分析化学教案-重量分析法.docVIP

PAGE PAGE 20 重量分析法 第一节 概述 【学习要点】了解重量分析法的分类和方法特点；理解沉淀形式和称量形式的意义，掌握沉淀重量法对沉淀形式和称量形式的要求；掌握选择沉淀剂的原则。 一、重量分析法的分类和特点 重量分析法是用适当的方法先将试样中待测组分与其它组分分离，然后用称量的方法测定该组分的含量。根据分离方法的不同，重量分析法常分为三类。 1．沉淀法 沉淀法是重量分析法中的主要方法，这种方法是利用试剂与待测组分生成溶解度很小的沉淀，经过滤、洗涤、烘干或灼烧成为组成一定的物质，然后称其质量，再计算待测组分的含量。 2．气化法（又称挥发法） 利用物质的挥发性质，通过加热或其它方法使试样中的待测组分挥发逸出，然后根据试样质量的减少，计算该组分的含量；或者用吸收剂吸收逸出的组分，根据吸收剂质量的增加计算该组分的含量。 3、电解法 利用电解的方法使待测金属离子在电极上还原析出，然后称量，根据电极增加的质量，求得其含量。 二、沉淀重量法对沉淀形式和称量形式的要求 利用沉淀重量法进行分析时，首先将试样分解为试液，然后加入适当的沉淀剂使其与被测组分发生沉淀反应，并以“沉淀形”沉淀出来。沉淀经过过滤、洗涤，在适当的温度下烘干或灼烧，转化为“称量形”，再进行称量。根据称量形的化学式计算被测组分在试样中的含量。 “沉淀形”和“称量形”可能相同，也可能不同，例如： Ba2+ BaSO4 BaSO4 被测组分 沉淀形 称量形 Fe3+ Fe（OH）3 Fe2O3 被测组分 沉淀形 称量形 在重量分析法中，为获得准确的分析结果，沉淀形和称量形必须满足以下要求。 1、对沉淀形的要求 （1）沉淀要完全，沉淀的溶解度要小，要求测定过程中沉淀的溶解损失不应超过分析天平的称量误差。一般要求溶解损失应小于0.1mg。例如，测定Ca2+时，以形成CaSO4和CaC2O4两种沉淀形式作比较，CaSO4的溶解度较大（Ksp=2.45×10-5）、CaC2O4的溶解度小（Ksp=1.78×10-9）。显然，用（NH4）2C2O4作沉淀剂比用硫酸作沉淀剂沉淀的更完全。 （2）沉淀必须纯净，并易于过滤和洗涤。沉淀纯净是获得准确分析结果的重要因素之一。颗粒较大的晶体沉淀（如MgNH4PO4·6H2O）其表面积较小，吸附杂质的机会较少，因此沉淀较纯净，易于过滤和洗涤。颗粒细小的晶形沉淀（如CaC2O4、BaSO4），由于某种原因其比表面积大，吸附杂质多，洗涤次数也相应增多。非晶形沉淀（如Al(OH)3、Fe(OH)3）体积庞大疏松、吸附杂质较多，过滤费时且不易洗净。对于这类沉淀，必须选择适当的沉淀条件以满足对沉淀形式的要求。 （3）沉淀形应易于转化为称量形 沉淀经烘干、灼烧时，应易于转化为称量形式。例如Al3+的测定，若沉淀为8-羟基喹啉铝[Al（C9H6NO）3]，在130℃烘干后即可称量；而沉淀为Al(OH)3，则必须在1200℃灼烧才能转变为无吸湿性的Al2O3后，方可称量。因此，测定Al3+时选用前法比后法好。 2、对称量形的要求 （1）称量形的组成必须与化学式相符，这是定量计算的基本依据。例如测定PO43-，可以形成磷钼酸铵沉淀，但组成不固定，无法利用它作为测定PO43-的称量形。若采用磷钼酸喹啉法测定PO43-，则可得到组成与化学式相符的称量形。 （2）称量形要有足够的稳定性，不易吸收空气中的CO2、H2O。例如测定Ca2+时，若将Ca2+沉淀为CaC2O4·H2O，灼烧后得到CaO，易吸收空气中H2O和CO2，因此，CaO不宜作为称量形式。 （3）称量形的摩尔质量尽可能大，这样可增大称量形的质量，以减小称量误差。例如在铝的测定中，分别用Al2O3和8-羟基喹啉铝[Al（C9H6NO）3]两种称量形进行测定，若被测组分Al的质量为0.1000g，则可分别得到0.1888g Al2O3和1.7040g Al（C9H6NO）3。两种称量形由称量误差所引起的相对误差分别为±1%和±0.1%。显然，以Al（C9H6NO）3作为称量形比用Al2O3作为称量形测定Al的准确度高。 三、沉淀剂的选择 根据上述对沉淀形和称量形的要求，选择沉淀剂时应考虑如下几点： 1．选用具有较好选择性的沉淀剂 所选的沉淀剂只能和待测组分生成沉淀，而与试液中的其它组分不起作用。例如：丁二酮肟和H2S都可以沉淀Ni2+，但在测定Ni2+时常选用前者。又如沉淀锆离子时，选用在盐酸溶液中与锆有特效反应的苦杏仁酸作沉淀剂，这时即使有钛、铁、钡、铝、铬等十几种离子存在，也不发生干扰。 2．选用