第六章 重量分析法 Gravimetry

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第第第 第第第第第 Gravimetry 6.1 第第第第第第第 6.2 第第第第第第第第第第第第 6.3 第第第第第第第第第第第第第 6.4 第第第第第第第第第第第 6.5 第第第第第第第 6.6 第第第第第

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第六章 重量分析法 Gravimetry. 6.1 重量分析法概述 6.2 沉淀的溶解度及其影响因素 6.3 沉淀的类型和沉淀的形成过程 6.4 影响沉淀纯度的主要因素 6.5 沉淀条件的选择 6.6 有机沉淀剂. 第六章 重量分析法 Gravimetry. 思考题 1 重量分析法的误差来源 ? 2 重量分析法的不完善之处? 3 用何种手段提高重量分析法的分析速度?. 6.1 重量分析法概述. 1 重量分析法的分类和特点 2 沉淀重量法的过程和对沉淀的要求 3 重量分析法结果的计算. - PowerPoint PPT Presentation

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第六章 重量分析法Gravimetry

6.1 重量分析法概述6.2 沉淀的溶解度及其影响因素6.3 沉淀的类型和沉淀的形成过程6.4 影响沉淀纯度的主要因素6.5 沉淀条件的选择6.6 有机沉淀剂

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第六章 重量分析法Gravimetry

思考题

1 重量分析法的误差来源 ?

2 重量分析法的不完善之处?3 用何种手段提高重量分析法的分析速

度?

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6.1 重量分析法概述

1 重量分析法的分类和特点2 沉淀重量法的过程和对沉淀的要求3 重量分析法结果的计算

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6.1 重量分析法概述1 重量分析法的分类和特点 * * 定义 在重量分析中,先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,由称得的物质的质量计算该组分的含量。根据被测组分与其他组分分离方法的不同,有三种重量分析法。

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6.1 重量分析法概述

* 重量分析法分类( 1 )沉淀法 Precipitation methodPrecipitation method

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、烘干或灼烧,最后称重并计算其含量。

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6.1 重量分析法概述( 2 )气化法(又称为挥发法) Gasification method

利用物质的挥发性质,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组分的含量;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。

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6.1 重量分析法概述

( 3 )电解法 Electrogravimetry method

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。

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6.1 重量分析法概述* 特点 ( 1 )成熟的经典法,无标样分析法,

用于仲裁分析。( 2 ) 用于常量组分的测定,准确度

高,相对误差在 0.1% - 0.2% 之间。( 3 )耗时多、周期长,操作烦琐。 ( 4 )常量的硅、硫、镍等元素的精确测

定仍采用重量法。

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6.1 重量分析法概述2 沉淀重量法的过程和对沉淀的要求* 分析过程 过滤 800℃

SO42- + BaCl2→ BaSO4 ----→ ---→ BaSO4

洗涤 灼烧

过滤 1100℃

Mg2++(NH4)2HPO4→ MgNH4PO4·6H2O --→ --→ Mg2P2

O7

洗涤 灼烧

试液 沉淀剂 沉淀形 称量形

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6.1 重量分析法概述Sample + precipitant

↓ Aging

Precipitation form

↓ Filtration,washing,ignition

Weighing form

↓ Drying, constant weight

Weighing

↓ Gravimetric factor (F)

Calculation result

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6.1 重量分析法概述* 对沉淀形的要求( 1 )沉淀的溶解度必须很小,保证被测组

分沉淀完全。( 2 )沉淀易于过滤和洗涤。希望尽量获得

粗大的晶形沉淀。无定形沉淀,应掌握好沉淀条件,改善沉淀的性质。

( 3 )沉淀纯度高,避免玷污。( 4 )沉淀易转化为称量形式。

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6.1 重量分析法概述* 对称量形的要求( 1 )有确定的化学组成,定量计算的依( 2 ) 稳定,不受空气中水、 CO2 和 O2 等影响。( 3 )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。

例如: 0.1000g Al3+

Al3+ + NH3 → Al(OH)3 → Al2O3 0.1888g

Al3++ 8- 羟基喹啉→ (C9H6NO)3Al 1.704g

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6.1 重量分析法概述3 重量分析法结果的计算 (例 6 ) Gravimetric factor - F

