教案(第8章-重量分析法)

第1页……………………装……………………订…………………线……………………………教案稿纸内蒙古化工职业学院【学习目标】1．掌握沉淀溶解度及其影响因素。2．熟悉沉淀重量法的基本操作方法、步骤、对沉淀形式和称量形式的要求，晶形沉淀和无定型沉淀的条件。3．了解沉淀的形态和形成过程。【板书】第8章重量分析法简介一、概述重量分析是根据称量生成物的质量来确定待测组分的含量。通常分为沉淀法和挥发法。1.沉淀法沉淀→过滤→洗涤→烘干或灼烧→称量→计算待测组分的含量。2.挥发法利用物质的挥发性，通过加热或其他方法使试样中的被测组分挥发逸出，然后根据试样质量的减轻来计算试样中该组分的含量；或用吸收剂将逸出的该组分气体全部吸收，根据已知质量的吸收剂的质量增加来计算该组分的含量。【讲解】第8章重量分析法简介一、概述重量分析是根据称量生成物的质量来确定待测组分的含量。测定时，通常先用适当的方法将试样中的待测组分与其它第2页……………………装……………………订…………………线……………………………教案稿纸内蒙古化工职业学院组分分离，然后称量，由称量得的质量计算该组分的含量。待测组分与其它组分的分离方法，通常分为沉淀法和挥发法。1.沉淀法利用沉淀反应使待测组分以难溶化合物的形式沉淀下来，再将沉淀过滤、洗涤、烘干或灼烧，然后通过称量，测定待测组分的含量。如测定试液中SO42-的含量时，在试液中加入过量的BaCl2溶液，使SO42-完全生成难溶的BaSO4沉淀，经过滤、洗涤，干燥和灼烧后，称量BaSO4的质量，从而计算试液中SO42-的含量。2.挥发法利用物质的挥发性，通过加热或其他方法使试样中的被测组分挥发逸出，然后根据试样质量的减轻来计算试样中该组分的含量；或用吸收剂将逸出的该组分气体全部吸收，根据已知质量的吸收剂的质量增加来计算该组分的含量。例如，测定氯化钡晶体（BaCl2•2H2O）中结晶水的含量，可将一定质量的氯化钡试样加热，使水分逸出，根据氯化钡质量的减轻来计算试样中的结晶水的含量；或者用吸湿剂（如高氯酸镁）吸收逸出的水分，根据吸湿剂质量的增加来计算结晶水的含量。综上所述，不论是哪种重量分析法都是通过称量来测定被测组分的含量。在分析过程中不需要容量器皿引入的数据，也不需要基准物质或标准溶液进行比较，因此准确度高。但由于重量分析程序长，费时多，而且难以测定微量成分，已逐渐被滴定法所代替。但是目前对某些高含量的硅、硫、镍、钨以及第3页……………………装……………………订…………………线……………………………教案稿纸内蒙古化工职业学院几种稀有元素的精确分析仍采用重量分析法。【板书】二、沉淀法基本原理（一）重量分析对沉淀的要求沉淀形式→称量形式1．对沉淀形式的要求①沉淀的溶解度要小。②沉淀要纯净。③沉淀应易于过滤和洗涤。④易转化为称量形式2．对称量形式的要求①称量形式必须有确定的化学组成。②称量形式必须稳定。③称量形式的摩尔质量要大。（二）沉淀的条件1.沉淀应在适当稀的热溶液中进行，并不断搅拌，缓慢地滴加稀沉淀剂。2.沉淀完全后陈化。【讲解】二、沉淀法基本原理重量分析法中以沉淀法应用较广，我们主要讨论沉淀法。沉淀法主要是根据沉淀的质量来计算试样中被测组分含量的。因此得到的沉淀能否反映被测组分的含量是重量分析的关键，第4页……………………装……………………订…………………线……………………………教案稿纸内蒙古化工职业学院这就涉及到沉淀的性质和适当的沉淀条件，使沉淀完全和纯净。下面将重点讨论这些问题。（一）重量分析对沉淀的要求利用沉淀反应进行重量分析中，往试液中加入适当的沉淀剂，使被测组分沉淀下来,所得的沉淀称为沉淀形式。沉淀经过滤、洗涤、干燥或灼烧得到称量形式。在此过程中，沉淀可能发生化学变化，即称量形式和沉淀形式可以相同，也可以不相同。例如：测定SO42-时，试液中加入过量BaCl2溶液，得到BaSO4沉淀，其沉淀形式和称量形式相同。