《分析化学中的常用分离 (4)综述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《分析化学中的常用分离 (4)综述（99页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、材料科学与化学工程学院 上一页下一页 第8章 分析化学中的常用 分离和富集方法 8.1 8.1 概述概述 8.2 8.2 液液- -液萃取分离法液萃取分离法 8.3 8.3 离子交换分离法离子交换分离法 8.4 8.4 液相色谱分离法液相色谱分离法 8.5 8.5 气浮分离法气浮分离法 8.6 8.6 一些新的分离和富集方法简介一些新的分离和富集方法简介 材料科学与化学工程学院 上一页下一页 8.1 概述 问题的提出及解决问题的提出及解决 复杂试样中干扰的消除复杂试样中干扰的消除 控制分析条件控制分析条件 使用掩蔽剂使用掩蔽剂 分离分离 如何解决灵敏度的问题如何解决灵敏度的问题 选择灵敏度高的
2、选择灵敏度高的 方法方法 富集富集 1 1 沉淀分离法沉淀分离法 2 2 挥发和蒸馏分离法挥发和蒸馏分离法 分离要求分离要求 材料科学与化学工程学院 上一页下一页 分离要求 1. 1. 干扰成分减少至不再干扰干扰成分减少至不再干扰 2. 待测组分有效回收待测组分有效回收 3.3. 分离富集方法简便分离富集方法简便 质量分数质量分数 1% 1%， 回收率回收率 99.9 % 99.9 % 以上以上 质量分数质量分数 95 % 或更低或更低 质量分数质量分数 0.01% 1%0.01% 1% 回收率回收率 99 % 99 % 常用分离方法： 沉淀分离法，挥发和蒸馏分离法沉淀分离法，挥发和蒸馏分离法
3、 液液液萃取分离法，离子交换分离法液萃取分离法，离子交换分离法 色谱分离法色谱分离法 材料科学与化学工程学院 上一页下一页 8.1.1 8.1.1 沉淀分离法沉淀分离法 1. 1. 沉淀分离法沉淀分离法： 适用于常量组分的分离（毫克数量级以上）主要依适用于常量组分的分离（毫克数量级以上）主要依 据是溶液的溶度积原理。据是溶液的溶度积原理。 2. 2. 痕量组分的共沉淀分离和富集痕量组分的共沉淀分离和富集 适用于痕量组分的分离（小于适用于痕量组分的分离（小于1mg/mL1mg/mL）主要是通主要是通 过富集痕量待测组分的同时进行分离。过富集痕量待测组分的同时进行分离。 氢氧化物沉淀分离氢氧化物沉
4、淀分离 硫化物沉淀硫化物沉淀 其它无机沉淀剂其它无机沉淀剂 利用有机沉淀剂进行分离利用有机沉淀剂进行分离 材料科学与化学工程学院 上一页下一页 8.1.1.1 8.1.1.1 氢氧化物沉淀分离氢氧化物沉淀分离 金属氢氧化物沉淀的溶度积有相差很大，通过控制酸度使某些金属氢氧化物沉淀的溶度积有相差很大，通过控制酸度使某些 金属离子相互分离。金属离子相互分离。 沉淀剂沉淀介质适用性与沉淀的离子备注 NaOH pH=14(1) 主要用于两性元素与非两性元素分离。 (2) Mg2+ 、Fe3+、稀土、Th（IV）、Zr（IV）、 Hf（IV）、Cu2+、Cd2+、Ag+、Hg2+、Bi3+、Co2+ 、
5、Mn2+、Ni2+ NH3H2O NH4Cl存在 pH=910 (1) 使高价金属离子(如Fe3+，A13+ 等)与大部分 一、二价金属离子分离 (2) Be2+ 、Al3+、Fe3+、Cr2+、稀土、Ti（IV） 、Zr（IV）、Hf（IV）、Th（IV）、Nb（IV） 、Ta（IV）、Sn（IV）、 部分沉淀：Fe2+、Mn2+ 、Mg2+ (pH=1212.5)、 有机碱（六次甲 基四胺、吡啶、 苯胺、苯肼等） 与其共轭酸 构成pH=56 的缓冲溶液 (1) 通过控制值使金属离子分离 (1)Ti（IV）、Zr（IV）、Th（IV）、Cr3+、Al3+ 、Sn（IV）、Sn2+、Fe3+、
