河南师范大学 第5章重量沉淀法和沉淀滴定法 教学口的:重量分析法是化学分析法中准确度很高的一种方法。掌握沉淀 形成的理论,专虑平衡的影响, 得到理想的沉淀,在分和测 定中应用。 教孿量点:溶解度的计辣,如何获得可重现的沉淀。 数学难鼎:沉淀形成的里论用经验公式解释,不能定量化 通过称量物质的重量进行测定的方法。利用沉淀反应作滴定的方法, 5.1直量分析法概述 5.1.1重量分析法的分类和特点 1.分类根据被测组分与其他组分分离方法的不同可分为三类 (1)沉淀法:利用沉淀反应使待测组分沉淀出来,再转化为称量形式。 Ba2+SO,2-→BaS0,↓(沉淀形)rC烧,BaS0,↓(称量形)Mg”+N+HPO,- MgNH.PO.(沉淀形)rC接→gP,O,(称量形) (2)挥发法:利用待测组分的挥发性质,通过加热的方法使其从试样中挥发逸出。 加热烘干至恒重,试样减轻的质量或用干燥剂吸收水汽后增 (3)电解法: 使待测金属离子在电极上还原析出,然后称重,电极增加的重最即为金属质量。 2.特点 优点:直接称量得到分析结果,不用基准物质比较,准确度高,RE<0.1一-0.2%。 缺点:操作繁琐 程序长,费时多 5.12重量分析法的分析过程和对沉淀的要求 试样十沉淀剂→沉淀些,速,能称量形 1.对沉淀形的要求 2.对称量形的要求 有确定的化学组成: 空 (中水分 C02和02的影响 c.纯度高 摩尔质量大,减小称量误差。 d.易转化为称量形 5.2沉淀的溶解度及其影响因素 52.1溶解度、溶度积和条件溶度积 MA(固)DMA(水)IM+A aa凰=s0aaw=s9 s-固有溶解度,大多数电解质s小,可忽略不计 a(水 a.a=K-话度积Kp=[M]4r]=aa= K 一溶度积 Yu-Y4-Yv-Y4- s=[M]=A],s=[M][A]-Ksp 有副反应时,s2=Kp'=M门A门=KpaM QA K'一条件溶度积 1
河南师范大学 第 5 章 重量沉淀法和沉淀滴定法 教学目的:重量分析法是化学分析法中准确度很高的一种方法。掌握沉淀 形成的理论,考虑平衡的影响,得到理想的沉淀,在分离和测 定中应用。 教学重点:溶解度的计算,如何获得可重现的沉淀。 教学难点:沉淀形成的理论用经验公式解释,不能定量化。 通过称量物质的重量进行测定的方法。利用沉淀反应作滴定的方法。 5.1 重量分析法概述 5.1.1 重量分析法的分类和特点 1.分类 根据被测组分与其他组分分离方法的不同可分为三类 (1)沉淀法:利用沉淀反应使待测组分沉淀出来,再转化为称量形式。 Ba2+ + SO4 2- → BaSO4↓(沉淀形) 800o ⎯⎯⎯⎯⎯ C,灼烧→ BaSO4↓(称量形)Mg2++NH3+HPO4 -= MgNH4PO4↓(沉淀形) 800o ⎯⎯⎯⎯⎯ C,灼烧→ Mg2P2O7(称量形) (2)挥发法:利用待测组分的挥发性质,通过加热的方法使其从试样中挥发逸出。 例:测定湿存水或结晶水,加热烘干至恒重,试样减轻的质量或用干燥剂吸收水汽后增 加的质量来确定水的质量。Na2CO3·10H2O (3)电解法: 使待测金属离子在电极上还原析出,然后称重,电极增加的重量即为金属质量。 2.特点 优点:直接称量得到分析结果,不用基准物质比较,准确度高,RE<0.1-0.2%。 缺点:操作繁琐,程序长,费时多。 5.1.2 重量分析法的分析过程和对沉淀的要求 试样+沉淀剂 沉淀 → ⎯⎯⎯⎯⎯⎯ 过滤、洗涤、灼烧→称量形 1. 对沉淀形的要求 2. 