重量分析法和沉淀滴定法.docx
- 文档编号:10500388
- 上传时间:2023-02-14
- 格式:DOCX
- 页数:41
- 大小:177.68KB
重量分析法和沉淀滴定法.docx
《重量分析法和沉淀滴定法.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《重量分析法和沉淀滴定法.docx(41页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
重量分析法和沉淀滴定法
第六章重量分析法和沉淀滴定法
学习指南
重量分析法是经典的化学分析方法之一,它是根据生成物的质量来确定被测组分含量的方法。
通常有沉淀法、气化法和电解法,本章重点介绍沉淀重量法。
通过本章的学习,应理解沉淀形成的有关理论和知识;掌握沉淀的条件;掌握重量分析法的原理和测定过程及结果计算。
第一节概述
【学习要点】了解重量分析法的分类和方法特点;理解沉淀形式和称量形式的意义,掌握沉淀重量法对沉淀形式和称量形式的要求;掌握选择沉淀剂的原则。
一、重量分析法的分类和特点
重量分析法是用适当的方法先将试样中待测组分与其它组分分离,然后用称量的方法测定该组分的含量。
根据分离方法的不同,重量分析法常分为三类。
1.沉淀法
沉淀法是重量分析法中的主要方法,这种方法是利用试剂与待测组分生成溶解度很小的沉淀,经过滤、洗涤、烘干或灼烧成为组成一定的物质,然后称其质量,再计算待测组分的含量。
例如,测定试样中SO42-含量时,在试液中加入过量BaCl2溶液,使SO42-完全生成难溶的BaSO4沉淀,经过滤、洗涤、烘干、灼烧后,称量BaSO4的质量,再计算试样中的SO42-的含量。
2.气化法(又称挥发法)
利用物质的挥发性质,通过加热或其它方法使试样中的待测组分挥发逸出,然后根据试样质量的减少,计算该组分的含量;或者用吸收剂吸收逸出的组分,根据吸收剂质量的增加计算该组分的含量。
例如,测定氯化钡晶体(BaCl2·2H2O)中结晶水的含量,可将一定质量的氯化钡试样加热,使水份逸出,根据氯化钡质量的减轻称出试样中水分的含量。
也可以用吸湿剂(高氯酸镁)吸收逸出的水份,根据吸湿剂质量的增加来计算水分的含量。
3、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,然后称量,根据电极增加的质量,求得其含量。
重量分析法是经典的化学分析法,它通过直接称量得到分析结果,不需要从容量器皿中引入许多数据,也不需要标准试样或基准物质作比较。
对高含量组分的测定,重量分析比较准确,一般测定的相对误差不大于0.1%。
对高含量的硅、磷、钨、镍、稀土元素等试样的精确分析,至今仍常使用重量分析方法。
但重量分析法的不足之处是操作较繁琐,耗时多,不适于生产中的控制分析;对低含量组分的测定误差较大。
二、沉淀重量法对沉淀形式和称量形式的要求
利用沉淀重量法进行分析时,首先将试样分解为试液,然后加入适当的沉淀剂使其与被测组分发生沉淀反应,并以“沉淀形”沉淀出来。
沉淀经过过滤、洗涤,在适当的温度下烘干或灼烧,转化为“称量形”,再进行称量。
根据称量形的化学式计算被测组分在试样中的含量。
“沉淀形”和“称量形”可能相同,也可能不同,例如:
Ba2+
BaSO4
BaSO4
被测组分沉淀形称量形
Fe3+
Fe(OH)3
Fe2O3
被测组分沉淀形称量形
在重量分析法中,为获得准确的分析结果,沉淀形和称量形必须满足以下要求。
1、对沉淀形(precipitationform)的要求
(1)沉淀要完全,沉淀的溶解度要小,要求测定过程中沉淀的溶解损失不应超过分析天平的称量误差。
一般要求溶解损失应小于0.1mg。
