07 第七章 沉淀滴定法和重量分析法.pptx

第1页：第七章沉淀滴定法和重量分析法封面

1.概述3.重量分析法4.小结2.沉淀滴定法

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第2页：定义:以沉淀反应为基础的定量分析方法

• 定义:以沉淀反应为基础的定量分析方法。tT +aA TtAacTVTw沉淀滴定法重量分析法1.概述
• 沉淀反应的条件：Ksp小；确定的化学计量关系;沉淀迅速；有合适的指示剂确定滴定终点。

第3页：两类：沉淀滴定法

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、萃取法和沉淀法的操作与理论。1.概述

第4页：容量沉淀法

容量沉淀法（volumetric precipitation method）必需的条件：(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.沉淀滴定法

第5页：滴定曲线以AgNO3溶液

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Cl-浓度的变化，绘出滴定曲线。(1)通过溶液中剩余的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（mol/L）为2.1银量法的基本原理

第6页：而Ag+浓度则因为[Ag+][Cl-]

而Ag+浓度则因为[Ag+][Cl-] =Ksp= 1.8×10-10则pAg + pCl=－lgKsp= 9. 74故pAg = 9. 74－2.28 = 7.46同理，当加入AgNO3溶液19.98mL时，溶液中剩余的Cl-浓度（mol/L）为[Cl-]=5.0×10-5pCl =4.30 pAg = 5.512.1银量法的基本原理2.1.1滴定曲线

第7页：(3)化学计量点后

(3)化学计量点后，由过量AgNO3的量决定例如，加入AgNO3溶液20.02mL时（过量0.02mL）pCl = 9.74-4.30 = 5.442.1银量法的基本原理2.1.1滴定曲线(1)滴定开始至化学计量点前(2)化学计量点时，溶液是AgCl的饱和溶液

第8页：滴定曲线AgNO3溶液

滴定曲线AgNO3溶液（0.1mol/L）滴定NaCl溶液（0.1mol/L）示意图图AgNO3溶液（0.1mol/L）滴定相同浓度的Cl-、Br-、I-溶液（0.1mol/L）示意图

第9页：由滴定曲线可以说明以下几点

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。

第10页：银量法终点的指示方法

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（Volhard法）
• 吸附指示剂法（Fajans法）(砖红色)为指示剂，2.2.1铬酸钾指示剂法(1)滴定原理

第11页：(2)滴定条件指示剂用量：过高

(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50～100mL，控制K2CrO4浓度在2.6×10-3～5.2×10-3mol/L，终点恰生成Ag2CrO4沉淀。溶液酸度：中性或弱碱性（pH = 6.5-10.5）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 = 6.5-7.2，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+用返滴定法（因Ag2CrO4转化为AgCl慢）。

第12页：铁铵钒指示剂法

2.2.2铁铵钒指示剂法（Volhard法）——直接法(1)滴定原理红2.2银量法终点的指示方法

铬酸钾指示剂法（Mohr法）

第13页：(2)滴定条件

(2)滴定条件

• 酸度：0.1-1.0 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：酸性溶液中直接测定Ag+2.2.2铁铵钒指示剂法（Volhard法）——直接法(1)滴定原理

第14页：(2)滴定条件酸度：稀HNO3溶液

(2)滴定条件酸度

稀HNO3溶液(0.1～1mol/L)防止Fe3+水解和PO43-，AsO43-，CrO42-等干扰指示剂：[Fe3+]≈ 0.2 mol/L2.2.2铁铵钒指示剂法—返滴定法(1)滴定原理（淡红棕色）（加过量)(白色）（剩余）（白色）

第15页：测Cl-时，预防沉淀转化造成终点不确定

测Cl-时，预防沉淀转化造成终点不确定

红措施：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-

第16页：吸附指示剂法

2.2.3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。HFInH++FIn-（黄绿色）pKa=7终点前Cl-过量:AgCl·Cl-+FIn-（黄绿色）终点时Ag+过量:AgCl·Ag+＋FIn-=AgCl·Ag+·FIn-（淡红色）荧光黄指示剂

第17页：(2)滴定条件及注意事项①控制溶液酸度保

(2)滴定条件及注意事项①控制溶液酸度保证HFIn充分解离：pH＞pKa例如，荧光黄pKa7.0，故选pH7～10曙红pKa2.0，故选pH＞2二氯荧光黄pKa4.0，故选pH 4～10②防止沉淀凝聚措施——加入糊精，保护胶体2.2.3吸附指示剂法

