1、返回章目录沉淀滴定法和重量分析法沉淀滴定法和重量分析法1.概概 述述 2.沉淀滴定法沉淀滴定法 3.重量分析法重量分析法 4.小小 结结 定义:以沉淀反应为基础的定量分析方法 t T +a A TtAa cTVT w 沉淀滴定法沉淀滴定法 重量分析法重量分析法 沉淀反应的条件 Ksp 小；确定的化学计量关系;沉淀迅速；有合适的指示剂 1.1.概述概述概述两类 沉淀滴定法（precipitation titration）以沉淀反应为基础的滴定分析方法。重量分析法（gravimetric analysis）通过称量物质的质量确定被测组分含量。包含分离与称量两个过程。分离：沉淀法、萃取法等挥发法、萃
2、取法和沉淀法的操作与理论2.沉淀滴定法 容量沉淀法（volumetric precipitation method）必须的条件 （1）确定的化学计量关系。（2）迅速完成，并很快达到平衡。（3）有适当的方法指示化学计量点。（4）沉淀溶解度必须足够小。目前应用最多的沉淀滴定法是银量法(argentimetry)Ag+X-AgX 式中X-为Cl-、Br-、I-或SCN-，利用银量法可以测定Cl-、Br-、I-、Ag+及SCN-。2.1 银量法的基本原理2.1.1 滴定曲线 以AgNO3溶液(0.1000mol/L)滴定20.00mL NaCl溶液（0.1000mol/L)为例,计算滴定过程中Ag+或
3、Cl-浓度的变化，绘出滴定曲线。（1）滴定开始至化学计量点前 根据溶液中剩余的Cl-浓度和AgCl的溶度积计算Ag+例如，加入AgNO3溶液18.00mL时，溶液中氯离子浓度为28.2pCl1026.500.1800.2000.21000.0Cl3而Ag+浓度则因为 Ag+Cl-=Ksp=1.5610-10 pAg+pCl=-lgKsp=9.807 故 pAg=9.807-2.279=7.528同理，当加入AgNO3 溶液19.98mL时，溶液中剩余的Cl-浓度为Cl-=5.010-5 pCl=4.30 pAg=5.51 (2)化学计量点时 溶液是AgCl的饱和溶液 (3)化学计量点后 由过量
4、AgNO3的量决定 例加入AgNO3溶液20.02mL时（过量0.02mL）pCl=9.81-4.30=5.51 91.4p21pClpAgKsp30.4pAg100.502.2000.2002.01000.0Ag5 接近化学计量点时 若考虑AgCl沉淀溶解，则计算如下:当Ag+过量2.010-5 mol/L时，设溶液中Cl-=x，则溶解部分Ag+=Cl-=x，则 Ag+=Ag+溶解+Ag+过量=x+2.010-5 x（x+2.010-5）=Ksp=1.5610-10 x=6.010-6mol/L pCl=5.22 pAg=9.81-5.224.59 滴定曲线图 AgNO3 溶液（0.1M）滴
5、定NaCl 溶液（0.1M）图 AgNO3 溶液（0.1M）滴定相同浓度的 Cl-、Br-、I-溶液（0.1M）由滴定曲线可以说明以下几点:滴定曲线在化学计量点的附近形成滴定突跃。突跃范围大小取决于沉淀的溶度积常数Ksp 和溶液浓度c。2.1.2 分步滴定 Cl-、Br-、I-可根据AgI、AgBr、AgCl溶度积常数Ksp 的差别进行分步滴定。2.2 银量法终点的指示方法 铬酸钾指示剂法（Mohr 法）铁铵钒指示剂法（Vohard 法）吸附指示剂法（Fajans 法）2.2.1 铬酸钾指示剂法（1）滴定原理243K CrOAgNOClBr-液滴定和10AgClAgClsp1.8 10SPK：
