《分析化学》第七章沉淀滴定法2
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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。
分析化学沉淀滴定法沉淀滴定法是一种常用的化学分析方法,可以用于测定溶液中的离子浓度,以及确定化学反应的速率和机理。
本文将介绍沉淀滴定法的基本原理、实验步骤、应用场景以及注意事项。
一、沉淀滴定法的基本原理沉淀滴定法利用沉淀反应的化学反应速率与溶液中待测离子的浓度成正比的关系,通过滴定计量液体中的离子浓度。
在滴定过程中,通过加入适量的滴定剂,使待测离子与滴定剂发生反应,生成不溶性的沉淀。
当反应完成时,将沉淀过滤、洗涤、烘干,最后称重,从而确定待测离子的浓度。
二、实验步骤1、准备试剂和样品:选择合适的试剂作为滴定剂,并准备待测溶液样品。
2、校准滴定管:使用已知浓度的标准溶液校准滴定管,确保滴定结果的准确性。
3、确定终点:通过加入过量滴定剂,使待测离子完全反应,并生成不溶性的沉淀。
通过观察实验现象,确定反应终点。
4、过滤和洗涤:将生成的沉淀过滤,并使用洗涤剂洗涤沉淀,以去除杂质。
5、烘干和称重:将过滤后的沉淀烘干,并使用天平称重。
根据称重结果计算待测离子的浓度。
三、应用场景沉淀滴定法广泛应用于化学、环境、食品等领域。
例如,在化学领域中,可以利用沉淀滴定法测定溶液中的金属离子浓度;在环境领域中,可以用于测定水样中的重金属离子浓度;在食品领域中,可以用于测定食品中的添加剂和有害物质的浓度。
四、注意事项1、试剂的选择:应根据待测离子的性质选择合适的沉淀剂,以确保反应的完全性和沉淀的生成。
2、校准滴定管:为了确保滴定结果的准确性,需要对滴定管进行校准。
可以使用已知浓度的标准溶液进行校准。
3、终点判断:在滴定过程中,需要仔细观察实验现象,准确判断反应终点。
过量的滴定剂会导致误差增大。
4、过滤和洗涤:过滤和洗涤是保证测量准确性的重要步骤。
需要仔细操作,确保沉淀物被完全收集。
5、防止污染:在实验过程中,应防止试剂和样品受到污染,以确保测量结果的准确性。
6、安全问题:在实验过程中,需要注意安全问题。
例如,一些试剂可能具有腐蚀性或毒性,需要谨慎使用和储存。
第七章沉淀溶解平衡与沉淀滴定第七章沉淀溶解平衡与沉淀滴定第一节溶度积一、溶度积导入:问:大家知道菠菜与什么食物不能混合吃吗?答:豆腐。
其原因是菠菜中含较高的草酸,豆腐中含较高的钙离子,钙离子与草酸结合能生成难溶解的物质草酸钙。
问:人体内有一定量的CO32-,为什么豆腐吃了不会产生CaCO3沉淀?答:因为豆腐中的钙离子与体内的CO32-没有达到生产沉淀的浓度。
所以,物质沉淀是要达到一定浓度才能形成,第六章就是主要讲述在水溶液中,离子达到什么浓度时候能形成沉淀,它与什么值有关。
我们在生产中如何判断一个体系沉淀的生成和溶解及转化等知识。
首先我们来分析溶液体系沉淀是怎样生成的。
(引入沉淀溶解平衡内容)我们都知道物质在水中的溶解可分为易溶、可溶、微溶(0.1~0.01/100gH2O)、难溶(<0.01/100gH2O)。
再难溶解的物质都有一定的溶解,如生活中“水滴石穿”的成语就是指的这一现象,因为石头是硅酸盐,他们非常难溶解,但长年累月还是会形成水滴石穿的效果,从而说明难溶解物质也有一定的溶解性。
(一)沉淀-溶解平衡1.难溶电解质的溶解与沉淀难溶电解质在水中的溶解是一个复杂的过程。
它既包含溶解过程,又有沉淀过程。
如AgCl固体溶于水:Ag+和Cl-脱离AgCl固体表面进入水→溶解Ag+和Cl-重新回到AgCl固体表面→沉淀这两个过程是可逆的,也是同时进行,始终存在的。
对任意溶液:V溶解>V沉淀主要是溶解过程,溶液未饱和V溶解<V沉淀主要是沉淀过程,溶液过饱和V溶解=V沉淀两个相反的过程达到平衡,溶液饱和(异相平衡)2.沉淀-溶解平衡在饱和溶液中各离子的浓度不再改变,但沉淀和溶解这两个相反过程并没有停止,此时,固体和溶液中离子之间处于一种动态的平衡状态。
