第11章 重量分析法.ppt

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1、第第11章章 重量分析法重量分析法11.1 重量分析法概述重量分析法概述一、一、重量分析法的分类和特点重量分析法的分类和特点1、什么是重量分析法、什么是重量分析法 用适当的方法将被测组分与试样中的其他组分分离用适当的方法将被测组分与试样中的其他组分分离后，转化为一定的称量形式，然后称重，由称得的物质后，转化为一定的称量形式，然后称重，由称得的物质的质量计算该组分含量的分析方法。的质量计算该组分含量的分析方法。根据被测组分与其他组分分离方法的不同，有以根据被测组分与其他组分分离方法的不同，有以下四种重量分析法。下四种重量分析法。2、分类、分类 利用物质的挥发性质，通过加热或其他方法使试样利用物质

2、的挥发性质，通过加热或其他方法使试样中待测组分挥发逸出，然后根据试样质量的减少计算该中待测组分挥发逸出，然后根据试样质量的减少计算该组分的含量；组分的含量；(1)气化重量法（又称为挥发重量法）气化重量法（又称为挥发重量法）或当该组分逸出时，选择适当吸收剂将它吸收，然后或当该组分逸出时，选择适当吸收剂将它吸收，然后根据吸收剂质量的增加计算该组分的含量。根据吸收剂质量的增加计算该组分的含量。(2)萃取重量法萃取重量法 利用待测组分在互不相溶的两溶剂体系中溶解度利用待测组分在互不相溶的两溶剂体系中溶解度（S S）的不同，把待测组分从原来的待测体系中定量地）的不同，把待测组分从原来的待测体系中定量地转

3、入到萃取溶剂体系中，然后再把有机溶剂蒸干转入到萃取溶剂体系中，然后再把有机溶剂蒸干 、称、称量干燥物的方法。量干燥物的方法。(3)沉淀重量法沉淀重量法Precipitation method 沉淀法是重量分析法中的主要方法。被测组分以微溶沉淀法是重量分析法中的主要方法。被测组分以微溶化合物的形式沉淀出来，再将沉淀过滤、洗涤、烘干或化合物的形式沉淀出来，再将沉淀过滤、洗涤、烘干或灼烧，最后称重并计算其含量。灼烧，最后称重并计算其含量。(4)电解重量法电解重量法 利用电解原理，用电子作沉淀剂使金属离子在电利用电解原理，用电子作沉淀剂使金属离子在电极上还原析出，然后称量，求得其含量。极上还原析出，然

4、后称量，求得其含量。3、特点特点 (1)成熟的经典法，直接用分析天平称量而获得分析成熟的经典法，直接用分析天平称量而获得分析结果，不需要标准试样或基准物质进行比较，用于仲裁结果，不需要标准试样或基准物质进行比较，用于仲裁分析。分析。(2)用于常量组分的测定，准确度高，相对误差在用于常量组分的测定，准确度高，相对误差在0.1%-0.2%之间。之间。(3)耗时多、周期长，操作烦琐。耗时多、周期长，操作烦琐。(4)常量的硅、硫、镍等元素的精确测定仍采用常量的硅、硫、镍等元素的精确测定仍采用重量法。重量法。二、沉淀重量法二、沉淀重量法1、沉淀重量法的基本步骤、沉淀重量法的基本步骤 Ba2+H2SO4

5、BaSO4 陈化陈化过滤过滤 洗涤洗涤烘烘干、炭化干、炭化800oC灼烧至恒重灼烧至恒重称量形式称量形式BaSO4 冷冷却却称量称量 计算计算 沉淀法测沉淀法测Ba2+为例：为例：称量形式与沉淀形式相同；称量形式与沉淀形式相同；沉淀法测沉淀法测Mg2+为例：为例：Mg2+(NH4)2HPO4 MgNH4PO46H2O 陈化陈化过滤过滤 洗涤洗涤烘干、炭化烘干、炭化1100oC灼烧至恒重灼烧至恒重称称量量形式形式Mg2P2O7 冷却冷却 称量称量 计算计算 称量形式与沉淀形式不同；称量形式与沉淀形式不同；(1)沉沉淀淀的的溶溶解解度度必必须须很很小小，保保证证被被测测组组分分沉沉淀淀完完全全；溶

6、解损失小于称量误差溶解损失小于称量误差 2、沉淀重量法对沉淀的要求、沉淀重量法对沉淀的要求 (2)沉沉淀淀易易于于过过滤滤和和洗洗涤涤。希希望望尽尽量量获获得得粗粗大大的的晶晶形形沉沉淀淀。无无定定形形沉沉淀淀，应应掌掌握握好好沉沉淀淀条条件件，改改善善沉沉淀的性质。淀的性质。(3)沉淀纯度高沉淀纯度高，避免玷污。，避免玷污。(4)沉淀易转化为称量形式沉淀易转化为称量形式。3、沉淀重量法对称量形式的要求、沉淀重量法对称量形式的要求(1)有确定的化学组成，定量计算的依据有确定的化学组成，定量计算的依据(2)稳定，不受空气中水、稳定，不受空气中水、CO2和和O2等影响。等影响。(3)摩尔质量要大，

