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第9章 重量分析法

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第9章 重量分析法1．.已知K=2424[[][]]200CaSO Ca SO -+=水,忽略离子强度的影响,计算CaSO 4的固有溶解度,并计算饱和CaSO 4溶液中,非离解形式Ca 2+的百分数. 解：S 0=[CaSO 4]=β[Ca 2+][SO42-]=β×Ksp=200×9.1×10-6=1.82×10-3mol/L非离解形式Ca 2+的百分数为34[CaSO ]37.6%S -==水 2．考虑盐效应,计算下列微溶化合物的溶解度.a.BaSO 4在0.10 mol ·L -1.NaCl 溶液中;b. BaSO 4在0.10 mol ·L -1BaCl 2溶液中. 解：（1）2410.1mol /,0.10,2BaSO LNaCl I ciZi ==∑在中224224()5,()4,0.38,0.355Ba SO a Ba a SO οογγ--====＋＋查表得2250104[][] 2.8610( 1.110)s Ba SO Ksp ---∴=====⨯=⨯＋（2）14210.10.302BaSO mol L BaCl I CiZi -⋅==∑在中，224()5,()4a Ba a SO οο-==＋查表得222lg 0.512100.5909,0.26Ba Ba γγ-=⨯==＋＋2242lg 0.512100.6526,0.22Ba SO γγ--=⨯==＋2240102241.110[][](0.10)0.260.22Ba SO Ksp Ba SO s s γγ---∴=⨯=⨯⨯⨯=+⨯⨯⨯＋＋811.9210s mol L --=⨯⋅3．计算BaSO 4在0.010 mol ·L -1 BaCl 2-0.070 mol ·L -1HCl 溶液中的浓度 解：210.10,2I ciZi ==∑224()5,()4a Ba a SO οο-==＋查表得，2240.38,0.355Ba SO γγ-==＋24221.0100.1250.07 1.010SOδ---⨯==+⨯2224440101.110(0.01)Ba SO Ba SO SO Ksp a a S s γγδ---=⨯=⋅=+⨯⨯⨯⨯＋716.4410s mol L --=⨯⋅4．将固体AgBr 和AgCl 加入到50.0mL 纯水中,不断搅拌使其达到平衡.计算溶液中Ag +的浓度 解：10, 1.810AgCl Ag Cl Ksp +--↓+=⨯ 13,510AgBr Ag Br Ksp +--↓+=⨯在同一溶液中，Ag +只有一种浓度,AgCl AgBr Ksp Ksp AgCl >↓的溶解度大得多Ag AgCl +∴↓浓度由决定51[] 1.3410s Ag mol L +--====⨯⋅5．计算CaCO 3在水中的溶解度和平衡时的PH 。

解：3CaCO 已知沉淀在水中的主要离解平衡为：2323CaCO H OCa HCO OH --↓+++＋233[][][]Ksp Ca HCO OH s --==＋2233232[][][][][][][]CO H Ksp KwKsp Ca HCO OH CO H Ka -+---+⋅=⋅⋅=＋s ==518.0210s mol L --=⨯⋅51[]8.0210OH s mol L ---==⨯⋅4.1,9.9pOH pH ==6．计算AgI 在0.010mol ·L -1Na 2S 2O 3和0.010mol ·L -1 KI 溶液中的溶解度。

解：48.993315.142246.1382.8)O (S Ag 101002.31010101001.0101]Ag [Ag 322＝）（＋）（＋－－⨯=⨯⨯⨯+==+c αK SP ＝9.3×10－17＝[Ag +][I －]＝010.01048.9⨯sS = 2.81×10－5 1mol L -⋅7．于100mL 含有0.100 0 g Ba 2+的溶液中，加入50mL 0.010 mol ·L -1 H 2SO 4溶液。

