《《无机及分析化学》教学课件—13常用的富集分离方法》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《无机及分析化学》教学课件—13常用的富集分离方法（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十三章第十三章 常用的富集分离方法常用的富集分离方法第一节第一节第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法沉淀分离法沉淀分离法1第二节第二节第二节第二节 萃取分离法萃取分离法萃取分离法萃取分离法2第三节第三节第三节第三节 离子交换分离法离子交换分离法离子交换分离法离子交换分离法3第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法一、无机沉淀剂沉淀分离法一、无机沉淀剂沉淀分离法一、无机沉淀剂沉淀分离法一、无机沉淀剂沉淀分离法1.1.氢氧化钠氢氧化钠氢氧化钠氢氧化钠 2.2.氨缓冲溶液氨缓冲溶液氨缓冲溶液氨缓冲溶液 （一）氢氧化物沉淀分离法：（一）氢氧化物沉淀分离法：（一）氢氧化物沉淀分离法：（一）氢氧化物沉淀分离法：
2、见表见表见表见表1 1常加入常加入常加入常加入NHNH4 4ClCl等铵盐，作用：等铵盐，作用：等铵盐，作用：等铵盐，作用：控制溶液控制溶液控制溶液控制溶液pHpH为为为为8 89 9，防止，防止，防止，防止Mg(OH)Mg(OH)2 2沉淀和减少沉淀和减少沉淀和减少沉淀和减少Al(OH)3Al(OH)3溶解溶解溶解溶解用用用用NHNH4 4+ +作为抗衡离子，减少氢氧化物对其他金属离子的吸附作为抗衡离子，减少氢氧化物对其他金属离子的吸附作为抗衡离子，减少氢氧化物对其他金属离子的吸附作为抗衡离子，减少氢氧化物对其他金属离子的吸附 大量存在的电解质促进了胶体沉淀的凝聚。大量存在的电解质促进了胶体
3、沉淀的凝聚。大量存在的电解质促进了胶体沉淀的凝聚。大量存在的电解质促进了胶体沉淀的凝聚。氢氧化物氢氧化物氢氧化物氢氧化物溶度积溶度积溶度积溶度积KspKsppHpH1 1pHpH2 2Sn(OH)Sn(OH) 4 4TiO(OH)TiO(OH) 2 2Sn(OH)Sn(OH) 2 2Fe(OH)Fe(OH) 3 3Al(OH)Al(OH) 3 3Cr(OH)Cr(OH) 3 3Zn(OH)Zn(OH) 2 2Fe(OH)Fe(OH) 2 2Ni(OH)Ni(OH) 2 2Mn(OH)Mn(OH) 2 2Mg(OH)Mg(OH) 2 21.1.0 0 0 010101010-56-561.1.0
4、 0 0 010101010-29-291.1.4 4 4 410101010-28-284.4.0 0 0 010101010-38-382.2.0 0 0 010101010-32-326.6.0 0 0 010101010-31-311.1.2 2 2 210101010-17-178.8.0 0 0 010101010-16-162.2.0 0 0 010101010-15-151.1.9 9 9 910101010-13-131.1.8 8 8 810101010-11-110.50.50.50.51.01.02.22.24.14.14.64.66.56.57.57.57.77.78
5、.68.69.69.61.51.52.52.53.13.13.53.55.45.45.95.98.58.59.59.59.79.710.610.611.611.6表表表表 各种金属离子氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的各种金属离子氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的各种金属离子氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的各种金属离子氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pHpH值值值值 （二）硫化物沉淀分离法：（二）硫化物沉淀分离法：（二）硫化物沉淀分离法：（二）硫化物沉淀分离法：二、有机沉淀剂沉淀分离法二、有机沉淀剂沉淀分离法二、有机沉淀剂沉淀分离法二、有机沉淀剂沉淀分离法特点：特点：特点：特点：选择性和灵敏度较高，生成的
