分析化学:重量分析法
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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。
第八章 重量分析法§ 8 – 1 重量分析法的特点和分类在重量分析法中,一般是采用适当方法,先使被测组分与试样中其它组分分离后,经过称量得到被测组分的质量,并计算其百分含量。
待测组分与试样中其它组分分离的方法,常用的方法有沉淀法和气化法等。
1、沉淀法 :利用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。
这是重量分析的主要方法。
例如 :测定BaCl 2·BaCl 2·2H 2BaSO BaSO 4—→2、气化法 : 用加热或其它方法使试样中被测组分气化逸出,然后根据气体逸出前后试样质量之差来计算被测组分的含量,例如:要测定氯化钡晶体中(BaCl 2·2H 2O )结晶水的含量,可准确称取一定质量的氯化钡试样,加热,使水分逸出,根据加热前后氯化钡质量的变化可得出试样中水分的含量:H 2O%=[试样重(1)—试样重(2)] / 试样重(1) 100% 重量分析法中全部数据都是由分析天平称量之后得来的,因而误差小于容量分析的误差。
对高含量组分的测定,一般测定的误差≤0.1%,其缺点是:操作较繁琐,费时较多,对低含量组分的测定误差较大。
重量分析法中以沉淀分析法应用最广。
沉淀法是根据沉淀的质量来计算试样中被测组分的含量的,因此要求被测组分必须沉淀完全,而且所得沉淀必须纯净。
这是重量沉淀法的关键问题。
为了达到沉淀完全和纯净的目的,必须掌握沉淀的性质和适宜的沉淀条件。
这是本章讨论的中心问题。
§ 8 – 2 沉淀重量分析法对沉淀的要求往试液中加入适当的沉淀剂,使被测组分沉淀出来,所得的沉淀称为沉淀形式。
沉淀经过滤、洗涤、烘干或灼烧之后,得到称量形式。
然后再由称量形式的化学组成和质量,便可算出被测组分的含量。
沉淀形式与称量形式可以相同,也可以不相同。
例如测定Cl-时,加入沉淀剂AgNO3,得到AgCl沉淀,烘干后仍为AgCl。