文档介绍：第九章重量分析法(Gravimetry)
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在重量分析法中,一般是将被测组分与试样中的其他组分分离后,转化为一定的称量形式,然后称量其质量测定该组分的含量。根据分离的方法不同,重量分析法一般分为下列四种方法:
该法是重量分析法中主要的方法,这种方法是将被测组分以微溶化合物的形式沉淀出来,再将沉淀过滤,洗涤,烘干或灼烧,最后称重,计算其含量。
一般是通过加热或其他方法使试样中的被测组分逸出,然后根据试样重量的减轻来计算组分的含量;或者当该组分逸出时,选择一吸收剂将它吸收,然后根据吸收剂重量的增加来计算组分的含量。
利用被测组分与其它组分在互不相溶的两种溶剂中分配比的不同,加入某种提取剂使被测组分从原来的溶剂定量的转入提取剂中而与其他组分分离,然后逐去提取剂,称量干燥的提取物的质量后,计算被测组分的含量。
利用电解原理,使金属离子在电极上析出,然后称量。
重量分析法直接用分析天平称量来获得结果,不需要标准试样或基准的物质进行比较。如果分析方法可靠,操作细心,而称量误差一般是很小的,所以对于常量组分的测定,通常可得到准确的分析结果,相对误差均在。但是重量分析法操作繁琐,耗时较长,而且不适用与微量与痕量组分的测定。
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沉淀重量法的一般测定过程如下:
被测组分沉淀形式称量形式
一、对沉淀形式的要求
沉淀溶解度要小,。
沉淀易于过滤和洗涤。
沉淀必须纯净,不应带入沉淀剂和其它杂质。
应易于转化为称量形式。
二、对称量形式的要求
应有确定的化学组成。
要有足够的稳定性,不易于空气中的氧气、水份,二氧化碳等的影响。
称量的分子量要大。被测组分在称量形式中百分含量要小。
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1. 溶解度和固有溶解度
当MA沉淀在水溶液中溶解,并达到饱和状态时,有下列平衡:
例如:
有些物质,可能是离子对化合物,如溶于水中:
根据和之间的沉淀平衡,得到:
因为;中性分子的溶解系数
所以
表示的溶解度,即MA在水溶液中以离子状态存在时的溶液,称为分子溶液,又叫固有溶解度。
那么,固体的溶解度S应为:
如果沉淀的固有溶解度不是很大:
如果沉淀的固有溶解度是很大:
但往往和是未知的,所以需要通过活度积常数或溶度积常数来计算。
活度积又叫活度积常数,是以构晶离子的活度表示的溶解度的关系式。
根据得:
所以
对于离子强度大的溶液,用浓度来表示沉淀的溶解度。
受T和溶液离子强度的影响。若考虑离子强度,S与、的关系为:
对于MA型的微溶化合物,溶解度S为:
若忽略
对于型沉淀
溶解度 S
3. 溶度积和条件溶度积
上述计算得到的构晶离子以游离形式存在。如果考虑副反应,那么溶液中和离子的浓度用,表示。
对于MA型的微溶化合物
条件溶度积
与的关系为:
此时沉淀的溶解度为:
S===
对于型的沉淀
所以
二、影响沉淀溶解度的因素
1、同离子效应
当沉淀反应达到平衡后,向溶液中加入含有某一构晶离子的试剂使沉淀的溶解度减
小的现象。
重量分析法中,常加入过量的沉淀剂的方法,使沉淀趋于完全,但并非越多越好,因为能引起反应。一般,如果沉淀剂不是易浑发的,则过量为定。
2、盐效应
沉淀的溶解度随着溶液中电解质浓度的增大而增大的现象。即加入了强电解质而增大沉淀溶解度现象。
产生盐效应的原理是,由于强电解质的存在,离子浓度增大,则离子强度增大,因而活度系数减小(小于1)。由于,,在一定温度时是一个常数,当减小时,溶解度增大。
例9-1 计算在,溶液中的溶解度比在纯水中溶液度增大多少?
解:①设在纯水中的溶解度为,则
②设在溶液中的溶解度为,则
离子强度
因为和很小,所以可以忽略。
③据戴维斯公式:
计算得:
④
⑤设在中溶解度为依同样计算方法得:
⑥与在纯水中的比较
在利用同离子效应来降低沉淀溶解度同时,应考虑盐效应的影响。见书254页的表。
3、酸效应
溶液的酸度对于沉淀溶解度的影响,称为酸效应。产生酸效应的原因是组成沉淀的构晶离子与溶液的或反应,使构晶离子浓度降低,溶解度增大。
计算在pH=(1)不考虑酸效应,(2)考虑酸效应。
解:(1)
(2)考虑酸效应,设溶解度为
因为
计算在pH=,?
解:(既有酸效应,又有同离子效应)
设溶解度为S,则=S
(需求得,那么必须求得的分布分数)
※考虑的水解,计算在纯水中的溶解度?
解:在水中有下列平衡: