化学检验员所使用的重量分析法（又称称量分析法），是定量化学分析中最经典、最基础的方法之一。其基本原理建立在质量守恒定律和明确的化学计量关系之上，通过精确称量物质的质量来确定待测组分的含量。

一、 核心基本原理

重量分析法的核心可以概括为：

“分离 → 称重 → 计算”

具体来说：

分离：将待测组分从复杂的样品基体中以纯净、稳定、已知化学组成的化合物形式完全分离出来。

称重：用分析天平精确称量该化合物的质量。

计算：根据该化合物的化学组成（即待测组分与该化合物之间的固定摩尔比），计算出原始样品中待测组分的含量。

其理论基础是：在化学反应中，各物质的质量关系是恒定的。

二、 方法的分类与实现途径

为了实现“分离”，重量分析法主要有以下三种途径：

1. 沉淀法 (Gravimetric Precipitation)

这是最常用、最具代表性的重量分析法。

原理：利用沉淀反应，使待测离子形成难溶化合物沉淀，经过滤、洗涤、干燥或灼烧后，称量其质量进行计算。

关键步骤：

例如：BaSO₄沉淀在800-900°C灼烧；Al(OH)₃灼烧成Al₂O₃。

对沉淀的要求：

溶解度小：保证沉淀完全（损失可忽略）。

纯净：易于过滤和洗涤，吸附杂质少。

组成恒定：有确定的化学式，便于计算。

颗粒大（晶形沉淀）或易于处理（无定形沉淀）。

沉淀：加入合适的沉淀剂，生成符合要求的沉淀。

过滤与洗涤：用定量滤纸或玻璃砂芯坩埚过滤，彻底洗去吸附的杂质离子。

干燥或灼烧：除去水分、滤纸和挥发性杂质，得到化学性质稳定的称量形式。

恒重：反复干燥/灼烧、冷却、称量，直至连续两次称量结果之差不超过0.2-0.3 mg，确保质量恒定。

示例：测定硫酸根（SO₄²⁻）

在酸性溶液中加入过量BaCl₂，生成BaSO₄沉淀。

过滤、洗涤、高温灼烧至恒重。

称量BaSO₄质量，通过换算因数计算SO₄²⁻含量。

2. 气化法 (Volatilization Method)

原理：利用热分解或化学反应，使待测组分以气体形式逸出，通过测量气体质量或吸收剂增重来确定含量。

实现方式：

直接法：直接称量生成气体的质量（较少用）。

间接法（吸收法）：将生成的气体通入已知质量的吸收剂中，称量吸收剂的增重。

示例：测定碳酸盐

样品加酸，发生反应：CO₃²⁻ + 2H⁺ → CO₂↑ + H₂O

将CO₂气体通入装有碱石灰（或高氯酸镁+钠石灰）的U形管。

称量U形管的增重，即为CO₂质量，进而计算碳酸盐含量。

3. 电解法 (Electrogravimetric Method)

原理：利用直流电解，使待测金属离子在阴极上还原并定量析出，称量电极上析出金属的质量。

示例：测定铜

将含Cu²⁺的溶液进行电解。

Cu²⁺在阴极被还原：Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu

析出的铜紧密附着在阴极上，洗净、干燥后称重，即可计算铜含量。

三、 结果计算原理

重量分析的计算基于化学计量关系，使用换算因数（F，也称化学因数）。

计算公式：w = (m₁ × F) / m × 100%

w：待测组分在样品中的质量分数（%）

m₁：称量形式的质量（g）

m：样品的质量（g）

F：换算因数 = M(待测组分) / M(称量形式)

M为摩尔质量（g/mol）

示例：用BaSO₄法测定硫（S）

称量形式：BaSO₄

待测组分：S

F = M(S) / M(BaSO₄) = 32.06 / 233.39 ≈ 0.1374

若称得BaSO₄质量为0.5000g，样品质量为1.0000g，则： w(S) = (0.5000 × 0.1374) / 1.0000 × 100% = 6.87%

四、 化学检验员实践要点

追求“完全”与“纯净”：

沉淀必须完全（过量沉淀剂、陈化）。

沉淀必须纯净（彻底洗涤至无杂质离子）。

恒重是关键：恒重操作是确保称量形式质量稳定的核心，直接影响结果准确性。

避免损失：

转移要完全（定量转移）。

过滤防穿滤。

灼烧防飞溅。

器皿恒重：坩埚、蒸发皿等必须预先恒重。

天平精度：使用万分之一或十万分之一分析天平，精度至少0.1mg。

总结

重量分析法的基本原理虽然简单——“称准了就算出来”，但其背后的科学严谨性极高。它要求化学检验员具备极致的耐心、精湛的操作技能和严谨的科学态度。

这种方法的优势在于：

准确度高：直接通过质量测量，无需标准溶液标定。

精密度好：现代天平精度极高。

方法基准：常作为验证其他分析方法准确度的“仲裁法”。

尽管耗时较长，但在需要最高准确度的场合（如标准物质定值、仲裁检验），重量分析法依然是不可替代的“黄金标准”。它教会检验员：真正的准确，来自于对每一个细节的掌控和对质量的绝对尊重。