对称量形的要求 a. 溶解度小,沉淀完全; 有确定的化学组成; b. 沉淀形便于过滤,洗涤 稳定,不受空气中水分,CO2 和 O2 的影响 c. 纯度高 摩尔质量大,减小称量误差。 d. 易转化为称量形 5.2 沉淀的溶解度及其影响因素 5.2.1 溶解度、溶度积和条件溶度积 MA( MA M + An n+ - MA(固) 0 00 0 MA(水) MA(水) 固) (水) a =s a =s s -固有溶解度,大多数电解质s 小,可忽略不计 a 0 aa K M A + − = sp ――活度积 [ ][ ] 0 M A sp sp M M A A a a K K MA γ γ γγ + − + − + + − = == − -溶度积 s=[M]=[A],s 2 =[M][A]=Ksp 有副反应时,s 2 = Ksp′=[M′][A′]=Ksp αM⋅ αA Ksp′-条件溶度积 1
河南师范大学 5.2.2影响沉淀溶解度的因素 1.同离子效应 BaS0-Ba2++S0,2250ml溶液 s=[Ba2+]=S0,2F√Kp=.1x10-o=1.0×10-5mol.LE 溶解损失为:m =1.0×10-5×250×233.4≈1.4mg 有0.1m0l50,2-荐在时,s(0.1+s)=Ks=k%.11.1×10- 溶解5x10mg。向溶液中加入构品离子附,沉淀的溶解度减小。 I增大,Y减小 ,s=a,溶解度增大】 3.酸效应沉淀为弱酸盐时,a人m,溶解度增大。 CaC20,=Ca2+C0,2 s=C02]+HC02]+H,C0]=[C,042] =[Ca2IIC2OK=KaC2o- 4.络合效应 金属离子发生刷反应AgC1=Ag十C CI [C门小时,主要是同离子效应,溶解度减小。[C门大时,主要是络合效应,溶解度增大。 S=[Ag"+[AgCI+[Agck+[AgCI1+[AgCL]=[Ag"](1+B[CI ]+B2[CI +B3[CI +B4CIT=K./ICI(I+BIC门]+BIC了+BCIT+BCI)=K./s.angcL S=√KA(Cr) 溶解度最小时,ds/dC门0,[C门=10-24molL-,s04=10-6.5molL 例:计算PbCrO.沉淀在pH=5.0,EDTA浓度为0.010molL溶液中的溶解度。(己知 Ksp=1.8x104)解:Pb2+的络合效应,Cr0,2的酸效应。s=C02=Pb K=[]=-[Cro:-].[Pb-].doo-K= -vooo Kay Kaka awm=l+Kr小Kw001-g 将副反应系数与有关常数代入溶解度公式整理得:,”2024=0 5.其他影响因素 a.温度:温度升高使溶解度增大。 b.溶剂:大多数无机物沉淀在有机溶液中的溶解度比在纯水中小。 ©,形成胶体溶液:过滤时极易穿透滤纸而引起损失,加热和加入大量电解质可破坏胶体。 d.颗粒大小:颗粒越小,溶解度越大 c.沉淀析出形态的影响 亚稳态 放置(陈化 5.3沉淀的类型和沉淀的形成过程 5.3.1沉淀的类型 按颗粒大小分: 直径 特征 示例 品形沉淀 0.1-1m 排列规则,结构紧密 BaSO4 凝乳状沉淀 无定形沉淀 <0.2μm 无规则堆积,含水多,体积大Fe203nH20 属于何种沉淀,由沉淀性质决定,但沉淀条件也起很大的作用。 2
