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【资料】分析化学课程教案第6章重量分析法和沉淀滴定法(一)

分析检验

2008/06/18

分析化学课程教案
授课题目(教学章节或主题):
第6章重量分析法和沉淀滴定法
授课类型
理论课
授课时间
6学时
教学目标或要求:
掌握沉淀重量法对沉淀的要求,影响沉淀溶解度的因素,理解溶解度,溶度积和条件溶度积,了解沉淀形成一般过程.
掌握减少沉淀沾污的方法,影响沉淀颗粒大小的因素,沉淀条件的选择,理解共沉淀,后沉淀,了解有机沉淀的应用.
教学内容(包括基本内容,重点,难点):
第6章重量分析法
6.1 概述
一,重量法的分类和特点
二,沉淀重量法的分析过程和对沉淀的要求.
1. 对沉淀形要求,2. 对称量形的要求
6.2 沉淀的溶解度及其影响因素
一,溶解度,溶度积和条件溶度积
二,影响沉淀溶解度的因素
盐效应,2. 同离子效应,3. 酸效应,4. 络合效应,5. 其他影响因素
6.3沉淀的类型与形成过程
一,沉淀的类型
二,沉淀形成一般过程
三,影响沉淀颗粒大小的因素
1. 沉淀物质的本性,2. 过饱和程度,3. 临界比
6.4影响沉淀纯度的因素
一,共沉淀
1. 表面吸附,2. 吸留与包夹,3. 生成混晶或固溶体
二,后沉淀(继沉淀)
三,减少沉淀沾污的方法
6.5沉淀条件的选择
沉淀条件的选择和沉淀后的处理:1. 晶形沉淀,2. 无定形沉淀,3. 均匀沉淀法
6.6称量形的获得――沉淀的过滤,洗涤,烘干或灼烧
6.7有机沉淀的应用
6.8重量分析结果的计算
第6章重量分析法和沉淀滴定法
§6.1 概述
重量分析是通过称量物质的质量进行测定的,测定时通常先用适当的方法使被测组分与其他组分分离.然后称重,由称得的质量计算该组分的含量.
一,重量法的分类和特点
根据被测组分与其他组分分离方法的不同,重量法分为挥发法,电解法和沉淀法三类,其中以沉淀法最为重要.
1. 挥发法利用物质的挥发性质,通过加热或其他方法便待测组分从试样中挥发逸出.例如测定试样中湿存水或结晶水时,可将试样加热烘干恒重,试样减轻的质量即水分质量,或者将逸出的水汽用已知质量的干燥剂吸收,干燥剂增加的质量即水的质量.
2. 电解法利用电解的方法使待测金属离子在电极上还原析出,然后称重,电极增加的质量即为金属质量.
3. 沉淀法利用沉淀反应使待测组分以微溶化合物的形式沉淀出来,再使之转化为称量形式称量.
重量法直接通过称量得到分析结果,不用基准物质(或标准物质)进行比较,准确度较高相对误差一般为0.1%―0.2%.缺点是程序长,费时多,已逐渐为滴定法代替.但目前硅,硫,磷,镍以及几种稀有元素的精确测定仍采用重量法.
二,沉淀重量法的分析过程和对沉淀的要求.
试样分解制成试液后,加入适当的沉淀剂,使被测组分沉淀析出(称为沉淀形),沉淀经过滤,洗涤,在适当温度下烘干成灼烧,转化为称量形,然后称量.根据称量形的化学式计算被测组分在试样中的合量,沉淀形式与称量形式可能相同,也可能不同,以的测定为例
试液沉淀剂沉淀形称量形
为了保证测定有足够的准确度并便于操作,重量法对沉淀形和称量形有一定要求.
1. 对沉淀形的要求:
① 沉淀的溶解度要小;
② 沉淀纯度要高;
③ 沉淀要便于过滤和洗涤.
以上要求分别涉及沉淀平衡,沉淀的形成过程和共沉淀理论,这些是本章讨论的重点,后面将分别介绍.
2. 对称量形的要求:
① 称量形必须有确定的化学组成;
② 称量形必须稳定,不受空气中水分,CO2和O2等的影响;
③ 称量形的摩尔质量要大,这样可增大称量形的质量,减少称量误差,提高测定准确度.
§6.2 沉淀的溶解度及其影响因素
沉淀的溶解损失量重量法误差的重要来源之一,若沉淀溶解损失小于天平的的称量误差(0.1mg)就不影响测定的准确度.实际上相当多的沉淀在纯水中的溶解度都大于此值,但若控制好沉淀条件,就可以降低溶解损失,使其达到上述要求,为此必须了解沉淀溶解度及其影响因素.
一,溶解度,溶度积和条件溶度积
以1:1型难溶化合物MA为例,在水溶液中达到平衡时有如下平衡关系,
其中MA(l)可以是不带电荷的分子MA,也可以是离子对M+A-,它的活度在一定温度下是常数,叫做固有溶解度(或分子溶解度)以表示
因纯固体物质的活度等于1,故
若溶液中没有影响沉淀溶解平衡的其他反应存在,则固体MA的溶解度S为So和M+(成A-)的浓度之和.
对于大多数电解质来说,So都较小,而且大多数未被测定,故一般计算中往往忽略So项.但有的化合物的固有溶解度相当大,例如,若按溶度积计算,它在水中的溶解度约1.7×10-5mol/L,实际测得的溶解度约0.25 mol/L.这说明溶液中有大量HgCl2分子存在.根据沉淀MA在水溶液中的平衡关系,得到
是离子的活度积,称为活度积常数,它仅随温度变化,若引入活度系数,就得到用浓度表示的溶度积常数Ksp
Ksp与溶液中的离子强度有关,在重量测定中大多是加入过量沉淀剂,一般离子强度较大,应用溶度积作计算,才符合实际情况.
附录表17所列微溶化合物的溶度积,均为活度积,应用时一般作为溶度积,但在离子强度较大时应以相应的计算该条件下的Ksp.
实际上除了形成沉淀的主反应外,还可能存在多种副反应.组成沉淀的金属离子还会与多种络合剂络合,也可能发生水解作用,组成沉淀的阴离子还会与H+结合成弱酸,即
此时溶液中金属离子总浓度[M']为
沉淀剂总浓度[A']为
引入相应的副反应系数后,则
即
称为条件溶度积,因＞1,＞1,K'sp＞Ksp, 即副反应的发生使溶度积常数增大,同络合物的,电对的一样,沉淀的K'sp也随介质条件变化,它表示沉淀与溶液达到平衡时,组成沉淀离子的各种形式总浓度的乘积,用它来作计算才能说明沉淀反应的完全程度.

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