※第7章重量分析法一、学习基本要求1.了解重量分析法概念，熟悉重量分析法的特点和种类。

2.了解挥发法的适用范围、熟悉直接法、掌握间接法的干燥方法。

3.熟悉萃取法的要领，掌握分配系数、分配比和萃取效率的概念和计算公式。

4.了解沉淀法的概念，理解沉淀分析的基本原理，熟悉沉淀的形成、条件选择，掌握沉淀称量和结果计算。

二、重点和难点1重点：萃取法、沉淀法2.难点：有关计算和具体操作三、知识要点（一）基本概念1.重量分析法：重量分析法是根据称量确定被测组分含量的分析方法。

重量分析包括分离和称量两大步骤。

根据分离方法的不同，重量分析一般可分为挥发法、萃取法和沉淀法。

2.挥发法：挥发法是利用物质的挥发性，通过加热或其它方法使试样的待测组分或其它组分挥发而达到分离，然后通过称量确定待测组分的含量。

3.萃取法（又称提取重量法）是利用被测组分在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同，将被测组分从一种溶剂萃取到另一种溶剂中来，然后将萃取液中溶剂蒸去，干燥至恒重，称量萃取出的干燥物的重量。

4.沉淀法：沉淀法是利用沉淀反应，将被测组分转化成难溶物形式从溶液中分离出来，然后经过滤、洗涤、干燥或灼烧，得到可供称量的物质进行称量，根据称量的重量求算样品中被测组分的含量。

（二）基本知识1.挥发法可分为直接法和间接法：（1）直接法待测组分与其它组分分离后，如果称量的是待测组分或其衍生物，通常称为直接法。

（2）间接法待测组分与其它组分分离后，通过称量其它组分，测定样品减失的重量来求得待测组分的含量，则称为间接法。

在去除物质中水分时，常采用以下几种干燥方法：加热干燥.、减压加热干燥、干燥剂干燥。

该硅胶已失效，应在105℃左右加热干燥到硅胶重显蓝色，冷却后可再重复使用。

2. 分配系数和分配比液－液萃取分离，是利用各种物质在互不相溶的两相中具有不同的分配系数或分配比，而使待测组分得到萃取分离。

（1）分配系数 各种物质在不同的溶剂中有不同的溶解度。

例如，当溶质A 同时接触两种互不相溶的溶剂时，如果一种是水，一种是有机溶剂，A 就分配在这两种溶剂中：水A ⇋有A在一定温度下，当这个分配过程达到平衡时，物质A 在两种溶剂中的活度比保持恒定，即分配定律，可用下表示：水有A A a a Pa =如果浓度很小，可以用浓度代替活度。

[][]水有A A K D =这个分配平衡中的平衡常数K D 称分配系数。

分配系数与溶质和溶剂的性质以及温度有关，在低浓度下K D 是常数。

K D 大的物质，绝大部分进入有机相中，容易被萃取；反之，K D 小的物质，主要留在水相中，不易被萃取。

上式称为分配定律，它是溶剂萃取法的基本原理。

（2）分配比D 是存在于两相中的溶质的总浓度之比，若以水c 和有c 分别代表水相和有机相溶质的总浓度。

则它们的比值：水有C CD =只有在最简单的萃取体系中，溶质在两相中的存在形式又完全相同时，D ＝K D ；在实际情况中D ≠K D 。

分配比通常不是常数，改变溶质和有关试剂浓度，都可使分配比变值。

但尽管如此，由于分配比易于测得，测定时，无需探讨溶质在溶液中以何种形体存在，而只需在达到分配平衡后，分离两相，在一定条若D >1，则表示溶质经萃取后，大部分进入有机相中。

但在实际工作中，要求D >10才可取得较好的萃取效率。

3.萃取效率萃取效率就是萃取的完全程度，常用萃取百分率（E ）表示，即：()%100%⨯=量被萃取物在两相中的总量被萃取物在有机相的总E 经过数学处理可得： ()%1001D D %E ⨯+＝上表可见，分配比小的系统，萃取效率也低。

