7分析化学第七章重量分析法和沉淀滴定法
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第七章沉淀滴定法和重量分析法教学目的、要求:把握沉淀滴定法。
熟悉重量分析法的原理。
了解重量分析法的特点及注意事项。
教学重点及难点:沉淀滴定法及重量分析法的原理。
§8-1 沉淀滴定法概述: 沉淀滴定法是以沉淀反映为基础的滴定分析法。
沉淀反映尽管很多,但并非是所有沉淀反映都能应用于滴定分析。
应用于沉淀滴定的沉淀反映必需符合以下条件:(1) 沉淀反映必需定量进行,沉淀的溶解度必需很小。
(2) 沉淀反映必需迅速。
(3) 必需有适宜的指示剂来确信滴定终点。
由于受上述条件所限,目前应用较广的是生成难溶性银盐的反映,如:Ag+ + C1-=AgCl↓以这种反映为基础的沉淀滴定法称为银量法。
本法可用来测定含C1—、Br—、I—、SCN—及Ag+等离子化合物的含量。
银量法按所用的指示剂不同,又分为铬酸钾指示剂法、铁铵矾指示剂法、吸附指示剂法。
一、银量法的大体原理1.滴定曲线:沉淀滴定法在滴定进程中的溶液离子浓度的转变情形也能够用滴定曲线表示,以pAg(或pX)为纵坐标,以滴定体积或滴定百分数为横坐标。
在化学计量点周围和其他滴定一样也产生滴定突跃,其突跃范围大小与沉淀的溶度积和溶液的浓度有关。
2.分步滴定:当溶液同时含有Cl-、Br-、I-时,由于他们与Ag+形成的沉淀溶持续滴定,形成三个突跃,别度积不同较大,可利用分步沉淀的原理,用AgNO3离测定他们的含量。
二、确信终点的方式(一)铬酸钾指示剂法(Mohr法)1.原理用AgN03标准溶液滴定氯化物或溴化物时,以铬酸钾为指示剂,滴定反映为:终点前:Ag++ Cl-=AgCl↓ (白色)终点时:2Ag+十CrO42-=Ag2CrO4↓(砖红色)依照分步沉淀的原理,Cl-先沉淀。
2.滴定条件(1).指示剂的用量要适当。
假设指示剂浓度过大,会使终点提早;过小,终点迟缓。
一样在50 ~ 100 ml滴定液中加入5%K2CrO4指示剂1ml即可。
(2).在中性或微碱性溶液中进行。
重量分析法和沉淀滴定法思考题1.沉淀形式和称量形式有何区别?试举例说明之。
答:在重量分析法中,沉淀是经过烘干或灼烧后再称量的。
沉淀形式是被测物与沉淀剂反应生成的沉淀物质,称量形式是沉淀经过烘干或灼烧后能够进行称量的物质。
有些情况下,由于在烘干或灼烧过程中可能发生化学变化,使沉淀转化为另一物质。
故沉淀形式和称量形式可以相同,也可以不相同。
例如:BaSO4,其沉淀形式和称量形式相同,而在测定Mg2+时,沉淀形式是MgNH4PO4·6H2O,灼烧后所得的称量形式却是Mg2P2O7。
2.为了使沉淀定量完全,必须加人过量沉淀剂,为什么又不能过量太多?答:在重量分析法中,为使沉淀完全,常加入过量的沉淀剂,这样可以利用共同离子效应来降低沉淀的溶解度。
沉淀剂过量的程度,应根据沉淀剂的性质来确定。
若沉淀剂不易挥发,应过量20%~50%;若沉淀剂易挥发,则可过量多些,甚至过量100%。
但沉淀剂不能过量太多,否则可能发生盐效应、配位效应等,反而使沉淀的溶解度增大。
3.影响沉淀溶解度的因素有哪些?它们是怎样发生影响的?在分析工作中,对于复杂的情况,应如何考虑主要影响因素?答:影响沉淀溶解度的因素有:共同离子效应,盐效应,酸效应,配位效应,温度,溶剂,沉淀颗粒大小和结构等。
共同离子效应能够降低沉淀的溶解度;盐效应通过改变溶液的离子强度使沉淀的溶解度增加;酸效应是由于溶液中H+浓度的大小对弱酸、多元酸或难溶酸离解平衡的影响来影响沉淀的溶解度。
若沉淀是强酸盐,如BaSO4,AgCl等,其溶解度受酸度影响不大,若沉淀是弱酸或多元酸盐[如CaC2O4、Ca3(PO4)2]或难溶酸(如硅酸、钨酸)以及与有机沉淀剂形成的沉淀,则酸效应就很显著。