7、待测组分在称量形式中含量要小，摩尔质量要大，待测组分在称量形式中含量要小，以减小称量的相对误差，提高测定的准确度。以减小称量的相对误差，提高测定的准确度。例如：例如：0.1000g Al3+Al3+NH3 Al(OH)3 Al2O3 0.1888g Al3+8-羟基喹啉羟基喹啉(C9H6NO)3Al 1.704g三、重量分析法结果的计算三、重量分析法结果的计算 在重量分析中，多数情况下获得的称量形式与待测组分在重量分析中，多数情况下获得的称量形式与待测组分的形式不同，的形式不同，待测组分的摩尔质量与称量形式的摩尔质量待测组分的摩尔质量与称量形式的摩尔质量之比称为换算因数（又称重量分析因素）之比

8、称为换算因数（又称重量分析因素），以，以F表示。表示。称量形式的质量称量形式的质量m，试样的质量，试样的质量ms，及换算因素，及换算因素F，被测组分的质量分数，被测组分的质量分数w：重量法测定铁，称量形式为重量法测定铁，称量形式为Fe2O3:F重量法测定铁，称量形式为重量法测定铁，称量形式为Fe2O3,用用Fe3O4表示分析结果表示分析结果沉淀形式沉淀形式 称量形式称量形式 含量表示形式含量表示形式 FMgNH4PO4 Mg2P2O7 P2O5Ag3AsO4 AgCl As2O3KB(C6H5)4 KB(C6H5)4 K2ONi(C4H7N2O2)2 Ni(C4H7N2O2)2 Ni11.2

9、沉淀的溶解度及其影响因素沉淀的溶解度及其影响因素 利用沉淀反应进行重量分析，利用沉淀反应进行重量分析，要求沉淀反应进行完全，要求沉淀反应进行完全，则分析结果误差则可能越小。则分析结果误差则可能越小。一般可根据沉淀溶解度的大小来衡量。溶解度小，一般可根据沉淀溶解度的大小来衡量。溶解度小，沉淀完全；溶解度大，沉淀不完全。沉淀完全；溶解度大，沉淀不完全。在重量分析中，通常要求在重量分析中，通常要求被测组分在溶液中的残留被测组分在溶液中的残留量不超过量不超过0.0001 g，即小于分析天平的允许称量误差。即小于分析天平的允许称量误差。但很多沉淀不满足这个要求。但很多沉淀不满足这个要求。1000 mL水

10、中，溶解度为水中，溶解度为0.0023 g。如溶液洗涤液。如溶液洗涤液500 mL,则溶解而引起的损失为则溶解而引起的损失为0.0012 g 0.0001 g。BaSO4为例：为例：因此，如何减少沉淀的溶解损失，降低溶解度是沉因此，如何减少沉淀的溶解损失，降低溶解度是沉淀分析中的重要问题。淀分析中的重要问题。为此，必须了解各种影响沉淀溶解度的因素，利为此，必须了解各种影响沉淀溶解度的因素，利用积极因素，消除或减少消极因素。用积极因素，消除或减少消极因素。一、一、溶解度和溶度积溶解度和溶度积 水中存在微溶化合物水中存在微溶化合物MA时，时，MA溶解并达到饱和状态后，溶解并达到饱和状态后，MA(s

11、)MA(水水)M+A-在水溶液中，除了在水溶液中，除了M+、A-外，还有未离解的分子状外，还有未离解的分子状态的态的MA。AgCl(s)AgCl(水）水）Ag+Cl-CaSO4(s)Ca2+SO42-(水水)Ca2+SO42-根据根据MA(s)和和MA(水水)之间的沉淀平衡，得到：之间的沉淀平衡，得到：纯固体的活度为纯固体的活度为1aMA(水水)=so 溶液中分子状态或离子对化合物状态溶液中分子状态或离子对化合物状态MA(水水)的浓度的浓度为一常数，等于为一常数，等于so。物质的固有溶解度或分子溶解度物质的固有溶解度或分子溶解度 (1)各物质各物质So相差很大相差很大，一般在，一般在10-61

12、0-9 mol/L范围内范围内,远小于总溶解度远小于总溶解度。固有溶解度或分子溶解度固有溶解度或分子溶解度So 如如AgBr，AgI,AgIO3的固有溶解度约占总溶解度的的固有溶解度约占总溶解度的0.1%1%.【说明】【说明】在在HgCl2的饱和溶液中，绝大部分是以没有离的饱和溶液中，绝大部分是以没有离解的中性解的中性HgCl2分子形式存在，即分子形式存在，即HgCl2具有较大的固有具有较大的固有溶解度。溶解度。(2)但有一些化合物具有相当大的固有溶解度。但有一些化合物具有相当大的固有溶解度。如如25oC,HgCl2在水中的实际溶解度（总溶解度）为在水中的实际溶解度（总溶解度）为0.25 mo

13、l/L,而按照而按照HgCl2的溶度积的溶度积(2 10-14 mol/L)计算，计算，其溶解度仅为其溶解度仅为1.35 10-5 mol/L。一种微溶解化合物的溶解度，应该是一种微溶解化合物的溶解度，应该是所有这些溶解出所有这些溶解出来的组分的浓度的总和来的组分的浓度的总和。若溶液中不存在其它的副反应，微溶化合物若溶液中不存在其它的副反应，微溶化合物MA的溶解的溶解度度s等于固有溶解度和等于固有溶解度和M+离子（离子（A-离子）浓度之和离子）浓度之和:s=so+M+=so+A-如如HgCl2的溶解度，应该是所有溶解于溶液中的的溶解度，应该是所有溶解于溶液中的Hg2+,HgCl+,HgCl2等

