第7章-重量分析法
重量分析法
沉淀类型： 晶形沉淀
CaC2O4，BaSO4 MgNH4PO4
颗粒直径0.1～1m
无定形沉淀 凝乳状 AgCl
0.02～0.1m
胶体 Fe(OH)3
<0.02m
23
成核作用
Von Weimarn 公式
相对的
CrO4
K sp
I
,S
1.4
AgCl 1.2 0.005 1.0 0.001 c(KNO3)/(mol· L-1) 0.01
沉淀重量法中，用I=0.1 时的Ksp计算; 计算难溶盐在纯水中的 溶解度用Ksp
12
3.酸效应—增大溶解度(弱酸盐沉淀)
例 计算CaC2O4在不同情况下的溶解度 在纯水中
Ksp(CaC2O4)=2.0× 10-9 H2C2O4 Ka1=5.9 × 10-2 Ka2=6.4 × 10-5
Ag Ag Cr O7 Ag 2Ag
均相成核
QS 初始速度 k S Q 瞬时浓度
S 晶核的溶解度
成 核 作 用
Ba2+ Ba2+ SO42-Ba2+ Ba2+ 22SO4 SO 4 2SO4
QS ，相对过饱和度 S
lgN
异相成核 均相成核
异相成核
绝对的
异相成核 临界点
临 界 点
BaSO4 1000 AgCl 5.5
6
例: ms=0.5g, w(Al)=3%, 称量形Al2O3 , 约30mg,
7.1.3 重量分析结果的计算
Ag++Cl-
待测物
M (待测组分 ) =F M ( 称量形 )
重量分析法指导及答案
※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。
重量分析法
+
−
M + A−离 对←缔 ← 子 合 静 引 电 力
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ζ7-2沉淀溶解度及其影响因Cl（水） Ag + + Cl − ⇔ ⇔
2 2 CaSO4(水) ⇔ Ca 2+ + SO4 − + Ca 2+ SO4 −离子对
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ζ7-2沉淀溶解度及其影响因素
2.S：在计算溶解度时必须加以考虑。 S=S0+[M+]=S0+[A-] 当S0很小，MA（水）接近完全离解，在计算S时，可忽略S0。 S=[M+]=[A-] 3.三个概念： 3. （1）活度积Kap： 由第二个平衡得出 K2 =
aM+ ⋅ aA− aMA(水)
= 6.2×10−7 + Ksp = 6.2 ×10−7 + 1.8×10−10 = 1.4×10−5 mol ⋅ L−1
2.已知Ca3(PO4)2的Ksp=2.0×10-29，求S=？ 解：
Ksp 2.0×10-29 S = m+n m n = 3+2 3 2 = 7.1×10-7 mol ⋅ L−1 m ⋅n 3 ⋅2
气化法： (2) 气化法： 一般是通过加热或其它方法使试样中的被测组分挥发逸 然后根据试样重量的减轻计算试样中该组分的含量； 出，然后根据试样重量的减轻计算试样中该组分的含量；或 当该组分逸出时，选择一吸收剂将它吸收， 当该组分逸出时，选择一吸收剂将它吸收，然后根据吸收剂 重量的增加计算该组分的含量。 重量的增加计算该组分的含量。 例如，测定试样中吸湿水或结晶水时， 例如，测定试样中吸湿水或结晶水时，可将试样烘干至 恒重，试样减少的重量，即所含水份的重量。 恒重，试样减少的重量，即所含水份的重量。也可以将加热 后产生的水气吸收在干燥剂里，干燥剂增加的重量， 后产生的水气吸收在干燥剂里，干燥剂增加的重量，即所含 水份的重量。根据称量结果， 水份的重量。根据称量结果，可求得试样中吸湿水或结晶水 的含量。 的含量。
第七章沉淀滴定法和重量分析法
第七章沉淀滴定法和重量分析法教学目的、要求：把握沉淀滴定法。
熟悉重量分析法的原理。
了解重量分析法的特点及注意事项。