而在测试溶液中Mg2+含量时，加入过量沉淀剂(NH4)2HPO4,得到MgNH4PO4•6H2O，经灼烧得到称量形式Mg2P2O7，此时沉淀形式和称量形式就不同。1．对沉淀形式的要求①沉淀的溶解度要小，这样就不致因沉淀溶解的损失而影响测定的准确度。如测定Ca2+时，不能使用H2SO4作沉淀剂（Ksp=2.45×10-5），而选用草酸铵(Ksp=1.78×10-9)。②沉淀要纯净，尽量避免混有杂质，这样才能获得准确的分析结果。③沉淀应易于过滤和洗涤，这样不仅便于操作，也是保证沉淀纯度的一个重要方面。因此，在进行沉淀时，尽量希望获得粗大的晶形沉淀。例如，MgNH4PO4•6H2O在过滤时不会堵塞滤纸的小孔，过滤易进行，而且由于总表面积小，也不易吸附杂质，沉淀纯净易洗涤。如果只能生成无定形沉淀时，如BaSO4、CaCO3,也应控制沉淀条件，改变沉淀的性质，以得到第5页……………………装……………………订…………………线……………………………教案稿纸内蒙古化工职业学院便于过滤和洗涤的沉淀。④易转化为称量形式2．对称量形式的要求①称量形式必须有确定的化学组成，否则无法计算分析结果。例如，磷钼酸铵虽然是一种溶解度很小的晶形沉淀，但由于组成不确定，不能利用其作为测定PO43-的称量形式，通常采用磷钼酸喹啉。②称量形式必须稳定，不受空气中的CO２、水分和O2等的影响，在灼烧时也不易分解或变质，否则影响结果的准确度。例如,CaC2O4•H2O灼烧后得到的CaO就不宜作为称量形式。③称量形式的摩尔质量要大，则被测组分在称量形式中的含量小，可以减少称量误差，提高分析灵敏度。如测定Al3+时，称量形式可以是Al2O3，也可以是８－羟基喹林铝，由于８－羟基喹林铝的摩尔质量大，会减小由于沉淀的损失或沾污对被测组分测定结果的影响，提高准确度。为了达到以上沉淀的要求，必须合理地选择沉淀剂。此外，还应注意沉淀剂要有良好的选择性，而且在灼烧时易于挥发除去，以保证沉淀的纯净。（二）沉淀的条件在重量分析中，为了获得纯净，易于分离和洗涤的晶形沉淀，应采用适宜的沉淀条件。1.沉淀应在适当稀的热溶液中进行，并不断搅拌，缓慢地滴加稀沉淀剂，以降低溶液的相对过饱和度，减少聚集速度，第6页……………………装……………………订…………………线……………………………教案稿纸内蒙古化工职业学院利于晶体逐渐长大，同时也减少了杂质的吸附。2.沉淀完全后，常将沉淀和母液一起放置一段时间，这叫陈化。通过陈化可以获得完整、粗大而纯净的晶形沉淀。由于小颗粒结晶的溶解度比大颗粒结晶大，同一溶液对小颗粒结晶是不饱和的，而对大颗粒结晶则是过饱和的，于是溶液中的构晶离子就在大颗粒结晶上沉积。当溶液浓度降低到对大颗粒结晶是饱和时，对小颗粒结晶已不饱和，小颗粒结晶又要继续溶解，因此陈化过程中就会发生小结晶溶解大结晶长大的现象。同时陈化作用还能使沉淀更纯净，因为大结晶比表面积小，吸附杂质量少；同时由于小结晶的溶解，将原来吸附、包藏的杂质释放回溶液，使沉淀更纯净。在进行沉淀反应时，即使沉淀剂是在搅拌下缓慢加入的，但仍难以避免沉淀剂在溶液中局部过浓，为此提出了新的沉淀法—均相沉淀法。这个方法的特点是通过缓慢的化学反应，使沉淀剂缓慢地、均匀地产生出来，这样可获得颗粒较大的沉淀。例如，测Ba2+时，一般直接加入SO42-，生成的是BaSO4的细晶形沉淀。如果将硫酸甲酯加入含Ba2+的试液中，利用酯水解产生的SO42-缓慢均匀的生成BaSO4沉淀，反应为：（CH3）2SO4+2H2O=2CH3OH+SO42-+2H+此外，均相沉淀法还可以利用其他有机化合物的水解，配合物的分解和氧化还原等缓慢均匀的合成所需的沉淀剂离子。均相沉淀法虽是重量分析的一种改进方法，但它还同时存在一些缺点，如得到的沉淀纯度并非都很满意；对生成混晶及第7页……………………装……………………订…………………线……………………………教案稿纸内蒙古化工职业学院后沉淀的改善效果不大；长时间煮沸溶液容易使容器壁上沉积一层致密的沉淀，不易取下，往往需要溶剂溶解后再沉淀等。