重量分析法第一節(jié)重量分析法的一般步驟和特點第二節(jié)重量分析對沉淀的要求第三節(jié)沉淀的形成第四節(jié)影響沉淀純度的因素第五節(jié)沉淀的操作條件第六節(jié)重量分析的計算和示例重量分析法(gravimetricanalysis)是采用適當?shù)姆椒?，使被測組分與試樣中的其它組分分離，轉(zhuǎn)化為一定的稱量形式，然后用稱重的方法測定該組分的含量。重量分析法包括化學沉淀法、汽化法、電解法、萃取法等。通常重量分析指的是化學沉淀法，以沉淀反應為基礎(chǔ)，根據(jù)稱量反應生成物的重量來測定物質(zhì)含量。第一節(jié)重量分析法的一般步驟和特點一、重量分析法的一般步驟二、重量分析法的特點一、重量分析法的一般步驟

重量分析法的一般步驟為：試樣→試液→沉淀形式→稱量形式→計算結(jié)果。試樣經(jīng)適當步驟分解后，制成含被測組分的試液。加入沉淀劑后，得到含被測組分的沉淀形式。經(jīng)過濾、洗滌、灼燒或干燥，得到稱量形式。根據(jù)稱量形式可以進行重量分析結(jié)果計算。沉淀形式和稱量形式可以相同，也可以不同。二、重量分析法的特點

重量分析法直接用分析天平稱量獲得分析結(jié)果，不需基準物質(zhì)或標準試樣作為參比，分析結(jié)果的準確度較高，一般測定的相對誤差不大于0.1%。重量分析不足之處是操作繁瑣，費時較多，對低含量組分的測定誤差較大，所以不適于生產(chǎn)中的控制分析和微量組分的測定。高含量的硅、磷、鎢、稀土元素等試樣的精確分析，至今仍然使用重量分析法。第二節(jié)重量分析對沉淀的要求一、對沉淀形式的要求二、對稱量形式的要求三、對沉淀劑選擇的要求一、對沉淀形式的要求

1、沉淀的溶解度要小，使被測組分能定量沉淀完全；

2、沉淀要純凈，盡量避免混進雜質(zhì)；

3、沉淀應是粗大的晶形沉淀，易于過濾、洗滌。對于非晶形沉淀，必須選擇適當?shù)某恋項l件，使沉淀結(jié)構(gòu)盡可能緊密。

4、沉淀經(jīng)干燥或燃燒后，易于得到組成恒定、性質(zhì)穩(wěn)定的稱量形式.二、對稱量形式的要求

1、化學組成恒定，符合一定化學式，這是對稱量形式最重要的要求。

2、稱量形式要穩(wěn)定，不易吸收空氣中的水分和二氧化碳，在干燥、灼燒時不易分解，否則不適于用作稱量形式；

3、摩爾質(zhì)量盡可能大，少量的待測組分可以得到較大量的稱量物質(zhì)，因而提高分析靈敏度，減小稱量誤差.三、對沉淀劑選擇的要求

1、具有較好的選擇性，即要求沉淀只能與待測組分生成沉淀，而與試液中的其他組分不起作用。

2、易揮發(fā)或灼燒除去，便于除去沉淀中未洗凈而帶有的沉淀劑。

3、有機沉淀劑一般比無機沉淀劑好，原因是有機沉淀劑的選擇性好，沉淀組成固定，易于分離和洗滌，分析速度快，稱量形式的摩爾質(zhì)量大，誤差小。第三節(jié)沉淀的形成一、沉淀的類型二、沉淀的形成一、沉淀的類型按照嘗嘗顆粒大小和外觀形態(tài)，可將沉淀粗略分為三種類型是：（1）晶形沉淀：顆粒直徑0.1~1μm，排列整齊，結(jié)構(gòu)緊密，吸附雜質(zhì)少易于過濾、洗滌。例：BaSO4↓（細晶形沉淀），MgNH4PO4↓（粗晶形沉淀）。（2）無定形沉淀：顆粒直徑﹤0.02μm，結(jié)構(gòu)疏松比表面積大，吸附雜質(zhì)多不易過濾、洗滌。例：Fe2O3?2H2O↓。（3）凝乳狀沉淀：顆粒直徑和性質(zhì)界于兩種沉淀之間。例：AgCl↓。二、沉淀的形成

當溶液達到過飽和狀態(tài)時，組成深沉的構(gòu)晶離子由于靜電的作用相互締合為離子對，并進一步形成由更多一些構(gòu)晶離子構(gòu)成的離子聚合集體。當締合到一定程度時就成為晶核。