14、组分的浓度的总和。等组分的浓度的总和。s=Hg2+HgCl+HgCl2 Hg2+so s=so+M+=so+A-当固有溶解度当固有溶解度 S0 很小时：很小时：S M+=A-活度积常数，活度积活度积常数，活度积溶度积常数，溶度积溶度积常数，溶度积Ksp0活度积常数；在一定温度下为一常数活度积常数；在一定温度下为一常数；Ksp 溶度积常数；随溶液中离子强度的变化而改溶度积常数；随溶液中离子强度的变化而改变，在一定温度下、一定溶液中为一常数。变，在一定温度下、一定溶液中为一常数。一般溶液的浓度都比较稀，一般溶液的浓度都比较稀，Ksp0 Ksp对其它类型对其它类型MmAn 型沉淀型沉淀 MmAn m

15、Mn+nAm-Ksp =Mn+m An-n Mn+=mS An-=n S Ksp=Mn+m An-n =(mS)m (n S)n存在副反应时，条件溶度积：存在副反应时，条件溶度积：组成沉淀晶体的离子称为构晶离子，当沉淀反应达到组成沉淀晶体的离子称为构晶离子，当沉淀反应达到平衡后，向溶液中加入含有某一构晶离子的试剂或溶液，平衡后，向溶液中加入含有某一构晶离子的试剂或溶液，则沉淀的溶解度减少，称为则沉淀的溶解度减少，称为同离子效应同离子效应。二二、影响沉淀溶解度的因素、影响沉淀溶解度的因素 因素很多：同离子效应、盐效应、酸效应、络合因素很多：同离子效应、盐效应、酸效应、络合效应；还有温度、介质、晶

16、体结构和颗粒大小效应；还有温度、介质、晶体结构和颗粒大小1、同离子效应、同离子效应Common ion effect：S 在重量分析法中，在重量分析法中，常加入过量的沉淀剂常加入过量的沉淀剂，降低沉淀的，降低沉淀的溶解度。溶解度。在在KNO3、NaNO3等等强强电电解解质质存存在在时时，沉沉淀淀的的溶解度比在纯水中的大，溶解度比在纯水中的大，2、盐效应、盐效应Salting effect：S 3、酸效应酸效应 Acidic effect溶液酸度对沉淀溶解度的影响酸效应。溶液酸度对沉淀溶解度的影响酸效应。S 多元弱酸盐多元弱酸盐 CaCO3、CaC2O4 氢氧化物氢氧化物 Fe(OH)3、Al(

17、OH)3，酸效应对不同类型的沉淀的影响情况不一样：酸效应对不同类型的沉淀的影响情况不一样：弱酸盐沉淀，如弱酸盐沉淀，如CaC2O4,CaCO3,CdS,MgNH4PO4等，等，应在较低的酸度下进行（较高应在较低的酸度下进行（较高pH）；）；若沉淀本身就是弱酸，如硅酸若沉淀本身就是弱酸，如硅酸(SiO2nH2O)，钨酸，钨酸(WO3nH2O)等，易溶于碱，则应在强酸性介质中进行沉淀。等，易溶于碱，则应在强酸性介质中进行沉淀。沉淀为强酸盐，如沉淀为强酸盐，如AgCl等，在酸性溶液中进行沉淀时，溶等，在酸性溶液中进行沉淀时，溶液的酸度对沉淀的溶解度影响不大，因为酸度变化时溶液中液的酸度对沉淀的溶解度

18、影响不大，因为酸度变化时溶液中的强酸根离子的浓度无显著变化。的强酸根离子的浓度无显著变化。注：注：当当H2SO4浓度大于浓度大于4.5 mol/L时，由于生成了时，由于生成了HSO4-而而使使PbSO4的溶解度迅速增大。的溶解度迅速增大。4、络合效应、络合效应 若若溶溶液液中中存存在在有有能能与与构构晶晶离离子子生生成成可可溶溶性性络络合合物物的的络络合合剂剂,则则反反应应向向沉沉淀淀溶溶解解的的方方向向进进行行,影影响响沉沉淀淀的的完完全全程程度度,这种影响称为络合效应这种影响称为络合效应.络络合合剂剂的的浓浓度度越越大大,生生成成的的络络合合物物越越稳稳定定,沉沉淀淀的的溶溶解度越大解度越

19、大.BaSO4 Ba2+SO42-加入加入EDTA，生成生成BaY，导致，导致BaSO4的的S。过量过量NaCl浓度浓度(mol/L)AgCl溶解度溶解度(mol/L)0 1.3 10-5 3.9 10-3 7.2 10-7 9.2 10-3 9.1 10-7 3.6 10-2 1.9 10-6 8.8 10-2 3.6 10-6 5.0 10-1 2.8 10-5 当当Cl-过量时，溶液中除存在过量时，溶液中除存在AgCl外，还存在外，还存在AgCl、AgCl2-、AgCl32-、AgCl43-等络合物。此时沉淀的溶解度为等络合物。此时沉淀的溶解度为sAgCl在不同浓度在不同浓度NaCl中的

20、溶解度：中的溶解度：Ag+Cl-=AgCl Cl-AgCl2-,AgCl32-,AgCl43-Cl-小于小于10-2.5 mol/L时，同离子效应时，同离子效应Cl-大于大于10-2.5 mol/L时，络合效应时，络合效应 当沉淀剂本身就是络合剂时，反应既有同离子效应，降当沉淀剂本身就是络合剂时，反应既有同离子效应，降低沉淀的溶解度；又有络合效应，增大沉淀的溶解度。低沉淀的溶解度；又有络合效应，增大沉淀的溶解度。关键取决于沉淀剂量的多少。关键取决于沉淀剂量的多少。(1)温度的影响温度的影响5、其它影响因素、其它影响因素 沉淀的溶解反应沉淀的溶解反应,绝绝大多数是吸热反应大多数是吸热反应,T S

