7重量分析法和沉淀滴定法课件.pptx
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- 重量 分析 沉淀 滴定法 课件
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1、Analytical Chemistry 4/22/2022Analytical Chemistry 4/22/20227.1 7.1 概述概述(Brief introduction)7.1.1 7.1.1 重量分析法重量分析法(gravimetry) 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方法7.1.2 7.1.2 分类分类气化法(挥发法)气化法(挥发法)利用物质的挥发性不同利用物质的挥发性不同沉淀法沉淀法利用沉淀反应利用沉淀反应电解法电解法利用电解的原理,用电子作沉淀剂,被测金属离利用电解的原理,用电子作沉淀剂,被测金属离子
2、在电极上析出。子在电极上析出。7.1.3 7.1.3 特点特点准确度高,但是准确度高,但是费时,繁琐,不适合微量组分费时,繁琐,不适合微量组分Analytical Chemistry 4/22/20227.1.4 7.1.4 重量分析法重量分析法重量分析法包括内容:重量分析法包括内容:1.1.几个概念几个概念2.2.沉淀重量法的分析过程和要求沉淀重量法的分析过程和要求 3.3.溶解度及其影响因素溶解度及其影响因素4.4.沉淀的类型和形成沉淀的类型和形成5.5.影响沉淀纯净的因素影响沉淀纯净的因素6.6.沉淀条件的选择沉淀条件的选择7.7.沉淀的过滤、洗涤及烘干、灼烧沉淀的过滤、洗涤及烘干、灼烧
3、8.8.结果的计算结果的计算Analytical Chemistry 4/22/20221. 基本概念基本概念1) 1) 沉淀重量法:沉淀重量法:利用沉淀反应将待测组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、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组成的称量形式,称量并计算被测组分含量的分析方法。含量的分析方法。2)2)沉淀形式:沉淀形式:往试液中加入适当的沉淀剂,往试液中加入适当的沉淀剂,使被测组分沉淀出来,所得的沉淀称为使被测组分沉淀出来,所得的沉淀称为。3)3)称量形式:称量形
4、式:沉淀经烘干或灼烧后,得到沉淀经烘干或灼烧后,得到称量形式称量形式,然后再由称量形式的化学组,然后再由称量形式的化学组成和重量,便可算出被测组分的含量。成和重量,便可算出被测组分的含量。Analytical Chemistry 4/22/2022沉淀形式与称量形式关系沉淀形式与称量形式关系 沉淀形式与称量形式可以相同,也可沉淀形式与称量形式可以相同,也可以不相同,例如测定以不相同,例如测定C1-时,加入沉淀时,加入沉淀剂剂AgNO3以得到以得到AgCl沉淀,此时沉淀沉淀,此时沉淀形式和称量形式相同。但测定形式和称量形式相同。但测定Mg2+时,时,沉淀形式为沉淀形式为MgNH4PO4,经灼烧后
5、得,经灼烧后得到的称量形式为到的称量形式为Mg2P2O7,则沉淀形,则沉淀形式与称量形式不同。式与称量形式不同。 BaSO4-BaSO4 CaCO3-CaO, CaC2O4-CaO, Al(OH)3-Al2O3Analytical Chemistry 4/22/2022常用仪器常用仪器Analytical Chemistry 4/22/20222. 沉淀重量法的分析过程和要求沉淀重量法的分析过程和要求1)分析过程分析过程待测离子 沉淀剂 沉淀形式 处理过程 称量形式过滤过滤 8000CBa2+ + SO42- BaSO4 BaSO4 洗涤洗涤 灼烧灼烧过滤过滤 烘干烘干Ca2+ + C2O42