6、Bi3+ 、Sb（III）、Sb （V） ZnO悬蚀液法 在酸性格液中 加入ZnO悬浊 液， pH约为 6 ， (1)通过控制值使金属离子分离 (微溶碳酸盐或氧化物：MgO, BaCO3, CaCO3, PbCO3等） Zn2+不干扰 测定为前 提 表8-1 氢氧化物沉淀剂 材料科学与化学工程学院 上一页下一页 * * NHNH 3 3 HH 2 2 OO加入加入NHNH 4 4 ClCl的作用：的作用： （1 1）控制溶液的控制溶液的pHpH为为8989，并且防止，并且防止Mg(OH)Mg(OH) 2 2 沉淀沉淀 和减少和减少A1(OH)A1(OH) 3 3 的溶解。的溶解。 （2 2）大
7、量的）大量的NHNH 4 4 + + 作为抗衡离子，减少了氢氧化物对作为抗衡离子，减少了氢氧化物对 其它其它金属离子的吸附。金属离子的吸附。 （3 3）大量存在的电解质促进了胶体沉淀的凝聚，可）大量存在的电解质促进了胶体沉淀的凝聚，可 获得含水量小，结构紧密的沉淀获得含水量小，结构紧密的沉淀。 材料科学与化学工程学院 上一页下一页 8.1.1.28.1.1.2硫化物沉淀：硫化物沉淀： （1 1）硫化物的溶度积相差比较大的，通过控制溶液的酸度）硫化物的溶度积相差比较大的，通过控制溶液的酸度 来控制硫离子浓度，而使金属离子相互分离。来控制硫离子浓度，而使金属离子相互分离。 （2 2）硫化物沉淀分离
8、的选择性不高）硫化物沉淀分离的选择性不高 （3 3）硫化物沉淀多是胶体，共沉淀现象严重，甚至还存在）硫化物沉淀多是胶体，共沉淀现象严重，甚至还存在 继沉淀，可以采用继沉淀，可以采用硫代乙酰胺硫代乙酰胺在酸性或碱性溶液中水解进在酸性或碱性溶液中水解进 行均相沉淀行均相沉淀 （4 4）适用于分离除去重金属（如）适用于分离除去重金属（如PbPb2+ 2+ ） ） 材料科学与化学工程学院 上一页下一页 8.1.1.38.1.1.3其它无机沉淀剂其它无机沉淀剂 表8-2其它无机沉淀剂 沉淀沉淀剂剂沉淀介沉淀介质质可以沉淀的离子可以沉淀的离子 稀稀H H 2 2 SOSO 4 4 稀稀HNOHNO 3 3
9、 CaCa2+ 2+、 、SrSr2+ 2+、 、BaBa2+ 2+、 、PbPb2+ 2+、 、RaRa2+ 2+ HFHF或或NHNH 4 4F F 弱酸介弱酸介质质CaCa2+ 2+、 、SrSr2+ 2+、 、ThTh（IVIV）、稀土）、稀土 H H3 3 POPO 4 4 酸性介酸性介质质 弱酸性介弱酸性介质质 氨性介氨性介质质 Zr(IVZr(IV) )，Hf(IVHf(IV) )， ThTh（IVIV），）， BiBi3+ 3+ AlAl3+ 3+、 、FeFe3+ 3+、 、CrCr3+ 3+ CuCu2+ 2+等 等过过渡金属及碱金属离子渡金属及碱金属离子 材料科学与化学工
10、程学院 上一页下一页 8.1.1.48.1.1.4利用有机沉淀剂进行分离利用有机沉淀剂进行分离 表8-3有机沉淀剂 沉淀沉淀剂剂沉淀条件沉淀条件可以沉淀的离子可以沉淀的离子 草酸草酸 pH=12.5pH=12.5Th(IVTh(IV) )，稀土金属离子，稀土金属离子 pH=45+EDTApH=45+EDTACaCa2+ 2+， ，SrSr2+ 2+， ，BaBa2+ 2+ 铜试剂铜试剂 ( (二二 乙基胺二硫乙基胺二硫 代甲酸代甲酸钠钠， 简简称称DDTC)DDTC) pH=56pH=56 AgAg + + 、PbPb2+ 2+、 、CuCu2+ 2+、 、CdCd2+ 2+、 、BiBi3+
11、 3+、 、 FeFe3+ 3+、 、CoCo2+ 2+ 、 、NiNi2+ 2+ 、 、ZnZn2+ 2+、 、SnSn（ IVIV）、）、SbSb（IIIIII）、）、TlTl（IIIIII） 除重金属除重金属较较方便方便 ， 并且没有臭味，与并且没有臭味，与 碱土、稀土、碱土、稀土、AlAl3+ 3+ 分离分离 pH=56+EDTApH=56+EDTA AgAg + + 、PbPb2+ 2+、 、CuCu2+ 2+、 、CdCd2+ 2+、 、BiBi3+ 3+、 、 、SbSb（IIIIII）、）、TlTl（IIIIII） 铜铁试剂铜铁试剂 (N(N亚亚硝基硝基 苯胲苯胲铵盐铵盐 )