河南师范大学 5.2.2 影响沉淀溶解度的因素 1.同离子效应 BaSO4=Ba2+ +SO4 2- 250ml溶液 4 2+ 2- 10 5 1 4 5 -1 2 9 4 s=[ Ba ]=[SO ]= 1.1 10 1.0 10 . 1.0 10 250 233.4 1.4 0.1mol.L 1.1 10 sp BaSO sp sp K mol L m mg SO K K − −− − − − = × =× =× × × ≈ × 溶解损失为: 有 存在时,s(0.1+s)= s= /0.1= 溶解 5×10-5 mg。 向溶液中加入构晶离子时,沉淀的溶解度减小。 2. 盐效应 I 增大,γ减小,s=a/γ, 溶解度增大。 3. 酸效应 沉淀为弱酸盐时,αA(H),溶解度增大。 CaC2O4=Ca2++C2O4 2- s s=[C2O4 2-]+[HC2O4 2- ]+[H2C2O4]=[C2O4 2- ′] s 2 =[Ca2+ ][C2O4 2- ′]= Ksp′= Ksp⋅α C2O42-(H) 4. 络合效应 金属离子发生副反应 AgCl=Ag+ +Cl- Cl- s [Cl- ]小时,主要是同离子效应,溶解度减小。[Cl-]大时,主要是络合效应,溶解度增大。 S=[Ag+ ]+[AgCl]+[AgCl2 - ]+ [AgCl3 2- ]+[AgCl4 3- ]=[Ag+ ](1+β1[Cl- ]+β2[Cl- ] 2 +β3[Cl - ] 3 +β4[Cl- ] 4 )=Ksp/[Cl- ](1+β1[Cl- ]+β2[Cl- ] 2 +β3[Cl- ] 3 +β4[Cl- ] 4 )= Ksp/s⋅ αAg(Cl-) S= Kspα Ag Cl ( ) − H+ + 溶解度最小时,ds/d[Cl- ]=0,[Cl- ]=10-2.4mol.L-1 ,s最小=10-6。5 mol.L-1 例:计算PbCrO4沉淀在pH=5.0,EDTA浓度为 0.010mol/L溶液中的溶解度。(已知 Ksp=1.8×10-14)解:Pb2+ 的络合效应,CrO4 2- 的酸效应。s=[CrO4 2-′]=[Pb2+ ′] 222 [ ] [] 2 4 4 2 2 2 2 sp 4 4 CrO Pb Pb CrO sp K CrO Pb α α αα CrO Pb K s2 −++ − ′ ′′ ⎡ ⎤⎡ ⎤ − + − + == = ⎣ ⎦⎣ ⎦ = 2 24 Pb CrO sp s = α α+ − K [ ] [ ] ( ) 2 2 [ ] 4 2 12 2 ( ) 0.01 CrO 1 1 Pb Y PbY PbY a aa Y H H H s K YK K KK α α α − + + + − =+ + =+ ≈ 将副反应系数与有关常数代入溶解度公式整理得: s s 2 3 0.224 0.00224 0 s mol L 9.6 10 / − + − = = × 5.其他影响因素 a. 温度:温度升高使溶解度增大。 b. 溶剂:大多数无机物沉淀在有机溶液中的溶解度比在纯水中小。 c. 形成胶体溶液:过滤时极易穿透滤纸而引起损失,加热和加入大量电解质可破坏胶体。 d. 颗粒大小:颗粒越小,溶解度越大。 e. 沉淀析出形态的影响 亚稳态>稳态 放置(陈化) 5.3 沉淀的类型和沉淀的形成过程 5.3.1 沉淀的类型 按颗粒大小分: 直径 特征 示例 晶形沉淀 0.1-1μm 排列规则,结构紧密 BaSO4 凝乳状沉淀 AgCl 无定形沉淀 <0.2μm 无规则堆积,含水多,体积大 Fe2O3·nH2O 属于何种沉淀,由沉淀性质决定,但沉淀条件也起很大的作用。 2
河南师范大学 5.3.2沉淀的形成过程构晶离子一晶核一一沉淀微粒 由沉淀性质决定 均相成核作用 定向排列晶形沉淀 微粒一晶核一沉淀微粒 、聚集 异相成核作用 无定形沉淀 由沉淀条件决定 愧氏(Von Weimarn)经验公式:分散度=Kx- cQ一加入沉淀剂瞬间沉淀物质的浓度:s一沉 淀的溶解度:(c-s)一过饱和度(一相对过饱和度 分散度即晶核形成速度,或沉淀初始浓度,结晶、成核与相对过饱和度(SS)有关,c小 成核较慢,可得到大颗粒沉淀。RSS大,易形成无定形沉淀甚至胶体,RSS小,晶形沉淀。 不同沉淀均相成核所需相对过饱和度不同,有个极限值,称临界5值。一种沉淀的临 界值拔大,表明该沉淀不易均相成核。不同的沉淀,其临界值不同,如表5-5。临界值域大 越易形成晶形沉淀 :反之, 易形成颗粒小的凝乳状沉淀或无定形沉淀 重量分析中,为得到大颗粒品传 ,最好控制溶液的过饱和度在临界值以下。 5.3.3晶形沉淀与无定形沉淀的生成 ■沉淀反应最终是形成品形沉淀还是无定形沉淀,是由品核 形成速率与颗粒成长速率的相对大小决定。如右图 ■品核形成速率和颗粒成长速率都与溶液的过饱和度 (RSS)成正比 ■当颗粒成长速率>品核形成速率时,易形成品形沉淀:反 之,易形成无定形沉淀 ■重量分析中,目标是能形成品形沉淀,因此。应尽可能诚 少相对过饱和度。 5.4影响沉淀纯度的主要因素 5.4.1共沉淀现象 本身不能单独析出沉淀的物质能随同另一种沉淀析出的现象,称为共沉淀现象。 1.表面吸附共沉淀 表面有剩余电荷,吸附构品离子,形成吸附层,再吸附相反电荷离子(称抗衡离子) 形成扩散层。 组成了双电层 吸附层吸附规律:优先吸附构品离子。 抗衡离子的吸附:.与构品离子形成溶解度、离解度最小的化合物。 b.离子浓度越大,越易被吸附。 c.离子电荷高的优先吸附。 影响因素 a.颗粒小,比表面积大,吸附杂质多。 b.吸附是放热过程,温度升高,吸附杂质量减少。 防止:洗涤(电解质水,易挥发的沉淀剂) 2.混晶或固溶体 与构晶离子半径相近,形成的品体结构相近的离子代替构品离子形成混品,不能洗去,。 应在沉淀前进行分离。如BaS0,和PbS0,BaS0,和KMn0, 3
河南师范大学 5.3.2 沉淀的形成过程构晶离子-晶核――沉淀微粒 由沉淀性质决定 均相成核作用 微粒-晶核-沉淀微粒 异相成核作用 由沉淀条件决定 定向排列 聚集 晶形沉淀 无定形沉淀 槐氏(Von Weimarn)经验公式: c s Q K s − 分散度 = × cQ-加入沉淀剂瞬间沉淀物质的浓度;s-沉 淀的溶解度;(cQ –s)-过饱和度 (cQ-s)/s-相对过饱和度 分散度即晶核形成速度,或沉淀初始浓度,结晶、成核与相对过饱和度(RSS)有关,cQ小, 成核较慢,可得到大颗粒沉淀。RSS大,易形成无定形沉淀甚至胶体,RSS小,晶形沉淀。 不同沉淀均相成核所需相对过饱和度不同,有个极限值,称临界cQ/s值。一种沉淀的临 界值越大,表明该沉淀不易均相成核。不同的沉淀,其临界值不同,如表5-5。临界值越大, 越易形成晶形沉淀;反之,易形成颗粒小的凝乳状沉淀或无定形沉淀。 重量分析中,为得到大颗粒晶体,最好控制溶液的过饱和度在临界值以下。 5.3.3 晶形沉淀与无定形沉淀的生成 沉淀反应最终是形成晶形沉淀还是无定形沉淀,是由晶核 形成速率与颗粒成长速率的相对大小决定。如右图。 晶核形成速率和颗粒成长速率都与溶液的过饱和度 (RSS)成正比 当颗粒成长速率>晶核形成速率时,易形成晶形沉淀;反 之,易形成无定形沉淀。 