21、 对于在热溶液中溶对于在热溶液中溶解度大的沉淀解度大的沉淀,在室温在室温下过滤、洗涤，例如下过滤、洗涤，例如 MgNH4PO4、BaSO4;无定形沉淀无定形沉淀(如如Fe2O3nH2O)的溶解度的溶解度小，冷却后难于过滤小，冷却后难于过滤洗涤，要趁热过滤洗洗涤，要趁热过滤洗涤，并用热的洗涤液涤，并用热的洗涤液洗涤。洗涤。无机盐沉淀大多数是离子型晶体，在水中的溶解度一无机盐沉淀大多数是离子型晶体，在水中的溶解度一般比在有机溶剂中大一些。般比在有机溶剂中大一些。(2)溶剂溶剂Solvent例如：例如：PbSO4 S=45 mg/L （水）（水）S=2.3 mg/L (30%乙醇水乙醇水 溶液溶液)

22、在分析化学中，经常于水溶液中加入乙醇、在分析化学中，经常于水溶液中加入乙醇、丙酮等有机溶剂来降低沉淀的溶解度。丙酮等有机溶剂来降低沉淀的溶解度。同一种沉淀，晶体颗粒大，溶解度小；晶体颗粒小，同一种沉淀，晶体颗粒大，溶解度小；晶体颗粒小，溶解度大。溶解度大。S(大大)S(小小)(3)沉淀颗粒大小的影响沉淀颗粒大小的影响例如例如:SrSO4 沉淀沉淀 大颗粒大颗粒 S=6.210-4 mol/L 0.05m S=6.710-4 mol/L 增大增大8%0.01m S=9.310-4 mol/L 增大增大50%通常采用通常采用陈化陈化（将沉淀置于溶液中放置一段时间）（将沉淀置于溶液中放置一段时间）获

23、得大颗粒的沉淀获得大颗粒的沉淀.许多沉淀，初生成时为许多沉淀，初生成时为“亚稳态亚稳态”，溶解度大；放置，溶解度大；放置后逐渐转化为后逐渐转化为“稳定态稳定态”，溶解度较小。，溶解度较小。(4)沉淀析出形态的影响沉淀析出形态的影响例如例如“亚稳态亚稳态”-CoS Ksp=410-20 “稳定态稳定态”-CoS Ksp=7.910-24 室温下生成的草酸钙沉淀，开始析出的是亚稳态的室温下生成的草酸钙沉淀，开始析出的是亚稳态的CaC2O42H2O和和CaC2O43H2O混合物，放置后，转化混合物，放置后，转化稳定态的稳定态的CaC2O4H2O。进行沉淀反应时，特别是进行无定形沉淀反应时，如进行沉淀

24、反应时，特别是进行无定形沉淀反应时，如条件控制不好，常形成胶体溶液，甚至使已凝聚的胶状沉条件控制不好，常形成胶体溶液，甚至使已凝聚的胶状沉淀因淀因“溶胶溶胶”作用而重新分散在溶液中。作用而重新分散在溶液中。(5)形成胶体溶液的影响形成胶体溶液的影响 胶体颗粒很小，容易透过滤纸而引起损失胶体颗粒很小，容易透过滤纸而引起损失,因此要避因此要避免形成胶体溶液。免形成胶体溶液。常采用加热或加入大量电解质等措施，破坏胶体和促常采用加热或加入大量电解质等措施，破坏胶体和促进胶凝作用。进胶凝作用。一一、沉淀的类型、沉淀的类型 物理性物理性质不同质不同晶型沉淀：晶型沉淀：BaSO4无定形沉淀（非晶形沉淀或胶状

25、沉淀）无定形沉淀（非晶形沉淀或胶状沉淀）Fe2O3nH2O凝乳状沉淀：凝乳状沉淀：AgCl 生生成成的的沉沉淀淀类类型型，首首先先取取决决于于沉沉淀淀的的性性质质，其其次次与与沉沉淀淀形形成成的的条条件件、沉沉淀淀后后的的处处理理有有密密切切的的关关系系。在在重重量量分分析析法中，最好能获得晶形沉淀。法中，最好能获得晶形沉淀。11.3 沉淀的类型和沉淀的形成过程沉淀的类型和沉淀的形成过程几种类型沉淀的比较几种类型沉淀的比较种类种类 晶形沉淀晶形沉淀 凝乳状沉淀凝乳状沉淀 无定形沉淀无定形沉淀直径直径 0.11m 0.020.1m 小于小于0.02m结构结构 规则规则,紧密紧密 疏松疏松,无规则

26、无规则溶解度溶解度 较大较大 较小较小纯度纯度 高高 含大量水含大量水处理处理 易过滤易过滤,洗涤洗涤 不易过滤不易过滤,洗涤洗涤Ksp 1.110-5 3.210-10 1.910-10示例示例 BaSO4 AgCl Fe2O3nH2O 沉沉淀淀的的形形成成是是一一个个复复杂杂过过程程,有有关关这这方方面面的的理理论论都都是是定性的解释或经验公式的描述定性的解释或经验公式的描述,很不成熟。很不成熟。二、二、沉淀的形成过程沉淀的形成过程1、沉淀的形成过程如下、沉淀的形成过程如下:构晶离子构晶离子成核作用成核作用晶核晶核长大过程长大过程沉淀颗粒沉淀颗粒 凝聚凝聚无定型沉淀无定型沉淀 定向排列定向

