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挥发重量法
学习目标：
1.掌握挥发重量法的定义。
2.熟悉挥发重量法的原理和应用方面。
3.了解常见挥发重量法的示例。
挥发法是利用物质的挥发性，通过加热或其它方法使试样的待测组分或其它组分挥发而达到分离，然后通过称量确定待测组分的含量。挥发法通常通过加热或灼烧来实现，其方法的主要操作步骤是：称取一定量的样品，在一定条件下，加热干燥或灼烧直至恒重。恒重是指物品连续两次与灼烧后重量之差不超过某一规定值，《中国药典》规定为0.3mg。
根据称量的对象不同，挥发法可分为直接法和间接法。
一、直接挥发法
直接挥发法是利用加热等方法使试样中挥发组分逸出，用适宜的吸收剂将其全部吸收，称量吸收剂的增重来计算该组分含量的方法。
应用示例：在进行对碳酸盐的测定时，加入盐酸与碳酸盐反应放出CO2气体。再用石棉与烧碱的混合物吸收，后者所增加的重量就是CO2的重量，据此即可求得碳酸盐的含量。
另外，在药品分析中，按中国药典中规定的药品灰分和炽灼残渣的测定，也属于直接挥发法。只是此时测定的不是挥发性物质，而是测定样品经高温氧化挥发后剩下的不挥发性无机物。在药品分析中，灰分是控制中草药药材质量的检验项目之一。灰分中所含的都是无机物，通常为金属的氧化物、氯化物、碳酸盐、硫酸盐等等。根据灰分的量可以说明样品中含无机杂质的多少，作为药物的一项质量标准。按下式计算灰分含量：
对于有些药品，药典规定在灼烧前用硫酸处理，使灰分转化成硫酸盐的形式再进行测定，这一检验项目被称为炽灼残渣，属于直接挥发法。
二、间接挥发法
间接挥发法是利用加热等方法使试样中挥发组分逸出，称量其残渣，由样品的减量来计算该挥发组分含量的方法。在药品检验中的“干燥失重测定法”就是利用挥发法测定样品中的水分和一些易挥发的物质，属于间接挥发法。具体的操作方法是：精密称取适量样品，在一定条件下加热干燥至恒重(所谓恒重是指样品连续两次干燥或灼烧后称得的重量之差小于 0.3mg)，用减失重量和取样量相比来计算干燥失重。
应用示例：葡萄糖的干燥失重测定：取样品，1～2g，置于已恒重的称量瓶中，精密称定。在105℃干燥至恒重。减失的重量即为葡萄糖的干燥失重量。若取葡萄糖（C6H12O6·H2O）样品为1.0800g，失去水分和挥发性物质后的重量为0.9828g，则该葡萄糖样品的干燥失重为：
在实际应用中，间接挥发法常用于测定样品中的水分。而样品中水分挥发的难易又与环境的干燥程度和水在样品中存在的状态有关。一般存在于物质中的水分主要有吸湿水和结晶水两种形式：吸湿水是物质从空气中吸收的水，其含量与空气的相对湿度和物质的粉碎程度有关。环境的湿度越大，吸湿量越大；物质的颗粒越细小（表面积大），则吸湿量也越大。吸湿水一般在不太高的温度下即能除掉。结晶水是水合物内部的水，它有固定的量，可在化学式中表示出来。例如，BaCl2·2H2O；CuSO4·5H2O等。
根据物质性质不同，在去除物质中水分时，常采用以下三种干燥方法：
1.常压加热干燥
适用于性质稳定，受热不易挥发、氧化或分解的物质。通常将样品置于电热干燥箱中，加热到105～110℃,保持2小时左右，此时吸湿水已被除去。但对某些吸湿性强或不易除去的结晶水来说，也可适当提高温度或延长干燥时间。例如，BaCl2·2H2O中的结晶水可在125℃的温度下恒温加热至水分完全失去，同时无水BaCl2等又不挥发。又如氯化钠的干燥失重测定，可在130℃干燥至恒重。
另外还有一些含有结晶水的试样，如Na2SO4·10H2O、NaH2PO4·2H2O、C6H12O6·H2O等，虽然受热后不易变质，但因熔点较低，若直接加热至105℃干燥，往往会发生表面融化结成一层薄膜，致使水分不易挥发而难以至恒重。因此，必须将这些样品先在较低温度或用干燥剂去除大部分水分后，再置于规定的温度下干燥至恒重。例如：葡萄糖先在60～80℃干燥1～2小时；磷酸二氢钠则先在60℃以下干燥约1小时后，再调到105℃干燥至恒重。