重量分析中,目标是能形成晶形沉淀,因此,应尽可能减 少相对过饱和度。 5.4 影响沉淀纯度的主要因素 5.4.1 共沉淀现象 本身不能单独析出沉淀的物质能随同另一种沉淀析出的现象,称为共沉淀现象。 1. 表面吸附共沉淀 表面有剩余电荷,吸附构晶离子,形成吸附层,再吸附相反电荷离子(称抗衡离子), 形成扩散层,组成了双电层。 吸附层吸附规律:优先吸附构晶离子。 抗衡离子的吸附:a.与构晶离子形成溶解度、离解度最小的化合物。 b.离子浓度越大,越易被吸附。 c.离子电荷高的优先吸附。 影响因素: a. 颗粒小,比表面积大,吸附杂质多。 b. 吸附是放热过程,温度升高,吸附杂质量减少。 防止:洗涤(电解质水,易挥发的沉淀剂) 2. 混晶或固溶体 与构晶离子半径相近,形成的晶体结构相近的离子代替构晶离子形成混晶,不能洗去, 应在沉淀前进行分离。如BaSO4和PbSO4,BaSO4和KMnO4 3
河南师范大学 3.吸留和包夹 表面吸附的抗衡离子在沉淀生长时被覆盖包藏在里面不能洗去,陈化可减小,严重时, 需重沉淀 5.4.2继沉淀现象 某组分析出沉淀后,另一种难于析出沉淀的物质在沉淀表面上析出沉淀的现象。 例:MgC2O4可形成稳定的过饱和溶液而不沉淀,但用草酸盐沉淀分离C2+与Mg2+,,析出 CaCO4沉淀表面有MaCO4析出。放置时间越长,继沉淀现象越严重。类似现象常见于金 属硫化物的沉淀分离叶 避免或减少继沉淀的主要方法是缩短沉淀和母液共置时间。沉淀玷污对分析结果的影响 测Ba2,包藏了BaC1: 一;吸附S0:无影响 S0,2,包藏了BaC1:+;吸附S0, 5.4.3减少沉淀玷污的方法 1)选择适当分析步骤 测少量组分含量时,首先沉淀含量少的组分 2)改变易被吸附杂质的存在形式,降低其浓度分离除去,或掩蔽。如将下F3+还原成F2 3)选择合适的沉淀剂选用有机沉淀剂可有效减少共沉淀 4)改普沉淀条件温度,浓度,试剂加入次序或速度,是否陈化 5)再沉淀有效减小吸留或包埋的共沉淀及后沉淀现象 5.5沉淀条件的选择 5.5.1晶形沉淀(稀、热、慢、搅、陈) 使其颗粒大,减少包藏,关键是控制相对过饱和度。例:B阳S0,沉淀 a.在稻、热溶液中沉淀; b.在酸性介质(HC1)中:c.慢加,快搅:d.陈化 5.5.2无定形沉淀(浓、热、电、不陈) 溶解度小 不可能减小相对过饱和度。关键是加速凝聚,防止胶溶,减少吸附 例:Fe(OH沉淀 a。在浓的热溶液中沉淀:b.在电解质存在下沉淀,中和胶粒电荷: c.立即用热水稀释:d.趁热过滤。 5.53均匀沉淀法(对无定形沉淀而言) 避免 部定 饱和现象。通过缓慢的化学反应,使沉淀剂由溶液中慢慢地、均匀地产生。 例如:沉淀Fe(OD C0(NH2)2+H,0≥CO2↑+2NH3 控制温度可控制尿素水解速度,控制[OH]产生的速度。 优点:得到的沉淀,颗粒较大,表面吸附杂质少,易滤,易洗缺点:仍不能避免后沉淀和混 晶共沉淀现象 5.6有机沉淀剂 有机沉淀剂的特点: ·1.试剂种类多 ·2.选择高。有机沉淀剂在一定条件下,与单个离子起沉淀反应 ·3.沉淀的溶解度小。 由于有机沉淀的疏水性强,所以溶解度较小,有利于沉淀完全 4. 沉淀吸附无机杂质少,因为沉淀表面不带电荷,所以吸附杂质离子易获得纯净的沉淀 易于过滤洗涤 5。沉淀的摩尔质量大,被测组分在称量形式中占的百分比小,有利于提高分析的准确度 ·6.有些简化了重量分析操作