问溶液中还剩下多少克Ba 2+ ? 如果沉淀用100 mL 纯水或100 mL 0.010 mol ·L -1H 2SO 4 洗涤，假设洗涤时达到了沉淀平衡，问各损失BaSO 4多少毫克？ 解：混合后，23110001[]0.1 4.910150()Ba mol L M Ba +--=⨯⨯=⨯⋅231450[]0.01 3.310150SO mol L ---=⨯=⨯⋅剩余的2Ba +=33(4.910 3.3)150137.33 3.3mg --⨯-⨯⨯⨯= 100 mL 纯水洗涤时损失的4BaSO :251[] 1.0510s Ba mol L +--==⨯⋅51.0510100233.40.245mg -∴⨯⨯⨯为＝100 mL0.010 1mol L -⋅24H SO 洗涤时121240.010[H ] 1.4110mol L H SO mol L -+--⋅=⨯⋅的24102224221.110[][](0.01)0.01 1.4110SO Ka Ksp Ba SO s s s Ka δ--+--=⨯==⨯+⨯=⨯⨯⨯+81844s=2.6510, 2.6510100233.4 6.210mol L BaSO mg mg --∴⨯⋅⨯⨯⨯=⨯－－损失数为： 8．下列情况下有无沉淀生成？a ．0.001 mol ·L -1Ca(NO 3)2溶液与0.010 mol ·L -1NH 4HF 2溶液等体积混合；b ．0.1 mol ·L -1Ag(NH 3)2+的1 mol ·L -1NH 3溶液与1 mol ·L -1KCl 溶液等体积混合；c ．0.010 mol ·L -1 MgCl 2溶液与0.1 mol ·L -1NH 3 -1 mol ·L -1NH 4Cl 溶液等体积混合。

解：（1）4240.005[][]0.005[]H H H NH HF NH F HF HF H F++++--+−−→++41222228[][][][] 5.84100.001[][](20.005)0.0005(0.01)2[]0.0005(0.010.56) 1.5710F AgCl H F Ka HF H mol L KaCa F H KaKsp δ-+-+--+-+-=∴=⨯⋅∴=⨯⨯⨯=⨯⨯+=⨯⨯=⨯>∴有沉淀生成(2)33.247.026Ag NH 1100.510(0.5) 2.810[]Agc Ag α+=+⨯+=⨯（）＝960.05[][]0.58.9102.810AgCl Ag Cl Ksp +--=⨯=⨯>⨯∴有沉淀生成 (3)0.059.26lg8.260.5pH =+＝261226214()5.74,[] 1.8210[][]0.005(1.8210) 1.6610Mg OH pOH OH mol L Mg OH Ksp --+---==⨯⋅∴=⨯⨯=⨯<∴无沉淀生成9．考虑生成氢氧基洛合物的影响，计算Zn （OH ）2在Ph=10的溶液中的溶解度。

此溶液中Zn 2+的主要存在形式是什么？ （ 2.4*10-7mol/L,Zn （OH ）3-,Zn （OH ）2） 解：22342234123423412342-71[][][()][()][()] []{1[][][][]} {1[][][][]}[]2.510s Zn ZnOH Zn OH Zn OH Zn OH Zn OH OH OH OH KspOH OH OH OH OH mol L ββββββββ+-+----------=++=++++=⨯++++=⨯⋅－2－＋＋主要状态可由数值得10．计算下列换算因数。

a.根据PbCrO 4测定Cr 2O 3 b.根据Mg 2P 2O 7测定MgSO 4·7H 2Oc.根据（NH 4）3PO 4·13MoO 3测定Ca 3（PO 4）2和P 2O 5d.根据（C 9H 6NO ）3Al 测定Al 2O 3 解：(1)234()0.23512()M Cr O F M PbCrO == (2)422272(7)2.215()M MgSO H O F M Mg P O ⋅== (3)3424343[()]0.082662[(NH )12]M Ca PO F M PO MoO ==⋅ (4)254343()0.0378322[(NH )12]M P O F M M PO MoO ==⋅11．称取CaC2O4和MgC2O4纯混合试样0.6420g,在500℃下加热，定量转化为CaCO3和MgCO3后为0.4830g .a.计算试样中CaC2O4和MgC2O4的质量分数；b.若在900℃加热该混合物，定量转化CaO 和MgO 的质量为多少克？ 解： 设CaC 2O 4为x ,MgC 2O 4y =0.6240-x332424()()(0.6240)0.4830()()M CaCO M MgCO x x M CaC O M MgC O ∴⋅+-⋅=240.4773,%76.49%x g CaC O == 240.1467,%23.51%y g MgC O ==12．称取纯NaCI 0.5805g ，溶于水后用AgNO3溶液处理，定量转化后得到AgCI 沉淀1.4236g 。

计算Na 的相对原子质量。

（已知CI 和Ag 的相对原子质量分别为35.453和107.868）解：()107.86835.4530.58050.5805 1.4236()35.453M AgCl M NaCl Na +⨯=⨯=+22.988865Na =解得13．称取某一纯铁的氧化物试样0.5434g ，然后通入氢气将其中的氧全部还原除去 后，残留物为0.3801g 。

计算该铁的氧化物的分子式。

解： 设为x yFe O55.85160.543455.850.3801x y x ⨯+⨯=⎛⎫⎪⨯=⎝⎭0.38010.00680655.85x ==则 0.0102030.0068062y x ∴== 23Fe O ∴为14．如将50mlAgCI 溶解在10ml3mol/L 的NH3.H2O 中，再加入10mL0.05mol/L 的KI 溶液，有无AgI 沉淀产生？（已知 Ksp(AgI)=8.3*10-17,Ag(NH3)2+的IgK=7.40,MAgCI=143.3g/mol ）9有AgCl 沉淀生成）解： AgCl:3.1431050⨯＝0.035(mol·L -1)cNH 3＝3/2＝1.5(mol·L -1)[Ag +]原＝2035.0＝0.0175(mol·L -1) [I -]原＝205.0＝0.025(mol·L -1)设混合后[Ag +]＝x/ mol·L -1Ag + + 2NH3Ag(NH 3)2+x 1.5-2×(0.0175-x) 0.0175-x ≈1.5 ≈0.01752)5.1(0175.0x ＝ß2＝107.40 x ＝3.1×10-10 [Ag +][I -]＝3.1××0.025＝7.8×10-12 >AgIKsp有AgI 沉淀生成。

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重量分析法

重量分析法

第九章 重量分析法 （Gravimetry ）§9.1概述在重量分析法中，一般是将被测组分与试样中的其他组分分离后，转化为一定的称量形式，然后称量其质量测定该组分的含量。

根据分离的方法不同，重量分析法一般分为下列四种方法：一．沉淀法该法是重量分析法中主要的方法，这种方法是将被测组分以微溶化合物的形式沉淀出来，再将沉淀过滤，洗涤，烘干或灼烧，最后称重，计算其含量。

二．气化法一般是通过加热或其他方法使试样中的被测组分逸出，然后根据试样重量的减轻来计算组分的含量；或者当该组分逸出时，选择一吸收剂将它吸收，然后根据吸收剂重量的增加来计算组分的含量。

三．提取法利用被测组分与其它组分在互不相溶的两种溶剂中分配比的不同，加入某种提取剂使被测组分从原来的溶剂定量的转入提取剂中而与其他组分分离，然后逐去提取剂，称量干燥的提取物的质量后，计算被测组分的含量。

四．电解法利用电解原理，使金属离子在电极上析出，然后称量。

重量分析法直接用分析天平称量来获得结果，不需要标准试样或基准的物质进行比较。

如果分析方法可靠，操作细心，而称量误差一般是很小的，所以对于常量组分的测定，通常可得到准确的分析结果，相对误差均在0.10.2%。

但是重量分析法操作繁琐，耗时较长，而且不适用与微量与痕量组分的测定。

§9.2沉淀重量法对沉淀的要求沉淀重量法的一般测定过程如下：被测组分 沉淀形式 称量形式()()22Ba BaBa Ba ++−−−−→−−−−→4SO 或过滤沉淀444烘干或SO SO SO 2242242C O Ca CaC O H O CaO -+−−−→−−−→灼烧一、对沉淀形式的要求1．沉淀溶解度要小，溶解度损失小于0.2mg 。

