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1、第6章 重量分析法,重量分析是定量分析方法之一。它是根据生成物的重量来确定被测物质组分含量的方法。在重量分析中一般是先使被测组分从试样中分离出来，转化为一定的称量形式,然后用称量的方法测定该成分的含量。应用重量分析法测定时，必须先用适当的方法将被测组分从样品中分离出来，然后才能进行称量。因此，重量分析包括分离和称量两大步骤。根据分离方法的不同，重量分析一般可分为挥发法、萃取法和沉淀法。,6.1挥发法,挥发法是利用物质的挥发性，通过加热或其它方法使试样的待测组分或其它组分挥发而达到分离，然后通过称量确定待测组分的含量。根据称量的对象不同，挥发法可分为直接法和间接法。直接法 待测组分与其它组分分离
2、后，如果称量的是待测组分或其衍生物，通常称为直接法。例如在进行对碳酸盐的测定时，加入盐酸与碳酸盐反应放出CO2气体。再用石棉与烧碱的混合物吸收，后者所增加的重量就是CO2的重量，据此即可求得碳酸盐的含量。,间接法 待测组分与其它组分分离后，通过称量其它组分，测定样品减失的重量来求得待测组分的含量，则称为间接法。在药品检验中的“干燥失重测定法”就是利用挥发法测定样品中的水分和一些易挥发的物质，属于间接法。具体的操作方法是：精密称取适量样品，在一定条件下加热干燥至恒重(所谓恒重是指样品连续两次干燥或灼烧后称得的重量之差小于 0.3mg)，用减失重量和取样量相比来计算干燥失重。,根据物质性质不同，在
3、去除物质中水分时，常采用以下几种干燥方法：,1.常压加热干燥 适用于性质稳定，受热不易挥发、氧化或分解的物质。吸湿水需加热到105110,保持2小时左右，结晶水需提高温度或延长干燥时间。2.减压加热干燥 适用于高温易变质或熔点低的物质。我国药典规定，一般减压是指压力应在2.67KPa（相当于20mmHg柱）以下，此时的干燥温度约在6080（除另有规定外）。3.干燥剂干燥 适用于受热易分解、挥发及能升华的物质。常用的干燥剂有无水氯化钙、硅胶、浓硫酸及五氧化二磷等。,6.2萃取法,萃取法（又称提取重量法）是利用被测组分在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同，将被测组分从一种溶剂萃取到另一种溶剂中来，然
4、后将萃取液中溶剂蒸去，干燥至恒重，称量萃取出的干燥物的重量。根据萃取物的重量，计算被测组分的百分含量的方法。分析化学中应用的溶剂萃取主要是液液萃取，这是一种简单、快速，应用范围又相当广泛的分离方法。本节主要讨论液液萃取分离的基本原理。,分配系数和分配比,1.分配系数 各种物质在不同的溶剂中有不同的溶解度。例如，当溶质A同时接触两种互不相溶的溶剂时，如果一种是水，一种是有机溶剂，A就分配在这两种溶剂中：在一定温度下，当这个分配过程达到平衡时，物质A在两种溶剂中的活度比保持恒定，即分配定律。如果浓度很小，可以用浓度代替活度。,2.分配比,分配比D是存在于两相中的溶质的总浓度之比，若以和分别代表水相
5、和有机相溶质的总浓度。则它们的比值：分配比通常不是常数，改变溶质和有关试剂浓度，都可使分配比变值。若，则表示溶质经萃取后，大部分进入有机相中。但在实际工作中，要求才可取得较好的萃取效率。,萃取效率,萃取效率就是萃取的完全程度，常用萃取百分率（E）表示，即：当溶质A的水溶液用有机溶液萃取时，如已知水相的体积为V水，有机相的体积为V有，则萃取效率E可表示为：把上式分子分母同除以C水V有得：若使V有V水，则简化为：,在实际工作中，对于分配比较小的溶质，采取分几次加入溶剂，连续几次萃取的办法，以提高萃取效率。如果每次用V有毫升有机溶剂萃取，共萃取n次，水相中剩余被萃取物质的量减少至Wn克。则,例：有含
