3重量分析法课件.ppt
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- 重量 分析 课件
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1、 第第3 3章章重量分析法重量分析法 Gravimetric analysis 教学指导教学指导n重量分析法原理及特点重量分析法原理及特点n第第1 1节节 挥发法挥发法n第第2 2节节 萃取法萃取法n第第3 3节节 沉淀法沉淀法n本章重点讨论的是本章重点讨论的是沉淀重量法沉淀重量法。欲使沉淀能达到定。欲使沉淀能达到定量的要求,就要使量的要求,就要使沉淀完全沉淀完全并获得并获得纯净的沉淀纯净的沉淀。这。这两方面的问题是本章讨论的中心。两方面的问题是本章讨论的中心。 方法原理方法原理n原理:原理:是用适当方法先将试样中的待测组分与其他是用适当方法先将试样中的待测组分与其他组分分离,然后用称量的方法
2、测定该组分的含量。组分分离,然后用称量的方法测定该组分的含量。 分类分类根据待测组分与其他组分分离方法不同根据待测组分与其他组分分离方法不同n挥发法(汽化法):挥发法(汽化法):n萃取法:萃取法:n沉淀法:沉淀法: 特点特点n优点:优点:相对误差相对误差: : (0.10.2),准,不需基准物质。准,不需基准物质。n缺点:缺点:慢,繁琐,不灵敏。慢,繁琐,不灵敏。(不适于生产的控制分析,但一些药品的分析(不适于生产的控制分析,但一些药品的分析检查项目仍用重量法,此外方法的分离理论和检查项目仍用重量法,此外方法的分离理论和操作技术还有应用)操作技术还有应用) 第第1 1节节 挥发法挥发法n根据试
3、样中的被测组分具有挥发性或可转化为挥根据试样中的被测组分具有挥发性或可转化为挥发性物质,利用加热等方法使挥发性组分气化逸发性物质,利用加热等方法使挥发性组分气化逸出或用适宜的吸收剂吸收直至恒重,称量试样减出或用适宜的吸收剂吸收直至恒重,称量试样减失的重量或吸收剂增加的重量来计算该组分含量失的重量或吸收剂增加的重量来计算该组分含量的方法。的方法。n“恒重恒重”系指药物系指药物连续两次连续两次干燥或灼烧后称得的干燥或灼烧后称得的重量差重量差在在0.3mg以下。以下。 n用挥发法可以测定试样中水分、挥发组分和灰分。用挥发法可以测定试样中水分、挥发组分和灰分。 一、直接挥发法一、直接挥发法n例如:试样
4、中碳含量的测定(例如:试样中碳含量的测定(被测组分经化被测组分经化学反应可以生成挥发性物质学反应可以生成挥发性物质),可以采用吸),可以采用吸收法,以碱石棉的吸收法为例,试样在管式收法,以碱石棉的吸收法为例,试样在管式炉中高温灼烧,其中的碳与氧反应炉中高温灼烧,其中的碳与氧反应 C + O2 = CO2 生成的生成的CO2 以碱石棉吸收。以碱石棉吸收。100mm C%)() () (2样品碱石棉吸收前碱石棉吸收后mMMCOC 二、间接挥发法二、间接挥发法例如:例如: 氯化钡中结晶水含量的测定(被测组分本身是氯化钡中结晶水含量的测定(被测组分本身是 可以挥发的)可以挥发的)水分在试样中存在的形式
5、:吸湿水,结晶水水分在试样中存在的形式:吸湿水,结晶水吸湿水:在吸湿水:在105110 烘干烘干结晶水:根据具体的物质决定,结晶水:根据具体的物质决定, BaCl22H2O可以在可以在120125 烘干。烘干。100mmm%OH2(试样)(烘后)(烘前) 应用应用n干燥失重:药典规定干燥失重:药典规定的某些药物纯度检查的某些药物纯度检查项目。项目。n干燥方法:干燥方法:(1)常压加热干燥)常压加热干燥(2)减压加热干燥)减压加热干燥(3)干燥剂干燥)干燥剂干燥 应用应用n中药灰分的测定(被测组分不挥发,而中药灰分的测定(被测组分不挥发,而其他组分挥发其他组分挥发 ):药典规定的控制中药):药典
