析法重量分析法：通过称量被测组分的质量来确定被测：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组分百分含量的分析方法 二、分类：二、分类： 挥发法挥发法 萃取法萃取法 沉淀法沉淀法 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二节第二节 沉淀重量法沉淀重量法一、几个概念一、几个概念二、沉淀重量法的分析过程和要求二、沉淀重量法的分析过程和要求 三、溶解度及其影响因素三、溶解度及其影响因素四、沉淀的类型和形成四、沉淀的类型和形成五、影响沉淀纯净的因素五、影响沉淀纯净的因素六、沉淀条件的选择六、沉淀条件的选择七、沉淀的过滤、洗涤及烘干、灼烧七、沉淀的过滤、洗涤及烘干、灼烧八、结果的计算八、结果的计算一、几个概念一、几个概念1. 1. 沉淀重量法沉淀重量法沉淀重量法沉淀重量法：利用沉淀反应将待测组分以难溶化合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，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。组分含量的分析方法。2.2.2.2.沉淀形式：沉淀形式：沉淀形式：沉淀形式：沉淀的化学组成称沉淀的化学组成称3.3.3.3.称量形式：称量形式：称量形式：称量形式：沉淀经烘干或灼烧后，供最后称量的沉淀经烘干或灼烧后，供最后称量的 化学组成称化学组成称续前续前（二）要求（二）要求1 1对沉淀形式的要求对沉淀形式的要求 a a溶解度小溶解度小 b b易过滤和洗涤易过滤和洗涤 c c纯净，不含杂质纯净，不含杂质 d d易转化成称量形式易转化成称量形式2 2对称量形式的要求对称量形式的要求 a a确定的化学组成确定的化学组成 b b性质稳定性质稳定 c c较大的摩尔质量较大的摩尔质量三、溶解度及其影响因素三、溶解度及其影响因素（一）溶解度与溶度积 （二）影响沉淀溶解度的因素（一）溶解度与溶度积（一）溶解度与溶度积1. 固有溶解度和溶解度2. 活度积和溶度积 3. 溶解度与溶度积关系4. 条件溶度积1.1.固有溶解度和溶解度固有溶解度和溶解度vv固有溶解度固有溶解度固有溶解度固有溶解度S S0 0：微溶化合物的分子溶解度称为微溶化合物的分子溶解度称为vv溶解度溶解度溶解度溶解度S S：难溶化合物在水溶液中的浓度，为水中难溶化合物在水溶液中的浓度，为水中 分子浓度和离子浓度之和分子浓度和离子浓度之和MAMA（固）（固） MA MA（水）（水） M M+ + + A + A- - 沉淀平衡沉淀平衡沉淀平衡沉淀平衡 以分子形式溶解以分子形式溶解以分子形式溶解以分子形式溶解 进一步解离进一步解离进一步解离进一步解离2. 活度积和溶度积活度积和溶度积3溶解度与溶度积关系溶解度与溶度积关系4. 条件溶度积条件溶度积（二）（二） 影响沉淀溶解度的因素影响沉淀溶解度的因素1.1.同离子效应同离子效应2.2.盐效应盐效应3.3.酸效应酸效应4.4.配位效应配位效应5.5.其他因素其他因素1.1.同离子效应：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构晶离子构晶离子构晶离子构晶离子：组成沉淀晶体的离子称为组成沉淀晶体的离子称为讨论：讨论： 过量加入沉淀剂，可以增大构晶离子的浓度，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，减小沉淀溶解损失降低沉淀溶解度，减小沉淀溶解损失 过多加入沉淀剂会增大盐效应或其他配位副反应过多加入沉淀剂会增大盐效应或其他配位副反应, , 而使溶解度增大而使溶解度增大 沉淀剂用量：一般沉淀剂用量：一般 过量过量50%50%100%100%为宜为宜 非挥发性非挥发性 过量过量20%20%30% 30% 练习解：解：例：用例：用BaSOBaSO4 4重量法测定重量法测定SOSO4 42-2-含量时，以含量时，以BaCLBaCL2 2为沉淀为沉淀 剂，计算等量和过量剂，计算等量和过量0.01mol/L0.01mol/L加入加入BaBa2+2+时，在时，在 200ml 200ml溶液中溶液中BaSOBaSO4 4沉淀的溶解损失沉淀的溶解损失2. 