沉淀剂（沉淀分离溶液中物质的试剂）

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更新时间：2023-05-19
沉淀剂
沉淀分离溶液中物质的试剂
为了将溶液中的某一或某些组分进行分离，常常需要向溶液中加入一些物质与需要分离的组分进行化合，生成难溶解的化合物（也可能是气体），从而通过过滤、蒸发等操作达到分离纯化的效果。加进去的试剂就叫做沉淀剂。
合适的沉淀剂应具备下述条件：①能获得溶解度小的沉淀。②沉淀剂应易挥发或易分解。③沉淀剂本身的溶解度要尽可能大，以减少沉淀对它的吸附。④沉淀剂应有良好的选择性。
基本信息
中文名
沉淀剂
外文名
precipitant
作用
生成沉淀分离
分类
有机和无机两大类
选择标准
溶解度
大，沉淀溶解小等
用量
根据实际适当过量
收起
基本介绍
沉淀剂（precipitant），利用沉淀剂产生沉淀可进行液相中的物质分离，还可使“旧”沉淀转化产生新沉淀。由于相对用量不同，有些试剂既可作沉淀剂又可作络合剂。
沉淀剂一般分为无机沉淀剂和有机沉淀剂两大类。使用无机沉淀剂进行沉淀分离，其分离效果和选择性往往不如有机沉淀剂。
经常采用的无机沉淀剂有氢氧化物沉淀法、草酸盐沉淀法、硫化物沉淀法和磷酸盐沉淀法等。其中以氢氧化物沉淀法用得最多。在实际工作中还应考虑被沉淀离子的浓度、共存的其他离子溶液的温度以及影响沉淀作用的其他因素。
选择和用量
沉淀剂的选择
在重量分析中，为了使沉淀形式与称量形式符合重量分析的要求，必须正确地选择沉淀剂。选择原则如下。
（1）沉淀剂与被测离子形成的化合物的溶解度要小，保证被测离子被沉淀完全。
（2）沉淀剂本身的溶解度要大，例如沉淀SO时可使用BaCl溶液或Ba(NO)溶液为沉淀剂。但是，由于Ba(NO)的溶解度比BaCl小，也比BaCl难于洗去，因此实际操作中选用BaCl作为沉淀剂较好。
（3）沉淀剂最好是易挥发或易分解物质。这样，可以使过量的沉淀剂在灼烧时挥发或分解除去。
（4）沉淀剂应该具有特效性或良好的选择性。这就是说，沉淀剂在一定条件下只能与被测组分生成沉淀，而与其他组分不反应，避免干扰。
大多数无机沉淀剂的选择性较差，产生的沉淀溶解度大，吸附杂质较多。如果生成的是无定形沉淀，不仅吸附杂质多，而且不易过滤与洗涤。而有机沉淀剂能克服无机沉淀剂的诸多不足之处，因而在分析化学中得到广泛的应用。
沉淀剂应适当过量，因为过量的沉淀剂能使沉淀达到完全。但沉淀剂的加入量并非越多越好，沉淀剂过多，则会由于酸效应、盐效应或配位效应等使溶解度增大。一般挥发性沉淀剂以过量50%～100%为宜，非挥发性沉淀剂则以过量20%～30%为宜。
沉淀条件
为了得到纯净、较大的晶粒，以及结构紧密、易于洗涤的沉淀物，在沉淀时应根据沉淀物的性质控制适当的沉淀条件。
一、晶形沉淀的沉淀条件：
1）沉淀应在稀溶液中进行。
2）在不断搅拌下将沉淀剂缓慢地加入热溶液中。
3）选择合适的沉淀剂。
4）进行陈化。
二、非晶形沉淀物的沉淀条件：
1）在较浓的溶液中进行沉淀，沉淀剂加入的速度要快一些。
2）在热溶液中及电解质存在的条件下进行沉淀。
3）趁热过滤、洗涤沉淀物，不必陈化。
4）必要时应进行再沉淀。
无机沉淀剂
无机沉淀剂与金属离子作用，通常主要形成氢氧化物沉淀和硫化物沉淀。
1．形成氢氧化物沉淀 利用生成氢氧化物沉淀进行分离，是生产上及分析工作中应用广泛的分离方法之一。很多金属离子能与NaOH生成氢氧化物沉淀。如Fe(OH)、Mg(OH)等。某些非金属元素和某些略带酸性的金属元
