7沉淀滴定法和重量分析法（2）（课件）- 《分析化学》同步教学（吉林大学版）

第七章 沉淀滴定法和重量分析法 第一节 沉淀滴定法 一、银量法的基本原理 二、银量法终点的指示方法 三、标准溶液和基准物质 第二节 重量分析法 一、沉淀重量分析法 二、挥发重量法 2 第二节 重量分析法 重量分析法(gravimetric analysis)是通过称量物质的质量来确定被测组分含量的方法。它是化学分析中最经典、最基本的方法，适用于常量组分的测定。 优点：重量分析法直接用分析天平称量测定，不需要标准样品或基准物质进行比较，避免了因所用的容量仪器不准等引入的误差，所以准确度较高，相对误差一般不超过±0.1% ～ 0.2%。 缺点：手续繁琐、费时，不适于微量组分的测定，目前已逐渐被其它分析方法所代替。 应用：某些常量元素如硅、硫、钼、镍、钨、磷以及稀有元素（如锆、铌、钽等）的精确测定，仍采用重量法。 2 有时为核对其它分析方法的准确度，亦常用重量分析法的测定结果作为标准。 3 重量分析法分类： 1. 沉淀法：被测组分→沉淀(沉淀形式)→过滤→洗涤→烘干或灼烧→称量(称量形式)→计算 2. 挥发法： 3. 电解法 4. 萃取法 4 一、 沉淀重量分析法 沉淀重量法是利用沉淀反应将被测组分以难溶化合物的形式沉淀下来，然后将沉淀滤过、洗涤、烘干或灼烧后，得到有固定组成的称量形式，根据称量形式的质量计算被测组分的含量的定量分析方法。分为分离和称量两个过程。 （一）沉淀形式和称量形式 沉淀形式是指沉淀的化学组成。 称量形式是指沉淀经烘干或灼烧处理后，供最后称量的化学组成。 二者可相同也亦可不同。 例如BaSO4、CaC2O4→CaO。 5 （二）沉淀重量分析法对沉淀形式和称量形式的要求 1. 对沉淀形式的要求 ①沉淀的溶解度要足够小，以保证被测组分定量沉淀完全。一般要求沉淀的溶解损失不超过分析天平的称量误差±0.2 mg。 ② 沉淀应易于洗涤和滤过。 ③沉淀的纯度要高，尽量避免混入杂质。 ④ 沉淀应易于转化为称量形式。 6 2. 对称量形式的要求 ① 必须具有确定的化学组成。 ② 性质要稳定。不受空气中CO2、O2和水分等因素的影响而发生变化，干燥或灼烧时不分解或变质。 ③ 摩尔质量大，以减少称量误差，提高分析的准确度。例如0.1000g Al3+可用氨水沉淀，沉淀形式为Al(OH)3，称量形式为Al2O3，也可以用8-羟基喹啉沉淀为8-羟基喹啉铝，此时的沉淀形式和称量形式相同。则 7 （三） 沉淀形态和沉淀的形成 1. 沉淀的形态： 沉淀的类型取决于沉淀的性质和形成沉淀时的条件及沉淀的预处理。 要求：晶形沉淀是较大的颗粒；无定形沉淀要致密，以便于洗涤和滤过 ，沉淀的纯度高。 形态 大小 特点 举例 晶形沉淀 0.1~1 μm 内部排列整齐、结构紧密，比表面积小，吸附杂质少，易滤过和洗涤。 BaSO4 非晶型沉形 <0.02 μm 体积庞大，结构疏松含水量大，容易吸附杂质，难于过滤和洗涤。 Fe2O3•nH2O 凝乳状沉淀 0.1 μm > d > 0.02 μm AgCl 8 （2）沉淀的形成 均相成核：在均匀的液相中，过饱和构晶离子通过相互间静电作用缔合而自发地产生晶核的过程，例如BaSO4形成8离子体的晶核。溶液的相对过饱和度逾大，均相成核的数目逾多。 异相成核：构晶离子借助于溶液中的固体微粒诱导形成晶核的过程。由于这种微粒总是存在的，所以异相成核是不可避免的。 9 晶核的成长： 晶核形成后，溶液中的构晶离子向晶核表面扩散，并不断地沉积到晶核上而成长为沉淀颗粒。 构晶离子聚集成晶核后进一步堆积成沉淀颗粒的速率称为聚集速率。在聚集的同时，构晶离子又能按一定顺序排列于晶格内，晶核就继续长大，这种定向排列的速率称为定向速率。 沉淀颗粒的大小和形态决定于聚集速率和定向速率比例的大小，即与两种速率竞争的结果有关。 成核过程 长大过程 沉淀类型 异相成核作用 v聚集 > v定向 非晶形沉淀 均相成核作用 v定向 > v聚集 晶形沉淀 9 在沉淀过程中，如果聚集速率大，定向速率小，生成的晶核数较多，来不及排列成晶格，就会得到无定形沉淀；如果定向速率大，聚集速率小，构晶离子在自己的晶核上有足够的时间进行晶格排列，就会得到晶形沉淀。 10 Von Weimarn 经验公式 聚集速度主要与溶液的相对过饱和度有关，相对过饱和度越小，聚集速度就越慢，容易形成晶形沉淀；反之，形成无定形沉淀。沉淀颗粒的大小决定于沉淀时溶液中沉淀物质的过饱和度。 定向速度主要取决于沉淀物质的本性。强极性的盐类（BaSO4等）通常为晶形沉淀；高价金属离子的氢氧化物（Fe(OH)3等）常为无定形沉淀。 同一种沉淀，条件不同，沉淀的类型不同。 S:　晶核的溶解度 Q：加入沉淀剂瞬间溶质的总 浓度 Q-S ：沉淀开始瞬间过饱和度 K：常数，与