《分析化学》课程教学课件（PPT讲稿）第九章 重量分析-2/2

第九章重量分析法 Gravimetry 9.1重量分析法概述 9.2沉淀的溶解度及其影响因素 9.3沉淀的类型和沉淀的形成条件 9.4沉淀纯度的影响因素 9.51 重量分析结果的计算 9.6有机沉淀剂

1 9.1 重量分析法概述 9.2 沉淀的溶解度及其影响因素 9.3 沉淀的类型和沉淀的形成条件 9.4 沉淀纯度的影响因素 9.5 重量分析结果的计算 9.6 有机沉淀剂 第九章 重量分析法 （Gravimetry）

93 沉淀的类型和沉淀的形成过程 931 沉淀的类型 颗粒半径 大 小 晶形沉淀 BaSOa 0.1~1um 沉淀的分类 MgNH PO 凝乳状沉淀 0.02um~0.1μm 无定形沉淀 AgCI 胶状沉淀 小 <0.02um 大 Fe2O3.nH2O 沉淀外观 山东理子大军 Al2O3.nH2O Analytical Chemistry 2

Analytical Chemistry 2 沉 淀 的 分 类 晶形沉淀 凝乳状沉淀 颗粒半径 大 小 0.1 ~ 1 m 0.02 m ~ 0.1 m 沉淀外观 大 小 胶状沉淀 沉淀的类型和沉淀的形成过程 沉淀的类型 无定形沉淀 <0. 02 m BaSO4 MgNH4PO4 AgCl Fe2O3 .nH2O Al2O3 .nH2O

晶形沉淀 凝乳状 胶状 BaSO4 AgCI Fe2O3.nH2O 内部排列有序， 排列无序，松散的絮状沉淀 结构紧密 整个沉淀所占体积较小 易于沉降在容器的底部 主要成因 沉淀自身性质 沉淀时的条件 加东理2大军 Analytical Chemistry 3

Analytical Chemistry 3 主要成因 沉淀自身性质 沉淀时的条件 晶形沉淀 BaSO4 凝乳状 AgCl 胶状 Fe2O3 .nH2O 内部排列有序， 结构紧密， 整个沉淀所占体积较小， 易于沉降在容器的底部 排列无序，松散的絮状沉淀

932 沉淀的形成过程 聚集 构晶 成核作用 长大 无定形 晶核 沉淀 长大 离子 微粒 晶形 定向排列 定向速度：主要取决于沉淀物质的性质 聚集速度：主要由沉淀的条件所决定，与相对过饱和度有关 大颗粒的 定向速度 聚集速度 有序排列 晶形沉淀 9 聚集速度 定向速度 杂乱、松散 小颗粒的无 定型沉淀 山东理王大军 Analytical Chemistry 4

Analytical Chemistry 4 构晶 离子 成核作用 晶核 长大 沉淀 微粒 长大 聚集 定向排列 无定形 晶形 沉淀的形成过程 聚集速度 定向速度 > 定向速度 > 聚集速度 小颗粒的无 定型沉淀 大颗粒的 晶形沉淀 聚集速度：主要由沉淀的条件所决定，与相对过饱和度有关 定向速度：主要取决于沉淀物质的性质 杂乱、松散 有序排列

Von Weimarn公式 溶液分散度（表示颗粒大小）与相对过饱和度的关系 分散度 V=k.O-S S V:沉淀形成速率，聚集速度 2:加入沉淀剂瞬间沉淀物质总浓度 S:开始沉淀时，沉淀物质的溶解度 2-S:沉淀开始时的过饱和度 (Q-SS:相对过饱和度 K:与温度，介质，沉淀性质有关的常数 溶液相对过饱和度越大，分散度越大，形成晶核数目 越多，得到小晶形沉淀。 5

Analytical Chemistry 5 Von Weimarn 公式 —溶液分散度（表示颗粒大小）与相对过饱和度的关系 分散度 S Q S V K − =  V：沉淀形成速率，聚集速度 Q：加入沉淀剂瞬间沉淀物质总浓度 S：开始沉淀时，沉淀物质的溶解度 Q－S：沉淀开始时的过饱和度 (Q－S)/S：相对过饱和度 K：与温度，介质，沉淀性质有关的常数 溶液相对过饱和度越大，分散度越大，形成晶核数目 越多，得到小晶形沉淀