素如硅、钨、铌、钽等，在一定条件下，常以水合氧化物形式沉淀析出，例如SiO·nHO、WO·nHO、NbO·nHO、TaO·nHO等，这些水合氧化物，其实就是它们难溶的含氧酸，即硅酸、钨酸、铌酸、钽酸等。
2．形成硫化物沉淀大约有40多种金属离子可以生成硫化物沉淀，而且各种硫化物的溶解度相差悬殊，因而可通过控制溶液中S离子的浓度以使硫化物沉淀分离。在定量分析中，硫化物沉淀法主要用来分离除去某些重金属离子。
此外，还有一些沉淀为硫酸盐、磷酸盐、草酸盐和碳酸盐的沉淀分离方法。
有机沉淀剂
有机试剂作为沉淀剂，在称量分析法中得到广泛的应用。有机沉淀剂与金属离子生成的沉淀大多数是螯合物，还有一些形成难溶性盐类。
特点
（1）选择性高。由于有机沉淀剂的种类多，性质各异，根据不同的分析对象，可选择不同的试剂。
（2）沉淀溶解度小，吸附杂质少，沉淀作用进行得比较完全，易于过滤和洗涤。
（3）沉淀的摩尔质量大，被测组分在称量式中占的百分比小，有利于提高分析的准确度。
（4）沉淀有固定的组成，一般经烘干即可直接称量。
但是有机沉淀剂也存在某些不足之处，如试剂本身在水中的溶解度很小，容易夹杂在沉淀中；有些沉淀容易漂浮在液面上，带来操作上的麻烦。
种类
有机沉淀剂有机沉淀剂品种多，性质各异，有些试剂的选择性很高，如丁二酮肟就是镍离子的特效试剂。有机沉淀剂形成的沉淀溶解度一般很小，能使被测离子沉淀完全。有机沉淀剂的分子量较大，由称量引起的相对误差较小。有些有机沉淀剂形成的沉淀组成恒定，不用灼烧，烘干后可直接称量。有机沉淀剂除具备上述优点外，也有一定的局限性。有机沉淀剂本身在水溶液中的溶解度较小，也有些沉淀组成不恒定，还需要灼烧成无机物再称量。常用的有机沉淀剂如下。
a．8一羟基喹啉，在弱酸性或弱碱性溶液中，可与许多金属离子形成螯合物沉淀，这种沉淀分子量大，组成恒定，洗涤干燥后可直接称量，不必灼烧，多用于测定铝。其缺点是选择性较差，必须用适当的掩蔽剂来消除干扰离子的影响。
b．丁二酮肟，在氨性溶液中，与Ni生成鲜红色的螯合物沉淀，沉淀组成恒定，烘干后可直接称量。Fe、Al、Cr等的干扰，可加入柠檬酸或酒石酸掩蔽。
c．四苯硼酸钠，它易溶于水，能与K、NH、Rb、Cs、Ti、Ag等生成离子缔合物沉淀，是钾离子的良好沉淀剂，沉淀组成恒定，烘干后可直接称量。
应用
有机沉淀剂与金属离子形成沉淀的选择性高，沉淀具有组成恒定、摩尔质量大、溶解度小、吸附无机杂质少等优点，虽然应用于重量分析中的有机沉淀剂并不多，但由于它克服了无机沉淀剂的某些不足之处，因而在分析化学中得到了广泛的应用。
有机沉淀剂与金属离子通常形成螯合物沉淀或缔合物沉淀。因此，有机沉淀剂也可分为生成螯合物的沉淀剂和生成缔合物的沉淀剂两类。
1、生成螯合物的沉淀剂
能形成螯合物沉淀的有机沉淀剂，至少有两个基团。一个是酸性基团，如—OH、—COOH、 —SH、—SO H等；另一个是碱性基团，如—NH、一NH一、═N一、═C═O及═C═S等。这些官能团具有未被共用的电子对，可以与金属以配位键结合形成配合物。
螯合物中虽然还有两个配位水分子，但因为整个螯合物不带电荷，其中又有相对摩尔质量较大的疏水基团——喹啉，所以生成微溶于水的螯合物沉淀。
2、生成缔合物的沉淀剂
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。某些有机沉淀剂在水溶液中能电离出大体积的离子，这种离子能与被测离子结合成溶解度很小的缔合物沉淀。例如，四苯硼酸阴离子与K反应后生成溶解度很小的KB(CH)，沉淀组成恒定，烘干后即可直接称量，因此NaB(CH)，常用作测定K的沉淀剂。