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第六章1沉淀重量法案例

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分析化学 第六章 重量分析法和沉淀滴定法

分析化学 第六章 重量分析法和沉淀滴定法
分析化学
通辽职业学院
3.电解法
利用电解原理，使待测金属离子在电极上还原析出， 然后称重，电极增加的重量即为金属重。 重量分析法优点:其准确度较高，相对误差一般为 0.1-0.2%。
缺点：
程序长、费时多，操作繁琐，也不适用于微量组 分和痕量组分的测定。
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二、沉淀重量法对沉淀形式和称量形式的要求
Ba2+ SO42SO42- Ba2+ SO42SO42-
沉淀
Ba2+
Cl
-
Ca2+
K+
Ba2+ SO42Cl SO42- Ba2+ SO4
2-
Ca2+
Na+ Cl
-
Ba2+ SO42吸附层 扩散层
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（2） 吸留和包藏 吸留（occlusion):在沉淀过程中，若生成沉淀 的速度过快，则表面吸附的杂质来不及离开沉淀表面 就被沉淀下来的离子所覆盖，而杂质就被包藏在沉淀 内部，从而引起共沉淀。 包藏（inclusion):在沉淀过程中，母液也可能 被包夹在沉淀当中，从而引起共沉淀。 （3）混晶 当杂质离子的半径与构晶离子的半径相近时，所形 成的晶体结构相同，则它们极易生成混晶。 如：BaSO4和PbSO4, AgCl和AgBr. BaSO4和KMnO4等。 分析化学
K sp
K ap
②对于MmAn型沉淀，溶度积的表达式为：
MmAn
mM + nA
[Mn ]m [Am- ]n Ksp
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（2）条件溶度积 MA M
OH
+
+

沉淀重量法

沉淀重量法
K MnS H 2 O Mn 2 OH HS
S [ Mn 2 ][OH ][ HS ]
S
S
由质量作用定律，显然： K
MnS H O
2
[ Mn 2 ][OH ][ HS ] S 3
可逆 2 HS H S S3 K [H ][S 2 ] K a2 [ HS ] 2 K [ H ][ S ] sp 2 K [Mn ][ OH ][ HS ] 2 [OH ] K a2 [S ] K sp K w K a2
MA (s)

MA (l) 1
MA (l)
S o (固有溶解度、分子溶解 度) （ 1）
根据离解反应，有：
K 不稳
M A MA (l)

M A S
o
(2)
However，若处于理想状况，即溶液中不存在其它平衡， 则固体MA的溶解度S应为固有溶解度So和离子浓度{[M＋]或 [A－]}之和。即：
可逆 CuS Cu 2 S 2
K sp 6 10 36
S
H HS
S
[Cu' ][S ' ] K ' sp K sp S ( H ) (1)
返回（2）
H 2S
S (H )
[ H ] [ H ]2 1 K a2 K a 2 K a1 10 10 1 15 15 7 7.1 10 7.1 10 1.3 10 2.49 10 7
对沉淀形的要求：
2. 要求
（1）.沉淀溶解度小（避免溶解损失，保证测定的准 确度） （2）.易过滤、洗涤（操作方便） （3）.纯度要高（这样才能得到准确的结果） （4）.沉淀形式易转称量形式（便于操作） 对称量形式的要求： （1）.有确定的化学组成（否则，无法计算结果） （2）.稳（便于操作，它不受空气中水分、CO2、O2的影 响，否则影响准确度） （3）.摩尔质量大（可减少称量误差，提高准确度） 为便于操作, 晶形沉淀 < 0.5 g, 胶状沉淀约 0.2 g