河南师范大学 3.吸留和包夹 表面吸附的抗衡离子在沉淀生长时被覆盖包藏在里面不能洗去,陈化可减小,严重时, 需重沉淀。 5.4.2 继沉淀现象 某组分析出沉淀后,另一种难于析出沉淀的物质在沉淀表面上析出沉淀的现象。 例:MgC2O4 可形成稳定的过饱和溶液而不沉淀,但用草酸盐沉淀分离Ca2+ 与Mg2+ ,析出 CaC2O4 沉淀表面有MgC2O4 析出。放置时间越长,继沉淀现象越严重。类似现象常见于金 属硫化物的沉淀分离中。 避免或减少继沉淀的主要方法是缩短沉淀和母液共置时间。沉淀玷污对分析结果的影响 测Ba2+ ,包藏了BaCl2 - ; 吸附 H2SO4 无影响 SO4 2 ,包藏了BaCl2 + ; 吸附 H2SO4 - 5.4.3 减少沉淀玷污的方法 1)选择适当分析步骤 测少量组分含量时,首先沉淀含量少的组分 2)改变易被吸附杂质的存在形式,降低其浓度 分离除去,或掩蔽。如将 Fe3+还原成 Fe2+ 3)选择合适的沉淀剂 选用有机沉淀剂可有效减少共沉淀 4)改善沉淀条件 温度,浓度,试剂加入次序或速度,是否陈化 5)再沉淀 有效减小吸留或包埋的共沉淀及后沉淀现象 5.5 沉淀条件的选择 5.5.1 晶形沉淀(稀、热、慢、搅、陈) 使其颗粒大,减少包藏,关键是控制相对过饱和度。例:BaSO4沉淀 a. 在稀、热溶液中沉淀; b. 在酸性介质(HCl)中;c.慢加,快搅;d.陈化 5.5.2 无定形沉淀(浓、热、电、不陈) 溶解度小,不可能减小相对过饱和度。关键是加速凝聚,防止胶溶,减少吸附。 例:Fe(OH)3沉淀 a. 在浓的热溶液中沉淀;b.在电解质存在下沉淀,中和胶粒电荷; c. 立即用热水稀释;d.趁热过滤。 5.5.3 均匀沉淀法(对无定形沉淀而言) 避免局部过饱和现象。通过缓慢的化学反应,使沉淀剂由溶液中慢慢地、均匀地产生。 例如:沉淀Fe(OH)3 CO(NH2)2+H2O=CO2↑+2NH3 Δ 控制温度可控制尿素水解速度,控制[OH- ]产生的速度。 优点:得到的沉淀,颗粒较大,表面吸附杂质少,易滤,易洗缺点:仍不能避免后沉淀和混 晶共沉淀现象 5.6 有机沉淀剂 有机沉淀剂的特点: •1. 试剂种类多 •2. 选择高。有机沉淀剂在一定条件下,与单个离子起沉淀反应。 •3. 沉淀的溶解度小。由于有机沉淀的疏水性强,所以溶解度较小,有利于沉淀完全。 •4. 沉淀吸附无机杂质少,因为沉淀表面不带电荷,所以吸附杂质离子易获得纯净的沉淀。 易于过滤洗涤 •5. 沉淀的摩尔质量大,被测组分在称量形式中占的百分比小,有利于提高分析的准确度 •6. 有些简化了重量分析操作 4
河南师范大学 5.6.1有机沉淀剂的分类按其作用原理分成两大类。 1.生成整合物的沉淀剂 分子中含有-OH,-COOH,SH,SO3H等酸性官能团,同时含有一NH2,一NH一等碱性 官能团,能与金属离子形成整合物。2.生成离子缔合物的沉淀剂 含有-OH,-COOH,-SH,-SO3H,-NH2,-NH等官能团,能与金属离子反应生成难溶盐。 2.生成高子缔合物的沉淀剂 阴离子和阳离子以较强的静电引力相结合而形成的化合物,叫做缔合物。相对分子质 量较大的有机离子与带相反电荷的酸根离子反应后,可生成微溶性的离子缩合物沉淀。 5.6.2有机沉淀剂应用示例(自学) 5.7重量分析中的换算因数 W,=m×100%=m壁×100% 换算因子F印称量形) Mr (x) m m, 5.8沉淀滴定法 用于沉淀滴定法的沉淀反应必须符合下列几个条件: 1。