2.减压加热干燥
适用于高温易变质或熔点低的物质。为了加速水分挥发，可将样品置于恒温减压干燥箱中，进行减压加热干燥，由于真空泵能抽走干燥箱内大部分空气，降低了样品周围空气的水分压，所以使相对湿度较低，有利于样品中水分的挥发。再加之适当提高温度，干燥效率会进一步提高。我国药典规定，一般减压是指压力应在2.67KPa（相当于20mmHg柱）以下，此时的干燥温度约在60～80℃（除另有规定外）。例如，注射用甲氨喋呤的干燥失重测定：取本品适量，以P2O5等为干燥剂，在100℃减压干燥至恒重，减失重量不得超过5.0%。
3.干燥剂干燥
适用于受热易分解、挥发及能升华的物质。干燥剂干燥，可以在常压下进行，也可以在减压下进行。将样品放置于盛有干燥剂的密闭容器中干燥。干燥剂是一些与水分子有强结合力的脱水化合物，它更易吸收空气中水分，使相对湿度降低，从而促进样品的水分挥发。利用干燥剂干燥时，应注意干燥剂的选择。常用的干燥剂有无水氯化钙、硅胶、浓硫酸及五氧化二磷等。它们的吸水效力是五氧化二磷>浓硫酸>硅胶>无水氯化钙。
但从使用方便考虑，以硅胶为最佳。市售商品硅胶为蓝色透明的指示硅胶，若蓝色变为红色，即表示该硅胶已失效，应在105℃左右加热干燥到硅胶重显蓝色，冷却后可再重复使用。
水合氯化钡中结晶水含量测定
测定需掌握的知识和技能
1.熟悉重量分析的基本操作
2.了解结晶化合物结晶水的测量方法
一、实验原理
结晶水是水合结晶物质中结构内部的水。加热到一定温度，则可以失去。物质不同，失去结晶水的温度也不同，如BaCl2·2H2O失去结晶水的温度在120℃～125℃。称取一定质量的结晶化合物，在上述温度下加热到质量不再改变时为止。试样减轻的质量即为结晶水的质量，通过这种方法可求得化合物结晶水的含量。
二、实验仪器和试剂
称量瓶，烘箱，干燥器，分析天平，坩埚钳，BaCl2·2H2O（AR）
三、实验内容。
1.称取试样
取3个洁净的称量瓶置于烘箱中于125℃下烘干。1.5～2h后把称量瓶及盖子一起放在干燥器中（在热的情况下，称量瓶盖不要盖严，以免冷却后不易打开），冷却至室温，称量，重复以上操作直至恒重（两次质量之差＜0.2 mg）。
采取递减称量法称取1.4～1.5g的BaCl2·2H2O（已研成粗粉）于已恒重的称量瓶中。
2.烘去结晶水
将盛有试样的称量瓶置于125℃的烘箱中（瓶盖横搁于瓶口上），保持2h后，用坩埚钳将称量瓶转移至干燥器中，冷却至室温后把称量瓶盖盖好，准确称量；然后进行第二次烘干（烘半小时），直至恒重。
由烘干前后称量瓶和试样质量的差，即得出BaCl2·2H2O中结晶水的含量。
结果计算
结晶水的百分含量：
测定次数 1 2 3
BaCl2·2H2O质量(g) 1.4002 1.4005 1.4001
BaCl2·2H2O干燥后质量（g） 1.2013 1,2045 1.2111
BaCl2·2H2O结晶水含量（%） 14.21 14.00 13.50
BaCl2·2H2O结晶水含量平均值（%） 13.90
相对平均偏差（%） 1.94
【注意事项】
样品加热后一定要放在干燥器内冷却，以保证无水氯化钡不会从空气中吸收水分而引起测得值偏低(相当于水没有完全失去)。
样品要在称量瓶底上摊开加热，有利于失去全部结晶水，以免引起测得值偏低。
操作过程中注意避免烫伤。
思考：
1.空称量瓶为何要干燥至恒重？
2.为何加热结束需要放置在干燥器中冷却？

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