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重量分析法
一、概述
二、沉淀形成的基本理论
三、影响沉淀完全的因素
四、沉淀剂的选择和用量
五、沉淀的纯净
六、沉淀的过滤和洗涤
七、沉淀的烘干和灼烧
八、结果计算
重量分析
一、概述
试样
称取一定重量
分离
其他组分
被测组分
试剂
转化
恒定形式被测组分
被测组分准确含量
称重
计算
1.什么是重量分析法
采用适当的方法，先将被测组分与试样中其它组分分离，然后用称量方法测定该组分的含量。
——按分离方法不同进行分类
2. 重量分析法的分类
沉淀法
气化法
电解法
萃取法
一、概述
常用于P，S，Si，Ni等的测定
沉淀法
试样
称重
转化
难溶物沉淀式
灼烧
被测组分准确含量
洗涤
烘干
过滤
称量形式
称重
计算
例：水中SO42-含量的测定
试样
称重
微酸条件
BaSO4沉淀
灼烧
结果
洗涤
烘干
过滤
BaSO4沉淀
称重
计算
+过量BaCl2
一、概述
气化法
试样
称重
加热
其余组分（II）
称重
被测组分量
or 加试剂
气态（I）
被测组分
+吸收剂
（已知重量）
吸收剂
组分
称重
计算增重
一、概述
电解法
试样
电解
称重电极（电极+沉积物）
萃取法
试样
萃取
有机溶剂
+有机溶剂
萃取物
挥发
除去溶剂
称重
计算被测物含量
一、概述
优点：常作标准对照法
准确度高（误差0.1~ 0.2%）
无需基准物质，标准溶液
3. 对重量分析法的评价
缺点：
不适用于微量和痕量分析
操作繁琐、费时
一、概述
4. 重量分析对沉淀的要求：
两种形式可以相同，可以不同
对沉淀形式的要求
对称量形式的要求
试样
沉淀形式
称量形式
沉淀剂
一定条件下
过滤洗涤
烘干灼烧
一、概述
Cl- AgCl AgCl
AgNO3
过滤、洗涤
烘干、灼烧
Mg2+ MgNH4PO4.6H2O
Mg2P4O7
(NH4)2HPO4
过滤、洗涤
烘干
一、概述
1、沉淀溶解度小、沉淀完全
2、沉淀易过滤、洗涤
3、沉淀形式易转化为称量形式
4、沉淀要纯净
对沉淀形式的要求
1、称量形式的组成与化学式一致
2、称量形式的分子量要大
3、称量形式稳定性好
对称量形式的要求
一、概述
例：测定铝的含量：
损失量： 1mg 1mg
称量形式： Al2O3 8－羟基喹啉铝
摩尔质量： 101.96 459.44
相当于铝的损失量 0.5mg 0.06mg
结论：称量形式具有较大的摩尔质量，可减少称量误差和操作损失带来的误差，从而提高分析结果的准确度。
显然，摩尔质量大，Al的损失小。
一、概述
沉淀的类型
决定沉淀类型的因素
沉淀条件选择
二、沉淀的基本理论
沉淀的类型及性状
二、沉淀的基本理论
决定沉淀类型的因素
1、沉淀的形成过程
过饱和溶液中构晶离子
形成晶核
形成沉淀
均相成核
异相成核
成核
晶核长大
长大
定向速率快
聚集速率快
晶形沉淀
无定形沉淀
二、沉淀的基本理论
晶核形成
过饱和溶液中构晶离子通过相互
静电作用缔和而成晶核
构晶离子
离子群
自发形成晶核
缔合
成长
如：BaSO4 由8个构晶离子组成
Ba2+ + SO42- Ba2+ SO42- (离子对)
Ba2+SO42- + Ba2+or SO42- Ba2+2 SO42- or Ba2+( SO42-) 2