盐效应盐效应：溶液中存在大量强电解质使沉淀溶解度 增大的现象讨论：讨论：讨论：讨论：注：注：注：注：沉淀溶解度很小时，常忽略盐效应沉淀溶解度很小时，常忽略盐效应 沉淀溶解度很大，且溶液离子强度很高时，要沉淀溶解度很大，且溶液离子强度很高时，要 考虑盐效应的影响考虑盐效应的影响练习例：分别计算例：分别计算BaSOBaSO4 4在纯水和在纯水和0.01mol/LNaNO0.01mol/LNaNO3 3溶液中溶液中 的溶解度的溶解度解：解：练习练习例：例：例：例：讨论：讨论：3. 酸效应酸效应：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：讨论：讨论：讨论： 酸度对强酸型沉淀物的溶解度影响不大，酸度对强酸型沉淀物的溶解度影响不大， 但对弱酸型或多元酸型沉淀物的溶解度影响较大但对弱酸型或多元酸型沉淀物的溶解度影响较大 pH pH，HH+ +，SS注：注：注：注： 因为酸度变化，构晶离子会与溶液中的因为酸度变化，构晶离子会与溶液中的H H+ +或或OHOH- -反应，反应， 降低了构晶离子的浓度，使沉淀溶解平衡移向溶解，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从而使沉淀溶解度增大图示溶液酸度对溶液酸度对CaCCaC2 2O O4 4溶解度的影响溶解度的影响 CaC2O4 Ca2+ + C2O42-C2O42- + H+ HC2O4-HC2O4-+ H+ H2C2O4练习例：试比较例：试比较 pH = 2.0 pH = 2.0和和 pH = 4.0 pH = 4.0的条件下的条件下CaCCaC2 2O O4 4的沉淀的沉淀 溶解度。溶解度。 解：解：练习例：例：0.02mol/LBaCL0.02mol/LBaCL2 2和和H H2 2SOSO4 4溶液等浓度混合，问有溶液等浓度混合，问有 无无BaSOBaSO4 4沉淀析出？沉淀析出？解：解： 4. 配位效应配位效应：存在配位剂与构晶离子形成配位体，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使沉淀的溶解度增大的现象称为讨论：讨论：讨论：讨论： 1 1）配位效应促使沉淀）配位效应促使沉淀- -溶解平衡移向溶解一方，溶解平衡移向溶解一方， 从而增大溶解度从而增大溶解度 2 2）当沉淀剂本身又是配位剂时，应避免加入过多）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，应视浓度而定既有同离子效应，又有配位效应，应视浓度而定 3 3）配位效应与沉淀的溶解度和配合物稳定常数有关，）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，溶解度越大，配合物越稳定， 配位效应越显著配位效应越显著示例 AgCL Ag AgCL Ag+ + + CL + CL- -AgAg+ + + 2NH+ 2NH3 3 Ag(NH Ag(NH3 3) )2 2+ + AgCL Ag AgCL Ag+ + + CL + CL- - AgCL AgCL + CL+ CL- - AgCL AgCL2 2- - AgCL AgCL2 2- - + CL+ CL- - AgCL AgCL3 3- -练习例：计算例：计算 AgI AgI 在在0.01mol/L0.01mol/L的的NHNH3 3中的溶解度中的溶解度解：解：5. 