第18页：③卤化银胶体对指示剂吸附力<对被测

③卤化银胶体对指示剂吸附力&lt;对被测离子吸附力(反之终点提前，差别过大终点拖后)吸附顺序：I-＞二甲基二碘荧光黄＞Br-＞曙红＞Cl-＞荧光黄例如，测Cl-→荧光黄；测Br-→曙红④避免阳光直射⑤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+2.2.3吸附指示剂法

第19页：标准溶液和基准物质⑴基准物质优级纯

2.2.4标准溶液和基准物质⑴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。⑵标准溶液AgNO3标准溶液：用基准物AgNO3可以直接法配制；也可用分析纯AgNO3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。

第20页：沉淀法、挥发法

沉淀法、挥发法、萃取法3.1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：⑴溶解度小；⑵易过滤和洗涤；⑶纯净，不含杂质；⑷易转化成称量形式。对称量形式的要求：⑴确定的化学组成；⑵性质稳定；⑶较大的摩尔质量。3.重量分析法

第21页：沉淀形态和沉淀的形成根据物理性质

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0.1～1μm；排列整齐，结构紧密；比表面积小，吸附杂质少；易于过滤、洗涤。例如，BaSO4沉淀（细晶形）、MgNH4PO4沉淀（粗晶形）

第22页：沉淀形态和沉淀的形成无定形沉淀

3.1.1沉淀形态和沉淀的形成无定形沉淀：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。例如，Fe2O3

2H2O沉淀晶形沉淀(crystalline precipitate)无定形沉淀(amorphous precipitate)或非晶形沉淀

第23页：凝乳状沉淀：颗粒介于两种沉淀之间，例如

凝乳状沉淀

颗粒介于两种沉淀之间，例如，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合而成晶核。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。

第24页：晶核的成长形成晶核以后

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。

第25页：沉淀条件的选择：晶形沉淀：特点：颗粒大

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：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）的过程，也称熟化。

第26页：无定形沉淀：特点：溶解度小，颗粒小

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。

第27页：均匀沉淀法CO

均匀沉淀法CO(NH2)2+H2OCO2↑+2NH3↑90℃水解H2C2O4HC2O4-+H+NH3均匀分布，pH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

第28页：沉淀的完全程度及其影响因素

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

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第29页：影响沉淀溶解度的因素同离子效应、盐效应

（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。

第30页：2）盐效应

2）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。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。（2）影响沉淀溶解度的因素

第31页：4）络合效应

4）络合效应

配位剂与构晶离子形成配位体，使沉淀的溶解度增大，甚至不生成沉淀。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。AgClAg++Cl-Ag++2NH3Ag(NH3)2+（2）影响沉淀溶解度的因素

第32页：影响沉淀纯度的因素沉淀中引入杂质的主要因

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。⑴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Ba(NO3)2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。

第33页：包埋是由于沉淀形成速度快

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。⑴共沉淀⑵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。例如，CuS表面S2-使ZnS后沉淀。

第34页：沉淀恒量的称量记录示例

沉淀恒量的称量记录示例：下表列出相关数据。

说明：恒量指供试品连续两次干燥或炽灼后的质量差异小于0.3mg；本例差值为0.2mg。源文件数值粘连，本表按称量顺序还原。

第35页：称量形式与计算结果

3.1.5称量形式与计算结果

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第36页：

第37页：重量分析的换算因数对照

重量分析的换算因数对照：下表列出相关数据。

第38页：定义利用被测组分具有挥发性

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。⑴直接挥发法：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。例如，元素分析: C、H、O CO2、H2O用高氯酸镁吸收H2O，用碱石棉吸收CO2，由增量计算结晶水含量。3.2挥发重量法

第39页：(2)间接挥发法间接挥发法是测定某组分挥

(2)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：1)常压下加热干燥2)减压加热干燥3)干燥剂干燥

第40页：(3)水的存在形式挥发法测定试样中水分时

(3)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，和固体样品中水的存在形式有关。引湿水（湿存水）固体表面吸附的水分。包埋（藏）水包藏在晶体空穴内的水分。吸入水物质内表面吸附的水分。结晶水多指含水盐中存在的水分，如CaC2O4·H2O等。组成水试样分解时放出的水分。

第41页：掌握沉淀滴定法中三种确定滴定终点方法的基

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。4.小结