生成的沉淀应具有恒定的组成,而且溶解度必须很小: 2。沉淀反应必须迅速、定量地进行: 3。能够用活当地指示剂或其他方法确定滴定地终点 银量法 5.8.1莫尔法(Mohr) 用铬酸钾作指示剂 AgNO,滴定NaC 1.原理:Ag+CI=AgC1↓(白色) 一滴定反应 Ag+C0,=AgCr0小(砖红色)一指示剂反应 计量点时:[4g]-[Cr-]-√瓜-10-=1.25x10molL 2.指示剂浓度:KC0,的最佳浓度为5.0x10ol/L3.D州:最宜范围为6.5-10.5(中性或弱 碱性〉 4.适用范围:直接滴定CI、Bm。 5.干扰:凡能与Cr0,产或Ag生成沉淀的离子都干扰测定。如:Ba、Pb2、g以及PO、As0,、 S、C0等。 5.8.2佛尔哈德法(Volhard)一铁铵矾(Fe(S0,),)作指示剂1.直接滴定法-在硝酸 介质中,用NH,SCN标准溶液滴定Ag。(1)原理:Ag+SCN=AgSCN(白) 滴定 反应 Fe”+SCX=FeSC产(红)指示剂反应 (2)溶液酸度控制在0.1-1mol/L之间 (3)Fe3+浓度- 般控制在0.015mo/ 2.返滴定法一测定卤素离了 (1)优点:选择性高。 (2)缺点:终点时,过量的SCN易使下列反应发生: AgCI SCN-AgSCN+Cl 所以,溶液出现的红色 不稳定,随着不断地摇动溶液,红色又逐渐消失,得不到正确的终点。 解决措施:分离AgC沉淀b.用有机溶剂将Ag沉淀表面覆盖,使其不与溶液接触。 C.提高Fe+的浓度以减小终点时SCN厂的浓度,从而减小滴定误差。 5
河南师范大学 5.6.1 有机沉淀剂的分类 按其作用原理分成两大类。 1.生成螯合物的沉淀剂 分子中含有-OH,-COOH,-SH,-SO3H等酸性官能团,同时含有—NH2,—NH—等碱性 官能团,能与金属离子形成螯合物。2.生成离子缔合物的沉淀剂 含有-OH,-COOH,-SH,-SO3H,-NH2,-NH-等官能团,能与金属离子反应生成难溶盐。 2. 生成离子缔合物的沉淀剂 阴离子和阳离子以较强的静电引力相结合而形成的化合物,叫做缔合物。相对分子质 量较大的有机离子与带相反电荷的酸根离子反应后,可生成微溶性的离子缔合物沉淀。 5.6.2 有机沉淀剂应用示例(自学) 5.7 重量分析中的换算因数 100% 100% r x x s s m m w m m =× = × 称 Mr(x) 换算因子 F=n M (称量形) 5.8 沉淀滴定法 用于沉淀滴定法的沉淀反应必须符合下列几个条件: 1. 生成的沉淀应具有恒定的组成,而且溶解度必须很小; 2. 沉淀反应必须迅速、定量地进行; 3. 能够用适当地指示剂或其他方法确定滴定地终点。 银量法: 5.8.1 莫尔法(Mohr)-用铬酸钾作指示剂 AgNO3滴定NaCl 1.原理:Ag+ + Cl- = AgCl↓(白色) — 滴定反应 Ag+ + CrO4 2- = Ag2CrO4↓(砖红色 ) — 指示剂反应 计量点时:[ ] [ ] 4.7 Ag Cl Ksp 10 +− − === =1.25×10-5 mol/L 2.指示剂浓度:K2CrO4的最佳浓度为 5.0×10-3mol/L3. pH:最宜范围为 6.5-10.5(中性或弱 碱性). 4.适用范围:直接滴定Cl- 、Br- 。 5.干扰:凡能与CrO4 2-或 Ag+ 生成沉淀的离子都干扰测定。如:Ba2+ 、Pb2+ 、Hg2+以及PO4 3- 、AsO4 3- 、 S 2-、C2O4 2-等。 