6、- CaC2O42H2O CaO 洗涤洗涤 灼烧灼烧过滤 烘干试样溶液+沉淀剂 沉淀形式沉淀形式 称量形式称量形式 洗涤 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Analytical Chemistry 4/22/20222)要求要求(1)对沉淀形式的要求对沉淀形式的要求 a溶解度小溶解度小 b易过滤和洗涤易过滤和洗涤 c纯净,不含杂质纯净,不含杂质 d易转化成称量形式易转化成称量形式(2)对称量形式的要求对称量形式的要求 a确定的化学组成确定的化学组成 b性质稳定性质稳定 c较大的摩尔质量较大的摩尔质量Analytical Chemistry
7、4/22/2022例例1:测定铝时测定铝时,称量形式可以是称量形式可以是Al2O3(M=101.96)或或8-羟基喹啉铝羟基喹啉铝(M=459.44)。如果在操作过程中。如果在操作过程中损失沉淀损失沉淀1mg,以以A12O3为称量形式时铝的损失为称量形式时铝的损失量量: A12O3:2A1=1:x x=0.5 mg 以以8-羟基喹啉铝为称量形式时铝的损失量羟基喹啉铝为称量形式时铝的损失量 : A1(C9H6NO)3:A11:x x0.06 mgAnalytical Chemistry 4/22/20227.2 沉淀溶解度及其影响因素沉淀溶解度及其影响因素7.2.1 溶解度与溶度积溶解度与溶度积
8、 1.1.固有溶解度和溶解度固有溶解度和溶解度(solubility)v(1)固有溶解度固有溶解度S0:微溶化合物的分子溶解度称为MA(固) MA(水) M+ + A-沉淀平衡沉淀平衡 以分子形式溶解以分子形式溶解 进一步解离进一步解离(水)(固)(水)MAMAMAaaaS0,极小)(一定为常数一定,注:)(LmolaTOHMA/1010962平衡常数平衡常数Analytical Chemistry 4/22/2022溶解度溶解度S S: 2. 活度积活度积(activity product constantKap)AMapAMMAAMaaSKKSaaaaaK000(水)为为常常数数) )一一
9、定定,( (活活度度积积0apKTAM0apaaKAMAM0apaaKAMAMKKAM0apSP溶度积v 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00AMASMSSAnalytical Chemistry 4/22/20223. 溶度积溶度积(solubility product constantKsp)AMapSPKKAMS0型沉淀对于MA型沉淀对于nmAMnmnmnmnmmnSPSnmnSmSNMK)()(nmnmSPnmKS1Analytical Chemistry 4/22/20224. 条件溶度积条件溶度积(s
10、olubility product constant)AMSPAMSPKAMAMK AMSPAMSPKAMAMK 或AMSPSPKAMK 条件溶度积AMSPSPKAMK 或增大副反应的发生使溶度积,SPSPAMKK11AMSPAMSPKKAMS Analytical Chemistry 4/22/20227.2.2 影响沉淀溶解度的因素影响沉淀溶解度的因素(Factors that affect solubility)1.1.同离子效应同离子效应(Common ion effect)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,使沉淀溶解度降低的现象称为构晶离子构晶离子:组成沉淀
11、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,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, 而使溶解度增大 沉淀剂用量:沉淀剂用量:一般 过量50%100%为宜 非挥发性 过量20%30% Analytical Chemistry 4/22/2022例例2:解:解:用BaSO4重量法测定SO42-含量时,以BaCl2为沉淀剂,计算等量和过量0.01mol/L加入Ba2+时,在200ml溶液中BaSO4沉淀的溶解损失LmolKSBaSOSOBaSP/100 . 1101 . 15104242沉淀溶解度为等量反应的与mgmgBaSOml2 .
