重量分析法学习培训课件.ppt
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1、定量分析法包括的内容:容量分析和重量分析定量分析法包括的内容:容量分析和重量分析、重量分析法的特点和要求重量分析法的特点和要求、沉淀重量法对沉淀的要求沉淀重量法对沉淀的要求、沉淀的溶解度及其影响因素沉淀的溶解度及其影响因素、沉淀的形成沉淀的形成、影响沉淀纯度的因素影响沉淀纯度的因素、进行沉淀的条件进行沉淀的条件、有机沉淀剂有机沉淀剂、重量分析结果的计算重量分析结果的计算第十章第十章 重量分析法重量分析法第一节第一节 重量分析法概述重量分析法概述含义:含义:通过称量被测组分的质量或质量的变化来确定被测组分通过称量被测组分的质量或质量的变化来确定被测组分含量的分析方法。含量的分析方法。分类:分类:
2、气化法气化法(挥发法)(挥发法)利用物质的挥发性不同用加热或其利用物质的挥发性不同用加热或其它办法使试样中被测组分气化逸出,然后根据气体逸出前后它办法使试样中被测组分气化逸出,然后根据气体逸出前后的质量差来计算被测组分的含量。的质量差来计算被测组分的含量。电解法电解法利用电解的原理,用电子作沉淀利用电解的原理,用电子作沉淀 剂,被测金属剂,被测金属离子在电极上析出。离子在电极上析出。沉淀法沉淀法利用沉淀反应使被测组分生成溶解度很小的沉利用沉淀反应使被测组分生成溶解度很小的沉淀,将其过滤、洗涤后,烘干或灼烧成为组分一定的物质,淀,将其过滤、洗涤后,烘干或灼烧成为组分一定的物质,然后称量,再计算其
3、含量。然后称量,再计算其含量。优点:优点:Er:0.10.2,准确,不需标准溶液。,准确,不需标准溶液。缺点:缺点:慢,繁琐,不适合微量成分慢,繁琐,不适合微量成分被测物被测物 沉淀形式沉淀形式 称量形式称量形式溶解、加入沉淀剂溶解、加入沉淀剂滤洗、烘滤洗、烘(烧烧)被测物被测物 沉淀剂沉淀剂 沉淀形式沉淀形式 称量形式称量形式滤,洗滤,洗灼烧,灼烧,800800SO42-+BaCl2 BaSO4 BaSO4Mg2+(NH4)2HPO4 MgNH4PO46H2O滤,洗滤,洗灼烧灼烧 ,1100,1100Mg2P2O7Al2O3Al()3NO洗洗烘烘120120烧烧12001200滤滤NOHAl
4、3+3NOAl()31.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 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。2.2.沉淀形式:沉淀形式:经反应生成的、具有确定化学组成的沉淀。3.3.称量形式:称量形式:沉淀经烘干或灼烧后,具有确定化学组成、供最后称量的物质。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-CaC2O42H2O
5、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(1)沉淀的沉淀的 S 小小,溶解损失应,溶解损失应0.1mg。(该沉淀的定量沉淀该沉淀的定量沉淀)(2)沉淀的沉淀的纯度高纯度高。(不该沉淀的不沉淀不该沉淀的不沉淀,杂质少杂质少)(3)便于过滤和洗涤便于过滤和洗涤。(晶形好晶形好)(1)组成恒定组成恒定(定量的基础定量的基础)(2)稳定稳定(称量准确称量准确)(3)摩尔质量大摩尔质量大(称量误差小称量误差小,对对少量少量组分测定有利组分测定有利)3.3.对称量