教学重点及难点：沉淀滴定法及重量分析法的原理。
§8-1 沉淀滴定法概述: 沉淀滴定法是以沉淀反映为基础的滴定分析法。
沉淀反映尽管很多，但并非是所有沉淀反映都能应用于滴定分析。
应用于沉淀滴定的沉淀反映必需符合以下条件：(1) 沉淀反映必需定量进行，沉淀的溶解度必需很小。
(2) 沉淀反映必需迅速。
(3) 必需有适宜的指示剂来确信滴定终点。
由于受上述条件所限，目前应用较广的是生成难溶性银盐的反映，如：Ag＋ + C1－＝AgCl↓以这种反映为基础的沉淀滴定法称为银量法。
本法可用来测定含C1—、Br—、I—、SCN—及Ag＋等离子化合物的含量。
银量法按所用的指示剂不同，又分为铬酸钾指示剂法、铁铵矾指示剂法、吸附指示剂法。
一、银量法的大体原理1.滴定曲线：沉淀滴定法在滴定进程中的溶液离子浓度的转变情形也能够用滴定曲线表示，以pAg（或pX）为纵坐标，以滴定体积或滴定百分数为横坐标。
在化学计量点周围和其他滴定一样也产生滴定突跃，其突跃范围大小与沉淀的溶度积和溶液的浓度有关。
2.分步滴定：当溶液同时含有Cl-、Br-、I-时，由于他们与Ag+形成的沉淀溶持续滴定，形成三个突跃，别度积不同较大，可利用分步沉淀的原理，用AgNO3离测定他们的含量。
二、确信终点的方式（一）铬酸钾指示剂法(Mohr法)1.原理用AgN03标准溶液滴定氯化物或溴化物时，以铬酸钾为指示剂，滴定反映为：终点前：Ag＋+ Cl－＝AgCl↓ (白色)终点时：2Ag＋十CrO42－＝Ag2CrO4↓(砖红色)依照分步沉淀的原理，Cl－先沉淀。
2.滴定条件（1）．指示剂的用量要适当。
假设指示剂浓度过大，会使终点提早；过小，终点迟缓。
一样在50 ~ 100 ml滴定液中加入5%K2CrO4指示剂1ml即可。
（2）．在中性或微碱性溶液中进行。
分析化学第七章(重量分析法和沉淀滴定法)答案解析
重量分析法和沉淀滴定法思考题1.沉淀形式和称量形式有何区别？试举例说明之。
答：在重量分析法中，沉淀是经过烘干或灼烧后再称量的。
沉淀形式是被测物与沉淀剂反应生成的沉淀物质，称量形式是沉淀经过烘干或灼烧后能够进行称量的物质。
有些情况下，由于在烘干或灼烧过程中可能发生化学变化，使沉淀转化为另一物质。
故沉淀形式和称量形式可以相同，也可以不相同。
例如：BaSO4,其沉淀形式和称量形式相同，而在测定Mg2+时，沉淀形式是MgNH4PO4·6H2O，灼烧后所得的称量形式却是Mg2P2O7。
2．为了使沉淀定量完全，必须加人过量沉淀剂，为什么又不能过量太多?答：在重量分析法中，为使沉淀完全，常加入过量的沉淀剂，这样可以利用共同离子效应来降低沉淀的溶解度。
沉淀剂过量的程度，应根据沉淀剂的性质来确定。
若沉淀剂不易挥发，应过量20%~50%；若沉淀剂易挥发，则可过量多些，甚至过量100%。
但沉淀剂不能过量太多，否则可能发生盐效应、配位效应等，反而使沉淀的溶解度增大。
3．影响沉淀溶解度的因素有哪些？它们是怎样发生影响的？在分析工作中，对于复杂的情况，应如何考虑主要影响因素?答：影响沉淀溶解度的因素有：共同离子效应，盐效应，酸效应，配位效应，温度，溶剂，沉淀颗粒大小和结构等。
共同离子效应能够降低沉淀的溶解度；盐效应通过改变溶液的离子强度使沉淀的溶解度增加；酸效应是由于溶液中H+浓度的大小对弱酸、多元酸或难溶酸离解平衡的影响来影响沉淀的溶解度。
若沉淀是强酸盐，如BaSO4，AgCl等，其溶解度受酸度影响不大，若沉淀是弱酸或多元酸盐[如CaC2O4、Ca3(PO4)2]或难溶酸（如硅酸、钨酸）以及与有机沉淀剂形成的沉淀，则酸效应就很显著。
除沉淀是难溶酸外，其他沉淀的溶解度往往随着溶液酸度的增加而增加；配位效应是配位剂与生成沉淀的离子形成配合物，是沉淀的溶解度增大的现象。
因为溶解是一吸热过程，所以绝大多数沉淀的溶解度岁温度的升高而增大。
第七章 重量分析法和沉淀滴定法.