Ba2+2 SO42- + SO42- (Ba2+ SO42- )2
(Ba2+ SO42- )2 + Ba2+ Ba2+3 (SO42- )2
¨¨¨ ¨¨¨ Ba2+4 ( SO42- )4
均相成核作用：
二、沉淀的基本理论
异相成核作用：非过饱和溶液中，构晶离子借助溶液中固体微粒形成晶核
溶液中微粒作为晶核
晶体
晶核长大
均相、异相成核作用可共存
如：BaSO4成核
BaSO4开始沉淀
C≤10-2 mol·L-1
固体微粒
异相成核
BaSO4
C＞10-2 mol·L-1
（晶核数不变）
均相
异相
成核
（晶核数急增）
二、沉淀的基本理论
晶核的生长
聚集速率＞定向速率 形成无定形沉淀
聚集速率＜定向速率 形成晶体沉淀
溶液中
构晶离子
晶核
沉淀
聚集堆积
定向排列
无定形沉淀
晶体沉淀
聚集速度：构晶离子聚集成晶核后进一步堆积成沉
淀微粒的速度
定向速度：构晶离子以一定顺序排列于晶格内的速度
二、沉淀的基本理论
2）决定速率快慢的因素
聚集速率由沉淀时的条件决定：
Q－S：开始沉淀瞬间溶液的过饱和度
(形成沉淀的动力)
：相对过饱和度
K：比例系数，取决于沉淀本性、介质、温度
V：形成沉淀的初始速率 S： 沉淀的溶解度
Q： 加入沉淀剂瞬间生成沉淀物质的浓度
冯.韦曼（Von Weiman）
二、沉淀的基本理论
规律
如：BaSO4
25 300 17500
晶形 粗晶体 细晶体 胶体
Q↑，相对过饱和度 ↑， V ↑，瞬间形成晶核数↑，形成小晶形沉淀或无定形沉淀；反之形成大晶形沉淀。
二、沉淀的基本理论
定向速率由物质本性决定
总之：形成沉淀颗粒大小与
（1）构晶离子浓度等外界条件有关
（2）与沉淀本身溶解度有关
一般极性强的盐类，定向速率大，以形成晶型沉淀
高价金属离子氢氧化物，相对过饱和度大，聚集速率大，易形成无定型沉淀
二、沉淀的基本理论
晶形沉淀形成的条件：
1）稀：降低过饱和度，减少均相成核
V聚集小，晶核少
2、沉淀条件的选择
3）热：S↑，过饱和度↓，聚集速率↓，定向速率↑，沉淀吸附的杂质量下降
2）慢：防止局部过饱和
5）陈化：小晶体溶解，大晶体长大
4）搅：不断搅拌，防止局部过浓，成核加快
二、沉淀的基本理论
小晶粒
大晶粒
放置
小晶粒S大
大晶粒S小
饱和溶液
过饱和溶液
离子沉积
在大晶粒上
小晶粒溶解
大晶粒长大
全部成为
大晶粒
陈化作用
小晶粒转化成大晶粒
晶体定向排列由不完整变成完整
使沉淀中杂质进入溶液，沉淀净化
加热可缩短陈化时间
陈化关键：降低溶液的过饱和度，减慢聚集速率， 从而获得大颗粒晶形沉淀
二、沉淀的基本理论
浓溶液中快速加入沉淀剂，勤搅拌
热溶液中进行沉淀
沉淀时加入电解质
趁热过滤，不要陈化
无定形沉淀形成的条件
带进杂质可能性增加
加快微粒聚集，减少杂质引入，防止胶体形成
破坏胶溶作用（常加：NH4Cl、NH4NO3）
总结：
加速聚集、防止胶体形成、减少杂质吸附
二、沉淀的基本理论
3、新的沉淀方法
加入的试剂并不直接与构晶离子作用产生沉淀，而是通过化学反应过程，使构晶离子缓慢产生，均匀地形成沉淀。
均相沉淀
沉淀特点：
颗粒大，表面吸附杂质少，不必陈化，易洗
二、沉淀的基本理论
例如: 要使Ca2+沉淀
CO (NH2)2 +H2O 2NH3+CO2
