重量法测硫酸根:灼烧至恒重

把样品中的硫酸根沉淀为 BaSO₄,在热、稀溶液中缓慢沉淀、陈化、过滤洗涤,再反复灼烧称量直到恒重,由换算因数求出硫酸根含量。也可以改做丁二酮肟镍法测镍。

难度 ●●○ 约 20 分钟

实验目的 用硫酸钡重量法测定可溶性硫酸盐样品中 SO₄²⁻ 的质量分数,并比较沉淀条件对结果的影响。
分析天平 0.1 mg · 恒重判据 ±0.3 mg

重量分析:沉淀、陈化、灼烧至恒重

样品编号 1

BaX2++SOX4X2−→BaSOX4(s)\ce{Ba^2+ + SO4^2- -> BaSO4(s)} · 热的稀 BaCl₂ 溶液,微酸性

19.4034gd = 0.1 mg
称取样品(差减法)
0.3916 g
空坩埚(已恒重)
19.4034 g
BaSOX4\ce{BaSO4} · 陈化后过滤,800 °C 灼烧至恒重
GF = 0.4116
② 沉淀条件
计算:沉淀的理论质量 = 样品中待测物的物质的量 × 沉淀的摩尔质量(由化学式算),换算因数 = 待测物摩尔质量 ÷ 沉淀摩尔质量。洗涤损失按 BaSO₄ 在纯水中的溶解度 √Ksp(Ksp = 1.1 × 10⁻¹⁰)、洗液一半饱和估算;包藏(冷浓快速沉淀 +1.5 %,热稀缓慢 +0.2 %)与不陈化时细晶穿滤(−1.0 %)是示意性的量级,用来说明操作的影响。每次加热后的称量向恒重逼近(附着水与滤纸灰逐次减少),叠加 0.05 mg 的确定性天平重复性。样品含量由编号决定。

操作步骤

  1. 记下称样量(差减法称取约 0.4 g)和已恒重的空坩埚质量。
  2. 选择沉淀条件:热、稀溶液中缓慢加入 BaCl₂ 并陈化 1 小时;洗涤液用量适中。
  3. 沉淀、过滤、洗涤后,反复“灼烧并称量”,直到连续两次称量相差不超过 0.3 mg。
  4. 由沉淀质量和换算因数 0.4116 计算 SO₄²⁻ 的质量分数,再揭晓真值。
  5. 改为“冷、浓、一次倒入”或不陈化,或把洗涤液加到 200 mL,再做一次,比较误差来源。

注意观察

  • 第一次灼烧后的质量明显偏大(附着水和滤纸灰),之后每次减少,三四次后达到恒重。
  • 快速沉淀使包藏增加,结果偏高;不陈化时细小晶体穿过滤纸,结果偏低。
  • 洗涤液越多,溶解损失越大,但对 BaSO₄ 这点损失只有零点几毫克。

真实实验室

  • 钡盐有毒:戴手套,废液中的 Ba²⁺ 用硫酸盐沉淀后再处理。
  • 用无灰定量滤纸;灼烧时先低温炭化滤纸,再升到约 800 °C,避免 BaSO₄ 被碳还原为 BaS。
  • 坩埚从马弗炉取出后放在干燥器中冷却到室温再称量,每次冷却时间要相同。
  • 样品中的 NO₃⁻、ClO₃⁻ 和 Fe³⁺ 会随 BaSO₄ 共沉淀:先除去或在稀盐酸中沉淀。

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