一般認為晶核由4~8個構(gòu)晶離子（或2~4個離子對）組成。例如BaSO4的晶核形成過程：1晶核的形成

均相成核（自發(fā)成核）：過飽和溶液中，構(gòu)晶離子通過相互靜電作用自發(fā)締合而成晶核，稱為均相成核。在進行常常時的介質(zhì)和容器中，不可避免地存在大量肉眼看不見的固體微粒，這些外來的雜質(zhì)也能誘導晶核的形成，起著晶種的作用。異相成核：非過飽和溶液中，構(gòu)晶離子借助溶液中固體微粒形成晶核，稱為異相成核。

溶液中有晶核后，過飽和的構(gòu)晶離子繼續(xù)向晶核表面擴散，并沉積在晶核上，使晶核逐漸成長為沉淀微粒，沉淀顆粒的類型是由聚集速度和定向速度的相對大小決定的。聚集速度：構(gòu)晶離子聚集成晶核后進一步堆積使晶核形成沉淀微粒的速率。定向速度：構(gòu)晶離子在一定晶格中定向排列速率。聚集速度＜定向速度→晶形沉淀聚集速度＞定向速度→無定形沉淀2晶核的成長

聚集速率主要由沉淀時的條件決定，其中最重要的是溶液中生成沉淀物質(zhì)的過飽和度。

式中:v為沉淀生成的速率；Q為加入沉淀劑瞬間沉淀物質(zhì)的濃度，s為開始沉淀時沉淀物質(zhì)的溶解溶解度，(Q-s)/s為相對過飽和度,K是與沉淀的性質(zhì)、介質(zhì)、溫度有關(guān)的比例常數(shù)。相對過飽和度愈大，聚集速率越大。若要聚集速率小，獲得顆粒較大的沉淀，應沒法降低(Q-s)/s為相對過飽和度：減少Q(mào)和增大s.

定向速率決定于沉淀物質(zhì)的本性。一般極性強的鹽類，如BaSO4等，具有較大的定向速率，易形成晶形沉淀。氫氧化物如Fe(OH)3等或硫化物只有較小的定向速率，其沉淀一般為無定形。沉淀的類型，不僅決定于沉淀的本質(zhì)，也決定于沉淀時的條件，若適當改變沉淀條件，也可能改變沉淀類型。第四節(jié)影響沉淀純度的因素一、共沉淀二、后沉淀

當沉淀從溶液中析出時，不可避免地從溶液中夾帶或多或少的其他組分（雜質(zhì)和母液）。為了獲得盡可能純凈的沉淀，首先要了解在沉淀形成過程中雜質(zhì)混入的原因，從而根據(jù)具體情況制訂出減少雜質(zhì)混入的措施。引起沉淀沾污的原因一般有共沉淀和后沉淀兩種。一、共沉淀共沉淀表面吸附包藏或吸留混晶或固溶體共沉淀：當一種難溶液物從溶液中沉淀析出時，溶液中的某些可溶性雜質(zhì)會被沉淀同時夾帶下來，混雜于沉淀之中，這種現(xiàn)象稱為共沉淀。表面吸附

表面吸附：沉淀表面構(gòu)晶離子電荷不平衡，導致沉淀表面吸附相反電荷的雜質(zhì)的現(xiàn)象。沉淀表面形成雙電層：吸附層——吸附剩余構(gòu)晶離子Ba2+

擴散層——吸附陰離子或抗衡離子Cl-吸附規(guī)律（1）凡是與構(gòu)晶離子生成微溶或解離度很小的化合物的離子，優(yōu)先被吸附；如用Ba2+沉淀SO42-，BaSO4吸附Ba2+荷正電，陰離子按以下順序吸附，NO3-＞ClO3-＞Cl-＞I-；（2）雜質(zhì)離子的價數(shù)愈高，濃度愈大，則愈易被吸附；（3）沉淀的表面積越大，吸附雜質(zhì)越多；（4）與溶液的溫度有關(guān)；吸附作用是一個放熱過程，溫度升高，吸附雜質(zhì)的量減小。

包藏或吸留：指雜質(zhì)包裹在沉淀內(nèi)部的共沉淀現(xiàn)象。原因：沉淀速度過快，表面吸附的雜質(zhì)來不及離開沉淀表面就被隨后沉積下來的沉淀所覆蓋，包埋在沉淀內(nèi)部，這種因吸附而留在沉淀內(nèi)部的共沉淀現(xiàn)象稱包藏或吸留。減少或消除方法改變沉淀條件，重結(jié)晶或陳化包藏或吸留