H2C2O 4 +H2O HC2O4-+H3O+
HC2O4- +H2O C2O42 - +H3O+
△
90℃
中和酸
构晶离子
[Ca2+][C2O42-]＞ 才有沉淀产生
含Ca2+离子的酸性溶液
+(NH4)2C2O4
+CO (NH2)2
产生CaC2O4沉淀
无
沉淀
二、沉淀的基本理论
小体积沉淀法
难溶物
+沉淀剂(热、浓)
体积较小的饱和溶液
沉淀：杂质
溶液：被测组分
非晶形、结构紧密、易洗涤分离
特点：
适用于形成非晶形沉淀
二、沉淀的基本理论
比较
均相沉淀法 小体积沉淀法
沉淀过程特征 溶液相对过饱和度始终很小 溶液相对过饱和度始终很大
沉淀特性 沉淀为晶形
颗粒大，吸附杂质少，不必陈化，易洗涤分离 沉淀为无定形
结构紧密、易洗涤分离
其他 沉淀剂缓慢形成 溶液体积小
二、沉淀的基本理论
同离子效应
盐效应
酸效应
配合效应
其他：温度、溶剂、沉淀性状（粒度、结构）
沉淀完全：
沉淀溶解损失量不超过称量的精密度，约0.2mg
三、影响沉淀完全的因素
选择原则
沉淀的溶解度应较小，保证沉淀完全
例：SO42-
沉淀的完全与否，取决于沉淀剂的选择和用量
沉淀剂 Ca2+ Ba2+ Sr2+ Pb2+
7.10×10-5 1.07×10-10 3.04×10-7 1.82×10-8
四、沉淀剂的选择和用量
沉淀剂易挥发或易分解
例：为沉淀Ca2+
沉淀剂：(NH4)2C2O4 Na2C2O4
沉淀剂： BaCl2 Ba(NO3)2
例：为沉淀SO42-
沉淀剂应具有特效性和良好的选择性
例: 合金溶液中要沉淀Zn2+离子, 采用
苦杏仁酸
（ 苯羟乙酸）
Ti 4+，Fe 3+，V 5+，Al 3+，Cr 3+不干扰
-C-COOH
H
OH
形成的沉淀应有易分离和洗涤的结构
（要求晶形沉淀）
沉淀分子量大（减少称量误差）
用量
关键：依反应完全要求
计算方法
先按化学计量关系算出反应完成所需理论量
挥发性：增加50~100%
非挥发性：增加20~30%
增加太多行吗？
四、沉淀剂的选择和用量
3. 常见沉淀剂
生成螯合物：
生成离子缔合物：
8-羟基喹啉-Al3+
丁二酮肟-Ni2+
四硼酸钠-K+
铜铁试剂-Cu2+、Fe3+等
四、沉淀剂的选择和用量
进行沉淀反应时，溶液中原不应该沉淀的组分同时也被沉淀下来的现象
为共沉淀分三类：
表面吸附
生成混晶
吸留或包藏
沉淀过程中混入杂质的原因
b) 后沉淀现象
a) 共沉淀现象
五、沉淀的纯净
i. 表面吸附
吸附机理：用过量BaCl2作沉淀剂，沉淀SO42-
Ba2+
Ba2+
Ba2+
Cl-
Ba2+
Ba2+
SO42-
SO42-
SO42-
Ba2+
Ba2+
Ba2+
SO42-
SO42-
SO42-
Cl-
表面
第一
吸附层
共沉淀
双电层
晶格
五、沉淀的纯净
首先吸附溶液中与沉淀组成相同的离子
杂质离子与构晶离子形成沉淀的溶解度越小，或离解度越小，越易被吸附
多种离子同时存在于溶液中，对于带电荷多的离子更易被吸附。
吸附规律：
溶液中杂质浓度：浓度↑吸附量↑
沉淀表面积：晶体粒度↑表面积↓吸附量↓
温度：温度↑吸附量↓
吸附量：
吸附 解吸
（吸）
（放）
五、沉淀的纯净
杂质取代构晶离子，进入沉淀中，形成一种固溶体
沉淀“陈化”
杂质离子与构晶离子半径相近，电荷相同
杂质离子浓度有关，浓度↑形成混晶↑
