重量分析法和沉淀滴定法

基础化学之重量分析法和沉淀滴定法知识梳理，包括沉淀的形成与沉淀条件的选择、影响沉淀纯净因素及获得纯净沉淀措施、沉淀滴定法、重量分析的结果计算与应用实例等等。

重量分析法和沉淀滴定法 陈纯

• 7.1 重量分析法概述
  • 用恰当的方法将待测部分与其他组分分离,然后用称量的方法测定该组分含量的一种分析方法
    • 1)沉淀法 2)气化法 3)提取法 4)电重量分析法
  • 重量分析法特点
    • 精确度搞,且无需基准物
    • 操作复杂,费时较多
      • 不适应于生产中的控制分析,对低含量组分测定误差较大
  • 沉淀形式到称量形式
    • 过程
      • 过滤,洗涤 , 烘干或灼烧
    • 沉淀形式和称量形式有可能不同
  • 对沉淀形式要求
    • 1)沉淀要完全 2)沉淀要纯净 3)要易于洗涤过滤 4)要易于转化为称量形式
  • 对称量形式要求
    • 1)组成必须与化学式完全符合 2)称量形式要稳定 3)称量形式的相对分子质量尽量要大
  • 影响沉淀完全的因素
    • 同离子效应使溶解度减小,酸效应和盐效应使溶解度增大
    • 温度 ; 溶剂 ; 沉淀颗粒大小 ; 晶体的结构影响
      • 沉淀的溶解度随着晶体颗粒减小而增大
• 7.2 沉淀的形成与沉淀条件的选择
  • 7.2.1 沉淀的形成
    • 沉淀类型
      • 晶型沉淀
        • 颗粒较大,内部排列较为规整,结构紧密,极易沉降与容器底部
      • 无定形沉淀(非晶体沉淀或胶状沉淀)
        • 颗粒较小,内部排列杂乱无章,集聚疏松,又包含数目不定水分子
    • 沉淀的形成
      • 1)晶核的形成
        • 均相成核作用
          • 将沉淀剂加入试剂液中,当溶液成为过饱和状态时,构晶离子由于静电作用而缔合起来,自发形成晶核
            • 四到八个构晶离子或两到四个离子对
        • 异相成核作用
          • 进行沉淀的介质与容器中存在大量肉眼所看不见的固体微粒,每克化学试剂至少存在10 10个不容微粒
      • 2)晶核生长
        • 溶液中形成晶核后,溶液中的构晶离子向晶核表面扩散并且沉积在晶核上,晶核就逐渐长大成沉淀微粒
        • u=k*(Q-s)/s
          • u : 聚集速率,进一步形成沉淀微粒的速率
        • 定向速率
          • 构晶离子在一定晶格中定向排列
          • 取决于沉淀物质本性
            • 一般极性强的盐类形成晶体沉淀
            • 高价金属离子的氢氧化物形成非晶形
  • 7.2.2 沉淀条件选择
    • 晶体沉淀
      • 降低过饱和度
        • 减小聚集速度,增大定向速度 ; 减少晶核形成,有助于晶体长大
      • 稀 ; 热 ; 慢 ; 搅 ; 陈
    • 非晶体沉淀
      • 设法破坏胶体,防止胶溶,加速沉淀微粒聚集
      • 浓 ; 热;快 ; 凝 ; 趁
    • 均相沉淀法
      • 形成晶体沉淀概率大
      • 通过化学反应 ,获得颗粒大,结构紧密,纯净而易过滤沉淀
    • 沉淀剂选择
      • 1)形成沉淀溶解度尽可能小 2)沉淀剂本身溶解度大,被沉淀吸附的量较少且易于洗去 3)有较好的选择性和特效性 4)形成的沉淀具有易于分离和洗涤的良好结构 一般晶体沉淀更好洗涤 5)所形成的沉淀相对分子质量大
    • 有机沉淀剂的优点
      • 1)选择性好 2)沉淀溶解度小,且被测物沉淀完全 3)对无机杂质吸附能力小 4)组成恒定,一般只需烘干即可称量 5)称量形式的相对分子质量大
• 7.3 影响沉淀纯净因素及获得纯净沉淀措施
  • 共沉淀现象
    • 表面吸附(静电作用)
      • 1)优先吸附那些与构晶离子形成溶解度最小或者解离度小的化合物离子 2)被吸附的离子所带电荷越高,浓度越大越易被吸附
      • 1)对于相同质量的沉淀来说,沉淀颗粒越小,表面积越大,吸附杂质量越多 2)溶液中杂质的浓度越大,被吸附量越多 3)温度升高,被吸附量会减少
    • 混晶
      • 当杂质离子与构晶离子半径相近,晶体结构相似时,就可以取代晶体中的构晶离子,生成混晶共沉淀
    • 包藏
      • 由于沉淀剂加入过快,沉淀急速生长,沉淀表面吸附的杂质来不及离开就被随后生成的沉淀所包藏
  • 后沉淀现象
    • 一种本来难以沉淀的物质,或者形成稳定的过饱和溶液而不能单独沉淀的物质,在另一组分沉淀之后被"诱导"沉淀下来的现象
    • 所形成的沉淀比共沉淀形成的多,且放置时间越长,杂质越多
  • 纯净沉淀措施: 1)用适当的分析程序和沉淀方法 2)降低易被吸附离子浓度 3)针对不同的沉淀剂选择恰当的沉淀条件 4)在沉淀分离后,用恰当的洗涤剂洗涤 5)必要时进行二次沉淀
• 7.6 沉淀滴定法
  • 莫尔法
    • 用铬酸钾
    • 1)中性或碱性溶液 2)直接滴定氯离子和溴离子时必须剧烈摇动 3)不适用于测定碘离子和硫氰根
  • 福尔哈德法
    • 铁铵矾
    • 直接滴定 : 需要剧烈摇动
    • 返滴定法
      • 1)煮沸使氯化银凝聚或者再滴入硫氰酸铵前加入一到两毫升有机溶剂 2)在测定碘离子时,应先加入硝酸银再加指示剂 3)酸度需大于0.3mol/L 4))要预分离出氧化剂和氮的氧化物以及铜盐,汞盐
  • 法扬斯法 : 用吸附指示剂为终点; 1)将溶液稀释并加入糊精,淀粉等高分子保护胶体 2)吸附指示剂多为有机弱酸 3)避免强光照射 4)胶体微粒对指示离子的吸附能力应略小于对待测离子的吸附能力 5)被滴定离子浓度不能太低
  • 条件: 1)生成沉淀必须具有恒定组成 2)沉淀反应必须迅速,定量的进行 3)能够用恰当的指示剂或者其他方法确定终点
• 7.5 重量分析的结果计算与应用实例
  • 待测组分的质量=称量形式的质量X重量因素
  • 重量因素(F)=待测组分的摩尔质量/称量形式的摩尔质量
  • 要确保待测元素的原子数目相等
• 7.4 沉淀的过滤与洗涤
  • 过滤
    • 减压过滤
    • 常压过滤
  • 洗涤
    • 少量多次 ; 倾泻法
    • 对于溶解度小不容易形成胶体的沉淀,可用蒸馏水
    • 溶解度较大的晶体沉淀,先用沉淀剂的稀溶液洗涤,然后再用少量蒸馏水洗涤
    • 溶解度小但有可能分散胶体的沉淀,用易挥发的电解质溶液洗涤
    • 溶解度受温度影响小的沉淀,用热水洗涤
  • 烘干
    • 除去沉淀中的水分和可挥发物质,使沉淀形式转化成固体称量形式
  • 灼烧
    • 功能和烘干差不多,但是有可能会转变沉淀形式