2．沉淀易于过滤和洗涤。

3．沉淀必须纯净，不应带入沉淀剂和其它杂质。

4．应易于转化为称量形式。

二、对称量形式的要求 5．应有确定的化学组成。

6．要有足够的稳定性，不易于空气中的氧气、水份，二氧化碳等的影响。

《重量分析法》幻灯片PPT

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c0 Na2S O4
cP bSO4 0.15
0.001 0.01 0.02 0.04 0.10 0.20 0.024 0.016 0.014 0.013 0.016 0.023
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同离子效应，盐效应。
3、酸效应
溶液的酸度对沉淀溶解度的影响，称为酸效应。 例：计算CaC2O4在pH = 7.0和pH = 2.0时的溶解度。
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对弱酸形成的难溶盐，要注意控制酸度。
4、配位效应
假设溶液中存在能与生成沉淀的离子形成配合物
的配位剂，使沉淀溶解度增大的现象。
例：计算AgCl在0.01mol·L-1 NH3溶液中的溶解度 。
解：[Cl]S
[Ag] S
n
1 i[NH 3]i
i1
1 1 3 . 4 1 0 2 1 0 7 . 4 1 0 0 4 2 0 . 5 1 3 m 0 L 1o
〔1〕 温度的影响 溶解一般是吸热过程，绝大多数沉淀的溶解度
随温度升高而增大。
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〔2〕溶剂的影响 遵循相似相溶的原理。离子型晶体，在有机溶剂中的溶
解度比纯水中小。 例：在CaSO4溶液中加适量乙醇，CaSO4的溶解度↓。
〔3〕沉淀颗粒大小的影响 溶解发生在沉淀的外表， 沉淀颗粒小，总外表积大，
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重量分析分类
1、沉淀法
将待测组分以难溶盐的形式从溶液中沉积出来， 再经过过滤、洗涤、灼烧、最后称重，来计算待测物质 含量的方法。
SO42-
过量 BaCl2
BaSO4↓
过滤
洗涤 干燥
S%mBaS4OMM BSaS4O100 G
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考研分析化学第九章 重量分析法

考研分析化学第九章 重量分析法

第九章重量分析法第一节概述测定时先用适当的方法将被测组分与试样中的其他组分分离，然后转化为一定的称量形式，称重，从而求得该组分的含重量分析法是直接用分析天平称量而获得分析结果第二节挥发法挥发法：是利用被测组分具有挥发性，或将它转化为挥发性物质来进行挥发组分含量测定的方法挥发重量法又分为直接法和间接法一、直接法直接挥发法：是利用加热等方法使试样中挥发性组分逸出，用适宜的吸收剂将其全部吸收，称量吸收剂的增量来计算该组分含量的方法常用高氯酸镁来吸收逸出的水分常用苏打石灰用于吸收逸出的CO2在直接法测定中，若有几种挥发性物质并存时，应选用适当的吸收剂，定量地吸收被测物而不吸收其他共存物药典中经常要检测炽灼残渣的限量，以控制某些药品的质量。

取一定量被检药品，经过高温炽灼，出去挥发性物质后，称量剩下来的不挥发无机物，称为炽灼残渣所测定的虽不是挥发物，但仍属直接挥发法二、间接法间接挥发法：是利用加热等方法使试样中挥发性组分逸出以后，称量其残渣，有样品的减量来计算该挥发组分的含量干燥法：测定固体物质中的水分含量试样中水分挥发的难易取决于水在试样中存在的状态其次取决于环境空间的干燥程度固体物质中水的存在状态分为（1）引湿水（湿存水）（2）包埋水（3）吸入水（4）结晶水（5）组成水引湿水：固体表面吸附的水分这种水在一定湿度下随物质的性质、粉碎程度以及空气的湿度而定物质的表面积大、颗粒细、吸水性强以及空气的湿度大，则吸附愈显著所有固体物质放在空气中都会或多或少地带有这种水分包埋水：从水溶液中得到的晶体，长可在晶体内的空穴内保持藏水分这种水分与外界不通，很难除尽，可将颗粒研细或用高温烧除吸入水：一些具有亲水胶体性质的物质（硅胶、纤维素、淀粉、和明胶），内部有很大的扩胀性，内表面积很大，能大量吸收水分有时需采用70-100度真空干燥适用于试样易变质和水分较难挥发的试样干燥剂干燥：能升华或受热不稳定、容易变质的物质只要试样的相对蒸汽压高于干燥剂的相对蒸汽压，试样就能继续失水，直至达到平衡用干燥剂干燥法来测定水分，因为达到平衡需要较长时间，而且不易达到完全干燥的目的，所以该法少用盛有干燥剂的密闭容器，在重量分析中经常被用作短时间存放刚从烘箱或高温炉取出的热的干燥器皿或试样，目的是在低湿度的环境中冷却，减少吸水，以便称量但十分干燥的试样不宜在干燥器中长时间放置，尤其是很细的粉末，由于表面吸附作用，可使它吸收一些水分第三节液-液萃取法液-液萃取法（溶剂萃取法）：是把待测物质从一个液相转移到另一个液相以达到分离的目的一、基本原理（一）萃取分离的本质亲水性：一般无机盐类都是离子型化合物，具有易溶于水难溶于有机溶剂的性质，这种性质称为~疏水性：许多有机化合物没有极性或极性很弱，这类化合物难溶于水而易溶于有机溶剂，这种性质称为~反萃取：有时需要把在有机溶剂中的物质再转入水中，就要把疏水性转化为亲水性，这种过程称为~萃取和反萃取配合使用，可提高萃取分离的纯净度（二）分配定律分配平衡：在萃取分离中，溶质在两相中的浓度达到平衡时，称为~分配系数：溶质A在两相中的平衡浓度[A]有机相和[A]水相的比值K称为~（三）分配比分配定律适用的溶质只限于固定不变的化合状态分配比：表示溶质A在两相中各种存在形式的总浓度之比，用D表示浓度对分配比的影响，主要是溶质于溶液中电离或聚合发生变化而分配比值发生改变（四）萃取效率萃取效率：萃取的完全程度，常用萃取百分率E%表示E%值大小与分配比D和两相体积比V水/V有有关如果D一定且较小时，V水/V有越小，E%越大要使V水/V有较小可以增加V有，实际中采用多次萃取的方法随着萃取次数的不断增多，萃取率的提高将越来越有限（五）分离因子与分离系数若A是萃取目的物，B是希望除去的物质，萃取平衡后，有机相中两组分的比以S B/A=Q B*E B/Q A*E AS B/A值（分离因子）越小，说明萃取所得A组分中混入的B组分越少，分离效果越好两组分分配比D A与D B的比值越大，可使分离因子S B/A越小，分离效果越好分配系数：两组分分配比的比值称为~，以β表示β=D/D于1，就有可能得到满意的分离二、萃取类型（一）有机化合物利用“相似相溶”原则（二）离子缔合物机酸根等4一些金属阳离子可用适当的配位剂，形成没有或很少配位水分子的配位阳离子，再与电荷密度小的阴离子缔合，即可成为疏水性的离子缔合物而被萃取（三）金属配位化合物一些金属阳离子能与有机配位体生成不带电荷的配位化合物，称为疏水性指点，可以从水中析出，亦可被有机溶剂萃取第四节沉淀法沉淀形式与称量形式可以相同，也可以不同Eg：用重量法测定SO42-,加BaCl2为沉淀剂，沉淀形式和称量形式都是BaSO4两者不同，在Ca2+的测定中，沉淀形式是CaC2O4*H20炽灼后所得的称量形式是CaO,两者不同对沉淀形式与称量形式要求具有以下几个条件：沉淀溶解损失的量应不超出分析天平的称量误差范围，这样才能保证反应定量完全（2）（3）为此尽量希望获得粗大的晶形沉淀。