12、) 3mol/L H3mol/L H 2 2 SOSO 4 4 CuCu2+ 2+、 、FeFe3+ 3+、 、TiTi（IVIV）、）、Nb Nb（IVIV ）、）、TaTa（IVIV）、）、CeCe4+ 4+ 、 、SnSn（IVIV） 、ZrZr（IVIV）、）、V V（V V） 材料科学与化学工程学院 上一页下一页 方法概述方法概述 加入某种离子同沉淀剂生成沉淀作为载体（沉淀剂加入某种离子同沉淀剂生成沉淀作为载体（沉淀剂 ），将痕量组分定量地沉淀下来，然后将沉淀分离（），将痕量组分定量地沉淀下来，然后将沉淀分离（ 溶解在少量溶剂中、灼烧等方法），以达到分离和富溶解在少量溶剂中、灼烧等方
13、法），以达到分离和富 集的目的。集的目的。 对沉淀剂的要求：对沉淀剂的要求： 要求对欲富集的痕量组分回收率高要求对欲富集的痕量组分回收率高 要求共沉淀剂不干扰待富集组分的测定要求共沉淀剂不干扰待富集组分的测定 2. 2. 痕量组分的共沉淀分离和富集痕量组分的共沉淀分离和富集 材料科学与化学工程学院 上一页下一页 共沉淀剂共沉淀剂: : （1 1） 无机共沉淀剂无机共沉淀剂 会引入大量其它金属离子载体会引入大量其它金属离子载体 共沉淀的选择性不高（混晶法高于吸附法）共沉淀的选择性不高（混晶法高于吸附法） 同时实现多种离子的富集，富集效率高同时实现多种离子的富集，富集效率高 （2 2） 有机共沉淀
14、剂有机共沉淀剂 共沉淀的选择性高，富集效率高共沉淀的选择性高，富集效率高 沉淀中的有机物可以通过灼烧的方法除去沉淀中的有机物可以通过灼烧的方法除去 （但操作复杂）（但操作复杂） 材料科学与化学工程学院 上一页下一页 （1 1）无机共沉淀剂）无机共沉淀剂 表8-4共沉淀中常用的无机载体 共沉淀方式载体共沉淀的离子或化合物 吸附共沉淀 氢氧化物Fe（OH）3或 Al（OH）3 Be2+、Ti（IV）、Zr（IV）、Sn （IV）、Cr3+、Co2+ 、Ni2+ 、 Zn2+、Mn2+、ASO43-、PO43- 硫化物 CuSPb2+、Ni2+ 、Cd2+、Ag+、Bi3+、 Zn2+、Hg2+ P
15、bSCu2+、Ni2+ 、Hg2+、Cd2+、Ag+、 Bi3+、Zn2+ 氧化物MnO2Sb（III）、Sb（V）、Sn（IV） 、Bi3+、Fe3+、 单质Te或SeAu（III）、Pd（II）、Pt（IV） 、Ag+、Hg2+ 混晶共沉淀 BaSO4Ra2+ 、Sr2+、Pb2+ SrCO3Cd2+ MgNH4PO4（MgNH4AsO4）AsO43- LaF3Th（IV） 材料科学与化学工程学院 上一页下一页 （2 2）有机共沉淀剂）有机共沉淀剂 表8-5 共沉淀中常用的有机载体 共沉淀方式载体共沉淀的离子或化合物 离子缔合物 甲基紫（甲基 橙、结晶紫、 酚酞）的 NH4SCN溶液 Zn
16、2+、Co2+ 、Hg2+、 Cd2+、Mo（VI） 惰性共沉淀 二苯硫腙+酚酞 1-亚硝基-2-萘 酚+萘酚 Ag+、Co2+ 、Cd2+、Ni2+ 、Cu2+、 Zn2+ 胶体的凝聚 动物胶 辛可宁 单 宁 硅胶 钨酸 铌酸、钽酸 材料科学与化学工程学院 上一页下一页 8.1.2 8.1.2 挥发和蒸馏分离法挥发和蒸馏分离法 1. 1. 分离原理分离原理挥发性的差异挥发性的差异 2. 2. 适用性：常量和微量组分的分离分析适用性：常量和微量组分的分离分析 3. 3. 方法特点：方法特点： 选择性高选择性高 分离富集同时进行分离富集同时进行 4. 4. 常用的无机元素及化合物的挥发常用的无机元素及化合物的挥发 5. 5. 示例示例 材料科学与化学工程学院 上一