第七章重量分析法和沉淀滴定法§ 7– 1 沉淀滴定法沉淀滴定法是以沉淀反应为基础的一种滴定分析方法。
能用于沉淀滴定法的沉淀反应必须符合：(1) 生成沉淀的溶解度必须很小。
(2) 沉淀反应必须迅速、定量地进行。
(3) 有合适的确定终点的方法目前应用较广的是生成难溶银盐的反应，如：Ag+ + Cl- ＝AgClAg+ + SCN-＝AgSCN这种滴定方法称为“银量法”，可用于测定Cl-、Br-、I-、SCN-等离子。
根据确定滴定终点的方法不同, 银量法可分为以下几种: 一、摩尔法⒈原理：以测定Cl-为例，在中性溶液中，加入K2CrO4指示剂，用AgNO3标准溶液滴定：Ag+ + Cl- ＝AgCl （白色）2Ag+ + CrO42- ＝Ag2CrO4 （砖红色）由于AgCl沉淀的溶解度小于Ag2CrO4沉淀的溶解度，所以在滴定过程中，首先生成AgCl沉淀，随着AgNO3标准溶液继续加入，AgCl沉淀不断生成，溶液中Cl- 浓度越来越小，Ag+浓度越来越大，直至[Ag +]2[ CrO 42-] > Ksp 时，便出现砖红色Ag 2CrO 4的沉淀，指示滴定终点的到达。
显然，终点出现的早晚与溶液中CrO 42-的浓度大小有关。
若CrO 42- 的浓度过大，则终点提前出现，使分析结果偏低;若CrO 42-浓度过小，则终点推迟，使分析结果偏高。
因此，为了获得准确的分析结果，必须控制CrO 42-的浓度，适宜CrO 42-的浓度可以从理论上加以计算。
在计量点时，Cl -与Ag +恰好完全作用生成AgCl 沉淀，此时[Ag +] ＝ [Cl -] =√Ksp (AgCl) = √1.56×10-10 = 1.25×10-5 mol/L若Ag 2CrO 4沉淀恰在计量点时生成，则[][]()L m o l Ag CrO Ag Ksp CrO /108.51025.1100.9,225122442---+⨯=⨯⨯==-2在实际滴定中，因为K 2CrO 4本身呈黄色，若接上面计算的CrO 42-浓度，颜色太深影响终点的观察。
第7章 沉淀滴定法
MA(固) M A
[ M M
在一定温度下它的活度积：
Kap aM aA
a a
M A
]
A
[A ]
代入上式得
Kap [M ][ A ] M A
在纯水中MA的溶解度很小，溶液中的离子强度不 大，在通常不考虑离子强度的影响，则：
二、沉淀条件的选择 晶体沉淀的沉淀条件：
1、在适当稀的溶液中进行沉淀：以降低相对过饱和度。 2、在不断搅拌下，缓慢地加入沉淀剂：可减小局部过 浓。 3、在热溶液中进行沉淀：一方面可增大沉淀的溶解度，降 低溶液的相对过饱和度；另一方面又能减少杂质的吸附量。 但为防止因溶解度增大而造成溶解损失，沉淀须经冷却方 可过滤。 4、陈化：沉淀完全后，让初生成的沉淀与母液一起放置一 段时间，这个过程叫陈化。
2、重量分析对称量形式的要求：
a. 称量形式必须有确定的化学组成，这是计
算分析结果的依据。
b. 称量形式必须十分稳定，不受空气中水分、 等的影响。
c. 称量形式的摩尔质量要大，则少量的待测组 分可以得到较大量的称量物质，减少称量误差。
§7—2 沉淀的溶解度及其影响因素
一、沉淀平衡，溶度积和条件溶度积
解:
C r2O3 2BaCrO4 152.0 2 253.3
mCr2O3
mCr2O3
Cr2O3的百分含量
0.2530
0.2530 152.0 0.0759 g 2 253.3
mCr2O3
0.0759 100% 15.18% 100% 0.5000 G
例4 分析不纯的NaCl和NaBr混合物时，称取试样1.000g， 溶于水，加入沉淀剂AgNO3，得到AgCl和AgBr沉淀的质量 为0.5260g，若将此沉淀在Cl2流中加热，使AgBr转变为 AgCl，再称其质量，为0.4260g，试样中NaCl和NaBr的百 分含量各为多少？ 解：设NaCl的质量为xg，NaBr的质量为yg，则
《重量分析法 》课件
样品称重：准确称量样品的重 量
目的：去除样品中的有机物和水分
操作步骤：将样品放入灰化炉或灼烧炉中，加热至一定温度，保持一定时间
注意事项：避免样品与炉壁直接接触，防止样品被烧焦或烧毁 结果：得到灰化或灼烧后的样品，用于后续分析
冷却目的：使样 品中的水分蒸发， 以便进行下一步 的称重和计算
冷却方法：将样 品放入干燥器中， 在室温下自然冷 却
间接重量分析法：通过测定样品中某种成分的质量变化来测定其他成分 的含量
差减法：通过测定样品中两种或多种成分的质量变化来测定其中一种成 分的含量
增量法：通过测定样品中某种成分的质量变化来测定其他成分的含量
减量法：通过测定样品中某种成分的质量变化来测定其他成分的含量
差减法和增量法的结合：通过测定样品中两种或多种成分的质量变化来 测定其中一种成分的含量
称量样品：准确称量样品的重量
记录数据：记录样品的重量、体积、密度等数据
计算结果：根据样品的重量、体积、密度等数据，计算样品的质量、体积、密度等结 果