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,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),以 F 表示。

称量形式的质量 m ,试样的质量 ms ,及换算因素 F ,被测组分的质量分数 w :

%100sm

mFw

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6.2 沉淀的溶解度及其影响因素

1 溶解度、溶度积和条件溶度积 2 影响沉淀溶解度的因素 ( 1 )同离子效应 ( 2 )盐效应 ( 3 )酸效应 ( 4 )络合效应 ( 5 )其他影响

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6.2 沉淀的溶解度及其影响因素

1 溶解度、溶度积和条件溶度积溶解度 - solubility

溶度积 — solubility product

条件溶度积: conditinonal  solubility product

• 沉淀的溶解损失是重量分析法误差的重要来源之一,因此必须了解各种影响沉淀溶解度的因素。

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6.2 沉淀的溶解度及其影响因素

   MA (固) == MA (水) == M+ + A-

固有溶解度或分子溶解度: αMA(水)= S0

(Intrinsic solubility):

溶解度: S = S0 + [M+]= S0 + [A-]

活度积: K0sp=αM+·αΑ-=γM+[M+]·γΑ-[A-]=γM+γΑ- Ksp

溶度积: Ksp=[M+][A-]= K0sp/γM+γΑ-

196 10~10 Lmol

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6.2 沉淀的溶解度及其影响因素

MA(¹Ì ) M + A

OH L H

MOH ML HA

AM

sp

AMsp aa

K

aa

AMAMK

''' ]][[]][[

AMspsp aaKAMK ]][[ '''

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6.2 沉淀的溶解度及其影响因素

2 影响沉淀溶解度的因素 (1) 同离子效应- Common ion effect

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,则沉淀的溶解度减少,称为同离子效应。在重量分析法中,常加入过量的沉淀剂,降低沉淀的溶解度。

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6.2 沉淀的溶解度及其影响因素

例如, 25℃时, BaSO4 在水中的溶解度: S = [Ba2+]=[SO4

2-] = (1.1×10-10)1/2

= 1.0 × 10-5 mol/L

若沉淀平衡时 , 溶液中 [SO42-]=0.10mol/L

则 S = Ksp/ [SO42-] = 1.1 × 10 –9 mol/L

一般沉淀剂以过量 50%- 100% 为宜 ; 对非挥发性沉淀剂 , 一般过量 20%-30% 为宜。

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6.2 沉淀的溶解度及其影响因素(2) 盐效应- Salting effect ( 例 1)

在 KNO3 、 NaNO3 等强电解质存在时,沉淀的溶解度比在纯水中的大,这种加入强电解质而增大沉淀溶解度的现象,称为盐效应。

高价离子的活度系数受离子强度的影响较大,构晶离子的电荷越高,对溶解度的影响越大。一般由盐效应引起沉淀溶解度的增加不是很大,与其它化学因素相比,影响要小得多,常可以忽略。

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6.2 沉淀的溶解度及其影响因素

表5-1 AgCl和BaSO4在KNO3溶液中溶解度(25℃)(0s为在纯水中的溶解度,s为在KNO3溶液中的溶解度)

KNO3的浓度c/ mol?L-1

AgCl溶解度s/10-5 mol/L

s/s0KNO3的浓度c/ mol/L

BaSO4溶解度s/10-5 mol/L

s/s0

0.000 1.278(s0) 1.00 0.000 0.96(s0) 1.000.00100 1.325 1.04 0.00100 1.16 1.210.00500 1.385 1.08 0.00500 1.42 1.480.0100 1.427 1.12 0.0100 1.63 1.70

0.0360 2.35 2.45

表5-2 PbSO4在Na2SO4溶液中溶解度

Na2SO4的浓度c/ mol/L

0 0.001 0.01 0.02 0.04 0.100 0.200

PbSO4溶解度s/10-3 mol/L

0.15 0.024 0.016 0.014 0.013 0.016 0.019

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6.2 沉淀的溶解度及其影响因素

(3) 酸效应- Acidic effect

溶液酸度对沉淀溶解度的影响 .