例如,测定Ca2+时,以形成CaSO4和CaC2O4两种沉淀形式作比较,CaSO4的溶解度较大(Ksp=2.45×10-5)、CaC2O4的溶解度小(Ksp=1.78×10-9)。
显然,用(NH4)2C2O4作沉淀剂比用硫酸作沉淀剂沉淀的更完全。
(2)沉淀必须纯净,并易于过滤和洗涤。
沉淀纯净是获得准确分析结果的重要因素
之一。
颗粒较大的晶体沉淀(如MgNH4PO4·6H2O)其表面积较小,吸附杂质的机会较少,因此沉淀较纯净,易于过滤和洗涤。
颗粒细小的晶形沉淀(如CaC2O4、BaSO4),由于某种原因其比表面积大,吸附杂质多,洗涤次数也相应增多。
非晶形沉淀(如Al(OH)3、Fe(OH)3)体积庞大疏松、吸附杂质较多,过滤费时且不易洗净。
对于这类沉淀,必须选择适当的沉淀条件以满足对沉淀形式的要求。
(3)沉淀形应易于转化为称量形沉淀经烘干、灼烧时,应易于转化为称量形式。
例如Al3+的测定,若沉淀为8-羟基喹啉铝[Al(C9H6NO)3],在130℃烘干后即可称量;而沉淀为Al(OH)3,则必须在1200℃灼烧才能转变为无吸湿性的Al2O3后,方可称量。
因此,测定Al3+时选用前法比后法好。
2、对称量形(weighingform)的要求
(1)称量形的组成必须与化学式相符,这是定量计算的基本依据。
例如测定PO43-,可以形成磷钼酸铵沉淀,但组成不固定,无法利用它作为测定PO43-的称量形。
若采用磷钼酸喹啉法测定PO43-,则可得到组成与化学式相符的称量形。
(2)称量形要有足够的稳定性,不易吸收空气中的CO2、H2O。
例如测定Ca2+时,若将Ca2+沉淀为CaC2O4·H2O,灼烧后得到CaO,易吸收空气中H2O和CO2,因此,CaO不宜作为称量形式。
(3)称量形的摩尔质量尽可能大,这样可增大称量形的质量,以减小称量误差。
例如在铝的测定中,分别用Al2O3和8-羟基喹啉铝[Al(C9H6NO)3]两种称量形进行测定,若被测组分Al的质量为0.1000g,则可分别得到0.1888gAl2O3和1.7040gAl(C9H6NO)3。
两种称量形由称量误差所引起的相对误差分别为±1%和±0.1%。
显然,以Al(C9H6NO)3作为称量形比用Al2O3作为称量形测定Al的准确度高。
三、沉淀剂(precipitant)的选择
根据上述对沉淀形和称量形的要求,选择沉淀剂时应考虑如下几点:
1.选用具有较好选择性的沉淀剂
所选的沉淀剂只能和待测组分生成沉淀,而与试液中的其它组分不起作用。
例如:
丁二酮肟和H2S都可以沉淀Ni2+,但在测定Ni2+时常选用前者。
又如沉淀锆离子时,选用在盐酸溶液中与锆有特效反应的苦杏仁酸作沉淀剂,这时即使有钛、铁、钡、铝、铬等十几种离子存在,也不发生干扰。
2.选用能与待测离子生成溶解度最小的沉淀的沉淀剂
所选的沉淀剂应能使待测组分沉淀完全。
例如:
生成难溶的钡的化合物有BaCO3、BaCrO4、BaC2O4和BaSO4。
根据其溶解度可知,BaSO4溶解度最小。
因此以BaSO4的形式沉淀Ba2+比生成其它难溶化合物好。
3.尽可能选用易挥发或经灼烧易除去的沉淀剂
这样沉淀中带有的沉淀剂即便未洗净,也可以借烘干或灼烧而除去。
一些铵盐和有机沉淀剂都能满足这项要求。
例如:
用氯化物沉淀Fe3+时,选用氨水而不用NaOH作沉淀剂。
4.选用溶解度较大的沉淀剂
用此类沉淀剂可以减少沉淀对沉淀剂的吸附作用。
例如:
利用生成难溶钡化合物沉淀SO42-时,应选BaCl2作沉淀剂,而不用Ba(NO3)2。
因为Ba(NO3)2的溶解度比BaCl2小,BaSO4吸附Ba(NO3)2比吸附BaCl2严重。
思考题6-1
1.重量分析有几种方法?
各自的特点是什么?
2.沉淀形与称量形有何区别?
试举例说明。
3.重量分析中对沉淀形与称量形各有什么要求?
4.如何选择沉淀剂?
第二节影响沉淀溶解度的因素
【学习要点】复习无机化学关于溶度积理论知识,掌握同离子效应、盐效应、酸效应、配位效应及其它因素对沉淀溶解度的影响。
一、溶解度与固有溶解度、溶度积与条件溶度积
1.溶解度与固有溶解度(intrinsicsolubility)
当水中存在1∶1型微溶化合物MA时,MA溶解并达到饱和状态后,有下列平衡关系:
MA(固)=MA(水)=M++A-
在水溶液中,除了M+、A-外,还有未离解的分子状态的MA。
例如:
AgCl溶于水中
AgCl(固)=AgCl(水)=Ag++Cl-
对于有些物质可能是离子化合物(M+A-),如CaSO4溶于水中。
CaSO4(固)=Ca2+SO42-(水)=Ca2++SO42-
根据MA(固)和MA(水)之间的溶解平衡可得
(平衡常数)
因固体物质的活度等于1,若用
表示
,则
(6-1)
s0称为MA固有溶解度,当温度一定时,
为常数。
若溶液中不存在其它副反应,微溶化合物MA的溶解度s等于固有溶解度和M+(或A-)离子浓度之和,即
s=s0+[M+]=s0+[A-](6-2)
如果MA(水)几乎完全离解或s0<<[M+]时(大多数的电解质属此类情况),则s0可以忽略不计,则
s=[M+]=[A-](6-3)
对于MmAn型微溶化合物的溶解度s可按下式计算。
(6-4)
或
(6-5)
2.溶度积(solubilityproduct)与条件溶度积(conditionalsolubilityproduct)
(1)活度积与溶度积当微溶化合物MA溶解于水中,如果除简单的水合离子外,其它各种形式的化合物均可忽略,则根据MA在水溶液中的平衡关系,得到
中性分子的活度系数视为1,则根据式(7-1)
,故
(6-6)
为离子的活度积常数(简称活度积)。
仅随温度变化。
若引入活度系数,则由式(7-6)可得
即[M+][A-]=
=Ksp (6-7)
式中Ksp为溶度积常数(简称溶度积),它是微溶化合物饱和溶液中,各种离子浓度的乘积。
Ksp的大小不仅与温度有关,而且与溶液的离子强度大小有关。
在重量分析中大多是加入过量沉淀剂,一般离子强度较大,引用溶度积①计算比较符合实际,仅在计算水中的溶解度时,才用活度积。
对于MmAn型微溶化合物,其溶解平衡如下:
MmAn(固)⇌mMn++nAm-
因此其溶度积表达式为:
Ksp=[Mn+]m[Am-]n(6-8)
(2)条件溶度积
在沉淀溶解平衡中,除了主反应外,还可能存在多种副反应。
例如对于1:
1型沉淀MA,除了溶解为M+和A-这个主反应外,阳离子M+还可能与溶液中的配位剂L形成配合物ML、ML2…(略去电荷,下同),也可能与OH-生成各级羟基配合物;阴离子A-还可能与H+形成HA、H2A…等等,可表示为:
┊┊┊
MLnM(OH)nHnA
此时,溶液中金属离子总浓度[M′]和沉淀剂总浓度[A′]分别为:
[M′]=[M]+[ML]+[ML2]+……+[M(OH)]+[M(OH)2]+……
[A′]=[A]+[HA]+[H2A]+……
同配位平衡的副反应计算相似,引入相应的副反应系数
、
,则
Ksp=[M][A]=