27、排列晶型沉淀晶型沉淀均相成核：构晶离子自发形成晶核如均相成核：构晶离子自发形成晶核如BaSO4，8个构晶离子个构晶离子形成一个晶核；形成一个晶核；异相成核异相成核：溶液中的微小颗粒作为晶种。：溶液中的微小颗粒作为晶种。Von Weimarn 经验公式经验公式相对过饱和度相对过饱和度s:晶核的溶解度晶核的溶解度Q：加入沉淀剂瞬间溶质的总浓度：加入沉淀剂瞬间溶质的总浓度Q-s：过饱和度：过饱和度K：常数，与沉淀的性质、温度、：常数，与沉淀的性质、温度、介质等有关介质等有关n=K Q-s s 聚集速度聚集速度(分散度分散度)晶核的成长过程晶核的成长过程晶粒大小晶核数目异相成核均相成核晶粒小晶粒大临界

28、过饱和比相对过饱和度沉淀物的本性人为控制 由离子聚集成晶核，再进一步堆积形成肉眼可见的沉淀微粒的过程称之为聚集过程聚集过程 聚集的同时，构晶离子又有按照一定的晶格整齐的排列在晶核表面从而形成更大晶粒的倾向，此定向排列的作用称之为定向过程定向过程 沉淀本身的溶解度越大，所得沉淀的颗粒也越大，为晶沉淀本身的溶解度越大，所得沉淀的颗粒也越大，为晶形沉淀；沉淀本身的溶解度越小，沉淀的颗粒越小，为无定形沉淀；沉淀本身的溶解度越小，沉淀的颗粒越小，为无定形沉淀。形沉淀。沉淀沉淀 溶解度溶解度(mol/L)沉淀类型沉淀类型PbSO4 1.1 10-4 晶形沉淀晶形沉淀MgNH4PO4 6.7 10-5 晶形

29、沉淀晶形沉淀CaC2O4H2O 5.1 10-5 晶形沉淀晶形沉淀BaSO4 1.1 10-5 晶形沉淀晶形沉淀Al2O3nH2O Al(OH)3 4.4 10-9 无定形沉淀无定形沉淀Fe2O3nH2O Fe(OH)3 1.9 10-10 无定形沉淀无定形沉淀ZnS 3.3 10-12 无定形沉淀无定形沉淀2、沉淀类型与溶解度的关系、沉淀类型与溶解度的关系 重量分析中，要求获得的沉淀是重量分析中，要求获得的沉淀是纯净的纯净的，不混有，不混有其它杂质。其它杂质。【但】不纯是绝对的，纯是相对的。沉淀析出或多或【但】不纯是绝对的，纯是相对的。沉淀析出或多或少夹杂溶液中的其它成分。少夹杂溶液中的其它

30、成分。必须了解沉淀产生过程中混入杂质的各种原因，找出必须了解沉淀产生过程中混入杂质的各种原因，找出减少杂质混入的方法。减少杂质混入的方法。11.4 影响沉淀纯度的主要因素影响沉淀纯度的主要因素一、一、共沉淀共沉淀 当一种沉淀从溶液中析出时，溶液中某些可溶的组分同当一种沉淀从溶液中析出时，溶液中某些可溶的组分同生成的沉淀一起析出，混杂于沉淀之中，这种现象称为生成的沉淀一起析出，混杂于沉淀之中，这种现象称为共共沉淀现象。沉淀现象。共沉淀现象使沉淀玷污，是重量分析法误差的主要来共沉淀现象使沉淀玷污，是重量分析法误差的主要来源之一。源之一。例：例：以以BaCl2为沉淀剂测定为沉淀剂测定SO42-时，试

31、液中时，试液中Fe3+会以会以Fe2(SO4)3的形式夹杂在的形式夹杂在BaSO4沉淀中一起析出，给分沉淀中一起析出，给分析结果带来误差。析结果带来误差。共沉淀共沉淀表面吸附引起的共沉淀表面吸附引起的共沉淀生成混晶或固溶体引起的共沉淀生成混晶或固溶体引起的共沉淀吸留和包夹引起的共沉淀吸留和包夹引起的共沉淀 AgCl沉淀中，每个沉淀中，每个Ag+都被都被Cl-所包围，每个所包围，每个Cl-也被也被Ag+所包所包围，整个沉淀内部处于静电平衡状态。围，整个沉淀内部处于静电平衡状态。在沉淀表面，在沉淀表面，Ag+或或Cl-至少有一面没被包围，由于经典引力至少有一面没被包围，由于经典引力作用，使它们表面

32、有吸引带相反电荷离子的能力。作用，使它们表面有吸引带相反电荷离子的能力。AgCl在过量在过量NaCl溶液中，沉淀表面的溶液中，沉淀表面的Ag+比较强烈地吸引溶比较强烈地吸引溶液中的液中的Cl-，组成吸附层。然后，组成吸附层。然后Cl-进一步吸引溶液中的进一步吸引溶液中的Na+或或H+等等阳离子（称为抗衡离子），组成扩散层。吸附层和扩散层共同组阳离子（称为抗衡离子），组成扩散层。吸附层和扩散层共同组成沉淀的双电层，从而使电荷达到平衡。成沉淀的双电层，从而使电荷达到平衡。1、吸附共沉淀：吸附共沉淀：由于沉淀表面上离子电荷的不完全等衡，沉淀吸附溶液由于沉淀表面上离子电荷的不完全等衡，沉淀吸附溶液中的