沉淀的形成

沉淀的形成


第29讲
第九章 重量分析法
第2讲
•三、沉淀条件对沉淀类型的影响 • 早在20世纪初期，冯·韦曼(Van Weimarn)曾 以BaSO4沉淀为对象，对沉淀颗粒大小与溶液浓度的 关系作过研究。结果发现，沉淀颗粒的大小与形成沉 淀的初速度 (即开始形成沉淀的进度 )有关，而初速度 又与溶液的相对过饱和度成正比。 • 形成沉淀的初速率v＝K(Q-S)/S 式中Q为溶液中混合反应物瞬时产生的物质总浓度， S为沉淀的溶解度，Q-S为沉淀开始时的过饱和程度， 此数值越大，生成晶核的数目就越多。K为常数，它 与沉淀的性质、介质、温度等因素有关。
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第29讲
第九章 重量分析法
第2讲
•2．吸留与包夹 • 在沉淀过程中，当沉淀剂的浓度比较大、 加入比较快时沉淀迅速长大，则先被吸附在 沉淀表面的杂质离子来不及离开沉淀，于是 就陷入沉淀晶体内部，这种现象称为吸留。 如留在沉淀内部的是母液，则称为包夹。这 种现象造成的沉淀不纯是无法洗去的，因此， 在进行沉淀时应尽量避免此种现象的发生。
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第29讲
第九章 重量分析法
第2讲
• 此外，吸附杂质量的多少，还与下列因素有 关： • (1)沉淀的总表面积愈大，吸附杂质的量愈多。 所以无定形沉淀较晶形沉淀吸附杂质多，细小的 晶形沉淀较粗大的晶形沉淀吸附杂质多。 • (2)杂质离子的浓度愈大，被吸附的量也愈多。 • (3) 溶液的温度也影响着杂质的吸附量，因为 吸附作用是一个放热过程，所以溶液的温度愈高， 吸附的杂质量愈少。
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第29讲
第九章 重量分析法
第 2讲
图示
BaSO4晶体表面吸附示意图
沉淀表面形成双电层： 吸附层——吸附剩余构晶离子SO42 扩散层——吸附阳离子或抗衡离子Fe3+