对于二元弱酸 H2A 形成的盐 MA:

S = ( Ksp/δA ) 1/2

例:当 H2SO4浓度大于 4.5 mol/L 时,由于生成了 HSO4

-而使 PbSO4 的溶解度迅速增大。

M2+ A2-

Ka2 H+

HA- H2AKa1

MA(¹Ì ) +

H+

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6.2 沉淀的溶解度及其影响因素 ( 例 2 、例 3 、例 4 、例 5)

例如 CaC2O4 的溶解度* pH = 4.00 时 , δC2O4= 0.39

S = 7.2×10-5 mol/L

*pH = 2.00 时 , δC2O4= 0.0054

S = 6.1×10-4 mol/L

*pH = 3.00 时 ,δC2O4= 0.058,

C C2O4=0.010mol/L,

Ksp = [Ca2+][C2O42-]= S×δC2O4 ×C C2O4

S = 3.4×10-6 mol/L ( 同离子效应 + 酸效应 )

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6.2 沉淀的溶解度及其影响因素( 4 )络合效应- Complexing effect

• 若溶液中存在有能与构晶离子生成可溶性络合物的络合剂 , 则反应向沉淀溶解的方向进行 , 影响沉淀的完全程度 ,这种影响称为络合效应 . (例 5 )

• 络合剂的浓度越大 ,生成的络合物越稳定 ,沉淀的溶解度越大 .

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6.2 沉淀的溶解度及其影响因素例如 : 在 pH = 4.0 时 , δC2O4= 0.39; αY(H)=108.6

CC2O42-= 0.2 mol/L, [Y’] = 0.01mol/L

求 PbC2O4 的溶解度 :

αPb(Y) =1 + [Y]·KPbY

= 1 + [Y’]·KPbY/αY(H)

= 107.4

Ksp = [Pb2+][C2O42-]=S·CC2O42- ·δC2O4/αPb(Y)

S= 0.05 mol/ L

在此条件下无沉淀产生 .

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6.2 沉淀的溶解度及其影响因素

有些沉淀剂本身就是络合剂, 既有同离子效应,也有络合效应, 对沉淀溶解度的影响,由沉淀剂浓度而定. Ag + + Cl- = AgCl ∣ Cl-

AgCl2-, AgCl3

2- ,AgCl43-

[Cl-] 大于 10-2. 5mol/L时, 络合效应 [Cl-] 小于 10-2. 5mol/L时, 同离子效应 沉淀剂过量 10-3-10-2 mol/L, 沉淀的溶解度最小.

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6.2 沉淀的溶解度及其影响因素

( 5 )其它影响因素* 温度- Temperature 沉淀的溶解反应 , 绝大多数是吸热反应 ,

沉淀的溶解度一般随温度升高而增大 .

对于在热溶液中溶解度大的沉淀 , 在室温下过滤、洗涤,例如 MgNH4PO4 ;无定形沉淀(如 Fe2O3·nH2O )的溶解度小,冷却后难于过滤洗涤,要趁热过滤洗涤。

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6.2 沉淀的溶解度及其影响因素

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6.2 沉淀的溶解度及其影响因素

* 溶剂- Solvent

大多数无机盐沉淀在水中的溶解度比在有机溶剂中大一些。

例如: PbSO4

S=45 mg / L (水) S=2.3 mg / L (30%乙醇水 溶液 )

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6.2 沉淀的溶解度及其影响因素

* 沉淀颗粒- Diameter of particle

同一种沉淀 , 晶体颗粒大 , 溶解度小 ; 晶体颗粒小 , 溶解度大 . 通常采用陈化获得大颗粒的沉淀 .

例如 : SrSO4 沉淀 大颗粒 S = 6.2×10-4 mol/L

0.05μm S = 6.7×10-4 mol/L 增大 8%

0.01μm S = 9.3×10-4 mol/L 增大 50%

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6.2 沉淀的溶解度及其影响因素* 胶体溶液- Colloid solution

胶体颗粒很小 , 容易透过滤纸而引起损失 ,因此要避免形成胶体溶液 .常采用加热或加入大量电解质措施 .