6、规定的控制中药材质量的检查项目材质量的检查项目第第2 2节节 萃取法萃取法n根据被测组分在两种不相混溶的溶剂中根据被测组分在两种不相混溶的溶剂中的分配比不同,采用溶剂萃取的方法使的分配比不同,采用溶剂萃取的方法使之与其它组分分离,挥去萃取液中的溶之与其它组分分离,挥去萃取液中的溶剂,称量干燥萃取物的重量,求出待测剂,称量干燥萃取物的重量,求出待测组分含量的方法。组分含量的方法。水有ccD 第第3 3节节 沉淀法沉淀法n利用试剂与待测组分发生沉淀反应,生成难溶利用试剂与待测组分发生沉淀反应,生成难溶化合物沉淀析出,经过分离、洗涤、过滤、烘化合物沉淀析出,经过分离、洗涤、过滤、烘干或灼烧后称得沉淀
7、的质量,计算出待测组分干或灼烧后称得沉淀的质量,计算出待测组分的含量。的含量。n试样试样 试液试液 沉淀形式沉淀形式 称量称量 称量形式称量形式 计算含量计算含量 称量、溶解称量、溶解 沉淀沉淀 过滤、洗涤、烘干或灼烧过滤、洗涤、烘干或灼烧 一、操作步骤操作步骤 n例如:例如: 过滤过滤 800SO42- + BaCl2 BaSO4 - - BaSO4 洗涤洗涤 灼烧灼烧 过滤过滤 1100Mg2+(NH4)2HPO4 MgNH4PO46H2O - - Mg2P2O7 洗涤洗涤 灼烧灼烧试液试液 沉淀剂沉淀剂 沉淀形式沉淀形式 称量形式称量形式常用仪器常用仪器 试样用量试样用量一般沉淀的适宜用
8、量如下:一般沉淀的适宜用量如下:n非晶形沉淀非晶形沉淀沉淀灼烧后质量沉淀灼烧后质量0.08-0.1gn晶形沉淀晶形沉淀-沉淀灼烧后质量沉淀灼烧后质量0.1-0.5g1、对沉淀形式的要求对沉淀形式的要求n最小的溶解度最小的溶解度n纯度要高纯度要高n具有易过滤和洗去杂质的结构具有易过滤和洗去杂质的结构n容易转变为称量形式容易转变为称量形式2、对称量形式的要求、对称量形式的要求v组成与化学式相符合组成与化学式相符合v必须稳定必须稳定v相对分子质量尽可能大相对分子质量尽可能大例如,测定铝时,称量形式可以是例如,测定铝时,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=45
9、9.44)。如果在操作过程中损失沉淀如果在操作过程中损失沉淀1mg,以以A12O3为称量形式为称量形式时铝的损失量时铝的损失量: 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 x 0.06 mg 沉淀的过滤沉淀的过滤 目的:将沉淀与母液中其他组分分离目的:将沉淀与母液中其他组分分离 过滤方法过滤方法: : 倾泻法倾泻法 常用定量滤纸常用定量滤纸( (也称无灰滤纸也称无灰滤纸) )或玻璃砂芯坩埚过滤。或玻璃砂芯坩埚过滤。 对于需要灼烧的沉淀:对于需要灼烧的沉淀:一般无定形沉淀如一
10、般无定形沉淀如Al(OH)Al(OH)3 3、Fe(OH)Fe(OH)3 3等,选用疏松的快速等,选用疏松的快速滤纸。滤纸。粗粒的晶形沉淀如粗粒的晶形沉淀如MgNHMgNH4 4POPO4 46H6H2 2O O等选用较紧密的中速等选用较紧密的中速滤纸。滤纸。颗粒较小的晶形沉淀如颗粒较小的晶形沉淀如BaSOBaSO4 4等,选用紧密的慢速滤纸。等,选用紧密的慢速滤纸。 对于只需烘干即可作为称量形的沉淀,应选用玻璃砂芯对于只需烘干即可作为称量形的沉淀,应选用玻璃砂芯坩埚过滤。坩埚过滤。沉淀的洗涤沉淀的洗涤洗涤目的:为了洗去沉淀表面吸附的杂质和混杂在沉淀中洗涤目的:为了洗去沉淀表面吸附的杂质和混杂
