重量法
减少或消除方法
改变沉淀条件,重结晶或陈化
2.后沉淀(继沉淀):
溶液中其他本来难以析出沉淀的组分(杂质离子) 在该沉淀表面继续沉积的现象
溶液中被测组分析出沉淀之后在与母液放置过程中,
注:继沉淀经加热、放置后会更加严重
消除方法——缩短沉淀与母液的共置时间
示例
例:草酸盐的沉淀分离中
2 2
例:金属硫化物的沉淀分离中
H2S ( Cu 2 , Zn 2 CuS 长时间 CuS ZnS
长时间放置,CuS表面吸附S 2 [ S 2 ] 当[ Zn 2 ][S 2 ] K SP( ZnS ) ZnS 逐渐沉积
3.提高沉淀纯度措施
重量法的二个关键: 一要完全; 二要纯净 沉淀完全是指被测组分残留在溶液中很少 1. 沉淀的类型 2. 沉淀的形成
1. 沉淀的类型
(1)晶形沉淀:颗粒直径0.1~1μm, 排列整齐,结构紧密, 比表面积小,吸附杂质少 易于过滤、洗涤 例:BaSO4↓(细晶形沉淀) MgNH4PO4↓(粗晶形沉淀) (2)无定形沉淀:颗粒直径﹤0.02μm 结构疏松 比表面积大,吸附杂质多 不易过滤、洗涤 例: Fe2O3•2H2O↓ (3)凝乳状沉淀:颗粒直径界于两种沉淀之间 例:AgCl↓
注:
因为酸度变化,构晶离子会与溶液中的H+或OH-反应, 从而使沉淀溶解度增大。
降低了构晶离子的浓度,使沉淀溶解平衡移向溶解,
4. 配位效应:存在配位剂与构晶离子形成配位体,
使沉淀的溶解度增大的现象称为~
讨论:
1)配位效应促使沉淀-溶解平衡移向溶解一方, 从而增大溶解度 2)当沉淀剂本身又是配位剂时,应避免加入过多; 既有同离子效应,又有配位效应,应视浓度而定
图示
注:
根据沉淀受温度影响程度选择
合适温度
沉淀→加热溶液 陈化→加热微沸 过滤、洗涤沉淀 温度影响大的沉淀→冷至室温 再过滤洗涤
温度对沉淀溶解度的影响
温度影响小的沉淀→趁热过滤 洗涤
四、影响沉淀纯度的因素 1.共沉淀现象 2.后沉淀
3.提高沉淀纯度措施
1.共沉淀现象
(1)表面吸附 吸附共沉淀:沉淀表面吸附引起杂质共沉淀
e. 在酸性条件下进行
2.无定形沉淀
特点:溶解度小,颗粒小,难以过滤洗涤; 结构疏松,表面积大,易吸附杂质
条件:
a.浓溶液——降低水化程度,使沉淀颗粒结构紧密
b.热溶液——促进沉淀微粒凝聚,减小杂质吸附
c.搅拌下较快加入沉淀剂——加快沉淀聚集速度
d.不需要陈化——趁热过滤、洗涤,防止杂质包裹
e.适当加入电解质——防止胶溶
3.均匀沉淀法
1.晶形沉淀
特点:颗粒大,易过滤洗涤; 结构紧密,表面积小,吸附杂质少
条件:
a.稀溶液——降低过饱和度,减少均相成核
b.热溶液——增大溶解度,减少杂质吸附 c.充分搅拌下慢慢滴加沉淀剂——防止局部过饱和 d.加热陈化——生成大颗粒纯净晶体
陈化:沉淀完成后,将沉淀与母液放置一段时间, 这一过程称为~ (加热和搅拌可以缩短陈化时间)
吸附规则
第一吸附层:先吸附过量的构晶离子 再吸附与构晶离子大小接近、电荷相同的离子 浓度较高的离子被优先吸附 第二吸附层:优先吸附与构晶离子形成的盐溶解度小的离子 离子价数高、浓度大的离子,优先被吸附
减小方法
制备大颗粒沉淀或晶形沉淀 适当提高溶液温度 洗涤沉淀,减小表面吸附
续前
(2)形成混晶:存在与构晶离子晶体构型相同、离 子半径相近、电子层结构相同的杂质离子,沉 淀时进入晶格中形成混晶
3)配位效应与沉淀的溶解度和配合物稳定常数有关,
溶解度越大,配合物越稳定, 配位效应越显著
5. 其他因素:
A.温度: T↑ ,S ↑ ,溶解损失↑ (合理控制)
B.溶剂极性: 溶剂极性↓ ,S↓,溶解损失↓ (加入有机溶剂) C.沉淀颗粒度大小: 同种沉淀,颗粒↑ ,S↓ ,溶解损失↓(粗大晶体) D.胶体形成: “胶溶”使S↑,溶解损失↑(加入大量电解质可破坏之) E.水解作用: 某些沉淀易发生水解反应,对沉淀造成影响
As2O3
Ag3AsO4
AgCL
M As2O3 6M AgCL
Ca , Mg
CaC2 O4 长时间 CaC2 O4 MgC2 O4
2 C2O4
2 2 长时间放置,CaC2 O4 表面吸附C 2 O4 [C 2 O4 ] 2 当[ Mg 2 ][C 2 O4 ] K SP( MgC2O4 ) MgC2 O4 逐渐沉积
3. 沉淀剂的选择