* 沉淀的形态- Form and structure 初生成时 ,“亚稳态”的溶解度大 , 放置后 , “稳定态”的溶解度小 .

例如 “亚稳态” α-CoS Ksp=4×10-20

“稳定态” β-CoS Ksp=7.9×10-24

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6.3 沉淀的类型和沉淀的形成过程

1 沉淀的类型 2 沉淀的形成过程

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6.3 沉淀的类型和沉淀的形成过程

1 沉淀的类型 生成的沉淀类型,首先取决于沉淀的

性质,其次与沉淀形成的条件、沉淀后的处理有密切的关系。在重量分析法中,最好能获得晶形沉淀。

晶形沉淀 - Crystalline precipitate

无定形沉淀- Amorphous precipitate

凝乳状沉淀- Curdy precipitate

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6.3 沉淀的类型和沉淀的形成过程

几种类型沉淀的比较特点 晶形沉淀 凝乳状沉淀 无定形沉淀直径 0.1- 1μm 0.02- 0.1μm 小于 0.02μm结构 规则 ,紧密 疏松 , 无规则溶解度 较大 较小纯度 高 含大量水处理 易过滤 , 洗涤 不易过滤 , 洗涤示例 BaSO4 AgCl Fe2O3·nH2OKsp 1.1×10-5 3.2×10-10 1.9×10-10

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6.3 沉淀的类型和沉淀的形成过程

2 沉淀的形成过程 沉淀的形成是一个复杂过程 , 有关这方面的理论都是定性的解释或经验公式的描述 , 很不成熟 .

沉淀的形成过程如下 :

成长,定向排列

长大过程成核作用 构晶 离子

晶核

凝聚

沉淀 颗粒

无定型 沉 淀

晶形 沉淀

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6.3 沉淀的类型和沉淀的形成过程* 晶核形成速度小于晶核成长速度 ,则获得较大沉淀颗粒 ,且能定向地排列成为晶形沉淀 ;若晶核生成极快 , 则形成大量细小微晶 , 只能凝聚起来得到细小的胶状沉淀 .

* 均相成核 : 构晶离子在过饱和溶液中 , 通过离子的缔合作用 ,自发形成晶核。占优势时形成无定形沉淀。

*异相成核 : 溶液中混有的固体微粒 , 在沉淀过程中起着晶种的作用 ,诱导沉淀的形成。占优势形成晶形沉淀。

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6.3 沉淀的类型和沉淀的形成过程* 分散度-晶核形成速度-沉淀生成的初始速

度可以用槐氏 (Von Weimarn) 的经验公式表示 :

分散度 =K ×( CQ-S ) /S C Q:沉淀剂加入瞬间沉淀物质的浓度; S : 晶核的溶解度;( CQ-S ): 过饱和度,引起沉淀作用的动力;( CQ-S ) /S :相对过饱和度; K:为常数,与沉淀性质、介质及温度等有关。

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6.3 沉淀的类型和沉淀的形成过程

* 相对过饱和度越小,则晶核形成速度越慢,能得到大颗粒沉淀。各种沉淀都有一个能大批自发产生晶核的相对过饱和极限值,称为临界值。

* 控制相对过饱和度在临界值以下,沉淀以异相成核为主,得到大颗粒沉淀。超过临界值后,沉淀以均相成核为主,得到小颗粒沉淀。

例如 沉淀 临界值 (表 5 ) BaSO4 1000

CaC2O4 ·H2O 31

AgCl 5.5

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6.4 影响沉淀纯度的主要因素

1 共沉淀 Coprecipitation

2 继沉淀(后沉淀) Postprecipitation

3 减少沉淀玷污的方法

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6.4 影响沉淀纯度的主要因素1 共沉淀 Coprecipitation