第六章 重量分析法和沉淀分析法

第六章 重量分析法和沉淀分析法

一、沉淀的沾污
• 影响沉淀纯度的主要因素有：共沉淀现象和后沉 淀现象。 1、共沉淀现象：在进行沉淀反应时，溶液中某些 可溶性杂质于沉淀中一起析出，这种现象称为共 沉淀。 • （1）表面吸附 • 除去方法：少量多次洗涤沉淀。 • （2）形成混晶 • 除去方法：预先将这些离子除去（分离）。 • （3）包藏 • 除去方法：陈化和重结晶
§6-1 重量分析法概述
• 1、挥发法 • 如果被测组分具有挥发性，则可以利用加热或加入某种 试剂，使生成挥发性物质吸出，称量后根据试样重量的 减少量，计算出该组分的含量。 • 这样的方法常用来测定化合物及样品的含水量。 2、沉淀重量法 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，再将其过滤，洗涤，烧干后称量，由 沉淀的质量求得被测成分的含量。
• 在这两种方法中，应用较多的是沉淀重量 法，通常把它称为重量分析法。重量分析 法是古老而经典的分析方法，它通过直接 称量得到分析结果，不需要从容量器皿中 引入许多数据（如稀释倍数或分取倍数等） 同时也不需要与基准物质作比较。因而它 的准确率较高，相对误差为0.1%～0.2%可 用于测量含量大于1%的常量组分，有时也 用于作为标准其它分析方法的标准方法。
三、配位效应
溶液中如有配位剂能与构成沉淀离子形成可溶性配 合物，而增大沉淀溶解度，甚至不产生沉淀，这 种现象称为配位效应。 举例AgNO3→AgCl（白色）→ AgCl2- 或AgCl32很明显，形成的配合物越稳定，配位剂的浓度越大， 其配位效应越显著。
四、酸效应
• 对酸度影响沉淀反应的定量进行称为酸效应。举 例说明。 • 对于上面介绍的影响沉淀溶解度的四种效应，哪 种效应占主导地位应视具体情况而定，。一般来 讲，对无配位效应的强酸盐沉淀，主要考虑同离 子效应，对弱酸盐沉淀主要考虑酸效应，此与配 位剂形成稳定配合物而且溶解度不太小的沉淀主 要考虑配位效应。

重量分析法优秀课件

重量分析法优秀课件

Mg2P2O7
2. 要求
对沉淀形的要求：
（1）.沉淀溶解度小（避免溶解损失，保证测定的准 确度）
（2）.易过滤、洗涤（操作方便） （3）.纯度要高（这样才能得到准确的结果） （4）.沉淀形式易转称量形式（便于操作） 对称量形式的要求：
（1）.有确定的化学组成（否则，无法计算结果） （2）.稳（便于操作，它不受空气中水分、CO2、O2的影
S= So在+分[M析＋]化=学S中o+，[A由－]于..微..溶...化..合.(物3)的溶解度 很小，离子强度也不大，故一般不考虑离子强 度但 我I[[AM的们－＋影]都] 响当有这，测时溶对量忽书大度过略多上， ，积数故 误附的忽 差K电表s略 就解p。 很所来质但 大来也 。列用说有，的。极S个o都都别比是S较o很小活大且的度这情些积况数，K据如a又Hp大g，2多Cl没2，
重量分析法优秀课件
Sec.2 沉淀重量法的分析过程和对沉淀的要求
1.过程
溶解、加入沉淀剂
被测物
沉淀形 陈化、滤洗、烘(烧)
称量形
被测物 SO42- +
沉淀剂 BaCl2
Mg2+ + (NH4)2HPO4
沉淀形 BaSO4
称量形
滤，洗 灼烧，800℃
BaSO4
MgNH4PO4·6H2O
滤，洗 灼烧 ,1100℃
响，否则影响准确度） （3）.摩尔质量大（可减少称量误差，提高准确度）
为便于操作, 晶形沉淀 < 0.5 g, 胶状沉淀约 0.2 g
Sec.3 沉淀的溶解度及其影响因素
一、S与So、Ksp与K’sp (一).理想情况
难溶化M 合A 在 物水溶液中达， 到有 平如 衡下 时关系