(1). 所形成的沉淀具有很小溶解度的沉淀剂 (2). 本身溶解度较大的沉淀剂; (3). 沉淀剂具有好的选择性和特效性 (4).所形成的沉淀具有良好结构的沉淀剂; (5).能够获得摩尔质量较大的称量形式的沉淀剂 (6).沉淀剂最好选用易挥发的物质(有机沉淀剂)。
三、沉淀的类型和形成
2. 盐效应
3. 酸效应
4. 配位效应
5. 其他因素
1.同离子效应:当沉淀达平衡后,若向溶液中加入组成沉淀的构
晶离子试剂或溶液,使沉淀溶解度降低的现象称为~
构晶离子:组成沉淀晶体的离子称为~
讨论:
过量加入沉淀剂,可以增大构晶离子的浓度,
降低沉淀溶解度,减小沉淀溶解损失
过多加入沉淀剂会增大盐效应或其他配位副反应, 而使溶解度增大
后,转化成具有确定组成的称量形式,称量并计算 被测组分含量的分析方法。 2. 沉淀形式:沉淀的化学组成称~ 3. 称量形式:沉淀经烘干或灼烧后,供最后称量的 化学组成称~
沉淀重量法的分析过程
过滤
8000C
Ba2+ + SO42-
BaSO4↓
洗涤 灼烧 过滤
BaSO4
烘干
Ca2+ + C2O42-
CaC2O4•2H2O ↓
影响沉淀颗粒大小和形态的因素: 聚集速度:构晶离子聚集成晶核后进一步堆积成沉淀微粒的 速度 定向速度:构晶离子以一定顺序排列于晶格内的速度 注:沉淀颗粒大小和形态决定于聚集速度和定向速度比率大小 聚集速度< 定向排列速度 → 晶形沉淀 聚集速度> 定向排列速度 → 无定形沉淀
3. 影响沉淀溶解度的因素 1. 同离子效应
洗涤 过滤 灼烧 烘干
CaO
试样溶液 + 沉淀剂
待测离子 沉淀剂
沉淀形式↓
洗涤 灼烧
称量形式
处理过程 称量形式
沉淀形式
注:称量形式与沉淀形式可以相同,也可以不同
续前
1.对沉淀形式的要求 a.溶解度小 b.纯净,不含杂质 c.易过滤和洗涤 d.易转化成称量形式 2.对称量形式的要求 a.确定的化学组成 b.足够的化学稳定性 c.较大的摩尔质量
与滴定分析相比:
1)全部数据均由分析天平(感量1.0 mg),
不需标样或基准物质;
2)对高含量组分测定(>1%),结果可靠,
不适宜微量组分测定;
3)过滤、洗涤、烘干等操作繁琐、费时, 不适于生产中的控制分析。
二、重量分析对沉淀的要求
1. 沉淀重量法过程:利用沉淀反应将待测组分以难溶
化合物形式沉淀下来,经过滤、洗涤、烘干、灼烧
1)选择适当分析步骤 测少量组分含量时,首先沉淀含量少的组分 2)改变易被吸附杂质的存在形式,降低其浓度 分离除去,或掩蔽 3)选择合适的沉淀剂 选用有机沉淀剂可有效减少共沉淀 4)改善沉淀条件 温度,浓度,试剂加入次序或速度,是否陈化 5)再沉淀 有效减小吸留或包埋的共沉淀及后沉淀现象
五、沉淀类型的选择 1.晶形沉淀 2.无定形沉淀
沉淀剂用量:一般 —— 过量50%~100%为宜 非挥发性 —— 过量20%~30%2. 盐效:溶液中加入强电解质使沉淀溶解度
增大的现象
注:沉淀溶解度很小时,常忽略盐效应 沉淀溶解度很大,且溶液离子强度很高时,要 考虑盐效应的影响
3. 酸效应:溶液酸度对沉淀溶解度的影响称为~
讨论: 酸度对强酸型沉淀物的溶解度影响不大, 但对弱酸型或多元酸型沉淀物的溶解度影响较大 pH↓,[H+]↑,S↑
第二章 化学分析基本方法
第一节
一、重量分析法:
重量分析法
将待测组分与试样中的其他组分分离,并转化为一定称量形
式的化合物,然后称重,根据称量数据计算试样待被测组分 含 量的分析方法。 分类: 1. 沉淀法 2. 气化法
3. 电解法
特点:
4. 萃取法
1. 不需标准溶液、 准确度高; 2. 费时,繁琐, 不适合微量组分
例:BaSO4与PbSO4 ,AgCL与AgBr 同型混晶 BaSO4中混入KMnO4(粉红色) 异型混晶
减小或消除方法
将杂质事先分离除去; 加入络合剂或改变沉淀剂,以消除干扰离子
续前
(3)吸留或包埋:沉淀速度过快,表面吸附的杂质 来不及离开沉淀表面就被随后沉积下来的沉淀 所覆盖,包埋在沉淀内部,这种因吸附而留在 沉淀内部的共沉淀现象称~
八、结果的计算 1. 称量形与被测组分形式一样
称量形式的质量 被测组分% 100 % 试样的质量
2. 称量形与被测组分形式不一样
称量形式的质量 F 被测组分% 100 % 试样的质量
a 被测组分的摩尔质量 换算因数 F b 称量形式的摩尔质量
a,b是使分子和分母中所含 预测元素原子个数相等 而考虑的系数
2.沉淀的形成
构晶离子
聚集 成核作用 均相、异相
晶核
生长过程 扩散、沉积
沉淀微粒
无定形沉淀 晶形沉淀
定向排列
晶核的形成 晶核的生长