* 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,这种现象称为共沉淀现象。

共沉淀现象使沉淀玷污,这是重量分析法误差的主要来源之一。

例如 以 BaCl2 为沉淀剂测定 SO42- 时,试

液中 Fe3+会以 Fe2(SO4)3 的形式夹杂在 BaSO4

沉淀中一起析出 ,给分析结果带来误差。

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6.4 影响沉淀纯度的主要因素

* 共沉淀现象的分类

吸附共沉淀 - Adsorption coprecipitation

包藏(吸留和包夹) -Occlusion and inclusion

混晶或固溶体 -Mixed crystal coprecipitation

Page 42: 第六章  重量分析法 Gravimetry

6.4 影响沉淀纯度的主要因素* 吸附共沉淀:由于沉淀表面上离子电荷的不完全等衡,使沉淀吸附溶液中的杂质离子现象。

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6.4 影响沉淀纯度的主要因素

→ 吸附原则:表面吸附是有选择性的。( 1 )第一吸附层首先吸附过量的构晶离子。此外,那些

与构晶离子半径相似、电荷相同的离子。 例如 BaSO4 ) SO4

2- ) Pb2+

( 2 )第二吸附层的抗衡离子: 能与构晶离子生成微溶或离解度很小的化合物,优先被吸附。 例 BaSO4 ) SO4

2- ) Ca2+ ( Ca2+ 和 Mg2

+ ) BaSO4 ) Ba2+ ) NO3- ( Cl- 和 NO3- ) 离子的价数越高,浓度越大,越易被吸附。 例 BaSO4 ) SO4

2- ) Fe3+ ( Fe3+ 和 Na+ )

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6.4 影响沉淀纯度的主要因素→ 吸附量与下列因素有关:( 1 )沉淀的总表面积越大吸附量越大。同质量

的沉淀,沉淀颗粒越小则比表面积越大,吸附杂质量越大。故晶形沉淀吸附杂质量少,无定形沉淀表面吸附严重。

( 2 )溶液中杂质浓度越大,吸附越严重。( 3)与溶液温度有关。吸附是放热过程,升高溶液的温度,可以减少杂质的吸附。* 减少措施:吸附是发生在沉淀的表面,洗涤沉

淀是减少吸附杂质的有效方法。

Page 45: 第六章  重量分析法 Gravimetry

6.4 影响沉淀纯度的主要因素* 包藏(吸留和包夹):在沉淀过程中,

由于沉淀生成太快,吸附的杂质离子来不及离开沉淀表面就被随后生成的沉淀所覆盖,使得杂质或母液被包藏在沉淀内部,引起共沉淀。包藏过程符合吸附规则。

包藏是在结晶内部,不能用洗涤方法除去,可通过陈化或重结晶的方法予以减少。

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6.4 影响沉淀纯度的主要因素* 混晶或固溶体:→若溶液中杂质离子与沉淀构晶离子的半径相近、晶体结构相似时,形成混晶共沉淀。

例 BaSO4- PbSO4 ; AgCl- AgBr ; BaSO4- KMnO4

→ 减少或消除混晶生成的最好方法,是将杂质事先分离除去。

→共沉淀的量只与杂质的含量及体系的平衡常数大小有关,改变沉淀条件和加强沉淀后的处理和洗涤、陈化,甚至再沉淀都没有很大的效果。

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6.4 影响沉淀纯度的主要因素

2 继沉淀(后沉淀) Postprecipitation

一种本来难于析出沉淀的物质,或是形成稳定的过饱和溶液而不能单独沉淀的物质,在另一种组分沉淀之后被“诱导”而随后也沉淀下来的现象,且它们沉淀的量随放置的时间而加多。 例 CaC2O4 ) C2O4

2- ) Mg2+ ) C2O42-

CuS ) S2- ) Zn2+ ) S2-

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6.4 影响沉淀纯度的主要因素 继沉淀与共沉淀现象的区别:( 1 )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。( 2 )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。( 3)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。

在重量分析法中,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。

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6.4 影响沉淀纯度的主要因素 3 减少沉淀玷污的方法( 1 )选择适当的分析步骤。( 2 )选择合适沉淀剂。如选择有机沉淀剂。( 3 )改变杂质的存在形式。( 4 )改善沉淀条件。包括溶液浓度、酸度、

试剂加入次序和速度、陈化等。(见表)( 5 )再沉淀:将得到的沉淀过滤后溶解,

再进行第二次沉淀。

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6.4 影响沉淀纯度的主要因素表 沉淀条件对沉淀纯度的影响