第六章-1 沉淀重量分析法

第六章-1 沉淀重量分析法

对于M m An型沉淀
m n K SP [ M n ]m [ Am ]n （mS） （ nS） m m n n S m n
K SP S m n m n
1 mn
9
重量分析法
4. 条件溶度积
由于在形成沉淀的过程中，金属离子M和沉淀剂A均可能发生多种 副反应(类似于络合滴定法)，因此有：
5
P184, 例6.1
19
例：0.02mol/LBaCl2和H2SO4溶液等浓度混合，问有 无BaSO4沉淀析出？
解： 已知K SP( BaSO ) 1.1 10 10，K a 2 1.0 10 2 4
2 c H 2 SO4 [ HSO4 ] [ SO4 ]


非挥发性 —— 过量20%～30%
13
例：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。
解：
已知K SP（BaSO4） 6 1010 M BaSO4 233.4 g / mol 2 Ba 2与SO4 等量反应的BaSO4沉淀溶解度为
23
重量分析法
譬如： AgCl Ag+ + 2NH3 AgCl AgCl + ClAgCl2- + ClAg+ + ClAg(NH3)2+ Ag+ + ClAgCl2AgCl32-
弱酸盐MA的阴离子A碱性较强时，其在纯水中的溶解度 也要考虑酸效应。若s很小，A与H+的结合基本不影响 溶液pH，故可按pH7.0计算；若s较大，A碱性又较强， 17 则可按[OH-]=s进行计算。

沉淀反应与重量分析法

沉淀反应与重量分析法

混合后：
[S2 ] 1.3 10 12 mol/L 1mL 1.3 10 13 mol/L (9 1)mL
[Cu 2 ] 0.1mol/L 9mL 0.09mol/L (9 1)mL
[Cu2 ][S2- ] 1.310-13 0.09 1.110-14 6.310-36 Ksp,CuS
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%。
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
2、对沉淀形式的要求
(1)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。
故可生成CuS沉淀
返回
二、分步沉淀
定义：这种先后沉淀的现象，称为分步沉淀。
实验：如果一种溶液中同时含有I-和Cl-， 当慢慢滴加
AgNO3溶液，刚开始生成黄色AgI沉淀，加 AgNO3达到一定量，就会出现AgCl沉淀。
原因：为什么AgI先沉淀， AgCl后沉淀？
解释：假设[I-] = [Cl-] =0.01mol/L
Ksp [Ba2 ][SO42] 0.01 s'
s ' Ksp 1.11010 1.1108 (mol/L) 0.01 0.01
在200mL溶液中的溶解损失量为： 1.1×10-8×233.4×200/1000 5×10-4(mg)
结论：利用共同离子效应是使沉淀完全的重要措施之一。一般挥发性
(3) 沉淀应易于过滤与洗涤，为此沉淀时应尽量获得粗

第六章重量剖析法和沉淀剖析法


v===K（Q-S）/S Q：加入沉淀剂时溶质的瞬间总浓度 S：表示晶核的溶解度 Q-S：过饱和度 K：与沉淀的性质、温度和介质等因素有关的常数 当溶液的相对过饱和度较小时，沉淀生成的初速度很慢，此时异相成核是主要的 成核过程；由于溶液中外来固体颗粒的数目是有限的，构晶离子只能在这有限的晶 核上沉积张大，从而有可能得到较大的沉淀颗粒 当溶液的相对过饱和度较大时，由于沉淀生成的初速度较快，大量构晶离子必然 自 发地生成新的晶核，而使均相成核作用突出起来，溶液中晶核总数也随着相对过饱 和度的增大而急剧增大，致使沉淀的颗粒减小。 3、临界异相过饱和比 Q*/S：过饱和溶液开始发生异相成核作用时溶液的相对过饱 和度的极限值。 临界均相过饱和比 QC/S：过饱和溶液开始发生均相成核作用时溶液的相对过饱 和度的极限值。 由于异相成核可以在较低的过饱和度进行，故其先于均相成核。 临界值的大小是由沉淀物质的本性所决定的。
2、吸留与包夹 ⑴、吸留：在反应中，由于沉淀生成的速度过快，表面所吸附的杂质离子来
不及离开，就被随后生成的沉淀所覆盖而包藏在沉淀内部，称为吸留。 包夹：如留在沉淀内部的是母液，则称为包夹。 ⑵、区别：包夹并无选择性；而吸留实质上是一种吸附，故有一定的选择性。 ⑶、与表面吸附的区别：吸留与包夹都发生在沉淀内部，无法用洗涤的方法
①极性较强的盐类如 BaSO4 等 ，一般具有较大的定性速度，故常生成晶形 沉淀。
②氢氧化物，特别是高价金属离子的氢氧化物，它们的溶解度很小，沉淀 时溶液的相对过饱和度较大；又由于含有大量的水分子而阻碍着离子的定向排列， 因此定向速度较小，一般易生成体积庞大、结构疏松的无定形沉淀。
结论：沉淀的类型不仅取决于沉淀物质的本性，也与进行沉淀的条件密切相关 ，
又有络合效应，所以在进行沉淀时，必须控制沉淀剂的用量，才能达到沉淀完全的 目的。