在实际工作中，对于分配比较小的溶质，采取分几次加入溶剂，连续几次萃取的办法，以提高萃取效率。

如果每次用V 有毫升有机溶剂萃取，共萃取n 次，水相中剩余被萃取物质的量减少至W n 克。

则nn V DV V W W ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=水有水04.沉淀法基本原理（1）沉淀形式和称量形式在沉淀法，向试液中加入适当的沉淀剂，使被测组分沉淀出来，这样获得的沉淀称为沉淀形式。

沉淀形式经过滤、洗涤、烘干或灼烧后，供最后称量的物质，称为称量形式。

沉淀形式和称量形式的化学组成可以相同，也可以不同。

（2）对沉淀形式的要求①沉淀的溶解度必须很小。

即沉淀的溶解损失≤0.2mg 。

②沉淀必须纯净，尽量避免其它杂质的沾污。

③沉淀应易于过滤和洗涤，便于操作。

为此要尽可能获得粗大的晶形沉淀。

④沉淀应易于转化为称量形式。

（3）.对称量形式的要求①必须有固定的化学组成，符合一定的化学式。

否则无法计算分析结果。

②化学稳定性要高，称量形式不易吸收空气中的水分和二氧化碳，也不易被空气中的氧所氧化。

③称量形式的分子量要大，而被测组分在称量形式中占的百分比要小。

（4）.沉淀法的操作步骤①样品的称取和溶解，要求称取样品要有代表性，即样品的组成能代表所分析样品的平均组成；②沉淀的制备、过滤、干燥、灼烧；③沉淀的称量；5.沉淀的形成 分析结果无定形沉淀凝聚定向速度凝集速度〉 构晶离子—晶核—沉淀微粒 晶形沉淀定向排列定向速度凝集速度〈 6.影响沉淀纯度的因素（1）.共沉淀 产生共沉淀的原因有 表面吸附、形成混晶、包埋或吸留。

（2）.后沉淀 当沉淀析出后，在放置的过程中，溶液中原来不能析出沉淀的组分，也在沉淀表面逐渐沉积出来的现象，称为后沉淀。

7.沉淀条件的选择（1）晶形沉淀的沉淀条件可以概括为“稀、热、慢、搅、陈”五个字。

（2）.无定形沉淀的沉淀条件：浓溶液中沉淀、在热溶液中进行沉淀、加入适量的电解质、不陈化。

（3）均匀沉淀法：本法是，加入的沉淀剂并不立即与被测组分发生沉淀反应，而是通过一个缓慢的化学反应过程，使一种构晶离子由溶液中缓慢地、均匀地产生，（4）利用有机沉淀剂进行沉淀：有机沉淀剂品种多，选择性高，生成沉淀的溶解度小，沉淀吸附杂质少、纯净。

8.称量形式与结果计算沉淀析出后，经过滤、洗涤、干燥或灼烧制成称量形式，最后称定重量计算结果。

分析结果常按百分含量计算。

称量形式的称量值W 与其样品重S 的比值即为所求的百分含量。

计算式为： ()100%⨯=SW x % 有许多时候，称量形式的化学组成与待测组分的表示式不一致，则需将称量形式的量W 换算成待测组分的重量W ′，即：WF W ='F 为换算因数或称化学因数。

四、例题例1.准确称取纯净的BaCl 2·XH 2O 0.4885g ，得到硫酸钡沉淀0.4668g ，计算BaCl 2和结晶水的百分含量，并推断该氯化物的分子式。