11、在沉淀中的母液。的母液。洗涤时要尽量减小沉淀的溶解损失和避免形成胶体。因此,洗涤时要尽量减小沉淀的溶解损失和避免形成胶体。因此,需选择合适的洗涤液。需选择合适的洗涤液。选择洗涤液的原则选择洗涤液的原则是:是: 对于溶解度很小,又不易形成胶体的沉淀,可用蒸馏水对于溶解度很小,又不易形成胶体的沉淀,可用蒸馏水洗涤。洗涤。 对于溶解度较大的晶形沉淀,可用沉淀剂的稀溶液洗涤,对于溶解度较大的晶形沉淀,可用沉淀剂的稀溶液洗涤,但沉淀剂必须在烘干或灼烧时易挥发或易分解除去。但沉淀剂必须在烘干或灼烧时易挥发或易分解除去。对于溶解度较小而又能形成胶体的沉淀,应用易挥发的电对于溶解度较小而又能形成胶体的沉淀,应
12、用易挥发的电解质稀溶液洗涤。解质稀溶液洗涤。洗涤方法洗涤方法:少量多次:少量多次倾泻法过滤倾泻法过滤漏斗中洗涤沉淀漏斗中洗涤沉淀沉淀的转移沉淀的转移烘干和灼烧烘干和灼烧 沉淀的烘干或灼烧是为了除去沉淀中的水份和挥发性沉淀的烘干或灼烧是为了除去沉淀中的水份和挥发性物质,并转化为组成固定的称量形。烘干或灼烧的温度物质,并转化为组成固定的称量形。烘干或灼烧的温度和时间,随沉淀的性质而定。和时间,随沉淀的性质而定。 灼烧温度一般在灼烧温度一般在800以上,常用瓷坩埚盛放沉淀。以上,常用瓷坩埚盛放沉淀。若需用氢氟酸处理沉淀,则应用铂坩埚。灼烧沉淀前,若需用氢氟酸处理沉淀,则应用铂坩埚。灼烧沉淀前,应用滤
13、纸包好沉淀,放入已灼烧至质量恒定的瓷坩埚应用滤纸包好沉淀,放入已灼烧至质量恒定的瓷坩埚中,先加热烘干、炭化后再进行灼烧。中,先加热烘干、炭化后再进行灼烧。 沉淀经烘干或灼烧至质量恒定后,由其质量即可计沉淀经烘干或灼烧至质量恒定后,由其质量即可计算测定结果。算测定结果。 干燥器的使用干燥器的使用沉淀的烘干沉淀的烘干 二、沉淀的溶解度及影响因素二、沉淀的溶解度及影响因素溶解度与固有溶解度溶解度与固有溶解度 当水中存在当水中存在1 1型微溶化合物型微溶化合物MA时,时,MA溶解并达到饱和状态后,有下列平衡关系:溶解并达到饱和状态后,有下列平衡关系:MA(固)(固) MA(水)(水) M+ + A-
14、在水溶液中,除了在水溶液中,除了M+、A-外,还有未离解的分外,还有未离解的分子状态的子状态的MA。例如:。例如:AgCl溶于水中溶于水中AgCl(固)(固) AgCl(水)(水) Ag+ + Cl- 对于有些物质可能是离子化合物(对于有些物质可能是离子化合物(MM+ +A A- -),如),如CaSOCaSO4 4溶于水中。溶于水中。 CaSOCaSO4 4( (固固) )CaCa2+2+SOSO4 42- 2-( (水水) ) CaCa2+2+SO+SO4 42- 2- 根据根据MAMA(固)和(固)和MAMA(水)之间的溶解平衡可得:(水)之间的溶解平衡可得:(平衡常数)固水Kaa)MA
15、)MA( 因固体物质的活度等于因固体物质的活度等于1 1,若用,若用s s0 0表示表示K K ,则:,则: 0)(saMA水s s0 0称为称为MAMA固有溶解度固有溶解度,当温度一定时,为常数。,当温度一定时,为常数。若溶液中不存在其它副反应,微溶化合物若溶液中不存在其它副反应,微溶化合物MAMA的溶解度的溶解度s s等于固有溶解度和等于固有溶解度和MM+ +(或(或A A- -)离子浓度之和,即)离子浓度之和,即 s=s0+M+=s0+A- 如果如果MA(水)几乎完全离解或(水)几乎完全离解或s0Ksp 而后沉淀形成而后沉淀形成MgC2O4注注:后沉淀经加热、放置后会更加严重消除方法消除
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