6、（）前白色2-124242AgCrOAg CrOsp1.2 10SPK：（色）(砖红色)为指示剂，（2）滴定条件 指示剂用量 过高终点提前;过低终点推迟 若反应液总体积50100mL，控制K2CrO4浓度在 2.61035.210-3 mol/L，终点恰生成Ag2CrO4沉淀 溶液酸度：中性或弱碱性（pH=6.510.5）酸效应使CrO42-浓度降低；碱性下生成Ag2O沉淀 有铵盐存在控制pH=6.57.2，防止形成银氨络离子，防止沉淀吸附，导致终点提前，滴定时充分振摇，解吸Cl-和 Br-。适用范围：测Cl-，Br-，Ag+，CN-，不可测I-，SCN-（因强吸附）,NaCl标液测Ag+用返
7、滴定法（因Ag2CrO4转化为AgCl 慢）2.2.2 铁铵钒指示剂法 直接法 （1）滴定原理424NH12H O NH SCNAg，4 42 2F Fe e(S SO O)液滴12AgSCNAgSCN1.1 10SPKsp：（）前白色32FeSCNFeSCNSP：（）色红为指示剂（2）滴定条件 酸度 0.11.0 mol/L HNO3溶液 指示剂 Fe3+0.015 mol/L 注意 防止沉淀吸附而造成终点提前 充分摇动溶液，及时释放Ag+（3）适用范围：酸溶液中直接测定Ag+2.2.2 铁铵钒指示剂法返滴定法（1）滴定原理（2）滴定条件酸度 稀HNO3溶液(0.11mol/L)防止Fe3+
8、水解和PO43-，AsO43-，CrO42-等干扰。指示剂 Fe3+0.2 mol/L10Ag(ClAgCl1.8 10SPKsp：）（）前加 量白色12Ag(SCNAgSCN1.1 10Ksp）（）剩余白色32FeSCNFeSCNSP：（）淡 棕 色过红测Cl-时，预防沉淀转化造成终点不确定措施：过滤除去AgCl、加入有机溶剂（硝基苯）包裹沉淀以防接触测I-时，预防氧化还原反应:2I-+2Fe3+=I2+2Fe2+措施：先加入AgNO3反应完全后，再加入Fe3+适用范围：返滴定法测定Cl-，Br-，I-，SCN-23FeSCNFeSCN（）淡棕 色AgClSCNAgSCNCl（）白色红 2.
9、2.3 吸附指示剂法（1）滴定原理：某些有色有机染料，被带电沉淀胶粒吸附时因结构改变而导致颜色变化。3AgNOCl：，例滴定光 指示 HFInH+FIn-（黄绿色）pKa=7 终点前Cl-过量:AgClCl-+FIn-（黄绿色）终点时Ag+过量:AgClAg+FIn-=AgClAg+FIn-（淡红色）荧黄剂 （2）滴定条件及注意事项 控制溶液酸度 保证HFIn充分解离：pHpKa 例：荧光黄pKa 7.0，故选pH 710 曙红pKa2.0，故选pH 2 二氯荧光黄pKa 4.0，故选pH 410 防止沉淀凝聚 措施加入糊精，保护胶体卤化银胶体对指示剂吸附力 对被测离子吸附力 (反之终点提前，
10、差别过大终点拖后)吸附顺序：I-SCN-Br-曙红Cl-荧光黄 例：测Cl-荧光黄 测Br-曙红避免阳光直射被测阴离子阳离子指示剂 被测阳离子阴离子指示剂适用范围：测定Cl-、Br-、I-、SCN-、SO42-和Ag+2.2.4 标准溶液和基准物质 基准物质 优级纯AgNO3：不易吸潮，密闭避光保存。优级纯NaCl：易吸潮，应置于干燥器中保存。标准溶液 AgNO3标准溶液 用基准物硝酸银以直接法配制；也可用分析纯硝酸银配成近似浓度，再用基准物NaCl标定。NH4SCN（或KSCN）标准溶液 可用标定好的AgNO3标准溶液，按铁铵矾指示剂法的直接滴定法标定。3.重量分析法沉淀法、挥发法、萃取法3