第六章 重量法和沉淀滴定2 五影响沉淀纯净的因素

6-18
2．无定形沉淀 Amorphous precipitation
特点：溶解度小，颗粒小，难以过滤洗涤； 结构疏松，表面积大，易吸附杂质 条件： a．浓溶液——降低水化程度，使沉淀颗粒结构紧密 b．热溶液——促进沉淀微粒凝聚，减小杂质吸附 c．搅拌下较快加入沉淀剂——加快沉淀聚集速度 d．不需要陈化——趁热过滤、洗涤，防止杂质包裹 e．适当加入电解质——防止胶溶
22
Ca2+
+ (NH4)2C2O4
中性
弱碱性 H+ 酸效应 900C 水解
CaC2O4↓ 细小沉淀
Ca2+ + (NH4)2C2O4
CaC2O4↓
酸效应增大 s
CO(NH2)2 + H2O H2C2O4
CO2↑+ 2NH3↑
NH3均匀分布，pH值 ↑
HC2O4 – + H+
HC2O4–
Ca2+ + C2O42-
6-12
例：草酸盐的沉淀分离
长 时 间 C a, M g C a C O C a C O M g C O 2 4 2 4 2 4 2 + 2 + 2 2 长 时 间 放 置 ， C a C O 表 面 吸 附 C O [ C O 2 4 2 4 2 4] 2 + 2 当 [ M g] [ C O K M g C O 逐 渐 沉 积 2 4] s p ( M g C O ) 2 4 2 4
吸附共沉淀：晶体表面离子电荷不完全等衡。
形成第一吸附层和第二吸附层（双电层）， 与沉淀一起沉降。 表面吸附是有选择性的，与被吸附物质的溶 解度、被吸附离子的变形性及吸附后形成物的离 解能力有关。

重量分析法—沉淀重量法(分析化学课件)

沉淀重量法沉淀的制备 沉淀重量法沉淀的制备
溶解 沉淀 烘干或灼烧
过滤和洗涤 称量、计算
1
沉淀的形式与称量形式
沉淀重量法 被测组分 溶解
加入沉淀剂 沉淀形式
滤洗
烘干（灼烧） 称量形式
沉淀的形式与称量形式
测定SO42-的含量
溶解
沉淀剂
过滤、洗涤 800℃灼烧
试样
SO42-
BaSO4↓
BaSO4↓
（沉淀形式）
沉淀的形式与称量形式 2.对称量形式的要求
ü 组成必须确定并与化学式完全相符 ü 性质稳定 ü 较大的摩尔质沉淀反应使被测组分生成溶解度很小的 沉淀，将沉淀过滤、洗涤后，烘干或灼烧成为组 成一定的物质，然后称其质量，再计算被测组分 的含量。
（称量形式）
测定Ca2+的含量
溶解 试样
沉淀剂
过滤、洗涤
C2O42-
CaC2O4·H2O
（沉淀形式）
800℃灼烧 CaO↓
（称量形式）
称量形式与沉淀形式可以相同，也可以不
沉淀的形式与称量形式 沉淀重量法对沉淀的要求
1.对沉淀形式的要求 Ø 沉淀的溶解度小 ❖沉淀必须纯净，不含杂质 Ø 沉淀应易于过滤和洗涤 Ø沉淀应易于转化成称量形式