33、杂质离子现象。中的杂质离子现象。(1)吸附规律：吸附规律：表面吸附是有选择性的。表面吸附是有选择性的。首先首先吸附构晶离子吸附构晶离子 或与构晶离子半径大小相近、电或与构晶离子半径大小相近、电荷相同的离子荷相同的离子 例如例如 BaSO4）SO42-）Pb2+其次其次吸附能与构晶离子生成溶解度小的化合物的吸附能与构晶离子生成溶解度小的化合物的离子；离子；例例 BaSO4）SO42-）Ca2+（Ca2+和和Mg2+）BaSO4）Ba2+）NO3-（Cl-和和NO3-）离子的价数越高，浓度越大，越易被吸附。离子的价数越高，浓度越大，越易被吸附。例例 BaSO4）SO42-）Fe3+（Fe3+和和N

34、a+）沉淀的总表面积越大吸附量越大。沉淀的总表面积越大吸附量越大。同同质质量量的的沉沉淀淀，沉沉淀淀颗颗粒粒越越小小则则比比表表面面积积越越大大，吸吸附附杂杂质质量量越越大大。故故晶晶形形沉沉淀淀吸吸附附杂杂质质量量少少，无无定定形沉淀表面吸附严重。形沉淀表面吸附严重。溶液中杂质浓度越大，吸附越严重。溶液中杂质浓度越大，吸附越严重。与溶液温度有关。与溶液温度有关。吸吸附附是是放放热热过过程程，升升高高溶溶液液的的温温度度，可可以以减减少少杂质的吸附。杂质的吸附。(2)减少吸附共沉淀的措施减少吸附共沉淀的措施 吸附是发生在沉淀的表面，洗涤沉淀是减少吸附吸附是发生在沉淀的表面，洗涤沉淀是减少吸附杂

35、质的有效方法。杂质的有效方法。在在沉沉淀淀过过程程中中，由由于于沉沉淀淀生生成成太太快快，吸吸附附的的杂杂质质离离子子来来不不及及离离开开沉沉淀淀表表面面就就被被随随后后生生成成的的沉沉淀淀所所覆覆盖盖，杂杂质质离离子子被包藏在沉淀内部，引起共沉淀被包藏在沉淀内部，引起共沉淀吸留吸留 2、包藏（吸留和包夹）、包藏（吸留和包夹）有时母液也被包夹在沉淀之中，引起共沉淀。有时母液也被包夹在沉淀之中，引起共沉淀。包包藏藏是是在在结结晶晶内内部部，不不能能用用洗洗涤涤方方法法除除去去，可可通通过陈化或重结晶的方法予以减少。过陈化或重结晶的方法予以减少。若若溶溶液液中中杂杂质质离离子子与与沉沉淀淀构构晶晶

36、离离子子的的半半径径相相近近、晶晶体结构相似时，形成混晶共沉淀。体结构相似时，形成混晶共沉淀。3、混晶或固溶体、混晶或固溶体 BaSO4PbSO4；AgClAgBr；BaSO4KMnO4；MgNH4PO4-MgNH4AsO4;生成混晶的选择性比较高，要避免也很困难。减少或生成混晶的选择性比较高，要避免也很困难。减少或消除混晶生成的最好方法，是将杂质事先分离除去。消除混晶生成的最好方法，是将杂质事先分离除去。溶液中某些组分析出沉淀之后，另外一种本来难于析溶液中某些组分析出沉淀之后，另外一种本来难于析出沉淀的组分，在该沉淀表面继续析出沉淀的现象。出沉淀的组分，在该沉淀表面继续析出沉淀的现象。二、二

37、、继沉淀（后沉淀）继沉淀（后沉淀）于于0.01 mol/L Zn2+的的0.15 mol/LHCl溶液中，通入溶液中，通入H2S，根据溶，根据溶度积，应有度积，应有ZnS沉淀析出，但速度十分缓慢，即使放置一个月沉淀析出，但速度十分缓慢，即使放置一个月也没有沉淀生成。也没有沉淀生成。在上述溶液中加入在上述溶液中加入Cu2+，通入，通入H2S，先析出，先析出CuS沉淀。这时沉沉淀。这时沉淀中夹杂的淀中夹杂的ZnS并不显著，当沉淀放置一段时间后，便不断有并不显著，当沉淀放置一段时间后，便不断有ZnS在在CuS表面析出。表面析出。CuS）S2-）Zn2+）S2-CaC2O4）C2O42-）Mg2+）C

38、2O42-(1)继沉淀引入杂质的量，随沉淀在试液中放置时间增加继沉淀引入杂质的量，随沉淀在试液中放置时间增加而增加，而共沉淀量受放置时间影响小。而增加，而共沉淀量受放置时间影响小。继沉淀与共沉淀现象的区别继沉淀与共沉淀现象的区别 (2)不论杂质是在沉淀之前就存在的，还是沉淀后加入不论杂质是在沉淀之前就存在的，还是沉淀后加入的，继沉淀引入杂质的量基本上一致。的，继沉淀引入杂质的量基本上一致。(3)温度升高，继沉淀现象更为严重。温度升高，继沉淀现象更为严重。(4)继沉淀引入杂质的量，有时比共沉淀严重得多。继沉淀引入杂质的量，有时比共沉淀严重得多。在重量分析法中，共沉淀和继沉淀是消极因素，而在在重量