6、碘的水溶液，用一次全量萃取，求萃取百分率。若用溶剂分三次，每次用进行萃取，其萃取效率又将如何？已知D85。解：一次全量萃取效率为,用90ml溶剂分三次萃取，则剩余物质质量和萃取效率分别为：,6.3沉淀法沉淀法是利用沉淀反应，将被测组分转化成难溶物形式从溶液中分离出来，然后经过滤、洗涤、干燥或灼烧，得到可供称量的物质进行称量，根据称量的重量求算样品中被测组分的含量。,基本原理1.沉淀形式和称量形式在沉淀法，向试液中加入适当的沉淀剂，使被测组分沉淀出来，这样获得的沉淀称为沉淀形式。沉淀形式经过滤、洗涤、烘干或灼烧后，供最后称量的物质，称为称量形式。沉淀形式与称量形式可以相同，也可以不相同，例如测定
7、C1-时，加入沉淀剂AgNO3以得到AgCl沉淀，此时沉淀形式和称量形式相同。但测定Mg2+时，沉淀形式为MgNH4PO4，经灼烧后得到的称量形式为Mg2P2O7，则沉淀形式与称量形式不同。,2.对沉淀形式的要求（1）沉淀的溶解度必须很小。由沉淀溶解造成的损失量，应不超过分析天平的称量误差范围（即沉淀的溶解损失0.2mg）。保证待测组分沉淀完全。（2）沉淀必须纯净，尽量避免其它杂质的沾污。制成称量形式时，所含杂质的量不得超出称量误差所允许的范围。如果沉淀形式不纯净，含有杂质，就会使测定结果偏高。（3）沉淀应易于过滤和洗涤，便于操作。为此要尽可能获得粗大的晶形沉淀。（4）沉淀应易于转化为称量形式
8、。,3.对称量形式的要求（1）必须有固定的化学组成，符合一定的化学式。否则无法计算分析结果。（2）化学稳定性要高，称量形式不易吸收空气中的水分和二氧化碳，也不易被空气中的氧所氧化。（3）称量形式的分子量要大，而被测组分在称量形式中占的百分比要小。这样可减小称量的相对误差，提高分析结果的准确度。,例如：测定铝时,称量形式可以是Al2O3(M=101.96)或8-羟基喹啉铝(M=459.44)。如果在操作过程中损失沉淀1mg,以A12O3为称量形式时铝的损失量:A12O3：2A1=1：x x=0.5 mg 以8-羟基喹啉铝为称量形式时铝的损失量:A1(C9H6NO)3：A11：x x0.06 mg
9、,4.沉淀法的操作步骤(1)样品的称取和溶解，要求称取样品要有代表性，即样品的组成能代表所分析样品的平均组成；(2)沉淀的制备、过滤、干燥、灼烧；(3)沉淀的称量；(4)分析结果的计算。沉淀的形成1.晶核的形成 2.晶核的成长,影响沉淀纯度的因素,1.共沉淀：在进行沉淀反应时，某些可溶性杂质也同时被沉淀下的现象叫共沉淀现象。产生共沉淀的原因有表面吸附、形成混晶、吸留等，其中表面吸附是主要的原因。2.后沉淀：当沉淀析出后，在放置的过程中，溶液中原来不能析出沉淀的组分，也在沉淀表面逐渐沉积出来的现象，称为后沉淀。沉淀在溶液中放置时间越长，后沉淀现象越严重。沉淀条件的选择 在重量分析中，为了获得准确