12、05 . 02004 .233100 . 120054沉淀的溶解损失为溶液中10101 . 14)(已知BaSOSPKmolgMBaSO/4 .2334Analytical Chemistry 4/22/2022例例2:LmolBaKSOSBaSOSOLmolBaSP/101 . 101. 0101 . 1/01. 08102244242沉淀溶解度为反应的与过量mgmgBaSOml2 . 0100 . 52004 .233100 . 1200484沉淀的溶解损失为溶液中Analytical Chemistry 4/22/20222. 2. 盐效应盐效应(Effect of salts):溶液中
13、存在大量强电解质使沉淀溶解度增大的现象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: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,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要考虑盐效应的影响SPAMK,当存在大量强电解质时0AMKKAMSPSP为定值一定,而0SPKTAnalytical Chemistry 4/22/2022盐效应曲线盐效应曲线S/S01.61.41.21.00.001 0.005 0.01KNO3 / (molL-1)BaSO4AgClAnalytical Chemistry 4/22/2
14、022例例3: 分别计算分别计算BaSO4在纯水和在纯水和0.01mol/LNaNO3溶液溶液中的溶解度中的溶解度.解:解:10)(101 . 14BaSOSPK已知67. 0242SOBaLmolKSBaSOBaSOSP/100 . 1101 . 151044)(在水中溶解度LmolKSLNaNOmolBaSOSOBaBaSOSP/1057. 167. 067. 0101 . 1/01. 05100342424)(溶液中溶解度在Analytical Chemistry 4/22/2022例例4:讨论:讨论:同离子效应为主,时,44242/04. 00PbSOSONaSONaSCLmolC盐效
15、应为主,时,44242/04. 0PbSOSONaSONaSCLmolCPbSO4在不同浓度Na2SO4溶液中溶解度变化。C(mol/L)00.0010.010.020.040.100.20S(mmol/L) 0.150.0240.0160.0140.0130.0160.023Analytical Chemistry 4/22/20223. 3. 酸效应酸效应(Solubility and pH)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: 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但对弱酸型或多元
16、酸型沉淀物的溶解度影响较大响较大 pH,H+,S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,降低了构晶离子的浓度,使沉淀溶解平衡移反应,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向溶解,从而使沉淀溶解度增大Analytical Chemistry 4/22/2022图示图示溶液酸度对溶液酸度对CaC2O4溶解度的影响溶解度的影响CaC2O4 Ca2+ + C2O42-C2O42- + H+ HC2O4-HC2O4-+H+ H2C2O4Analytical Chemistry 4/22/2022例例5:
17、 试比较试比较 pH = 2.0和和 pH = 4.0的条件下的条件下CaC2O4的沉的沉淀溶解度。淀溶解度。 解:解:52219)(104 . 6109 . 510442aaOCaCSPKKK,已知2422421211221242242OCaaaaaOCKKHKHKKOCOC242242242242242SOCOCOCOCOC224222422242242242SKKOCCaOCCaKOCSPOCSPOCSPAnalytical Chemistry 4/22/2022例例5:242242OCSPOCSPKKSLmolSpH/101 . 60054. 00 . 242,LmolSpH/102
18、. 739. 00 . 452,Analytical Chemistry 4/22/2022例例6: 0.02mol/LBaCl2和和H2SO4溶液等浓度混合,溶液等浓度混合,问有无问有无BaSO4沉淀析出?沉淀析出?解:解: 2210)(100 . 1101 . 14aBaSOSPKK,已知24442SOHSOCSOH5 . 010101022222244224aaSOHSOKHKCSOLmolCSOSOSOH/1055 . 0202. 0324244210532242101 . 1100 . 5100 . 5100 . 1SOBa沉淀析出故有4BaSOLmolBa/100 . 1202.
19、022而Analytical Chemistry 4/22/20224. 配位效应配位效应(Formation of complex ions)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Analytical Chemistry 4/22/2022配位效应配位效应S最小最小同离子效应同离子效应络合作用络合作用pCl=2.4pCl5 4 3 2 1 01086420Sx106 mol/LS(AgCl)-pCl曲线曲线Analytical Chemistry 4/22/2022讨论:讨论: 1 1)配位效应促使沉淀-溶解平
20、衡移向溶解一方,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;既有同离子效应,又有配位效应,应视浓度而定 Ag+ + Cl- - AgCl AgCl + Cl- - AgCl2- - AgCl2- - + Cl- - AgCl3- -3 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Analytical Chemistry 4/22/2022例例7:计算计算 AgI 在在0.01mol/L的的NH3中的溶解度中的溶解度解:解:8 . 3lg2 . 3lg)(100 . 921237KKNHAgKAgISP,的,已知)()()(23
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