39、分析法中，共沉淀和继沉淀是消极因素，而在痕量组分富集分离中，确是一种积极因素。痕量组分富集分离中，确是一种积极因素。三、减少沉淀玷污的方法三、减少沉淀玷污的方法1、选择适当的分析步骤、选择适当的分析步骤 测定试样中某少量组分的含量时，不要首先沉淀主要测定试样中某少量组分的含量时，不要首先沉淀主要成分，否则大量沉淀的析出，使部分少量组分混入沉淀成分，否则大量沉淀的析出，使部分少量组分混入沉淀中，引起测定误差。中，引起测定误差。2、选择合适沉淀剂、选择合适沉淀剂如选择有机沉淀剂，可减少共沉淀现象。如选择有机沉淀剂，可减少共沉淀现象。4、改善沉淀条件、改善沉淀条件 包括溶液浓度、酸度、试剂加入次序和

40、速度、陈化等。包括溶液浓度、酸度、试剂加入次序和速度、陈化等。5、再沉淀、再沉淀将得到的沉淀过滤后溶解，再进行第二次沉淀。将得到的沉淀过滤后溶解，再进行第二次沉淀。3、改变杂质的存在形式、改变杂质的存在形式 沉淀沉淀BaSO4时，将时，将Fe3+还原为还原为Fe2+,或者用或者用EDTA将它络将它络合，合，Fe3+的共沉淀量就大为减少。的共沉淀量就大为减少。11.5 沉淀条件的选择沉淀条件的选择 在重量分析中，为了获得准确的分析结果，要求沉在重量分析中，为了获得准确的分析结果，要求沉淀淀完全完全、纯净纯净、而且、而且易于过滤和洗涤易于过滤和洗涤。为此应根据不同的沉淀类型，选择不同的沉淀条件，为

41、此应根据不同的沉淀类型，选择不同的沉淀条件，以获得合乎重量分析要求的沉淀。以获得合乎重量分析要求的沉淀。一、晶形沉淀的条件一、晶形沉淀的条件 如何获得纯净和颗粒大的沉淀如何获得纯净和颗粒大的沉淀 1、在、在较稀较稀的溶液中进行的溶液中进行。溶溶液液的的相相对对过过饱饱和和度度不不大大，有有利利于于形形成成大大颗颗粒粒的的沉沉淀，易洗涤、易过滤、吸附杂质量小淀，易洗涤、易过滤、吸附杂质量小。但不宜过稀，否则被沉淀离子的损失量大但不宜过稀，否则被沉淀离子的损失量大。2、搅拌搅拌下慢慢加入沉淀剂，下慢慢加入沉淀剂，避免局部过浓生成大量晶核避免局部过浓生成大量晶核。3、在、在热溶液热溶液中进行沉淀中进

42、行沉淀 增大沉淀的增大沉淀的S，降低溶液的相对过饱和度，获得大颗，降低溶液的相对过饱和度，获得大颗粒沉淀；减少对杂质的吸附。但要冷却至室温后再过粒沉淀；减少对杂质的吸附。但要冷却至室温后再过滤，以减少溶解损失。滤，以减少溶解损失。4、陈化陈化：让沉淀与母液一起放置一段时间；让沉淀与母液一起放置一段时间；使小晶粒溶解，大晶粒长大；不完整的晶粒使小晶粒溶解，大晶粒长大；不完整的晶粒 较完较完整的晶粒；亚稳态的沉淀整的晶粒；亚稳态的沉淀 稳定态的沉淀；杂质进入稳定态的沉淀；杂质进入溶液溶液，使沉淀更加纯净。使沉淀更加纯净。但对混晶共沉淀、继沉淀无效。但对混晶共沉淀、继沉淀无效。稀、热、慢、搅、陈稀、

43、热、慢、搅、陈二、无定形沉淀的条件二、无定形沉淀的条件 此类沉淀一般含水较多，颗粒微小，质地疏松，体积庞此类沉淀一般含水较多，颗粒微小，质地疏松，体积庞大，易形成胶体溶液，吸附杂质量多，难以过滤和洗涤；大，易形成胶体溶液，吸附杂质量多，难以过滤和洗涤；选择条件应从：获得选择条件应从：获得紧密沉淀紧密沉淀和和防止胶体生成防止胶体生成方面考虑。方面考虑。1、在比较浓的溶液中进行、在比较浓的溶液中进行(加入沉淀剂速度应快加入沉淀剂速度应快)c 离子含水量少离子含水量少 颗粒易凝聚颗粒易凝聚 结构紧密结构紧密 易易过滤、洗涤。过滤、洗涤。2、在热溶液中进行；不断搅拌在热溶液中进行；不断搅拌 促进颗粒凝

44、聚，防止胶体生成，促进颗粒凝聚，防止胶体生成，减少沉淀表面对杂减少沉淀表面对杂质的吸附。质的吸附。沉淀完毕，用热水稀释、搅拌，使吸附在沉淀表沉淀完毕，用热水稀释、搅拌，使吸附在沉淀表面的杂质离开沉淀表面进入溶液。面的杂质离开沉淀表面进入溶液。3、加入适当、加入适当电解质电解质（可挥发性铵盐等）或某些能引起沉（可挥发性铵盐等）或某些能引起沉淀微粒凝聚的胶体淀微粒凝聚的胶体中和胶体微粒电荷，破坏胶体，有利于胶体颗粒的凝聚。中和胶体微粒电荷，破坏胶体，有利于胶体颗粒的凝聚。例例 测测SiO2，在强酸性介质中析出带负电荷的硅胶沉，在强酸性介质中析出带负电荷的硅胶沉淀，沉淀不完全，向溶液加入带正电荷的动