分析结果：根据计算结果，分析样品的性质、成分、结构等特征
结果准确，重复性好 操作简单，易于掌握
适用于多种样品，包括固体、 液体和气体
成本低廉，无需特殊设备
药物成分分析：通过重量分析法确定药物中的有效成分和杂质
药物纯度检测：通过重量分析法检测药物的纯度，确保药物的质量和安全性
药物稳定性研究：通过重量分析法研究药物在储存过程中的稳定性，为药物的储存和运 输提供依据
药物相互作用研究：通过重量分析法研究药物之间的相互作用，为药物的联合使用提供 依据
化学分析：用于测定样品中的元素含量 环境监测：用于监测大气、水体、土壤等环境中的污染物含量 食品检测：用于检测食品中的添加剂、农药残留等有害物质 工业生产：用于监测工业生产过程中的原料、产品等物质含量
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第七章 重量分析法 Gravimetry
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基本内容和重点要求
了解重量分析法的特点、分类； 掌握重量分析中对沉淀的要求及沉淀
条件的选择；
了解重量分析中的过滤、洗涤、干燥
和灼烧等基础知识；
掌握重量分析实际应用及相关计算。
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第七章 重量分析法
§7-1 概述 §7-2 重量分析对沉淀的要求 §7-3 沉淀的完全程度与影响沉淀溶解度
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AgCl在NaCl溶液中的溶解度
过量NaCl
0 3.410-3 9.210-3 3.610-2 3.510-1 5.010-1
AgCl溶解度 1.210-5 7.210-7 9.110-7 1.910-6 1.710-5 2.810-5
♫从上表可以看出，沉淀剂过量的多少会导 致不同效应：过量较少时，同离子效应显 著；过量较多时，则盐效应起主要作用， 而且有些难溶物还会形成络合物或酸式盐， 使溶解度增大。
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二、分类 根据分离方法划分
1. 沉淀法 2. 挥发法（气化法） 3. 电解法
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1. 沉淀法
♫加入沉淀剂，使待测组分生成难溶化合物 沉淀下来，经过滤、洗涤、干燥、灼烧、 称重、计算待测组分的含量，如
Ba2+ + SO42- = BaSO4
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2. 挥发法（气化法）
♫待测组分转变为气体逸出，据试样减少质 量计算；或将逸出气体用适当吸收剂吸收， 据吸收剂增重质量计算。
♪ 如“烧失量”测定， CaCO3 = CaO + CO2
♪ 再如石英岩中二氧化硅的测定，用氢氟酸挥 发法，
SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O
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3. 电解法
♫电子作沉淀剂使金属在电极上析出，据电 极增重质量计算。
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三、特点
最基本、最古老的分析方法
♫不需要标准溶液或基准物质，准确度高； ♫操作繁琐、周期长； ♫不适用于微量和痕量组分的测定； ♫目前重量分析法主要用于常量的硅、硫、
可见沉 淀很完
全
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共同离子效应
♫重量分析中，常加入适当过量沉淀剂利用 同离子效应降低沉淀的溶解度，使被测组
分沉淀完全。 ♫但沉淀剂过多，可能会引起盐效应或其他
副反应而使沉淀溶解度增大。故一般沉淀 剂以过量50~100%为宜，对非挥发性沉淀 剂，则以过量20~30%为宜。
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2. 盐效应
♫在强电解质（NaNO3、KNO3）存在下，沉 淀溶解度增大的现象。由于溶液中离子浓
度的增加，离子之间由于电性吸引的相互 牵制作用增强，使离子结合成分子的机会 减小，从而表现为沉淀溶解度略有增高的 现象。
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盐效应
构晶离子的电荷越高，影响越严重。
♫ 如KNO3浓度由0增到0.01molL-1时，AgCl 的溶解度由1.2810-5molL-1增到1.4310-5 molL-1，增大约12％，而BaSO4的溶解度 由0.9610-5 molL-1增到1.6310-5molL-1， 增大约70％。