(+:提高纯度;-:降低纯度; 0:影响不大)沉淀条件 混晶 表面吸附 吸留或包夹 后沉淀稀溶液 0 + + 0

慢沉淀 不定 + + - 搅 拌 0 + + 0

陈 化 不定 + + -加 热 不定 + + 0

洗涤沉淀 0 + 0 0

再沉淀 + + + +

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6.5 沉淀条件的选择

1 晶形沉淀的条件

2 无定形沉淀的条件

3 均匀沉淀法 Homogeneous precipitation

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6.5 沉淀条件的选择1 晶形沉淀的条件 如何获得纯净和颗粒大的沉淀。( 1 )沉淀在较稀的溶液中进行。溶液的相对过饱和度不大,

有利于形成大颗粒的沉淀。为避免溶解损失,溶液的浓度不宜太稀。

( 2 )搅拌下慢慢加入沉淀剂,避免局部过浓生成大量晶核。( 3 )在热溶液中进行沉淀。增大沉淀的溶解度,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滤,以减少溶解损失。

( 4 )陈化:沉淀完全后,让沉淀与母液一起放置一段时间,使小晶粒溶解,大晶粒则逐渐长大;不完整的晶粒转化为较完整的晶粒;亚稳态的沉淀转化为稳定态的沉淀;使沉淀更加纯净。但对混晶共沉淀、继沉淀无效。

Page 53: 第六章  重量分析法 Gravimetry

6.5 沉淀条件的选择

Page 54: 第六章  重量分析法 Gravimetry

6.5 沉淀条件的选择2 定形沉淀的条件 ( 1 )在热的、浓的溶液中,不断搅拌下进行沉淀。

在热和浓的溶液中,离子的水化程度降低,有利于得到含水量小、体积小、结构紧密的沉淀,沉淀颗粒容易凝聚。

防止形成胶体溶液,减少沉淀表面对杂质的吸附。

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。

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6.5 沉淀条件的选择( 2 )沉淀时加入大量电解质或某些能引起沉淀微粒凝聚的胶体。因电解质能中和胶体微粒的电荷,减低其水化程度,有利于胶体颗粒的凝聚。为防止洗涤沉淀时发生胶溶现象,洗涤液中也应加入适量电解质。( NH4Cl 、 NH4NO3 )。

例 测 SiO2 ,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物胶,相互凝聚作用,使硅胶沉淀完全。

( 3 )沉淀完毕,趁热过滤,不必陈化。

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6.5 沉淀条件的选择3 均匀沉淀法 Homogeneous precipitation

通过缓慢的化学反应过程,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地慢慢地形成,得到大颗粒的沉淀。对形成混晶和继沉淀无效。