6、沉淀纯净，溶解选择性和灵敏度较高，生成的沉淀纯净，溶解选择性和灵敏度较高，生成的沉淀纯净，溶解选择性和灵敏度较高，生成的沉淀纯净，溶解度小，易于过滤洗涤。度小，易于过滤洗涤。度小，易于过滤洗涤。度小，易于过滤洗涤。 分类分类分类分类: : 螯合物沉淀剂、离子缔合物沉淀剂和三元配合螯合物沉淀剂、离子缔合物沉淀剂和三元配合螯合物沉淀剂、离子缔合物沉淀剂和三元配合螯合物沉淀剂、离子缔合物沉淀剂和三元配合物沉淀剂。物沉淀剂。物沉淀剂。物沉淀剂。 三、共沉淀分离和富集痕量组分三、共沉淀分离和富集痕量组分三、共沉淀分离和富集痕量组分三、共沉淀分离和富集痕量组分第二节第二节 萃取分离法萃取分离法一、分配系数
7、和分配比一、分配系数和分配比一、分配系数和分配比一、分配系数和分配比A A水水水水 A A有有有有1. 1. 分配系数：分配系数：分配系数：分配系数：A A在两相中的存在形式相同。在两相中的存在形式相同。在两相中的存在形式相同。在两相中的存在形式相同。2. 2. 分配比：分配比：分配比：分配比：溶质溶质溶质溶质A A在两相中各种存在形态的总浓度之比称为在两相中各种存在形态的总浓度之比称为在两相中各种存在形态的总浓度之比称为在两相中各种存在形态的总浓度之比称为分配比，以分配比，以分配比，以分配比，以D D表示。表示。表示。表示。 分配比分配比分配比分配比D D和分配系数和分配系数和分配系数和分配
8、系数K KD D不同。不同。不同。不同。K KD D是常数，而是常数，而是常数，而是常数，而D D随实验条件而变。随实验条件而变。随实验条件而变。随实验条件而变。当溶质以单一形式存在于两相中时，当溶质以单一形式存在于两相中时，当溶质以单一形式存在于两相中时，当溶质以单一形式存在于两相中时，K KD D=D=D。 二、萃取效率和分离因数二、萃取效率和分离因数二、萃取效率和分离因数二、萃取效率和分离因数萃取效率萃取效率萃取效率萃取效率E E：物质被萃取到有机相中的百分率。物质被萃取到有机相中的百分率。物质被萃取到有机相中的百分率。物质被萃取到有机相中的百分率。分子分母同除以分子分母同除以分子分母同
9、除以分子分母同除以C C水水水水V V得：得：得：得：分析：分析：分析：分析：1. D1. D愈大，萃取效率愈高愈大，萃取效率愈高愈大，萃取效率愈高愈大，萃取效率愈高 2. 2. 固定固定固定固定D D，增加有机溶剂的量，萃取效率也提高，效果不显著，增加有机溶剂的量，萃取效率也提高，效果不显著，增加有机溶剂的量，萃取效率也提高，效果不显著，增加有机溶剂的量，萃取效率也提高，效果不显著方案：方案：方案：方案：分配比分配比分配比分配比D D较小时，采取分几次加入溶剂，多次连续萃取。较小时，采取分几次加入溶剂，多次连续萃取。较小时，采取分几次加入溶剂，多次连续萃取。较小时，采取分几次加入溶剂，多次连
10、续萃取。mmn n- -水相中剩余被萃取物的质量；水相中剩余被萃取物的质量；水相中剩余被萃取物的质量；水相中剩余被萃取物的质量；V V有有有有- -每次用有机溶剂的体积每次用有机溶剂的体积每次用有机溶剂的体积每次用有机溶剂的体积例例例例13-113-1：pHpH为为为为7.07.0时，用时，用时，用时，用8-8-羟基喹啉氯仿溶液做萃取剂，从水溶羟基喹啉氯仿溶液做萃取剂，从水溶羟基喹啉氯仿溶液做萃取剂，从水溶羟基喹啉氯仿溶液做萃取剂，从水溶液中萃取液中萃取液中萃取液中萃取LaLa3+3+。已知。已知。已知。已知LaLa3+3+在两相中的分配比在两相中的分配比在两相中的分配比在两相中的分配比D=4
11、3D=43，现取含，现取含，现取含，现取含LaLa3+3+的水溶液（的水溶液（的水溶液（的水溶液（1.00mgmL-11.00mgmL-1）20.0mL20.0mL，计算用萃取液，计算用萃取液，计算用萃取液，计算用萃取液10.0mL10.0mL，一次萃取和用同量萃取液分两次萃取的萃取效率。一次萃取和用同量萃取液分两次萃取的萃取效率。一次萃取和用同量萃取液分两次萃取的萃取效率。一次萃取和用同量萃取液分两次萃取的萃取效率。解：用解：用解：用解：用10.0mL10.0mL萃取液一次萃取：萃取液一次萃取：萃取液一次萃取：萃取液一次萃取：每次用每次用每次用每次用5.0mL5.0mL萃取液连续萃取两次：萃