这种难溶强电解质在饱和溶液中溶解与沉淀的平衡,称为沉淀-溶解平衡。
如AgCl的沉淀-溶解平衡表示为:AgCl(s) Ag++ Cl-(二)溶度积常数1.什么是溶度积常数难溶物质< 0.01g/100g水AgCl(s)Ag++ Cl-平衡建立后,两个相反的过程还在不断的进行着,但离子的浓度不再改变,必须服从平衡定律。
广东省高级技工学校文化理论课教案(首页)(代号A——3)
【组织教学】
1、师生互致问候语
2、考勤、组织教学。
【导入】
用于沉淀滴定法的沉淀反应必须符合下列几个条件:
1.生成的沉淀应具有恒定的组成,而且溶解度必须很小; 2.沉淀反应必须迅速、定量地进行;
3.能够用适当地指示剂或其他方法确定滴定地终点。
其中,银量法应用较为广泛,根据滴定方式、滴定条件和选用指示剂的不同,将银量法分为莫尔法、佛尔哈德法及发扬司法,本次课程主要学习这三类方法,并通过习题巩固本章知识点。
【课堂教学】
沉淀滴定法
摩尔法(Mohr )-用铬酸钾作指示剂 AgNO 3滴定NaCl 1.原理:Ag + + Cl - = AgCl (白色) — 滴定反应 Ag + + CrO 42- = Ag 2CrO 4
(砖红色 ) — 指示剂反应
计量点时:[][] 4.710sp Ag Cl K +--====10-5mol/L
2.指示剂浓度:K 2CrO 4的最佳浓度为10-3mol/L
3. pH :最宜范围为(中性或弱碱
性).
4.适用范围:直接滴定Cl -、Br -。
5.干扰:凡能与CrO 42-或 Ag +生成沉淀的离子都干扰测定。
如:Ba 2+、Pb 2+、Hg 2+以及PO 43-、AsO 43-、S 2-、C 2O 42-等。
佛尔哈德法(Volhard)-铁铵矾(NH
4Fe(SO
4
)
2
)作指示剂1.直接滴定法-在硝
酸介质中,用NH
4
SCN标准溶液滴定Ag+。
(1)原理:Ag++ SCN- = AgSCN(白)滴定反应
Fe3+ + SCN- = FeSCN2+(红)指示剂反应
(2)溶液酸度控制在L之间
(3)Fe3+浓度一般控制在 mol/L
2.返滴定法-测定鹵素离子(1)优点:选择性高。
(2)缺点:终点时,过量的SCN-易使下列反应发生:
AgCl + SCN-=AgSCN+ Cl–
所以,溶液出现的红色不稳定,随着不断地摇动溶液,红色又逐渐消失,得不到正确的终点。
解决措施:分离AgCl沉淀 b.用有机溶剂将AgCl沉淀表面覆盖,使其不与溶液接触。
C.提高Fe3+的浓度以减小终点时SCN-的浓度,从而减小滴定误差。
法扬司法(Fajans)-吸附指示剂吸附指示剂是一类有机燃料,当它被吸附在胶粒表面之后,可能是由于形成某种化合物而导致指示剂分子结构的变化,因而引起颜色的变化。
AgNO
3
滴定Cl-,用荧光黄作指示剂。
HFI=H++FI-
AgCl Ag++ FI-(黄绿色)=AgCl Ag+FI-(淡红色)
注意:
(1)应尽量使沉淀的比表面大一些。
(2)被滴定离子的浓度不能太低
(3)避免在强的阳光下进行滴定。
(4)为使指示剂呈阴离子状态,溶液酸度要适宜。
(5)胶体微粒对指示剂的吸附能力,应略小于对待测离子的吸附能力。
卤化银对卤化物和几种吸附指示剂的吸附能力的大小顺序如下:I ―>SCN ->Br ->曙红>Cl ->荧光黄。
第七章思考题与习题
1.什么叫沉淀滴定法沉淀滴定法所用的沉淀反应必须具备哪些条件 答:沉淀滴定法是以沉淀反应为基础的一种滴定分析方法。
沉淀滴定法所应的沉淀反应,必须具备下列条件: (1) 沉淀的溶解度必须很小,即反应能定量进行。
(2) 反应快速,不易形成过饱和溶液。
(3) 有确定终点的简便方法。
2.写出莫尔法、佛尔哈德法和法扬斯法测定Cl -的主要反应,并指出各种方法选用的指示剂和酸度条件。
答:(1)莫尔法
主要反应:Cl -+Ag +=AgCl↓ 指示剂:铬酸钾 酸度条件:pH=∽ (2)佛尔哈德法