混晶或固溶體：存在與構(gòu)晶離子晶體構(gòu)型相同、離子半徑相近、電子層結(jié)構(gòu)相同的雜質(zhì)離子，沉淀時進入晶格中形成混晶共沉淀。

減小或消除方法將雜質(zhì)事先分離除去；加入絡(luò)合劑或改變沉淀劑，以消除干擾離子例：BaSO4與PbSO4

，AgCl與AgBr

同型混晶

BaSO4中混入KMnO4（粉紅色）異型混晶混晶或固溶體二、后沉淀后沉淀：沉淀和母液一起放置一段時間（幾小時）以后，溶液中某些本來難以沉淀的組分沉淀到原沉淀表面上的現(xiàn)象。如，用草酸鹽沉淀鈣并與鎂分離時，草酸鈣上很少有鎂共沉淀，若陳化幾小時，就會有多量的草酸鎂沉積在草酸鈣上。又如，用S2-沉淀Hg2+或Cu2+，共存Zn2+不共沉淀，陳化則ZnS隨后沉淀，20mim后，后沉淀可達90%以上。原因：沉淀表面吸附共存離子達過飽和。消除：陳化時間不能過久。第五節(jié)沉淀的操作條件一、晶形沉淀的沉淀條件二、無定形沉淀的沉淀條件三、均勻沉淀法一、晶形沉淀的沉淀的條件

a．熱而?。簾崛芤骸龃笕芙舛?，減少雜質(zhì)吸附；稀溶液——降低過飽和度，減少均相成核。

b．快攪慢滴：充分攪拌下慢慢滴加沉淀劑，防止局部過飽和

c．陳化——生成大顆粒純凈晶體

d、洗滌：減少表面吸附。但會增加溶解損失，可用含同離子的電解質(zhì)稀溶液作洗滌劑。陳化：沉淀完成后，將沉淀與母液放置一段時間，這一過程稱為稱為陳化（加熱和攪拌可以縮短陳化時間）。①陳化作用：因小晶體比大晶體的溶解度大，防置后使小晶體轉(zhuǎn)變?yōu)榇缶w及使亞穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定態(tài)②陳化時間：沉淀早期再結(jié)晶快，不必太長。③影響陳化速度因素:溶質(zhì)和溫度。二、無定形沉淀的沉淀條件

a．熱而濃：濃溶液——降低水化程度，使沉淀顆粒結(jié)構(gòu)緊密；熱溶液——促進沉淀微粒凝聚，減小雜質(zhì)吸附b．快攪快滴：攪拌下較快加入沉淀劑——加快沉淀聚集速度c．電解電解質(zhì)促凝：適當加入電解質(zhì)——防止膠溶d．不陳化——趁熱過濾、洗滌，防止雜質(zhì)包裹e、洗滌:不能直接用水洗,宜用稀的、易揮發(fā)的電解質(zhì)熱溶液作洗滌液。三、均勻沉淀法（1）方法：利用溶液中發(fā)生的化學反應，逐步地、均勻地在溶液內(nèi)部產(chǎn)生沉淀劑，使沉淀在整個溶液中緩慢地、均勻地析出，避免局部過濃，以獲得顆粒較粗、結(jié)構(gòu)緊密，純凈而又易過濾的沉淀。（2）示例：沉淀Ca2+，在酸性溶液中，加入(NH4)2C2O4，由于酸效應的影響，此時不能析出沉淀。向溶液中加入尿素，加熱至90℃左右時，尿素發(fā)生水解：

CO(NH2)2+H2O=CO2+2NH3生成的NH3中和溶液中H+，使C2O42-增加，最后pH達4.0~4.5，CaC2O4可沉淀完全。第六節(jié)重量分析的計算和示例一、重量分析結(jié)果的計算二、計算示例一、重量分析法結(jié)果的計算1.稱量形式與被測組分形式一樣2.稱量形式與被測組分形式不一樣幾種重量分析法的沉淀形式、稱量形式和換算因數(shù)被測組分沉淀形式稱量形式換算因數(shù)FBaBaSO4BaSO4M(Ba)/M(BaSO4)MgOMgNH4PO4Mg2P2O72M(MgO)/M(Mg2P2O7)Fe3O4Fe2O3.xH2OFe2O32M(Fe3O4)/3M(Fe2O3)NH3(NH4)2PtCl4Pt2M(NH3)/M(Pt)例：分析某礦石中的Cr2O3含量時，把Cr轉(zhuǎn)變?yōu)锽aCrO4沉淀