分析：找出BaCl2转化为BaSO4的计量关系，求出BaCl2的质量，然后可计算出H 2O 的质量，并推算出BaCl 2·XH 2O 的组成。

解： BaCl 2 BaSO 4质量（g ）208.24 233.39x 0.4668x=4165.039.2334668.024.208=⨯(g) H 2O 的质量：0.4885- 04165=0.0720（g ） BaCl 2%=（0.4165/0.4885）×100%=85.3% H 2O%=（0.0720/0.4885）×100%=14.7%BaCl 2 ：H 2O = 0.4165/208.24 ：0.0720/18.02 = 2.0×10-3 ：4.0×10-3=1 ：2分子式：BaCl 2·2H 2O例2.某样品含40%的Al 2(SO 4)3和55%的KAl(SO 4)2·12H 2O 若用重量法使Al(OH)3沉淀，灼烧后欲得0.20gAl 2O 3，应取样品多少克？分析：找出Al 2(SO 4)3和KAl(SO 4)2·12H 2O 转化为Al 2O 3的计量关系，运用数学的方法，建立方程组解此题。

解： Al 2(SO 4)3 Al 2O 3 2KAl(SO 4)2·12H 2O Al 2O 3242.14 101.96 2×474.38 101.9640%x y 55%x 0.20－y242.14y = 101.96×40%x (1)2×474.38×(0.20-y) = 101.96×55%x (2)解这个方程组 x=0.88（g ）y=0.148(g) 应取样品0.88克五、习题指导习 题1. 重量分析法一般可分为几种方法？分别叫什么？2. 重量分析中为什么要求称量瓶、磁坩埚、玻砂坩埚、蒸发皿等恒重？实验里常用干燥方法有几种？3. 选择萃取剂的原则是什么？用同一种萃取剂，怎样提高萃取效率？4. 举例说明何谓“化学因数”？5. 挥发法适用于哪些物质的测定？它根据什么原理？6. 举例说明沉淀形式与称量形式有何区别?重量分析法中对沉淀形式和称量形式有何要求?7. 沉淀有几种类型？各种沉淀类型之间有何差别？8. 影响沉淀的因素有哪些?解题指导：1－8题参阅基本概念和基本知识9. 称取含有结晶水的纯净BaCl 2·XH 2O 0.5000g ，得到硫酸钡沉淀0.4777g ，计算BaCl 2和结晶水的百分含量，并计算每分子氯化钡中含结晶水的分子数等于多少？解题指导：参考例110. 某样品含35%的Al 2(SO 4)3和60%的KAl(SO 4)2O H 212 ，若用重量法使Al(OH)3沉淀，灼烧后欲得0.15gAl 2O 3，应取样品多少克？解题指导：参考例2六、自测试题(一)填空题1. 重量分析法是根据 确定被测组分含量的分析方法。

重量分析包括 和 两大步骤。

重量分析一般可分为 法、 法和 法。

2. 分配平衡中的平衡常数K D 称为 。

K D 与 和 的性质以及 有关，在低浓度下K D 是常数。

3. 沉淀形式和称量形式的化学组成可以 ，也可以 。

在Ca 2+的沉淀法测定中，用草酸铵为沉淀剂，生成CaC 2O 4·H 2O ，经灼烧后所得的是CaO ，其中 是沉淀形式； 是 称量形式。

4. 晶形沉淀的沉淀条件可以概括为“ 、 、 、 、 ”五个字。

（二）选择题1.干燥剂干燥适用于下列（ ）的物质。

A.B.C.D.A. 受热易分解B.挥发C.能升华D.三种都有2.在萃取法操作中，要求分配比D （ ）才可取得较好的萃取效率。

A. 等于10B.大于10C.小于10D.大于13.沉淀法对沉淀形式的要求是沉淀的溶解损失为（ ）A. ≤0.2mgB. ≤0.2gC. ≤0.2%D. ≤2%4. 被测组分为Cl - 称量形式为AgCl 其换算因数可表示为（ ）A. Ag +/Cl -B.Cl -/Ag +C.Cl -/AgClD.AgCl/Cl -(三)判断题1. 减压加热干燥一般是指压力应在2.67Kpa 以下干燥。