除沉淀是难溶酸外,其他沉淀的溶解度往往随着溶液酸度的增加而增加;配位效应是配位剂与生成沉淀的离子形成配合物,是沉淀的溶解度增大的现象。
因为溶解是一吸热过程,所以绝大多数沉淀的溶解度岁温度的升高而增大。
第七章重量分析法和沉淀滴定法§ 7– 1 沉淀滴定法沉淀滴定法是以沉淀反应为基础的一种滴定分析方法。
能用于沉淀滴定法的沉淀反应必须符合:(1) 生成沉淀的溶解度必须很小。
(2) 沉淀反应必须迅速、定量地进行。
(3) 有合适的确定终点的方法目前应用较广的是生成难溶银盐的反应,如:Ag+ + Cl- =AgClAg+ + SCN-=AgSCN这种滴定方法称为“银量法”,可用于测定Cl-、Br-、I-、SCN-等离子。
根据确定滴定终点的方法不同, 银量法可分为以下几种: 一、摩尔法⒈原理:以测定Cl-为例,在中性溶液中,加入K2CrO4指示剂,用AgNO3标准溶液滴定:Ag+ + Cl- =AgCl (白色)2Ag+ + CrO42- =Ag2CrO4 (砖红色)由于AgCl沉淀的溶解度小于Ag2CrO4沉淀的溶解度,所以在滴定过程中,首先生成AgCl沉淀,随着AgNO3标准溶液继续加入,AgCl沉淀不断生成,溶液中Cl- 浓度越来越小,Ag+浓度越来越大,直至[Ag +]2[ CrO 42-] > Ksp 时,便出现砖红色Ag 2CrO 4的沉淀,指示滴定终点的到达。
显然,终点出现的早晚与溶液中CrO 42-的浓度大小有关。
若CrO 42- 的浓度过大,则终点提前出现,使分析结果偏低;若CrO 42-浓度过小,则终点推迟,使分析结果偏高。
因此,为了获得准确的分析结果,必须控制CrO 42-的浓度,适宜CrO 42-的浓度可以从理论上加以计算。
在计量点时,Cl -与Ag +恰好完全作用生成AgCl 沉淀,此时[Ag +] = [Cl -] =√Ksp (AgCl) = √1.56×10-10 = 1.25×10-5 mol/L若Ag 2CrO 4沉淀恰在计量点时生成,则[][]()L m o l Ag CrO Ag Ksp CrO /108.51025.1100.9,225122442---+⨯=⨯⨯==-2在实际滴定中,因为K 2CrO 4本身呈黄色,若接上面计算的CrO 42-浓度,颜色太深影响终点的观察。
第7章 重量分析法和沉淀滴定法一、选择题1.在一定酸度和一定浓度C 2O 42-存在下,CaC 2O 4的溶解度计算式为( C )A.-=242O C sp c K s B.sp K s =C--=242242OC O spc K s C δ D.-=242O C sp /δK s2.准确移取饱和Ca(OH)2溶液50mL ,用0.05000 mo1·L -l HCl 标液滴定,终点时,耗去20.00mL ,由此得Ca(OH)2沉淀的K sp 为( D )A.1.6×10-5 B.8.0×10-6 C.2.0×10-6 D.4.0×10-6 3.用BaSO 4重量法测定Ba 2+含量,若结果偏低,可能是由于 ( B ) A.沉淀中含有Fe 3+等杂质 B.沉淀中包藏了BaCl 2C. 沉淀剂H 2SO 4在灼烧时挥发D. 沉淀灼烧的时间不足4.用挥发法测定某试样的吸湿水时,结果偏高,可能是由于( C )A.加热的温度过低B.加热时间不足C.试样加热后没有冷到室温就称量D.加热后的称量时间过长 5.晶形沉淀的沉淀条件是( C )A.浓、冷、慢、搅、陈B.稀、热、快、搅、陈C.稀、热、慢、搅、陈D.稀、冷、慢、搅、陈6.用重量法测定氯化物中氯的百分含量,欲使10.0mgAgCl沉淀相当于1.00%的氯,应称取试样重(g)( B )(M(Cl)=35.45g·mol-1,M(AgCl)=143.32 g·mol-1)A.0.1237B.0.2474C.0.3711D.0.49487.