与沉淀剂加入速度有关， 加入速度↑形成混晶↑
ii. 生成混晶
条件
避免形成混晶方法：
BaSO4－PbSO4；AgCl－AgBr
五、沉淀的纯净
吸留：杂质机械地嵌入沉淀中
包藏：母液机械地包含在沉淀中
iii. 吸留或包藏
沉淀剂浓度太大
沉淀剂加入速度太快
快速生成沉淀，表面杂质来不及除去。又被新的构晶离子所覆盖
形成原因：
避免方法：
沉淀和溶液放置一段时间
五、沉淀的纯净
后沉淀现象
沉淀
母液
放置几小时
沉淀上有覆盖一层沉淀
（杂质沉淀）
原沉淀
后沉淀
后沉淀物质的特性：
与沉淀物有相同的构晶离子
本身较难沉淀
五、沉淀的纯净
含Ca2+、Mg2+
的 试样
+(NH4)2C2O4
后沉淀
CaC2O4沉淀
MgC2O4沉淀
CaC2O4沉淀
一段时间后
C2O42-
C2O42-
C2O42-
C2O42-
C2O42-
C2O42-
C2O42-
C2O42-
Mg2+
Mg2+
Mg2+
Mg2+
五、沉淀的纯净
后沉淀现象的影响因素
放置时间
时间↑后沉淀现象↑
温度
温度↑后沉淀现象↑
后沉淀引入的杂质的量一般是一定的
五、沉淀的纯净
×
√
2、沉淀纯净的方法
选择适当的分析程序和沉淀方法
含Ca2+、Mg2+
的 试样
+(NH4)2C2O4
CaSO4Mg2+
CaC2O4 MgC2O4
例：
杂质、量大
+H2SO4稀
+乙醇（大量）
五、沉淀的纯净
控制沉淀条件：沉淀剂浓度、温度、沉淀剂加入速度、陈化时间
改变沉淀中杂质的存在形式
例：
选用合适的沉淀剂
有机沉淀剂
例：K+ KB(C6H5)4↓干扰少
洗涤: 洗去杂质
再沉淀
沉淀溶解 再沉淀，杂质留在母液中
+NaB(C6H5)4
Ba2+
Fe3+
还原剂
EDTA
Ba2+、Fe2+
配合[FeY]-
BaSO4↓
五、沉淀的纯净
沉淀条件对沉淀纯度的影响
过滤：分离沉淀和溶液
漏斗：普通漏斗、微孔玻璃漏斗
滤纸：定量滤纸
无灰滤纸（每张灰分＜0.1mg）
依孔隙分类：
快速（蓝） 无定形沉淀（d=3.5~10um)
中速（白） 晶形沉淀（d=3um）
慢速（红） 微细晶形（d=1~2.5um）
依直径大小分类：11cm、 9cm、 7cm
无定形沉淀
晶形沉淀
六、沉淀的过滤和洗涤
2. 洗涤
洗去沉淀表面吸附的杂质和混杂在沉淀中的母液。
a）洗涤剂的选择原则
溶解杂质，不溶解沉淀
对沉淀无胶溶或水解
加热易挥发除去
不影响滤液测定
六、沉淀的过滤和洗涤
b. 选择方法
六、沉淀的过滤和洗涤
c ) 洗涤方法
步骤:
倾析法(上层清液倾入漏斗)
沉淀转至漏斗中
清洗烧杯，洗涤漏斗中沉淀
原则: 少量多次
洗涤剂用量:
六、沉淀的过滤和洗涤
空坩埚洗净—烘干—编号—灼烧—冷却—恒重
空坩埚+沉淀+滤纸—烘干--灼烧—冷却--恒重
七、沉淀的烘干和灼烧
以称量形式的质量来计算待测组分的含量
八、重量分析的结果计算
Ag3AsO4
aA → mM → bB
a b
MA MB
八、重量分析的结果计算
例：有一重为0.5000g的含镁试样, 经处理后得到Mg2P2O7↓, 烘干后称重为0.3515g, 求试样中Mg的质量和质量分数.
解：
八、重量分析的结果计算

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