11、.1 沉淀重量分析法沉淀形式：沉淀的化学组成称量形式：沉淀经烘干或灼烧后，供最后称量的化学组成称量形式与沉淀形式可以相同，也可以不同对沉淀形式的要求溶解度小 易过滤和洗涤 纯净，不含杂质易转化成称量形式对称量形式的要求确定的化学组 性质稳定 较大的摩尔质量3.1.1 沉淀形态和沉淀的形成根据物理性质，可粗略分为:晶形沉淀 (crystalline precipitate)无定形沉淀(amorphous precipitate)或非晶形沉淀晶形沉淀：颗粒直径0.11m，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沉淀（细晶形）MgNH4PO4沉淀（粗晶形）无定形沉淀
12、：颗粒直径0.02m，结构疏松，比表面积大，吸附杂质多，不易过滤、洗涤。例：Fe2O32H2O沉淀凝乳状沉淀：颗粒介于两种沉淀之间 例：AgCl沉淀沉淀的形成成核作用均相、异相生长过程扩散、沉积构晶离子晶核沉淀微粒 晶核的形成均相成核：过饱和溶液中，构晶离子通过相互作用缔和而成晶核。异相成核：非过饱和溶液中，构晶离子借助溶液中固体微粒形成晶核。晶核的成长 形成晶核以后，构晶离子扩散并沉积到晶核上，晶核逐渐长大成沉淀微粒。晶核形成速度晶核成长速度，可得大颗粒沉淀 晶核形成速度正比于溶液的相对过饱和度。沉淀条件的选择：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。沉淀条件：
13、1)稀溶液降低过饱和度，减少均相成核 2)热溶液增大溶解度，减少杂质吸附 3)搅拌下慢慢滴加沉淀剂防止局部过饱和 4)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（加热和搅拌可 以缩短陈化时间）无定形沉淀：特点：溶解度小，颗粒小，结构疏松，表面积大，易吸附杂质沉淀条件 1).浓溶液降低水化程度，使沉淀结构紧密 2).热溶液使沉淀微粒凝聚，减小杂质吸附 3).搅拌下较快加入沉淀剂加快沉淀聚集速度 4)不需要陈化趁热过滤、洗涤，防止杂质包裹 5)适当加入电解质防止胶溶均匀沉淀法CO(NH2)2 +H2O CO2+2NH3 900C水解 H2C2O4 HC2O4-+H+NH3
14、均匀分布，pH值增大HC2O4-C2O42-+H+C2O42-升高，相对过饱和度下降Ca2+C2O42-CaC2O4 缓慢析出CaC2O4粗大沉淀 3.1.2 沉淀的完全程度及其影响因素（1）溶解度、溶度积和条件溶度积spspMAMAMAMAKK spspMAM A KK spMAMAspSKK（2）影响沉淀溶解度的因素 同离子效应、盐效应、酸效应、络合效应等。此外，温度、介质、晶体结构和颗粒大小也对溶解度有影 响。1）同离子效应 沉淀达平衡后，向溶液中加入含某一构晶离子（组成沉淀晶体的离子）的试剂或溶液，使沉淀溶解度降低的现象。盐效应：溶液中存在大量强电解质使沉淀溶解度增大的现象。沉淀溶解度
15、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。酸效应：溶液酸度对沉淀溶解度的影响。酸度对弱酸型或多元酸型沉淀物的溶解度影响较大，因酸度 变化，构晶离子会与溶液中的H+或OH-反应，降低了构晶离子 的浓度。4）络合效应：配位剂与构晶离子形成配位体，使沉淀的溶 解度络合效应促使沉淀-溶解平衡移向溶解一方，从而增 大溶解度。AgCl Ag+Cl-Ag+2NH3 Ag(NH3)2+3.1.3 影响沉淀纯度的因素 沉淀中引入杂质的主要因素是表面吸附作用。引入杂质 的途径有共沉淀和后沉淀。共沉淀 某些可溶性杂质同时被沉淀下来的现象，称为共沉淀。有以下几种：表面吸附 表面吸附
