重量分析法和沉淀滴定法

第六章重量分析法和沉淀滴定法

在科学实验和化工生产过程中，经常要利用沉淀反应来制取难溶化合物，进行离子分离除去溶液中的杂质以做定量和定性的分析等。掌握影响沉淀生成与溶解平衡的有关因素，才能有效地控制沉淀反应的进行；只有基本搞清沉淀形成的机理，才有可能控制一定的沉淀条件，获得良好而且纯净的沉淀，或实现有效的分离，或得到准确的测定结果。

1.重量分析法概述

一、重量分析法及分类

重量分析法是经典的定量分析方法之一。它是用适当的方法将待测组分与其他组分分离，然后用称量的方法测定该组分含量的一种分析方法。

根据分离方法的不同，通常应用的重量分析法有沉淀法和气化法。

沉淀法是以沉淀反应为基础，将被测组分转变为溶解度小的沉淀，对沉淀进行适当的处理，最后称重，算出待测组分的含量。例如，测定试液中2

4

SO-含量

时，在试液中加入过量的BaCl

2使2

4

SO-定量生成BaSO4沉淀，经过滤、洗涤、干

燥后，称量BaSO

4的重量，从而计算试液中2

4

SO-的含量。

气化法（又称为挥发法）是用加热或其他方法使试样中被测组分气化逸出，然后根据气体逸出前后试样重量之差来计算被测组分的含量；或用吸收剂将逸出的该组分气体全部吸收，根据吸收剂重量的增加来计算该组分的含量。例如，欲

测定氯化钡晶体（BaCl

2∙2H

2

O）中结晶水的含量，可将一定量的试样加热，使水

分逸出，根据试样重量的减轻算出试样中水分的含量；也可以用吸湿剂（如高氯酸镁）吸收逸出的水分，根据吸收剂重量的增加来计算水分的含量。

此外，还有提取法和电重量分析法等。例如，测定农产品中油脂的含量时，可以将一定量的试样，用有机溶剂（如乙醚、石油醚等）反复提取，将油脂完全浸提到有机溶剂中，然后称量剩余物的重量，或将提取液中的溶剂蒸发除去，称量剩余油脂的重量，以计算油脂的含量。电重量分析法是利用电解的原理，使被测成分在电极上析出，然后称重求其含量。

二、重量分析法的特点

重量分析法是根据称得的重量来计算试样中待测组分含量的一种分析方法。重量分析中的全部数据都是由分析天平称量得来的，且不需要基准物，因此，测定准确度高，相对误差一般不超过0.1%。目前重量分析法主要用于含量不太低的硅、磷、硫和第六周期部分过渡元素的精确分析。另外在科学研究及基准物的分析中，也常以重量分析为标准。但重量分析操作较繁，费时较多，不适于生产中的控制分析，对低含量组分的测定误差较大。

上述四种方法中，以沉淀法应用较多，本章主要讨论沉淀法。

三、沉淀重量法对沉淀和称量形式的要求

1. 沉淀形式和称量形式

在重量分析中，向试液中加入沉淀剂，使被测组分沉淀下来，所得的沉淀就

是沉淀形式；对沉淀形式经过过滤、洗涤、烘干或灼烧后所得的用于称量的物质，称为称量形式。

由于物质在烘干或灼烧过程中，可能发生化学变化，因此在重量分析中沉淀

形式和称量形式有可能不相同。如在Mg2+ 的测定中，沉淀形式是MgNH

4PO

4

·6H

2

O，

称量形式是Mg

2P

2

O

7

。而在有些情况下沉淀形式和称量形式是同一种化合物，如测

定试液中2

4

SO 的含量时，其沉淀形式和称量形式都是BaSO4。

2 .重量分析对沉淀形式的要求

重量分析对沉淀形式有如下的要求：

（1）沉淀要完全，沉淀的溶解度要小。即沉淀的溶解损失不超过分析天平的称量误差，亦即沉淀的溶解损失≤0.0002 g。

（2）沉淀要纯净。即确保分析结果具有较高的准确度。

（3）沉淀要易于洗涤和过滤，即确保沉淀纯度高且便于操作。这就要求尽可能得到粗大的晶形沉淀。粗大的晶形沉淀在过滤时不易塞住滤纸的小孔，过滤容易，沉淀的总表面积小，吸附的杂质少，沉淀较纯净。非晶形沉淀体积庞大疏松，表面积很大，吸附杂质的机会较多；洗涤较困难，过滤也费时，因此，当不得不采用非晶形沉淀形式时，必须选择适当的沉淀条件，以便得到易于洗涤和过滤的沉淀形式。

（4）沉淀形式易转化为称量形式。

3. 重量分析对称量形式的要求

重量分析对称量形式的要求：

(1) 组成必须与化学式完全符合，否则无法计算分析结果。

(2) 称量形式要稳定，不易吸收空气中的水分和二氧化碳，干燥、灼烧时不易分解等。

(3) 称量形式的摩尔质量要尽量大，以少量的待测组分得到较大量的称量物质，可以提高分析灵敏度，减小称量误差和损失误差，提高分析的准确度。

2.沉淀溶解度及影响因素

利用沉淀反应进行重量分析时,要求沉淀反应定量的完全进行,重量分析的准确度才能高.沉淀反应是否完全,可以根据沉淀反应到达平衡后,沉淀中未被沉淀的待测组分来衡量,也就是说,可以根据沉淀溶解度的大小来衡量.溶解度小,

沉淀完全,溶解度大,沉淀不完全.那么,那些因素能影响沉淀的溶解度呢?下面分别讨论.

1、溶度积

严格来说，在水中绝对不溶的物质是不存在的。物质在水中溶解性的大小常以溶解度来衡量。通常大致可以把溶解度小于0.01g/100gH2O的物质称为难溶物质；溶解度在0.01～0.1/100gH2O的物质称为微溶物质；其余的则称为易溶物质。当然，这种分类也不是绝对的。对于难溶物质来说，它们在水中溶解度的大小首先是由其自身的本性所决定的，其次，温度的高低，是否有难溶物质构成组分以外的其它可溶性盐类存在等外界因素也会影响它们的溶解度。

AgCl是难溶的强电解质。将它的晶体放入水中后，在水分子的吸引和碰撞下，Ag+和Cl-离开晶体表面，成为自由移动离子的过程叫做溶解。与此同时，已经溶解的Ag+和Cl-在溶液中不断运动，当碰到未溶解的AgCl晶体时，又能被吸引到晶体表面而重新析出，这个过程叫做沉淀（或结晶）。在一定温度下，当溶解速率与沉淀速率相等的时，未溶解的晶体和溶液中的离子之间，便达到了动态平衡，这个称沉沉-溶解平衡，简称溶解平衡。此时溶液中的Ag+和Cl-已饱和，