实验一沉淀重量法测定氯化钡中钡含量

实验一沉淀重量法测定氯化钡中钡含量一、预习要点1. 重量分析法的分类、原理和特点；2. 沉淀的分类及晶形沉淀析出条件的控制；3. 沉淀的溶解度概念、影响溶解度的因素。

二、实验目的1. 了解重量法测定BaCl2·2H2O中钡的含量的原理和方法；2. 掌握晶形沉淀的制备、过滤、洗涤、灼烧及恒重等的基本操作技术。

三、实验原理重量分析法是通过称量物质的质量进行分析的方法。

测定时，通常先用适当的方法使被测组分与其他组分分离，然后称重，由称得的质量计算该组分的含量。

重量分析法具有准确度高，不需标准溶液的优点，但操作繁琐，耗时长。

重量分析法分为挥发法、电解法和沉淀法三类。

沉淀重量法是利用沉淀反应使待测组分以微溶化合物的形式沉淀出来，再使之转化为称量形式进行称量。

BaSO4晶形沉淀重量法是通过控制适当的条件，使Ba2十与SO42-反应，形成晶形沉淀。

晶形沉淀的沉淀条件是“稀、热、慢、搅、沉”五字原则。

沉淀经过滤、洗涤、烘干、炭化、灰化、灼烧后，以BaSO4形式称量，既可用于测定Ba2十，也可用于测定SO42-的含量。

硫酸钡重量法一般在0.05 mol·L-1左右盐酸介质中进行沉淀，它是为了防止产生BaCO3，BaHPO4，BaHAsO4沉淀以及防止生成Ba(OH)2共沉淀。

同时，适当提高酸度，增加BaSO4在沉淀过程中的溶解度，以降低其相对过饱和度，有利于获得较好的晶形沉淀。

用BaSO4重量法测定Ba2十时，一般用稀H2SO4作沉淀剂。

为了使BaSO4沉淀完全，H2SO4必须过量。

由于H2SO4在高温下可挥发除去，故沉淀带下的H2SO4不致引起误差，因此沉淀剂可过量50％—l00％。

四、实验用品H2SO4 1mol·L-1、HCl 2 mol·L-1、HNO3 2 mol·L-1、AgNO3 0.1 mol·L-1、BaCl2·2H2O A．R、瓷坩埚 25mL 2-3个、定量滤纸慢速或中速、淀帚一把、玻璃漏斗两个。

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5
重量分析法
（一）溶解度与溶度积
1. 溶解度和固有溶解度 2. 活度积和溶度积 3. 溶解度与溶度积关系 4. 条件溶度积
6
重量分析法
1. 溶解度和固有溶ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ度
以1:1型难溶化合物MA为例,在水溶液中平衡时有：
MA（固）
沉淀平衡
MA（水）
以分子形式溶解
M+ + A进一步解离
固有溶解度 S0 ： 微溶化合物在水溶液中的浓度 [MA]H2O ， 即分子溶解度称为～，在一定温度下为常数。
a M a A a M a A 0 K K K S a M a A SP a MA 水 S0
K sp 即为活度积常数。


注：T一定，K SP 为常数
K a M a A [ M ] [ A ] A SP M
电解法 —— 利用电解的方法使待测金属离子在电极 上还原析出，电极的增重即为金属质量。 沉淀法 ——利用沉淀反应使待测组分以微溶化合物 形式沉淀出来，然后称重。 三、特点： 准确度高， 费时，繁琐， 不适合微量组分 3 Si、S、P、Ni以及一些稀有元素仍采用此法。
沉淀重量法：利用沉淀反应将待测组分以微溶化合物形 式沉淀下来，与溶液中其他组分分离，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。
S K SP 6 10 10 2.45 10 5 mol / L 200ml溶液中BaSO4沉淀的溶解损失为
2.45 10 5 233.4 200 1.14mg 0.2mg 2 Ba 2 过量0.01mol / L与SO4 反应的BaSO4沉淀溶解度为