用洗涤的方法能有效地提高沉淀纯度的是(B )A.混晶共沉淀B.吸附共沉淀C.包藏共沉淀D.后沉淀8.下列说法违反非晶形沉淀条件的是( C )A.沉淀可在浓溶液中进行B.沉淀应在不断搅拌下进行C.在沉淀后放置陈化D.沉淀在热溶液中进行9.以下银量法测定需采用返滴定方式的是( C )A.莫尔法测Cl-B.吸附指示剂法测Cl-C.佛尔哈德法测Cl-D.AgNO3滴定CN-(生成Ag[Ag(CN)2]指示终点)10.莫尔法测定Cl-含量时,要求介质的pH在6.5~10范围内,若酸度过高则( D )A.AgCl沉淀不完全B.AgCl吸附Cl-增强C. AgCl沉淀易胶溶D. Ag2CrO4沉淀不易形成11.指出下列条件适于佛尔哈德法的是( C )A.pH6.5~10,0B.以K2CrO4为指示剂C.滴定酸度为0.1~l mo1·L-lD.以荧光黄为指示剂12.某吸附指示剂p K a=5.0,以银量法测卤素离子时,pH应控制在( C )A.pH=5.0B.pH>5.0C.5.0<pH<l0.0D.pH>l0.0二、填空题1.用过量BaCl2沉淀SO42-时,溶液中含有少量NO3-、Ac-、Zn2+、Mg2+、Fe3+等杂质,当沉淀完全后,扩散层中优先吸附的离子是NO3-。
第七章重量分析法和沉淀滴定法思考题1.沉淀形式和称量形式有何区别?试举例说明之。
答:在重量分析法中,沉淀是经过烘干或灼烧后再称量的。
沉淀形式是被测物与沉淀剂反应生成的沉淀物质,称量形式是沉淀经过烘干或灼烧后能够进行称量的物质。
有些情况下,由于在烘干或灼烧过程中可能发生化学变化,使沉淀转化为另一物质。
故沉淀形式和称量形式可以相同,也可以不相同。
例如:BaSO4,2+其沉淀形式和称量形式相同,而在测定Mg时,沉淀形式是MgNH4PO4·6H2O,灼烧后所得的称量形式却是Mg2P2O7。
2.为了使沉淀定量完全,必须加人过量沉淀剂,为什么又不能过量太多?答:在重量分析法中,为使沉淀完全,常加入过量的沉淀剂,这样可以利用共同离子效应来降低沉淀的溶解度。
沉淀剂过量的程度,应根据沉淀剂的性质来确定。
若沉淀剂不易挥发,应过量20%~50%;若沉淀剂易挥发,则可过量多些,甚至过量100%。
但沉淀剂不能过量太多,否则可能发生盐效应、配位效应等,反而使沉淀的溶解度增大。
3.影响沉淀溶解度的因素有哪些?它们是怎样发生影响的?在分析工作中,对于复杂的情况,应如何考虑主要影响因素?答:影响沉淀溶解度的因素有:共同离子效应,盐效应,酸效应,配位效应,温度,溶剂,沉淀颗粒大小和结构等。
共同离子效应能够降低沉淀的溶解度;盐效应通过改变溶液的离子强度使沉淀的溶解度增+加;酸效应是由于溶液中H浓度的大小对弱酸、多元酸或难溶酸离解平衡的影响来影响沉淀的溶解度。
若沉淀是强酸盐,如BaSO4,AgCl等,其溶解度受酸度影响不大,若沉淀是弱酸或多元酸盐[如CaC2O4、Ca3(PO4)2]或难溶酸(如硅酸、钨酸)以及与有机沉淀剂形成的沉淀,则酸效应就很显著。
除沉淀是难溶酸外,其他沉淀的溶解度往往随着溶液酸度的增加而增加;配位效应是配位剂与生成沉淀的离子形成配合物,是沉淀的溶解度增大的现象。
因为溶解是一吸热过程,所以绝大多数沉淀的溶解度岁温度的升高而增大。
第七章沉淀滴定法和重量分析法一、填空题1. 能用于沉淀滴定的反应应具备的主要条件是:(1)沉淀的小;(2)沉淀反应必须、;(3)。
2. 法扬司法测定Cl-时,在荧光黄指示剂溶液中常加入淀粉,其目的是保护,减小凝聚,增加。
3. 沉淀滴定法中,铁铵矾指示剂法测定Cl-时,为保护AgCl沉淀不被溶解,需加入试剂。