=
即
=[
][
]=
(6-9)
只有在温度、离子强度、酸度、配位剂浓度等一定时才是常数,即
只有在反应条件一定时才是常数,故称为条件溶度积常数,简称条件溶度积。
因为
>1,
>1,
所以
>
,即副反应的发生使溶度积常数增大。
对于m:
n型的沉淀MmAn,则:
=
(6-10)
由于条件溶度积Ksp′的引入,使得在有副反应发生时的溶解度计算大为简化。
二、影响沉淀溶解度的因素
影响沉淀溶解度的因素很多,如同离子效应、盐效应、酸效应、配位效应等。
此外,温度、介质、沉淀结构和颗粒大小等对沉淀的溶解度也有影响。
现分别进行讨论。
1、同离子效应
组成沉淀晶体的离子称为构晶离子。
当沉淀反应达到平衡后,如果向溶液中加入适当过量的含有某一构晶离子的试剂或溶液,则沉淀的溶解度减小,这种现象称为同离子效应。
例如:
25℃时,BaSO4在水中的溶解度为
s=[Ba2+]=[SO42-]=
=
=2.4×10-5mol/L
如果使溶液中的[SO42-]增至0.10mol/L,此时BaSO4的溶解度为
s=[Ba2+]=Ksp/[SO42-]=(6×10-10/0.10)mol/L=6×10-9mol/L
即BaSO4的溶解度减少至万分之一。
因此,在实际分析中,常加入过量沉淀剂,利用同离子效应,使被测组分沉淀完全。
但沉淀剂过量太多,可能引起盐效应、酸效应及配位效应等副反应,反而使沉淀的溶解度增大。
一般情况下,沉淀剂过量50—100%是合适的,如果沉淀剂是不易挥发的,则以过量20—30%为宜。
2、盐效应
沉淀反应达到平衡时,由于强电解质的存在或加入其它强电解质,使沉淀的溶解度增大,这种现象称为盐效应。
例如:
AgCl、BaSO4在KNO3溶液中的溶解度比在纯水中大,而且溶解度随KNO3浓度增大而增大,
产生盐效应的原因是由于离子的活度系数γ 与溶液中加入的强电解质的浓度有关,当强电解的浓度增大到一定程度时,离子强度增大因而使离子活度系数明显减小。
而在一定温度下Ksp为一常数,因而[M+][A-]必然要增大,致使沉淀的溶解度增大。
因此,利用同离子效应降低沉淀的溶解度时,应考虑盐效应的影响,即沉淀剂不能过量太多。
应该指出,如果沉淀本身的溶解度很小,一般来讲,盐效应的影响很小,可以不予考虑。
只有当沉淀的溶解度比较大,而且溶液的离子强度很高时,才考虑盐效应的影响。
3、酸效应
溶液酸度对沉淀溶解度的影响,称为酸效应。
酸效应的发生主要是由于溶液中H+浓
度的大小对弱酸、多元酸或难溶酸离解平衡的影响。
因此,酸效应对于不同类型沉淀的影响情况不一样,若沉淀是强酸盐(如BaSO4、AgCl等)其溶解度受酸度影响不大,但对弱酸盐如CaC2O4则酸效应影响就很显著。
如CaC2O4沉淀在溶液中有下列平衡:
当酸度较高时,沉淀溶解平衡向右移动,从而增加了沉淀溶解度。
若知平衡时溶液的pH,就可以计算酸效应系数,得到条件溶度积,从而计算溶解度。
【例6-1】计算沉淀在pH=5和pH=2溶液中的溶解度。
(己知H2C2O4的Ka1=5.9×10-2,Ka2=6.4×10-5,
2.0×10-9)
解pH=5时,H2C2O4的酸效应系数①为:
=
=1+1.0×10-5/(6.4×10-5)+(1.0×10-5)2/(6.4×10-5×5.9×10-2)=1.16