6、形式的要求:对称量形式的要求:选择适宜的沉淀剂:对待测组分选择性高、生成的沉淀溶解选择适宜的沉淀剂:对待测组分选择性高、生成的沉淀溶解 度小、易转化为适宜的称量形式、过量的沉淀剂易除去度小、易转化为适宜的称量形式、过量的沉淀剂易除去选择适宜的沉淀条件选择适宜的沉淀条件第二节第二节 沉淀的溶解度及其影响因素沉淀的溶解度及其影响因素在利用沉淀进行分析时,要求沉淀进行完全。但绝在利用沉淀进行分析时,要求沉淀进行完全。但绝对不溶解的物质是不存在的。通常要求沉淀的溶解对不溶解的物质是不存在的。通常要求沉淀的溶解损失不超过天平的称量误差即损失不超过天平的称量误差即0.1mg,就可认为沉淀,就可认为沉淀完全
7、。完全。沉淀溶解损失的允许最大值:沉淀溶解损失的允许最大值:沉淀溶解损失与沉淀溶解损失与溶解度有关,而溶解度又与溶度积和其他因素有关。一、沉淀的溶解度与溶度积一、沉淀的溶解度与溶度积(一)溶解度和固有溶解度(一)溶解度和固有溶解度MA(固)(固)MA(水)(水)M+A-或或MA(固)(固)M+A-(水)(水)M+A-固体溶解度以固体溶解度以MA(水)(水)及及 M+A-两种形式存在。两种形式存在。MA0MAasa水固a MA(固)(固)=1 a MA(水)(水)=s0S0为为MA(水)(水)的固有溶解度的固有溶解度MAMA(固)(固)溶解度:溶解度:S=SS=S0 0+M+M+=S=S0 0+
8、A+A-大多数物质的固有溶解度较小因此:大多数物质的固有溶解度较小因此:S=MS=M+=A=A-S0=MA(水)(水)MA(固)(固)MA(水)(水)M+A-KMAMAa aa水0apK SKMAaaKap为活度积常数(活度积),仅与温度有关为活度积常数(活度积),仅与温度有关(二)活度积和溶度积(二)活度积和溶度积:apapspKKKMAMAMAaaMAMAKsp为溶度积常数(溶度积),与温度和溶液的离子强度有关为溶度积常数(溶度积),与温度和溶液的离子强度有关apspMAKS KMA上式即为上式即为溶解度与溶解度与Ksp及及Kap间的关系式间的关系式)(nmnmnmspKSnmmnSPKM
9、 Amnmnm nmSnSmnS()()一般沉淀类型一般沉淀类型 MmAn(三)溶度积和条件溶度积(三)溶度积和条件溶度积H+则:溶度积则:溶度积 Ksp=M+A-=MA/(M A)定义条件溶度积为:定义条件溶度积为:Ksp=MA=Ksp M A显然显然 Ksp Ksp由条件溶度积得到的实际溶解度大于理论计算值由条件溶度积得到的实际溶解度大于理论计算值在实际的沉淀平衡中,还存在着许多副反应在实际的沉淀平衡中,还存在着许多副反应MA M+A-OH-LM(OH)MLHA 温度、溶剂、沉淀颗粒大小、沉淀结构、形成胶体温度、溶剂、沉淀颗粒大小、沉淀结构、形成胶体(一)同离子效应(一)同离子效应(二)盐
10、效应(二)盐效应(三)酸效应(三)酸效应(四)络合效应(四)络合效应(五)其它因素(五)其它因素二、影响沉淀溶解度的因素二、影响沉淀溶解度的因素当沉淀反应达到平衡后,如果向溶液中加入含有某当沉淀反应达到平衡后,如果向溶液中加入含有某一构晶离子的试剂或溶液,则沉淀的溶解度减小的一构晶离子的试剂或溶液,则沉淀的溶解度减小的现象称为同离子效应。现象称为同离子效应。(一)同离子效应(一)同离子效应构晶离子构晶离子:组成沉淀晶体的离子。组成沉淀晶体的离子。加入过量沉淀剂加入过量沉淀剂,使沉淀的溶解度降低使沉淀的溶解度降低,溶解损失减小。溶解损失减小。注意:过多加入沉淀剂会增大盐效应或其他配位副反应注意:
11、过多加入沉淀剂会增大盐效应或其他配位副反应,反而使溶解度增大。反而使溶解度增大。不是易挥发沉淀剂,过量不是易挥发沉淀剂,过量2030%易挥发沉淀剂,过量易挥发沉淀剂,过量 50100%(二二)盐效应盐效应沉淀溶解度随溶液中电解质浓度的增大而增大的现象。沉淀溶解度随溶液中电解质浓度的增大而增大的现象。解解质质时时,当当溶溶液液中中存存在在大大量量强强电电为为定定值值。一一定定时时,当当SPAMapKKTAMKKAMaPSP221()2lg0.50(0.30)1iiiIc ZIZII 离子强度离子强度活度系数活度系数S/S11.61.41.21.00.001 0.005 0.01c(KNO3)/(