用均匀沉淀法得到的沉淀,颗粒较大,表面吸附杂质少,易过滤、易洗。用均匀沉淀法,甚至可以得到晶形的 Fe2O3·nH2O, Al2O3·nH

2O 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。

Page 57: 第六章  重量分析法 Gravimetry

6.5 沉淀条件的选择( 1 ) 控制溶液 pH值的均匀沉淀法 沉淀 CaC2O4 :于酸性含 Ca2+ 的试液中加入过量草酸,

利用尿素水解产生 NH3逐步提高溶液的 pH ,使 CaC2

O4均匀缓慢地形成。 CO ( NH2 ) 2 + H2O → 2NH3 + CO2

( 2 )酯类或其它有机化合物水解,产生沉淀剂阴离子。 沉淀 BaSO4 :加硫酸甲酯于含 Ba2+ 的试液中,利用酯

水解产生的 SO42- ,均匀缓慢地生成 BaSO4 沉淀。

( CH3 ) 2SO4 + 2H2O → 2CH3OH + SO42- + 2H+

Page 58: 第六章  重量分析法 Gravimetry

6.5 沉淀条件的选择( 3)络合物分解:控制金属离子释放速率。 将 EDTA-Ba2+ 加入含 SO4

2- 的溶液中,然后加入氧化剂破坏EDTA,使络合物逐渐分解,Ba2+均匀释出,生成 BaSO4 沉淀。

( 4 )氧化还原反应产生所需的沉淀离子。 用过硫酸铵氧化 Ce(Ⅲ)→ Ce(Ⅳ),均匀沉淀生成碘酸高铈。

( 5)合成试剂法:在溶液中慢慢合成有机试剂。 丁二酮 + 羟胺 + Ni2+→ 丁二酮肟镍晶状沉淀

Page 59: 第六章  重量分析法 Gravimetry

6.6 有机沉淀剂 1 有机沉淀剂的特点 ( 1 )试剂品种多,性质各异,有些试剂的选择

性很高,便于选用。( 2 )沉淀的溶解度一般很小,有利于被测物质沉

淀完全。( 3 )沉淀吸附无机杂质较小少,且沉淀易于过滤、

洗涤。( 4 )沉淀的摩尔质量大,被测组分在称量形式中占的百分比小,有利提高分析的准

( 5 )有些沉淀组成恒定,经烘干后即可称量,简化了重量分析操作。

Page 60: 第六章  重量分析法 Gravimetry

6.6 有机沉淀剂2 有机沉淀剂的分类( 1 )生成螯合物的沉淀剂:作为沉淀剂的螯合剂,至少有两个基团。一个是酸性基团,如— OH ,— COOH, —SH, —SO3H等;另外一个是碱性基团,如— NH2, —NH—,N≡, —CO—, —CS— 等。金属离子与有机螯合沉淀剂反应,通过酸性基团和碱性基团的共同作用,生成微溶性的螯合物。

Page 61: 第六章  重量分析法 Gravimetry

6.6 有机沉淀剂

Mg(H2O)2+6

2 N

OH

N

NO

OMg

O

O

HH

HH

H+4H2O

+

+ +2

Page 62: 第六章  重量分析法 Gravimetry

6.6 有机沉淀剂( 2 ) 生成离子缔合物的沉淀剂 有些相对分子质量较大的有机试剂,在水溶液中

以阳离子或阴离子形式存在,它们与带相反电荷的离子反应后,可生成微溶性的离子缔合物沉淀。

有机沉淀剂的亲水基团多,在水中的溶解度大;疏水基团多在水中溶解度小。

亲水基团: -SO3H, -OH, -COOH , -NH2, -NH—等;

疏水基团:烷基、苯基、卤代烃基等。

44564456 )()( AsMnOHCMnOAsHC

Page 63: 第六章  重量分析法 Gravimetry

6.6 有机沉淀剂2 有机沉淀剂应用示例( 1 )丁二酮肟:与 Ni2+,Pd2+,Pt2+,Fe2+生

成沉淀,与 Co2+,Cu2+,Zn2+ 等生成水溶性的络合物。

在氨性溶液中,与 Ni2+生成鲜红色的螯合物沉淀,沉淀组成恒定,可烘干后直接称重,用于重量法测定镍。

与 Fe3+,Al3+,Cr3+ 等在氨性溶液中生成水合氧化物沉淀,干扰测定,可加入柠檬酸或酒石酸进行掩蔽。

Page 64: 第六章  重量分析法 Gravimetry

6.6 有机沉淀剂( 2 ) 8- 羟基喹啉 在弱酸性或弱碱性溶液中( pH=3-9)。8- 羟基喹啉与许多金属离子发生沉淀反应,生成的沉淀组成恒定,可烘干后直接称重。8- 羟基喹啉的最大缺点是选择性较差。

+N

OH

N

O

Al3+ 3+ H+Al

3

3

Page 65: 第六章  重量分析法 Gravimetry

6.6 有机沉淀剂( 3 )四苯硼酸钠 四苯硼酸钠能与 K+,,Rb+,Tl+,Ag+ 等生成

离子缔合物沉淀。四苯硼酸钠易溶于水,是测定 K+ 的良好沉淀剂。由于一般试样中 Rb+,Tl+,Ag+ 的含量极微,故此试剂常用于 K+ 的测定,且沉淀组成恒定,可烘干后直接称重。

456456 )()( HCKBHCBK

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本 章 作 业

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p211 6 b

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