根据式(7-9)得
=1.6×10-8×1.16
因此s=[Ca2+]=[C2O42-]=
s=
mol/L=4.8×10-5mol/L
同理可求出PH=2时,CaC2O4的溶解度为6.1×10-4mol/L
由上述计算可知CaC2O4在pH=2的溶液中的溶解度比pH=5的溶液中的溶解度约大
13倍。
为了防止沉淀溶解损失,对于弱酸盐沉淀,如碳酸盐、草酸盐、磷酸盐等,通常应在
较低的酸度下进行沉淀。
如果沉淀本身是弱酸,如硅酸(SiO2·n H2O)、钨酸(WO3·n H2O)等,易溶于碱,则应在强酸性介质中进行沉淀。
如果沉淀是强酸盐如AgCl等,在酸性溶液中进行沉淀时,溶液的酸度对沉淀的溶解度影响不大。
对于硫酸盐沉淀,例如BaSO4、SrSO4等,由于H2SO4的Ka2不大,当溶液的酸度太高时,沉淀的溶解度也随之增大。
4、配位效应
进行沉淀反应时,若溶液中存在能与构晶离子生成可溶性配合物的配位剂,则可使沉淀溶解度增大,这种现象称为配位效应。
配位剂主要来自两方面,一是沉淀剂本身就是配位剂,二是加入的其它试剂。
例如用Cl-沉淀Ag+时,得到AgCl白色沉淀,若向此溶液加入氨水,则因NH3配位形成[Ag(NH3)2]+,使AgCl的溶解度增大,甚至全部溶解。
如果在沉淀Ag+时,加入过量的Cl-,则Cl-能与AgCl沉淀进一步形成AgCl2-和AgCl32-等配离子,也使AgCl沉淀逐渐溶解。
这时Cl-沉淀剂本身就是配位剂。
由此可见,在用沉淀剂进行沉淀时,应严格控制沉淀剂的用量,同时注意外加试剂的影响。
配位效应使沉淀的溶解度增大的程度与沉淀的溶度积、配位剂的浓度和形成配合物的稳定常数有关。
沉淀的溶度积越大,配位剂的浓度越大,形成的配合物越稳定,沉淀就越容易溶解。
综上所述,在实际工作中应根据具体情况来考虑哪种效应是主要的。
对无配位反应的强酸盐沉淀,主要考虑同离子效应和盐效应,对弱酸盐或难溶盐的沉淀,多数情况主要考虑酸效应。
对于有配位反应且沉淀的溶度积又较大,易形成稳定配合物时,应主要考虑配位效应。
5、其它影响因素
除上述因素外,温度和其它溶剂的存在,沉淀颗粒大小和结构等,都对沉淀的溶解度有影响。
(1)温度的影响沉淀的溶解一般是吸热过程,其溶解度随温度升高而增大。
因此,对于一些在热溶液中溶解度较大的沉淀,在过滤洗涤时必须在室温下进行,如MgNH4PO4、CaC2O4等。
对于一些溶解度小,冷时又较难过滤和洗涤的沉淀,则采用趁热过滤,并用热的洗涤液进行洗涤,如Fe(OH)3、Al(OH)3等。
(2)溶剂的影响无机物沉淀大部分是离子型晶体,它们在有机溶剂中的溶解度一般比在纯水中要小。
例如PbSO4沉淀在100mL水中的溶解度为1.5×10-4mol/L,而在100mL
=50%的乙醇溶液中的溶解度为7.6×10-6mol/L。
(3)沉淀颗粒大小和结构的影响同一种沉淀,在质量相同时,颗粒越小,其总表面积越大,溶解度越大。
由于小晶体比大晶体有更多的角、边和表面,处于这些位置的离子受晶体内离子的吸引力小,又受到溶剂分子的作用,容易进入溶液中。
因此,小颗粒沉淀的溶解度比大颗粒沉淀的溶解度大。
所以,在实际分析中,要尽量创造条件以利于形成大颗粒晶体。
思考题6-2
1.什么是固有溶解度?