45、物胶，相淀，沉淀不完全，向溶液加入带正电荷的动物胶，相互凝聚作用，使硅胶沉淀完全。互凝聚作用，使硅胶沉淀完全。4、沉淀后立即用热水稀释，搅拌沉淀后立即用热水稀释，搅拌 减少对杂质的吸附；减少对杂质的吸附；5、沉淀完毕，趁热过滤，不必陈化。、沉淀完毕，趁热过滤，不必陈化。否则无定形沉淀因放置逐渐失去水份而凝聚得否则无定形沉淀因放置逐渐失去水份而凝聚得更为紧密，使已吸附得杂质难以洗去。更为紧密，使已吸附得杂质难以洗去。在一般的沉淀方法中，沉淀剂是在不断搅拌下缓慢在一般的沉淀方法中，沉淀剂是在不断搅拌下缓慢地加入，但沉淀剂在溶液中的局部过浓现象很难避免。地加入，但沉淀剂在溶液中的局部过浓现象很难避免

46、。三、均匀沉淀法三、均匀沉淀法 用均匀沉淀法得到的沉淀用均匀沉淀法得到的沉淀颗粒较大颗粒较大，表面吸附杂质少，表面吸附杂质少，易过滤、易洗易过滤、易洗。用均匀沉淀法，甚至可以得到晶形的。用均匀沉淀法，甚至可以得到晶形的Fe2O3nH2O,Al2O3nH2O等水合氧化物沉淀。但均匀沉等水合氧化物沉淀。但均匀沉淀法仍不能避免后沉淀和混晶共沉淀现象。淀法仍不能避免后沉淀和混晶共沉淀现象。通过化学反应，逐步地、均匀地在溶液中产生沉淀剂，通过化学反应，逐步地、均匀地在溶液中产生沉淀剂，使沉淀在整个溶液中均匀缓慢地形成，得到大颗粒沉淀。使沉淀在整个溶液中均匀缓慢地形成，得到大颗粒沉淀。利用化学反应缓慢逐渐

47、产生所需沉淀剂，防止局部过利用化学反应缓慢逐渐产生所需沉淀剂，防止局部过浓，可以得到颗粒大、结构紧密、纯净的沉淀。浓，可以得到颗粒大、结构紧密、纯净的沉淀。CaC2O4沉淀沉淀 在在Ca2+酸性溶液中加入酸性溶液中加入 H2C2O4，无，无CaC2O4 沉淀产生沉淀产生 再加入再加入CO(NH2)2 CO(NH2)2 H2O =CO2+2NH3C2O42-升高，缓慢析出升高，缓慢析出CaC2O4 沉淀沉淀 90C四四 有机沉淀剂有机沉淀剂 (1)试剂品种多试剂品种多，性质各异，有些试剂的选择性很高，便，性质各异，有些试剂的选择性很高，便于选用。于选用。1、有机沉淀剂的优点、有机沉淀剂的优点(2

48、)沉淀的溶解度一般很小沉淀的溶解度一般很小，有利于被测物质沉淀完全。，有利于被测物质沉淀完全。(3)沉淀吸附无机杂质较少沉淀吸附无机杂质较少，且沉淀易于过滤、洗涤。，且沉淀易于过滤、洗涤。(4)沉淀的摩尔质量大沉淀的摩尔质量大，被测组分在称量形式中占的百，被测组分在称量形式中占的百分比小，有利提高分析的准确度分比小，有利提高分析的准确度 (5)有些沉淀组成恒定有些沉淀组成恒定，经烘干后即可称量，简化了重量，经烘干后即可称量，简化了重量分析操作。分析操作。2、有机沉淀剂的缺点：、有机沉淀剂的缺点：(1)试剂本身在水中的溶解度较小，容易夹杂在沉淀中；试剂本身在水中的溶解度较小，容易夹杂在沉淀中；(

49、2)有些沉淀的组成不恒定，仍需灼烧成一定的称量形式；有些沉淀的组成不恒定，仍需灼烧成一定的称量形式；(3)有些沉淀容易沾附在器壁或飘浮于溶液的表面上，有些沉淀容易沾附在器壁或飘浮于溶液的表面上，带来操作上的麻烦。带来操作上的麻烦。五、五、常用有机沉淀剂常用有机沉淀剂p生成螯合物的沉淀剂：生成螯合物的沉淀剂：p 通常含两类基团：通常含两类基团：p 酸性基团酸性基团p 碱性基团碱性基团Mg2+2 生成离子缔合物的沉淀剂生成离子缔合物的沉淀剂p 离子态的有机试剂与带相反电荷的离子反应离子态的有机试剂与带相反电荷的离子反应p 分子量大分子量大 (C6H5)4AsCl,p 体积大体积大 NaB(C6H5

50、)4p(C6H5)4As+MnO4-=(C6H5)4AsMnO4 B(C6H5)4-+K+=KB(C6H5)411.6 沉淀的灼烧沉淀的灼烧许多沉淀不具有适于称量的组成或者含有需要除许多沉淀不具有适于称量的组成或者含有需要除去的不定量的水（或其它溶剂），故大多数沉淀去的不定量的水（或其它溶剂），故大多数沉淀需加热使其转变为组成已知的化合物。需加热使其转变为组成已知的化合物。水在沉水在沉淀中的淀中的存在形存在形式式粘在湿沉淀上的表面湿存水粘在湿沉淀上的表面湿存水夹杂在晶体内夹杂在晶体内表面上的吸附水表面上的吸附水吸液水（亲水胶体）吸液水（亲水胶体）以水合离子水或结构水存在的组成水以水合离子水或结