化学检验员进行称量分析中的沉淀法（Gravimetric Precipitation）是重量分析的核心技术。该方法通过将待测组分转化为难溶、组成恒定的沉淀，经过滤、洗涤、干燥或灼烧后，精确称量其质量，从而计算出待测组分的含量。

以下是沉淀法的标准操作规程，旨在确保分析结果的高准确度和精密度。

一、 方法原理

分离：在样品溶液中加入适当的沉淀剂，使待测离子形成沉淀。

转化：通过过滤、洗涤、干燥或灼烧，将沉淀转化为化学性质稳定、组成恒定的称量形式。

称量与计算：

精确称量称量形式的质量（m₁）。

利用换算因数（F） 计算待测组分含量： w = (m₁ × F) / m × 100%

F = M(待测组分) / M(称量形式)

二、 操作前准备

1. 仪器与设备

分析天平：精度至少0.1mg（万分之一克），用于所有称量。

烧杯：250mL或500mL，用于沉淀反应。

玻璃棒：用于搅拌，一端带橡皮头（防止划伤烧杯）。

表面皿：覆盖烧杯，防止溅失和污染。

定量滤纸：根据沉淀性质选择（慢速、中速、快速）。

坩埚：

瓷坩埚：用于高温灼烧（如BaSO₄、Al₂O₃）。

铂金坩埚：用于强碱熔融或高温下不反应的沉淀。

玻璃砂芯坩埚（G4）：可重复使用，适用于某些沉淀的抽滤。

烘箱：用于110-150°C干燥沉淀。

马弗炉：用于高温灼烧（>500°C）。

干燥器：内装有效干燥剂（如硅胶、无水CaCl₂），用于冷却热坩埚。

坩埚钳：不锈钢或镍铬合金，耐高温。

抽滤装置：布氏漏斗、抽滤瓶、真空泵。

洗瓶：装蒸馏水或洗涤液。

2. 试剂与材料

沉淀剂：高纯度，按标准要求配制（如BaCl₂溶液用于SO₄²⁻）。

洗涤液：根据沉淀性质选择，如：

稀沉淀剂溶液（防止沉淀溶解）。

挥发性电解质溶液（如NH₄NO₃，防止胶溶）。

有机溶剂（如乙醇，用于降低溶解度、加速干燥）。

指示剂（如需要）：用于判断沉淀完全。

惰性气体（如N₂）：用于防止氧化（如Fe(OH)₃沉淀）。

3. 器皿预处理

坩埚恒重：

将坩埚在规定温度下（如950°C灼烧BaSO₄）灼烧30分钟。

在干燥器中冷却至室温。

用分析天平称量，记录质量。

重复灼烧（15分钟）→ 冷却 → 称量，直至连续两次称量之差≤0.3mg，取最后一次质量作为坩埚恒重（m₀）。

滤纸处理（若用滤纸）：

将滤纸折叠好放入坩埚。

与坩埚一同灼烧至恒重（灰分质量可忽略或扣除）。

三、 操作步骤

1. 沉淀的生成（沉淀）

稀释：将样品溶液适当稀释，降低过饱和度。

加热：根据需要加热溶液（如生成BaSO₄时加热至近沸），增大沉淀颗粒。

缓慢加入沉淀剂：

将沉淀剂溶液缓慢、逐滴加入，同时用玻璃棒充分搅拌。

避免局部过浓导致生成胶体或细小颗粒。

过量沉淀剂：加入稍过量的沉淀剂（通常过量20-50%），确保沉淀完全。

陈化（Digestion）：

沉淀生成后，盖上表面皿，在一定温度（常为加热状态）下静置一段时间（0.5-1小时）。

目的：使小晶体溶解，大晶体长大（Ostwald熟化），改善沉淀的物理性质（更纯净、易过滤、易洗涤）。

2. 过滤与洗涤

准备漏斗：将处理好的滤纸折叠成菊花形，放入玻璃漏斗或布氏漏斗，用水润湿使其紧贴漏斗壁。

转移沉淀：

用倾泻法先转移上清液，再用洗涤液将沉淀全部转移到滤纸上。

使用“玻璃棒引流”，玻璃棒下端轻靠三层滤纸处。

洗涤：

用少量洗涤液（每次10-15mL）多次洗涤沉淀。

洗涤原则：“少量多次”，提高洗涤效率。

检查洗涤终点：取最后几滴滤液，加入适当的试剂，确认无杂质离子（如用AgNO₃检查Cl⁻，用BaCl₂检查SO₄²⁻）。

3. 干燥或灼烧

干燥（适用于110-150°C稳定的沉淀，如SiO₂·nH₂O）：

将带沉淀的滤纸或坩埚放入烘箱。

在规定温度下干燥至恒重。

灼烧（适用于高温稳定的沉淀，如BaSO₄、Fe₂O₃、Al₂O₃）：

将带沉淀的滤纸放入已恒重的坩埚中。

先在电炉上炭化滤纸（低温灰化，避免燃烧过剧导致喷溅）。

转入马弗炉，在规定温度下灼烧至恒重。

灼烧过程中可通入惰性气体（如N₂）防止氧化。

4. 冷却与称量

冷却：用坩埚钳将坩埚从烘箱/马弗炉中取出，立即放入干燥器中，盖好盖子。

冷却时间：冷却至室温（通常30-60分钟）。

称量：取出坩埚，立即用分析天平称量，记录质量（mₜ）。

恒重检查：重复灼烧（时间减半）→ 冷却 → 称量，直至连续两次称量之差≤0.3mg，取最后一次质量作为最终值。

5. 计算

称量形式质量 m₁ = mₜ - m₀

代入公式计算待测组分含量。

四、 化学检验员实践要点

沉淀完全：确保沉淀剂过量，必要时检查上清液是否还有沉淀生成。

沉淀纯净：

防止共沉淀：控制沉淀条件（浓度、pH、温度）。

彻底洗涤：去除吸附的杂质离子。

防止损失：

转移要完全（定量转移）。

过滤防穿滤（选择合适滤纸）。

灼烧防喷溅（缓慢升温，充分陈化）。

恒重要求：恒重是结果准确的关键，不可省略。

安全操作：

高温操作戴防烫手套。

使用HF、强酸强碱时戴防护眼镜和手套。

炭化滤纸时防止明火。

记录完整：详细记录所有称量数据、仪器条件、沉淀剂用量、操作现象等。

五、 常见问题与解决

问题：沉淀穿滤。

原因：滤纸选择不当（孔径太大）、沉淀颗粒太细。

解决：换用慢速滤纸，优化沉淀条件（陈化、同离子效应）。

问题：洗涤不彻底，结果偏高。

原因：未洗净杂质离子（如Cl⁻、NO₃⁻）。

解决：增加洗涤次数，使用合适的洗涤液。

问题：灼烧后质量不稳定。

原因：坩埚未恒重、干燥器失效、冷却时间不足。

解决：确保坩埚恒重，更换干燥剂，充分冷却。

问题：沉淀颗粒太细，难过滤。

原因：沉淀剂加入过快、浓度太高。

解决：缓慢加入、稀释溶液、加热、陈化。

总结

沉淀法操作规程是化学检验员必须掌握的“基本功”。它要求操作者具备耐心、细致和严谨的科学态度。从沉淀的生成到最终的称量，每一步都蕴含着化学原理和操作技巧。

掌握这套规程，不仅是学会一种分析方法，更是培养一种追求极致准确的职业精神。对于化学检验员而言，一个纯净、恒重的沉淀，是无数次精准操作的结晶，也是检验数据科学性和权威性的最好证明。