与溶解度的关系是什么?
2.什么是条件溶度积?
与溶度积的区别是什么?
3.影响溶解度的因素有哪些?
其中哪些因素可以使溶解度增大?
哪些因素又能使溶解度减小?
第三节影响沉淀纯度的因素
【学习要点】了解沉淀的类型和形成过程,掌握影响沉淀纯净的因素和提高沉淀纯度的措施。
研究沉淀的类型和沉淀的形成过程,主要是为了选择适宜的沉淀条件,以获得纯净且易于分离和洗涤的沉淀。
一、沉淀的类型
沉淀按其物理性质的不同,可粗略地分为晶形沉淀和无定形沉淀两大类。
1.晶形沉淀(crystallineprecipitate)
晶形沉淀是指具有一定形状的晶体,其内部排列规则有序,颗粒直径约为0.1—1μm。
这类沉淀的特点是:
结构紧密,具有明显的晶面,沉淀所占体积小、沾污少、易沉降、易过滤和洗涤。
例如:
MgNH4PO4、BaSO4等典型的晶形沉淀。
2、无定形沉淀(amorphousprecipitate)
无定形沉淀是指无晶体结构特征的一类沉淀。
如Fe2O3.n H2O,P2O3.n H2O是典型的无定型沉淀。
无定型沉淀是由许多聚集在一起的微小颗粒(直径小于0.02μm)组成的,内部排列杂乱无章、结构疏松、体积庞大、吸附杂质多,不能很好的沉降,无明显的晶面,难于过滤和洗涤。
它与晶型沉淀的主要差别在于颗粒大小不同。
介于晶型沉淀与无定型沉淀之间,颗粒直径在0.02—0.1μm的沉淀如AgCl称为凝乳状沉淀,其性质也介于两者之间。
在沉淀过程中,究竟生成的沉淀属于哪一种类型,主要取决于沉淀本身的性质和沉淀的条件。
二、沉淀形成过程
沉淀的形成是一个复杂的过程,一般来讲,沉淀的形成要经过晶核形成和晶核长大两个过程,简单表示如下:
凝聚
成核作用成长
成长定向排列
1、晶核的形成
将沉淀剂加入待测组分的试液中,溶液是过饱和状态时,构晶离子由于静电作用而形成微小的晶核。
晶核的形成可以分为均相成核和异相成核。
均相成核是指过饱和溶液中构晶离子通过缔合作用,自发地形成晶核的过程。
不同的沉淀,组成晶核的离子数目不同。
例如:
BaSO4的晶核由8个构晶离子组成,Ag2CrO4的晶核由6个构晶离子组成。
异相成核是指在过饱和溶液中,构晶离子在外来固体微粒的诱导下,聚合在固体微粒周围形成晶核的过程。
溶液中的“晶核”数目取决于溶液中混入固体微粒的数目。
随着构晶离子浓度的增加,晶体将成长的大一些。
当溶液的相对过饱和程度较大时,异相成核与均相成核同时作用,形成的晶核数目多,沉淀颗粒小。
2、晶形沉淀和无定形沉淀的生成
晶核形成时,溶液中的构晶离子向晶核表面扩散,并沉积在晶核上,晶核逐渐长大形成沉淀微粒。
在沉淀过程中,由构晶离子聚集成晶核的速度称为聚集速度;构晶离子按一定晶格定向排列的速度称为定向速度。
如果定向速度大于聚集速度较多,溶液中最初生成的晶核不很多,有更多的离子以晶核为中心,并有足够的时间依次定向排列长大,形成颗粒较大的晶形沉淀。
反之聚集速度大于定向速度,则很多离子聚集成大量晶核,溶液中没有更多的离子定向排列到晶核上,于是沉淀就迅速聚集成许多微小的颗粒,因而得到无定形沉淀。
定向速度主要取决于沉淀物质的本性,极性较强的物质,如BaSO4、MgNH4PO4、和CaC2O4等,一般具有较大的定向速度,易形成晶形沉淀。