于分离和洗涤，简化了操作，加快了速度， 称量形式的摩尔质量也较大，应用日益广 泛。
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§7-3 沉淀的完全程度与影响沉淀 溶解度的因素
一、沉淀平衡，溶度积 二、影响沉淀溶解度的因素
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一、沉淀平衡，溶度积
♫溶解度是指在一定温度下，在物质的饱和 溶液中，所含溶质分子的量，符号s，单位 g·100g-1(H2O)、g·L-1、mol·L-1等。
的因素 §7-4 影响沉淀纯度的因素 §7-5 沉淀的形成与沉淀的条件 §7-6 沉淀的过滤、洗涤、烘干或灼烧 §7-7 重量分析的计算和应用示例
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§7-1 概述
一、方法介绍 二、分类 三、方法特点
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一、方法介绍
♫用适当的方法先将被测组分与试样中其他
组分分离，转化为一种纯粹的、化学组成 固定的化合物，然后称量，据化学因数计 算该组分的含量。
♫沉淀溶解损失是重量分析误差的重要来源 之一。（若沉淀溶解损失小于0.1mg，即 小于分析天平的称量允许误差，就不影响 测定的准确度了）
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溶度积
对于MmAn型沉淀，溶度积表示为
MmAn mM nA [M]m[A]n Ksp
式中省 略了M 和A的电
荷
重量分析中，微溶化合物的溶解度很小，
溶液的离子强度也不大，通常可不考虑离
过滤 洗涤
1100℃ 灼烧
Mg2P2O7
可见，沉淀形式与称量形 式可能相同，也可能不同
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二、对沉淀形式的要求
沉淀形式（Precipitation Form）
♫ 要求：
♪ 沉淀的溶解度要小，定量完全沉淀； ♪ 沉淀易于过滤、洗涤，粗大的晶型沉淀或紧密
的非晶沉淀；
♪ 沉淀纯净，避免玷污；
♪ 沉淀易于转化为称量形式。
子强度的影响。微溶化合物的溶度积常数
可查表。
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二、影响沉淀溶解度的因素
1. 共同离子效应 2. 盐效应 3. 酸效应 4. 络合效应 5. 温度的影响 6. 溶剂的影响 7. 沉淀颗粒大小和结构的影响
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1. 共同离子效应
♫ 溶液中加入含有构晶离子的溶液，沉淀溶解 度减小的现象。共同离子效应是由于吕·查得
里平衡移动原理造成的。 ♫ 如BaSO4重量法测定Ba2+，BaSO4在250mL水
中溶解损失重为： 1.11 0 10 0.25 103 .37 30.00g04
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共同离子效应
♫ 若使沉淀后溶液中SO42-浓度为0.01mol·L-1， 则沉淀损失重为：
1 .1 1 1 00 0 .25 10.3 3 7 3 4 1 7 0 g 0 .01
镍、磷、钨等元素的精确分析。
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§7-2 重量分析对沉淀的要求
一、沉淀形式与称量形式 二、对沉淀形式的要求 三、对称量形式的要求 四、沉淀剂的选择
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一、沉淀形式与称量形式
试液 沉淀剂 沉淀形式
称量形式
SO42- + Ba2+ BaSO4
过滤 洗涤
800℃ 灼烧
BaSO4
Mg2++(NH4)2HPO4MgNH4PO4·6H2O
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三、对称量形式的要求
称量形式（Weighing Form）
♫ 要求：
♪ 有确定的化学组成，组成与化学式完全相符； ♪ 十分稳定，不易吸收空气中H2O、CO2，不易
被氧化；
♪ 称量形摩尔质量要大，待测组分在称量形式中
含量要小，减小称量误差，提高分析灵敏度。
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四、沉淀剂的选择
♫根据对沉淀的要求选择沉淀剂； ♫沉淀剂应具有较好的选择性； ♫尽可能选用易挥发或易灼烧除去沉淀剂； ♫有机沉淀剂的选择性较好，组成固定，易