4. 利用重量分析法测P2O5,使试样中P转化为MgNH4PO4沉淀,再灼烧为Mg2P2O7形式称重,其换算因数为。
5. 沉淀的形成一般要经过和两个过程。
6. 根据滴定终点所用指示剂的不同,银量法包括、、。
7. 晶型沉淀的条件。
二、选择题(1-23单选,24-26多选)1. 沉淀滴定中,与滴定突跃的大小无关的是( )A. Ag+的浓度B. Cl-的浓度C. 沉淀的溶解度D. 指示剂的浓度2. 在pH=0.5时,银量法测定CaCl2中的Cl-,合适的指示剂是( )A. K2CrO4B. 铁铵矾C. 荧光黄D. 溴甲酚绿3. 法扬司法测Cl-,常加入糊精,其作用是( )A. 掩蔽干扰离子B. 防止AgCl凝聚C. 防止AgCl沉淀转化D. 防止AgCl感光4. 重量分析法与滴定分析法相比,它的缺点是( )A. 准确度高B. 分析速度快C. 操作简单D. 分析周期长5. 重量分析法一般是将待测组分与试样母液分离后称重,常用的方法是( )A. 滴定法B. 溶解法C. 沉淀法D. 萃取法6. 重量分析中的称量形式需满足( )A. 溶解度小B. 沉淀易于过滤C. 化学组成恒定D. 与沉淀形式一致7. 以铬酸钾为指示剂的银量法——莫尔法,适合于用来测定( )A. Cl-B. I-C. SCN-D. Ag+8. 沉淀重量法测定MgO(相对分子质量为40.31)含量,称量形式Mg2P2O7(相对分子质量为222.55),其换算因数F是( )A. 0.3602B. 0.1811C. 5.521D. 2.7609. 沉淀重量法测定SO42-含量时,如果称量形式BaSO4,其换算因数F 是( )A. 0.1710B. 0.4116C. 0.5220D. 0.620110. 采用佛尔哈德法测定水中Ag+含量时,终点颜色为( )A. 红色B. 纯蓝色C. 黄绿色D. 蓝紫色11. 以铁铵矾为指示剂,用硫氰酸铵标准滴定溶液滴定银离子的条件为溶液呈 ( )A. 酸性B. 弱酸性C. 碱性D. 弱碱性12. 用佛尔哈德法测定Cl-时,如果不加硝基苯或邻苯二甲酸二丁酯,会使分析结果 ( )A. 偏高B. 偏低C. 无影响D. 可能偏高也可能偏低13. 用吸附指示剂法在中性或弱碱性条件下测定氯化物时宜选用的指示剂为( )A. 二甲基二碘荧光黄B. 曙红C. 荧光黄D. 以上均可14. 用吸附指示剂法测定NaCl含量时,在化学计量点前AgCl沉淀优先吸附( )A. Ag+B. Cl-C. 荧光黄指示剂阴离子D. Na+15. 用吸附指示剂法测定NaBr含量时,下列指示剂最佳是( )A. 曙红B. 二氯荧光黄C. 二甲基二碘荧光黄D. 甲基紫16. 用AgNO3滴定液滴定氯化物,以荧光黄为指示剂,最适宜的酸度条件是 ( )A. pH= 7-10B. pH= 4-6C. pH= 2-10D. pH大于1017. 以铁铵矾为指示剂,用返滴定法以硫氰酸铵滴定液滴定Cl-时,下列说法错误的是( )A. 滴定前加入定量过量的AgNO3标准溶液B. 滴定前将AgCl沉淀滤去C. 滴定前加入硝基苯,并振摇D. 应在中性溶液中测定,防止形成Ag2O沉淀18. 在称量分析中,称量形式应具备的条件不包括 ( )A. 摩尔质量大B. 组成与化学式相符合C. 不受空气中氧气、二氧化碳及水的影响D. 与沉淀形式组成一致19. 下列叙述中,适于沉淀BaSO4的情况是 ( )A. 在较浓的溶液中进行沉淀B. 在热溶液中及电解质存在的条件下沉淀C. 进行陈化D. 趁热过滤、洗涤,不必陈化20. 用重量法测定As2O3的含量时,将As2O3在碱性溶液中转变为AsO43-,并沉淀为Ag3AsO4,随后在HNO3介质中转变为AgCl沉淀,并以称量。
沉淀滴定法和重量分析法沉淀滴定法是基于沉淀反应的原理进行分析的方法。