AgCl的极性较弱,逐步生成凝乳状沉淀。
氢氧化物,特别是高价金属离子的氢氧化物,如Fe(OH)3、Al(OH)3等,由于含有大量水分子,阻碍离子的定向排列,一般生成无定形胶状沉淀。
聚集速度不仅与物质的性质有关,同时主要由沉淀的条件决定,其中最重要的是溶液中生成沉淀时的相对过饱和度①。
聚集速度与溶液的相对过饱和度成正比,溶液相对过饱和度越大,聚集速度越大,晶核生成多,易形成无定型沉淀。
反之,溶液相对过饱和度小,聚集速度小,晶核生成少,有利于生成颗粒较大的晶形沉淀。
因此,通过控制溶液的相对过饱和度,可以改变形成沉淀颗粒的大小,有可能改变沉淀的类型。
三、影响沉淀纯度(puyity)的因素
在重量分析中,要求获得的沉淀是纯净的。
但是,沉淀从溶液中析出时,总会或多或少地夹杂溶液中的其它组分。
因此必须了解影响沉淀纯度的各种因素,找出减少杂质混入的方法,以获得符合重量分析要求的沉淀。
影响沉淀纯度的主要因素有共沉淀现象和继沉淀现象。
1.共沉淀(coprecipitation)
当沉淀从溶液中析出时,溶液中的某些可溶性组分也同时沉淀下来的现象称为共沉淀。
共沉淀是引起沉淀不纯的主要原因,也是重量分析误差的主要来源之一。
共沉淀现象主要有以下三类。
(1)表面吸附由于沉淀表面离子电荷的作用力未达到平衡,因而产生自由静电力
①相对过饱和度=(Q-s)/s;式中Q为加入沉淀剂瞬间沉淀的浓度;s为沉淀的溶解度。
场。
由于沉淀表面静电引力作用吸引了溶液中带相反电荷的离子,使沉淀微粒带有电荷,形成吸附层。
带电荷的微粒又吸引溶液中带相反电荷的离子,构成电中性的分子。
因此,沉淀表面吸附了杂质分子。
例如:
加过量BaCl2到H2SO4的溶液中,生成BaSO4晶体沉淀。
沉淀表面上的SO42-由于静电引力强烈地吸引溶液中的Ba2+,形成第一吸附层,使沉淀表面带正电荷。
然后它又吸引溶液中带负电荷的离子,如Cl-离子,构成电中性的双电层,如图7-1所示。
双电层能随颗粒一起下沉,因而使沉淀被污染。
图6—1品体表面吸附示意图
显然,沉淀的总表面积越大,吸附杂质就越多;溶液中杂质离子的浓度越高,价态越高,越易被吸附。
由于吸附作用是一个放热反应,所以升高溶液的温度,可减少杂质的吸附。
(2)吸留和包藏吸留是被吸附的杂质机械地嵌入沉淀中。
包藏常指母液机械地包藏在沉淀中。
这些现象的发生,是由于沉淀剂加入太快,使沉淀急速生长,沉淀表面吸附的杂质来不及离开就被随后生成的沉淀所覆盖,使杂质离子或母液被吸留或包藏在沉淀内部。
这类共沉淀不能用洗涤的方法将杂质除去,可以借改变沉淀条件或重结晶的方法来减免。
(3)混晶当溶液杂质离子与构晶离子半径相近,晶体结构相同时,杂质离子将进入晶核排列中形成混晶。
例如Pb2+和Ba2+半径相近,电荷相同,在用H2SO4沉淀Ba2+时,Pb2+能够取代BaSO4中的Ba2+进入晶核形成PbSO4与BaSO4的混晶共沉淀。
又如AgCl和AgBr、MgNH4PO4·6H20和MgNH4AsO4等都易形成混晶。
为了减免混晶的生成,最好在沉
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 重量 分析 沉淀 滴定法