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沉淀中存在的水(組成水和非組成水)


實(shí)驗(yàn)室k / 2018-07-27

    除雜質(zhì)外,所有從水溶液中得到的沉淀都含有水。這種意外水的存在,無(wú)疑是精密化學(xué)工作中誤差的最危險(xiǎn)的來(lái)源之一。水在沉淀中的存在,是不容易用化學(xué)法或借沉淀外觀的改變來(lái)檢定的。在原子量的測(cè)定中,痕量水的存在比同樣百分?jǐn)?shù)的普通雜質(zhì)產(chǎn)生更大的誤差。例如,溴化鎳中0.1%鉆雜質(zhì),在鎳的原子量測(cè)定中只產(chǎn)生0.0003的誤差,而同樣百分?jǐn)?shù)的水,則產(chǎn)生0.22的誤差。
    水與沉淀結(jié)合的主要方式,分別列入表3-7中。

存在于沉淀中水

組成水
    組成水在沉淀中存在的形式是結(jié)晶水或結(jié)構(gòu)水。例如MgNH4PO4·6H2O中,系由六分子的水作為結(jié)晶水與1分子磷酸銨鎂結(jié)合。此六水合物在室溫下是穩(wěn)定的,并且時(shí)常在鎂或磷的測(cè)定中為該化合物的稱(chēng)量形式。然而,當(dāng)灼燒此化合物時(shí),而是按下式分解:

MgNH4PO4·6H2O → 1/2Mg2P2O7+NH3+6·1/2H2O

這額外的半分子水是從以非水形式存在于化合物中的氫和氧來(lái)的。當(dāng)加熱時(shí),發(fā)生分解并形成的水,叫做結(jié)構(gòu)水。

非組成水
    非組成水可能以濕存水,表面水,或包留水的形式存在于沉淀中。第一種屬于一種化合物從周?chē)髿庵兴芪盏乃?,例如,在分析條件下形成并在105°C干燥的一水草酸鹽,有較強(qiáng)的吸濕性,能夠很快地從大氣中吸取相當(dāng)于其重量1%的水。許多膠體沉淀由于它們的大表面積而具有高度吸濕性。表面水是非組成水,它通常與含在沉淀介質(zhì)中的雜質(zhì)一同污染沉淀。表面水可能在表面上,或在空洞的壁上,形成分子厚度的膜或存在于毛細(xì)管中。一些膠體沉淀吸取大量沉淀水。沉淀中吸留水和雜質(zhì)已在上面討論過(guò)。形成好的大晶形沉淀也時(shí)常包留液體。平常用于烘干沉淀的溫度(100-130°C,不能除去包留水,除去包留水需要加熱到結(jié)晶爆裂。
    許多分析過(guò)程依賴(lài)于沉淀,并稱(chēng)量水合物。這就需要在操作過(guò)程中使水合物保持穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)條件。因?yàn)橐粋€(gè)實(shí)驗(yàn)室的相對(duì)濕度每天都有相當(dāng)大的變化,最好的辦法是把待測(cè)的物質(zhì)貯存在保持恒定濕度的恒濕器中。保干器是最簡(jiǎn)單的一種恒濕器。通常在保干器的底部放置無(wú)水固體及其水合物的混合物或飽和溶液,從而在保干器中保持一定的水蒸氣壓力。
    有時(shí)一種沉淀含有不止一種水合物。例如,磷酸銨鎂從熱溶液中沉淀時(shí)為一水合物,如任其在室溫陳化,就部分地轉(zhuǎn)化為六水合物。許多工業(yè)產(chǎn)品,如肥料、去垢劑和藥品等,經(jīng)常是一種復(fù)雜的水合物。測(cè)定這些物質(zhì)中的水合物是困難的,然而有時(shí)又需要進(jìn)行測(cè)定,因?yàn)樗衔锏男纬墒桥c許多重要物理性質(zhì)相結(jié)合的,而每一種水合物有其穩(wěn)定的濕度和溫度條件。水在水合物的復(fù)雜混合物中的分布可以用熱重量法來(lái)測(cè)定。


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