10、的分析结果，要求沉淀完全、纯净而且易于过滤洗涤。为此，必须根据不同形态的沉淀，选择不同的沉淀条件，以获得合乎重量分析要求的沉淀。,1.晶形沉淀的沉淀条件：对于晶形沉淀的沉淀条件，可以概括为“稀、热、慢、搅、陈”五个字。即在较稀的溶液中，在加热的情况下，慢慢加入沉淀剂，边加边搅拌，沉淀完毕后，应将沉淀陈化。再进行过滤。2.无定形沉淀的沉淀条件：浓溶液中沉淀、在热溶液中进行沉淀、加入适量的电解质、不陈化。3.均匀沉淀法：加入的沉淀剂并不立即与被测组分发生沉淀反应，而是通过一个缓慢的化学反应过程，使一种构晶离子由溶液中缓慢地、均匀地产生，从而使沉淀在溶液中缓慢地、均匀地析出。4.利用有机沉淀剂进行沉
11、淀：有机沉淀剂品种多，选择性高，生成沉淀的溶解度小，沉淀吸附杂质少、纯净。而且沉淀的摩尔质量大，被测组分所占百分比小，有利于提高分析的准确度，因此常被采用。,称量形式与结果计算,称量形式的称量值W与其样品重S的比值即为所求的百分含量。计算式为：称量形式的化学组成与待测组分的表示式不一致，则需将称量形式的量W换算成待测组分的重量W。即：F为换算因数或称化学因数。它是待测组分的原子量(或分子量)与称量形式的分子量的比值。,例：测定磁铁矿中的含量时，可将样品溶解，然后使沉淀为，经过滤、洗涤、干燥和灼烧成的称量形式，最后根据的克数，计算的克数。其化学因数为多少？解：,氯化钡中结晶水含量的测定,实验目的
12、,1、进一步巩固分析天平的使用，明确恒重的意义；2、掌握干燥失重法测定水分的原理和方法。,实验原理,BaCl22H2O中的结晶水，在105时能完全挥发失去：其中无水氯化钡不挥发，故可根据加热后质量的减少，来测定氯化钡中结晶水的含量。,实验步骤,1）取两只洗净的扁形称量瓶，在干燥箱中于105开盖烘干1小时，取出放于干燥器内冷却30min，在分析天平上称量。然后重复在干燥箱中于105烘干1h，冷却、称量，直至恒重为止。两次称量之差不超过0.3mg 即为恒重，记为 克。2）取氯化钡样品约1.41.5g，平铺在上述恒重的称量瓶中，准确称量，记为 克。,3）将盛有BaCl22H2O样品的称量瓶开盖，将盖
13、斜靠瓶口放在干燥箱中逐渐升温，于105烘干2h，取出打开瓶盖，放在干燥器冷却30min，准确称重。然后重复以上操作，直至恒重为止，记为 克。由加热前称量瓶和样品的质量，减去加热后称量瓶和无水氯化钡的质量，即为失去水分的质量。结晶水的质量分数按下式计算：,注意事项,温度不要稍高于125，否则BaCl2可能有部分挥发。在加热的情况下，称量瓶盖子不要盖严，以免冷却后盖子不易打开。加热时间不能少于1h。,萃取分离,实验目的 1、了解萃取分离的基本原理，乳化及破乳化。2、熟练掌握分液漏斗的各项操作。,基本原理萃取,定义：利用物质在两种不互溶的溶剂中具有固定的分配比的特征来达到分离、提纯目的的基本操作。分
14、配比：K=CA/CB有机化合物在有机溶剂中的溶解度一般远大于在水中的溶解度，因此可以用有机溶剂将有机化合物从其水溶液中提取出来。萃取一般采用“少量多次”原则。,分液漏斗振摇手法,分液漏斗使用注意事项,振摇前应密闭上下磨口塞，特别是上口处磨口上的“孔”和“槽”要错开，以免振摇时液体漏出。为避免振摇时液体漏出，加入液体前可在活塞处涂抹真空脂。振摇完毕应把分液漏斗竖直架在铁圈上，静置分层。将下层液体放出时要使上端通大气，需将上口处磨口上的“孔”和“槽”对齐。上层液体需从上口倒出。,思考题,1.重结晶时活性炭为什么要在固体物质全溶后加入？又为什么不能在溶液沸腾时加入？2.重结晶提纯固体有机物时，有哪些步骤？简单说明每一步的目的？3.萃取时两组分的分离利用了什么性质？在萃取过程中各组分发生的变化是什么？写出分离提纯流程图。,