12、molL-1)BaSO4AgClAgCl和和BaSO4在不同在不同浓度的浓度的KNO3溶液中的溶液中的溶解度溶解度S与在纯水中的与在纯水中的溶解度溶解度S1比较比较电解质的浓度越大,电解质的离子及形成沉淀的构晶电解质的浓度越大,电解质的离子及形成沉淀的构晶离子的电荷数越高,离子的电荷数越高,对溶解度的对溶解度的影响越大。影响越大。l反应结果使沉淀平衡向右移动,沉淀溶解度增大。反应结果使沉淀平衡向右移动,沉淀溶解度增大。l 酸度对强酸强碱型沉淀物的溶解度影响不大,酸度对强酸强碱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。(三三
13、)酸效应酸效应 溶液酸度对沉淀溶解度的影响称为酸效应。溶液酸度对沉淀溶解度的影响称为酸效应。对于对于MN型沉淀:型沉淀:例例 计算计算CaC2O4在在pH=5的溶液中的溶解度。的溶液中的溶解度。不考虑酸效应不考虑酸效应 考虑酸效应考虑酸效应 CaC2O4 C2O42-+Ca2+C2O42-+H+H C2O4-H C2O4-+H+H 2C2O4 S2 =4.810-5mol/L2-H24(1212H211122C O1H H =1+H H HaaaKK K)解解mol/L104.5102.0K59spS122OCSP2422SPSKOCCaK24252219)(104.6109.510242aa
14、OCaCSPKKK,已已知知例:试比较 pH=2.0和 pH=4.0的条件下CaC2O4的沉淀 溶解度大小。解:52219)(104.6109.510242aaOCaCSPKKK,已已知知2422422 42SOCOCOC22422242SKOCCaKOCSPSP242OCSPKSLmolSpH/101.60.24LmolSpH/1025.80.452-H24(1212H211122C O1H H =1+H H HaaaKK K)例例 计算计算PbSO4在在0.10mol/LHNO3溶液中溶解度为溶液中溶解度为纯水中的多少倍纯水中的多少倍?解解:在在0.1mol/LHNO3溶液中,溶液中,H+
15、=0.10mol/L,SO42-=1+1HH+=9.346S1 在纯水中在纯水中mol/L103.99.346101.6K4-8SOsp24 结论结论:虽然硫酸盐属于强酸盐虽然硫酸盐属于强酸盐,但由于硫酸氢根的不完全但由于硫酸氢根的不完全电离电离,在较大的酸性溶液中在较大的酸性溶液中,溶解度也会增大。溶解度也会增大。LmolSHHSO/103.10.111422424SO 7-spK,10 H 一些极弱酸难溶盐即使在纯水中也会发生水一些极弱酸难溶盐即使在纯水中也会发生水解,从而使溶解度增大。解,从而使溶解度增大。例例 计算计算CuS在纯水中的溶解度。在纯水中的溶解度。不考虑不考虑S2-的水解的
16、水解 考虑考虑S2-的水解的水解&解:解:不考虑不考虑S2-的水解的水解 S1mol/L102.4106.0K1836sp 考虑考虑S2-的水解的水解mol/L103.7102.3106.0K-148-36Ssp2S282HH102.3H H121S-236815()126.0 105.7 101.2 10SP CuSaaKKK已知,(四)络合效应(四)络合效应 由于形成沉淀的构晶离子参与了络合反应而使由于形成沉淀的构晶离子参与了络合反应而使沉淀溶解度增大的现象。沉淀溶解度增大的现象。MA M+A-LMLMLn络合效应与沉淀的溶解度、络合物稳定常数、络合剂的浓度有关络合效应与沉淀的溶解度、络合
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