16、是在沉淀表面双电层吸附了杂质使共沉淀。如BaSO4表面Ba2+使易溶的BaCl2或aNO3在表面沉淀。形成混晶 杂质离子进入晶格或空隙形成混晶，分为同形混晶和异形混晶。包埋或吸留 包埋是由于沉淀形成速度快，使起初吸附在表面的杂质来不及离开，就被后来的沉淀所掩盖、包埋在沉淀内部。吸留是晶体成长过程中，由于晶面缺陷和晶面生长的各向不均性，而也可将母液包藏在晶格内部的小孔穴中所形成的共沉淀现象。后沉淀 后沉淀是在沉淀析出后，溶液中原本不能析出的组分，在放置的过程中也在沉淀表面逐渐沉积出来的现象。CuS表面S2-使ZnS后沉淀。3.1.4 沉淀的处理技术过滤、洗涤、干燥或灼烧恒重：连续两次干燥或炽灼后
17、的重量差异0.3mg。13.2587 13.2568 13.2561 13.2559 误差 0.3mg平行原则：温度、时间、天平3.1.5 称量形式与计算结果%100)()()%(smFm试样的质量称量形式的质量被测组分称量形式的摩尔质量被测组分的摩尔质量换算因数baF所设的系数被测元素原子个数相等是使分子和分母中所含，ba例：测某样品,称量形式Fe2O3,求含Fe量,分别 用Fe%和Fe3O4%表示。解:1002OFe%Fe32OFeFe32smMM重10032OFe%OFe3243OFeOFe3243smMM重换算因数的计算换算因数的计算被测组分称量形式换算因数FeFe2O3 Cl-AgC
18、lNa2SO4BaSO4 MgOMg2P2O7 P2O5Mg2P2O7K2SO4Al2(SO4)3 24H2O BaSO4 3243OFeOFe3/2MMAgClCl/MM442BaSOSONa/MM722OPMgMg/2MM72252OPMgOP/MM4234242BaSO O24H)(SOAlSOK/4MM3.2 挥发重量法定义定义 利用被测组分具有挥发性，或将它转化为挥发性物质来进利用被测组分具有挥发性，或将它转化为挥发性物质来进 行挥发组分含量测定的方法。挥发重量法又分为直接法和行挥发组分含量测定的方法。挥发重量法又分为直接法和 间接法。间接法。直接挥发法直接挥发法待测组分转化为挥发性
19、物质直接为称量形式来待测组分转化为挥发性物质直接为称量形式来进行挥发组分含量测定。进行挥发组分含量测定。例例:元素分析元素分析:C:C、H H、O COO CO2 2、H H2 2O O 用高氯酸镁吸收用高氯酸镁吸收H H2 2O O，用碱石棉吸收，用碱石棉吸收COCO2 2，由增重计算结，由增重计算结 晶水含量。晶水含量。间接挥发法间接挥发法 间接挥发法是测定某组分挥发前后试样质量的差值，求出 被测组分含量的方法。因为在最后被称量的质量中没有被测物质，所以称为间接 挥发法。例如，药典规定对某些药品要求检查“干燥失重”，就是测 定药品干燥后减失的质量。采用不同的干燥方式：、常压下加热干燥 、减
20、压加热干燥 、干燥剂干燥水的存在形式水的存在形式 挥发法测定试样中水分时除和加热温度及环境有关外，和挥发法测定试样中水分时除和加热温度及环境有关外，和 固体样品中水的存在形式有关。固体样品中水的存在形式有关。引湿水引湿水（湿存水）（湿存水）固体表面吸附的水分。固体表面吸附的水分。包埋（藏）水包埋（藏）水 包藏在晶体空穴内的水分。包藏在晶体空穴内的水分。吸入水吸入水 物质内表面吸附的水分。物质内表面吸附的水分。结晶水结晶水 多指含水盐中存在的水分，如多指含水盐中存在的水分，如CaCCaC2 2O O4 4H2O等。等。组成水组成水 试样分解时放出的水分。试样分解时放出的水分。4.4.小结小结 掌握沉淀滴定法中三种确定滴定终点方法的基本原理、滴定条件和应用范围。掌握沉淀溶解度及其影响因素，重量分析法结果的计算。熟悉沉淀滴定法的滴定曲线、标准溶液配制和标定。熟悉沉淀重量分析法对沉淀形式和称量形式的要求，晶形沉淀和无定形沉淀的沉淀条件。了解沉淀滴定法和挥发法在药学领域的应用。了解沉淀的形态和形成过程。