12、取液连续萃取两次：萃取液连续萃取两次：萃取液连续萃取两次：三、萃取分离操作三、萃取分离操作三、萃取分离操作三、萃取分离操作1. 1. 分液漏斗的准备分液漏斗的准备分液漏斗的准备分液漏斗的准备2. 2. 萃取萃取萃取萃取3. 3. 分层分层分层分层4. 4. 分液分液分液分液第三节第三节 离子交换分离法离子交换分离法 离子交换法是利用溶液通过离子交换剂（离离子交换法是利用溶液通过离子交换剂（离子交换树脂）时发生在溶液和离子交换剂之间的子交换树脂）时发生在溶液和离子交换剂之间的相同符号的离子交换作用而使离子分离的方法。相同符号的离子交换作用而使离子分离的方法。 各种离子与离子交换树脂交换能力不同，
13、被各种离子与离子交换树脂交换能力不同，被交换到树脂上的离子可选用适当的洗脱剂依次洗交换到树脂上的离子可选用适当的洗脱剂依次洗脱，从而达到分离目的脱，从而达到分离目的 定义定义 （1）分离效率高）分离效率高 能用于带相反电荷离子分离，又能用于带相同能用于带相反电荷离子分离，又能用于带相同 电荷及性质相近离子的分离电荷及性质相近离子的分离（2）应用广）应用广 既可用于分离，又可用于富集，还可用高纯物既可用于分离，又可用于富集，还可用高纯物 制备及蛋白质、核酸、酶等生物活性物的纯化制备及蛋白质、核酸、酶等生物活性物的纯化（3）分离过程周期长、耗时多）分离过程周期长、耗时多 所以仅用于解决分析中较困难
14、的分离问题所以仅用于解决分析中较困难的分离问题特点：特点：离子交换树脂的分类离子交换树脂的分类依据活性基团分类依据活性基团分类阳离子交换树脂阳离子交换树脂阴离子交换树脂阴离子交换树脂螯合树脂螯合树脂两性交换树脂两性交换树脂强酸型强酸型弱酸型弱酸型交换基为酸性，交换基为酸性，H+与与阳离子交换阳离子交换SO3HCOOHOHpH 2pH 6使用使用 pH 范围范围pH 10交换基为碱性，阴离交换基为碱性，阴离子发生交换子发生交换强碱型强碱型弱碱型弱碱型N+(CH3)3Cl-N+H3 OH-N+H2R OH-N+HR2 OH-pH 12pH 4含有特殊螯合基团的树脂含有特殊螯合基团的树脂电子交换树脂
15、，含有氧化还原功能基团电子交换树脂，含有氧化还原功能基团一一.离子交换剂的种类和性能指标离子交换剂的种类和性能指标（1）交联度 交联度与交换容量交联度大，水胀性差，网眼小，交换速度慢，选择性好，机械强度好。交联度小，水胀性好，网眼大，交换速度快，选择性差，机械强度差。 一般交联度4%14%为宜交联度=交联剂用量/反应物总量100%树脂在合成中分子间相互连成网状结构称之“交联”（2）交换容量 树脂质量的重要指标取决于网状结构内所含活性基团数目全交换容量：理论值，为特征常数，不随条件变化；有效（工作）交换容量：实测值，与实验条件有关。定义：每克干树脂能交换的物质的量（mmol/g）二二.离子交换的
16、基本原理离子交换的基本原理交换平衡交换平衡唐南理论唐南理论吸水吸水溶胀溶胀 树脂树脂弹性凝胶弹性凝胶电解质溶液电解质溶液半透膜半透膜A+R-A+溶液中溶液中B+C-唐南排斥唐南排斥C-唐南入侵唐南入侵唐南理论唐南理论1、树脂的选择、预处理及装柱（1）选择 依分离对象和要求，选择适当的类型和粘度的树脂。三.离子交换分离操作测定阳离子,阴离子干扰阴离子交换树脂测定阳离子,阳离子干扰阳离子交换树脂制备去离子水分析用颗粒粗(目数小)颗粒细(目数大)水浸泡（12d） 23倍2mol/L HCl浸泡（ 12d）水洗至中性 得H+阳离子交换树脂或Cl-阴离子交换树脂（2）预处理晾干 研磨过筛浸泡/转型也可依需要用NaCl，NaOH，NH4Cl或Na2SO4等浸泡，使之转为相应的类型。（3）装柱： 玻璃、塑料：玻璃、塑料： L = 10L = 1030cm, =1.230cm, =1.20.6cm0.6cm （注意带水装）（注意带水装）（1）交换）交换 试液按一定流速流经交换柱。试液按一定流速流经交换柱。（2）洗涤）洗涤 用空白液（多用水），将上层残液及交换出的离子洗下去。用空白液（多用水），将上层残