933 晶核的形成 均相成核 相对的 构晶离子在过饱和溶液中，通 过离子间的静电作用，自发形 成晶核。 Ba2+ Ba2+ 核作用 溶液中的固体微粒对沉淀的 异相成核 绝对的 形成起诱导作用，诱导成核。 G 山东用子大军 Analytical Chemistry 6

Analytical Chemistry 6 成 核 作 用 均相成核 异相成核 Ba2+ Ba2+ SO4 2- SO4 Ba2+ 2- Ba2+ SO4 2- SO4 2- 构晶离子在过饱和溶液中，通 过离子间的静电作用，自发形 成晶核。 溶液中的固体微粒对沉淀的 形成起诱导作用，诱导成核。 相对的 绝对的 Ag Ag Cr2O7 CrO4 Ag Ag 晶核的形成

实验证明：各种沉淀都有一个能大批自发产生晶核的相 对过饱和极限值称为临界值O,若控制相对过饱和度在QS 以下，沉淀以异相成核为主，反之以均相成核为主. 均相成核 O-S 异相成核 反之 均相成核 异相成核 BaS041000 临界点 g 1o 临界点 AgCI 5.5 临界点越大，越易异相成核，易得到大颗粒沉淀 Analytical Chemistry

Analytical Chemistry 7 实验证明：各种沉淀都有一个能大批自发产生晶核的相 对过饱和极限值称为临界值Q/S，若控制相对过饱和度在Q/S 以下，沉淀以异相成核为主，反之以均相成核为主． lgN lgQ 异相成核 均相成核 临界点 临 界 点 BaSO4 1000 AgCl 5.5 异相成核 反之 均相成核 S Q S Q S  − S Q 临界点 越大，越易异相成核，易得到大颗粒沉淀 S Q

93.4 沉淀条件的选择 晶形沉淀 控制相对过饱和度小，沉淀陈化 稀 降低过饱和度，减少均相成核，减少杂质吸附量 热 降低过饱和度，减少杂质吸附量，增大扩散速度 慢 增大扩散速度，防止局部过浓 搅 陈 得到大、完整晶体，提高纯度 Analytical Chemistry 8

Analytical Chemistry 8 晶形沉淀 稀 热 慢 搅 陈 降低过饱和度，减少均相成核，减少杂质吸附量 增大扩散速度，防止局部过浓 得到大、完整晶体，提高纯度 控制相对过饱和度小，沉淀陈化 沉淀条件的选择 降低过饱和度，减少杂质吸附量，增大扩散速度

无定形沉淀 减少水合，使其聚集紧密，便于 过滤；减少杂质吸附 减少水合，结构紧密。沉淀完后，稀释 浓 搅拌，减少杂质吸附 热 减少水合，促进凝聚；减少吸附，防止胶溶。 快，搅 减少水合，促进凝聚 大量电解质 利于凝聚、沉降 立即过滤 减少杂质吸附量 加东理2大深 Analytical Chemistry 9

Analytical Chemistry 9 无定形沉淀 减少水合，使其聚集紧密，便于 过滤；减少杂质吸附 浓 大量电解质 立即过滤 减少水合，结构紧密。沉淀完后，稀释 搅拌，减少杂质吸附 热 减少水合，促进凝聚；减少吸附，防止胶溶。 快，搅 减少水合，促进凝聚 利于凝聚、沉降 减少杂质吸附量

均匀沉淀法 利用化学反应缓慢逐渐产生所需沉淀剂，防止局部过浓，可 以得到颗粒大、结构紧密、纯净的沉淀。 CaC204沉淀 在Ca2+酸性溶液中加入H2C204,无CaC,04沉淀产生 再加入CONH2)2 C0NH2)2+H20=C02+2NH3 [C2042-]升高，缓慢析出CaC204沉淀 山东大军 Analytical Chemistry 10

Analytical Chemistry 10 利用化学反应缓慢逐渐产生所需沉淀剂，防止局部过浓，可 以得到颗粒大、结构紧密、纯净的沉淀。 CaC2O4沉淀 在Ca2+ 酸性溶液中加入 H2C2O4，无CaC2O4 沉淀产生 再加入CO(NH2 )2 CO(NH2 )2 ＋ H2O == CO2 + 2NH3 [C2O4 2- ] 升高，缓慢析出CaC2O4 沉淀 均匀沉淀法