非挥发性 —— 过量20%～30%
13
例：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。
解：
已知K SP（BaSO4） 6 10 10 M BaSO4 233 .4 g / mol 2 Ba 2与SO4 等量反应的BaSO 4沉淀溶解度为
溶解度S：难溶化合物在水溶液中的浓度，为水中 分子溶解度和离子浓度之和。 多数情况下，s0较
S S 0 [ M ] S 0 [ A ]
小，故：
S [ M ] [ A ] （S 0 1%时 ) HgCl2除外
7
重量分析法
2. 活度积和溶度积
根据沉淀在水溶液中的平衡，有：

溶度积常数 K SP
K SP [ M ] [ A ] M A
溶度积常数与溶液离子强度有关。重量分析中溶液离子 强度一般较大，因此用Ksp计算更符合实际情况。 8
重量分析法
3．溶解度与溶度积关系
对于MA 型沉淀
S [ M ] [ A ] K SP K SP M A
对于M m An型沉淀
m n K SP [ M n ]m [ Am ]n （mS） （ nS） m m n n S mn
K SP S m n m n
1 mn
9
重量分析法
4. 条件溶度积
由于在形成沉淀的过程中，金属离子M和沉淀剂A均可能发生多 种副反应(类似于络合滴定法)，因此有：
K 'SP [ M' ][ A' ] K SP [ M ][ A ] M A M A M、A为M和A的副反应系数。
故：条件溶度积 K 'SP [ M' ][ A' ] K SP M A
M 1 ， A 1 ，K 'SP K SP 副反应的发生使溶度积 增大
s M A K
' sp
对MA2化合物：
K
' sp '
M A
' 2
2 K sp M A
' K 1 sp s M ' A' 3 2 4


10
重量分析法
（二） 影响沉淀溶解度的因素
1.盐效应 2.同离子效应 3.酸效应 4.络合效应 5.其他因素
定量分析化学教程
第六章-1 沉淀重量分析法
张普敦
1
重量分析法
一、概述 二、沉淀的溶解度及其影响因素 三、沉淀重量法 1.沉淀的类型和形成 2.影响沉淀纯净的因素 3.沉淀条件的选择 4.沉淀的过滤、洗涤及烘干、灼烧 5.有机沉淀剂
2
重量分析法 概述
一、重量分析法：通过称量被测组分的质量来确定被测 组分含量的分析方法 二、分类： 挥发法 ——利用物质的挥发性，通过加热或其他方 法使待测组分从试样挥发逸出。
沉淀滴定法：依据生成沉淀的反应建立的滴定分析法。
两者共同点：均涉及到沉淀的溶解度、沉淀条件的控制 等。
4
重量分析法
6.2 沉淀溶解度及其影响因素
沉淀的溶解损失是重量法的主要误差来源之一。若沉 淀溶解损失小于天平称量误差，不影响测定准确度，但 实际上大多数沉淀溶解度都大于此值，因此，须控制好 沉淀条件，降低沉淀损失。 （一）溶解度与溶度积 （二）影响沉淀溶解度的因素
11
重量分析法
1. 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
K SP K SP [ M ] [ A ] M A
SP
而T一定，K 为定值
当存在大量强电解质时 ， M A K SP
注：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 考虑盐效应的影响
12
重量分析法
2.同离子效应：当沉淀达平衡后，若向溶液中加入组成
构晶离子：组成沉淀晶体的离子。
沉淀的构晶离子试剂或溶液，使沉淀溶解度降低的现象。
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：一般 —— 过量50%～100%为宜