5.8.2 佛尔哈德法(Volhard)-铁铵矾(NH4Fe(SO4)2)作指示剂 1.直接滴定法-在硝酸 介质中,用NH4SCN标准溶液滴定Ag+ 。(1)原理:Ag+ + SCN- = AgSCN↓(白) 滴定 反应 Fe3+ + SCN- = FeSCN2+ (红) 指示剂反应 (2)溶液酸度控制在 0.1-1mol/L 之间 (3)Fe3+浓度一般控制在 0.015 mol/L 2.返滴定法-测定鹵素离子 (1)优点:选择性高。 (2)缺点:终点时,过量的 SCN-易使下列反应发生: AgCl + SCN-=AgSCN+ Cl– 所以,溶液出现的红色不稳定,随着不断地摇动溶液,红色又逐渐消失,得不到正确的终点。 解决措施:分离 AgCl 沉淀 b.用有机溶剂将 AgCl 沉淀表面覆盖,使其不与溶液接触。 C.提高Fe3+的浓度以减小终点时SCN- 的浓度,从而减小滴定误差。 5
河南师范大学 5.8.3法场司法(Fajans)-吸附指示剂吸附指示剂是一类有机燃料,当它被吸附在胶粒 AgNO,滴定CI AgCl.Ag+FT(黄绿色)=AgCl.Ag1FT(淡红色) 注意: (1)应尽量使沉淀的比表面大一些。(2)被滴定离子的浓度不能太低(3)避免在强的阳 光下进行滴定。(4)为使指示剂呈阴离子状态,溶液酸度要活宜。 (⑤)胶体微粒对指示剂的吸附能力,应略小于对待测离子的吸附能力。卤化银对卤化物和 几种吸附指示剂的吸附能力的大小顺序如下:I「>SCN>Br>曙红>C>荧光黄。 银量法应用实例: 5,8.4混合离子的沉淀滴定在沉淀滴定中,两种混合离子能否准确进行分别滴定,取决 于两种沉淀的溶度积常数比值的大小。 II]K(Agl) IGT方K(AgC7*5x10- 岛-o I厂和C可别滴定,但I一被AgI吸附,有误差:Br和C无法分别滴定,滴定合量。 5.9滴定分析小结(自学) 作业:P201,2,4Pu5,8,9,14P20,21,22Ps25,27,31
河南师范大学 5.8.3 法扬司法(Fajans)-吸附指示剂 吸附指示剂是一类有机燃料,当它被吸附在胶粒 表面之后,可能是由于形成某种化合物而导致指示剂分子结构的变化,因而引起颜色的变化。 AgNO3滴定Cl- ,用荧光黄作指示剂。HFI=H+ +FI- AgCl•Ag+ + FI- (黄绿色)=AgCl•Ag+ ⎢FI- (淡红色) 注意: (1)应尽量使沉淀的比表面大一些。(2)被滴定离子的浓度不能太低(3)避免在强的阳 光下进行滴定。(4)为使指示剂呈阴离子状态,溶液酸度要适宜。 (5)胶体微粒对指示剂的吸附能力,应略小于对待测离子的吸附能力。卤化银对卤化物和 几种吸附指示剂的吸附能力的大小顺序如下:I ― >SCN- >Br- >曙红>Cl- >荧光黄。 银量法应用实例: 5.8.4 混合离子的沉淀滴定 在沉淀滴定中,两种混合离子能否准确进行分别滴定,取决 于两种沉淀的溶度积常数比值的大小。 7 105 )( )( ][ ][ − − − = ×≈ AgClK AgIK Cl I sp sp 3 103 )( )( ][ ][ − − − = ×≈ AgClK AgBrK Cl Br sp sp I ― 和Cl- 可别滴定,但I-被AgI吸附,有误差;Br― 和Cl- 无法分别滴定, 滴定合量。 5.9 滴定分析小结(自学) 作业:P210 1,2,4 P211 5,8,9,14 P212 20,21,22 P213 25,27,31 6