主要反应:Cl -+Ag +(过量)=AgCl↓ Ag +(剩余)+SCN -=AgSCN↓ 指示剂:铁铵矾。
酸度条件:酸性。
(3)发扬司法
主要反应:Cl -+Ag +=AgCl↓ 指示剂:荧光黄 酸度条件:pH=7∽10
3.用银量法测定下列试样:(1)BaCl 2, (2)KCl, (3)NH 4Cl, (4)KSCN, (5)NaCO 3+NaCl, (6)NaBr, 各应选用何种方法确定终点为什么
答:(1)BaCl 2用佛尔哈德法。
因为莫尔法能生成BaCrO 4沉淀。
(2)Cl -用摩尔法。
此法最简便。
(3)NH 4Cl 用佛尔哈德法或发扬司法。
因为当、[NH 4+]大了不能用摩尔法测定,即使[NH 4+]不大酸度也难以控制。
(4)SCN -用佛尔哈德法最简便。
(5)NaCO 3+NaCl 用佛尔哈德法。
如用摩尔法、发扬司法时生成Ag 2CO 3沉淀造成误差。
(6)NaBr 用佛尔哈德法最好。
用莫尔法在终点时必须剧烈摇动,以减少AgBr 吸附Br -而使终点过早出现。
用发扬司法必须采用书光红作指示剂。
4.称取纯KIO X 试样,将碘还原成碘化物后,用lAgNO 3标准溶液滴定,用去。
计算分子式中的x 。
解:依题意:n KIOX =n I-=n AgNO3=×=
即:x
16127395
.0++=
解之得x=3
5. 称取NaCl 基准试剂,溶解后加入标准溶液,过量的Ag +
需要标准溶液滴定至终点。
已知标准溶液与标准溶液能完全作用,计算AgNO 3和NH 4SCN 溶液的浓度各为多少?
解:设AgNO 3和NH 4SCN 溶液的浓度分别为C AgNO3和C NH4SCN 由题意可知:
2021
43=
SCN NH AgNO C C 则过量的Ag +体积为:(×20)/21= 则与NaCl 反应的AgNO 3的体积为=
因为n Cl-=n Ag+=
mol 002.044
.581173
.0= 故C AgNO3=n Cl-/V AgNO3=
L mol /07447.01000
1
9524.26002.0=⨯ C NH4SCN =⨯21
20
C AgNO3=L
6.称取NaCl 试液,加入K 2CrO 4指示剂,用LagNO 3标准溶液滴定,用去,求每升溶液中含 NaCl 若干克
解:题意可知n NaCl =nA gNO3=×27×10-3= Cl -+Ag +=AgCl Cl -物质的量=×=
Cl的浓度c=n/v=.00276/=L
每升溶液中含的质量=×=L
7. 用移液管从食盐槽中吸取试液,采用莫尔法进行测定,滴定用去lAgNO
3
标准溶
液。
往液槽中加入食盐(含%),溶解后混合均匀,再吸取试液,滴定用去AgNO
3
标准溶液。
如吸取试液对液槽中溶液体积的影响可以忽略不计,计算液槽中加入食盐溶液的体积为若干升
解:分析题意,加入食盐后用去溶液的体积与原用去溶液的体积之差,即为滴定加入
食盐溶液的体积.
设液槽中食盐溶液的体积V,据题意:
44 . 581000
500
.4
%
61
.
96⨯
⨯
=
25
)
36 . 25
42
.
28
(
1013
.0-
⨯
V
解之得V=6000 L
【小结】
银量法莫尔法、佛尔哈德法及法扬司法;
沉淀滴定的计算。
【作业】
1.称取银合金试样,溶解后加入铁铵矾指示剂,用LNH
4
SCN标准溶液滴定,用去,计算银的质量分数。
解:由题意可知n
Ag =n
NH4SCN
=×=
AgNO
3﹪=(n
Ag
×M
Ag
)/m
s
×/=﹪
2.称取可溶性氯化物试样用水溶解后,加入LAgNO
3标准溶液。
过量的Ag+用LNH
4
SCN
标准溶液滴定,用去,计算试样中氯的质量分数。
解:据题意:
与可溶性氯化物试样作用的AgNO3的物质的量为:
n Cl-=n
AgNO3
- n
NH4SCN
=×30×10-3 - ××10-3=
s Cl﹪=n
Cl-
×M
Cl-
/m
s
= %
100
2266
.0
4527
.
35
00259275
.0
⨯
⨯
=%。