其他因素：其他因素：A A温度温度： T T ，S S ，溶解损失，溶解损失 （合理控制）（合理控制）B B溶剂极性溶剂极性： 溶剂极性溶剂极性 ，SS，溶解损失，溶解损失 （加入有机溶剂）（加入有机溶剂）C C沉淀颗粒度大小沉淀颗粒度大小： 同种沉淀，颗粒同种沉淀，颗粒 ，S S ，溶解损失，溶解损失 （粗大晶体）（粗大晶体） D D胶体形成胶体形成： “ “胶溶胶溶” ”使使SS，溶解损失，溶解损失 （加入大量电解质可破坏之）（加入大量电解质可破坏之）E E水解作用水解作用： 某些沉淀易发生水解反应，对沉淀造成影响某些沉淀易发生水解反应，对沉淀造成影响图示温度对沉淀溶解度的影响温度对沉淀溶解度的影响温度对沉淀溶解度的影响温度对沉淀溶解度的影响注：注：注：注： 根据沉淀受温度影响程度选择根据沉淀受温度影响程度选择根据沉淀受温度影响程度选择根据沉淀受温度影响程度选择合适温度合适温度合适温度合适温度vv沉淀沉淀沉淀沉淀加热溶液加热溶液加热溶液加热溶液vv陈化陈化陈化陈化加热微沸加热微沸加热微沸加热微沸vv 过滤、洗涤沉淀过滤、洗涤沉淀过滤、洗涤沉淀过滤、洗涤沉淀温度影响大的沉淀温度影响大的沉淀冷至室温冷至室温 再过滤洗涤再过滤洗涤温度影响小的沉淀温度影响小的沉淀趁热过滤趁热过滤 洗涤洗涤四、沉淀的类型和形成四、沉淀的类型和形成1. 沉淀的类型2. 沉淀的形成1. 沉淀的类型沉淀的类型（1 1）晶形沉淀：颗粒直径）晶形沉淀：颗粒直径0.10.11m1m， 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：BaSOBaSO4 4 （细晶形沉淀）（细晶形沉淀） MgNH MgNH4 4POPO4 4 （粗晶形沉淀）（粗晶形沉淀）（2 2）无定形沉淀：颗粒直径）无定形沉淀：颗粒直径 0.02m0.02m 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 例：例： Fe Fe2 2O O3 3 2H2H2 2OO（3 3）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：AgCLAgCL2沉淀的形成沉淀的形成晶核的生长晶核的生长晶核的生长晶核的生长晶核的形成晶核的形成晶核的形成晶核的形成 成核作用成核作用成核作用成核作用均相、异相均相、异相生长过程生长过程生长过程生长过程扩散、沉积扩散、沉积聚集聚集聚集聚集定向排列定向排列定向排列定向排列构晶离子构晶离子构晶离子构晶离子晶核晶核晶核晶核 沉淀微粒沉淀微粒沉淀微粒沉淀微粒 无定形沉淀无定形沉淀无定形沉淀无定形沉淀晶形沉淀晶形沉淀晶形沉淀晶形沉淀 续前晶核的形成晶核的形成晶核的形成晶核的形成 均相成核均相成核均相成核均相成核（自发成核）：过饱和溶液中，构晶离子通过相互（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静电作用缔和而成晶核 异相成核异相成核异相成核异相成核：非过饱和溶液中，构晶离子借助溶液中固体微粒：非过饱和溶液中，构晶离子借助溶液中固体微粒 形成晶核形成晶核晶核的生长晶核的生长晶核的生长晶核的生长 影响沉淀颗粒大小和形态的因素：影响沉淀颗粒大小和形态的因素： 聚集速度聚集速度聚集速度聚集速度：构晶离子聚集成晶核后进一步堆积成沉淀微粒的：构晶离子聚集成晶核后进一步堆积成沉淀微粒的 速度速度 定向速度定向速度定向速度定向速度：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注：注：注：注：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五、影响沉淀纯净的因素五、影响沉淀纯净的因素1 1共沉淀现象共沉淀现象2 2后沉淀后沉淀3 3提高沉淀纯度措施提高沉淀纯度措施1共沉淀现象共沉淀现象（1 1）