其基本原理是当两种反应物溶液混合后,根据溶液中各物质的溶解度、生成的沉淀的重量和比例来确定所分析物质的含量。
在进行沉淀滴定时,通常会使用滴定试剂滴定样品溶液,通过观察反应过程中沉淀的形成和消失来确定滴定终点。
常用的滴定试剂包括银盐、钡盐、钴盐等。
例如,银滴定法可以用来测定氯化物的含量,钴滴定法可以用来测定氰离子的含量。
沉淀滴定法具有简单、直观、准确的优点,因此在实际应用中得到了广泛的应用。
重量分析法则是通过测量试剂或溶液的质量变化来测定被分析物质的含量。
根据试样中所含有的成分,分析过程通常需要经历干燥、加热、溶解、滴定等步骤,最后根据试剂的质量变化来计算所含物质的含量。
重量分析法可以测定各种物质的含量,包括金属、非金属、无机盐、有机物等。
例如,重量分析法可以用来测定硝酸银中含有的银离子的含量,测定石灰石中含有的氧化钙的含量等。
重量分析法的优点是操作简单,结果准确可靠,但常常需要较长的分析时间和较精密的仪器设备。
需要注意的是,无论是沉淀滴定法还是重量分析法,在进行定量分析时都需要进行仪器的校准和样品的预处理。
例如,沉淀滴定法中,滴定试剂浓度的准确测定和标定是非常重要的,而重量分析法中,准确称量试剂和溶液的质量也是至关重要的。
同时,为了提高结果的准确性,需要合理选择试样的取样量和适当设置试剂的使用量,以确保反应完全和准确地测定所需含量。
总之,沉淀滴定法和重量分析法是常见的化学定量分析方法,通过观察沉淀形成和消失过程以及通过称量试剂、试液或溶液的重量变化来确定所分析物质的含量。
这两种方法在实验室和工业生产中都得到了广泛的应用,为我们提供了了解物质组成和含量的重要手段。
第二章 误差和分析数据处理1、 指出下列各种误差是系统误差还是偶然误差?如果是系统误差,请区别方法误差、仪器和试剂误差或操作误差,并给出它们的减免方法。
答:①砝码受腐蚀:系统误差(仪器误差);更换砝码。
②天平的两臂不等长:系统误差(仪器误差);校正仪器。
③容量瓶与移液管未经校准:系统误差(仪器误差);校正仪器。
④在重量分析中,试样的非被测组分被共沉淀:系统误差(方法误差);修正方法,严格沉淀条件。
⑤试剂含被测组分:系统误差(试剂误差);做空白实验。
⑥试样在称量过程中吸潮:系统误差(操作误差);严格按操作规程操作。
⑦化学计量点不在指示剂的变色范围内:系统误差(方法误差);另选指示剂。
⑧读取滴定管读数时,最后一位数字估计不准:偶然误差;严格按操作规程操作,增加测定次数。
⑨在分光光度法测定中,波长指示器所示波长与实际波长不符:系统误差(仪器误差);校正仪器。
⑩在HPLC 测定中,待测组分峰与相邻杂质峰部分重叠:系统误差(方法误差);改进分析方法 6、两人测定同一标准试样,各得一组数据的偏差如下:② 为什么两组数据计算出的平均偏差相等,而标准偏差不等; ③ 哪组数据的精密度高? 解:①nd d d d d321n++++=0.241=d 0.242=d12i -∑=n d s0.281=s 0.312=s②标准偏差能突出大偏差。
③第一组数据精密度高。
7、测定碳的相对原子质量所得数据:12.0080、12.0095、12.0099、12.0101、12.0102、12.0106、12.0111、12.0113、12.0118及12.0120。
求算:①平均值;②标准偏差;③平均值的标准偏差;④平均值在99%置信水平的置信限。
解:①12.0104i=∑=nx x ②0.00121)(2i =--∑=n x x s③0.00038==ns s④0.00120.000383.25 25.3t 92-2 0.01±=⨯±==±±==时,,查表置信限=f nstn s tx u 8、在用氯丁二烯氯化生产二氯丁二烯时,产品中总有少量的三氯丁二烯杂质存在。