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1、第第第第3232讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第一讲第一讲第一讲第一讲l第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法11-1 概述概述l 在在实实际际分分析析工工作作中中，遇遇到到的的样样品品往往往往含含有有多多种种组组分分，进进行行测测定定时时彼彼此此发发生生干干扰扰，不不仅仅影影响响分分析析结结果果的的准准确确度度，甚甚至至无无法法进进行行测测定定。为为了了消消除除干干扰扰，比比较较简简单单的的方方法法是是控控制制分分析析条条件件或或采采用用适适当当的的掩掩蔽蔽剂剂。但但是是在在许
2、许多多情情况况下下，仅仅仅仅控控制制分分析析条条件件或或加加入入掩掩蔽蔽剂剂，不不能能消消除除干干扰扰，还还必必须须把把被被测测元元素素与与干干扰扰组组分分分分离离以以后后才才能能进进行行测测定定。所所以以定定量量分分离离是是分分析析化化学学的的重重要要内内容容之一。之一。l 在在痕痕量量分分析析中中，试试样样中中的的被被测测元元素素含含量量很很低低，如如饮饮用用水水中中Cu2+的的含含量量不不能能超超过过0.1mgL、Cr()的的含含量不能超过量不能超过0.65 mgL等。等。常用的分离和富集方法课件第第第第3232讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和
3、富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第一讲第一讲第一讲第一讲l 这样低的含量直接用一般方法是难以测定这样低的含量直接用一般方法是难以测定,因此因此可以在分离的同时把被测组分富集起来，然后进行测可以在分离的同时把被测组分富集起来，然后进行测定。所以分离的过程也同时起到富集的作用，提高测定。所以分离的过程也同时起到富集的作用，提高测定方法的灵敏度。定方法的灵敏度。l 一一种种分分离离方方法法的的分分离离效效果果，是是否否符符合合定定量量分分析析的的要要求求，可可通通过过回回收收率率和和分分离离率率的的大大小小来来判判断断，例例如如，当分离物质当分离物质A时，回收率时，回收率RA=分离
4、前分离前A的质量的质量/分离前分离前A的质量的质量100%式中式中RA表示被分离组分回收的完全程度。在分离过程表示被分离组分回收的完全程度。在分离过程中，中，RA越大（最大接近于越大（最大接近于1）分离效果越好。常量组）分离效果越好。常量组分的分析，要求分的分析，要求RA0.99;微量组分的分析，要求微量组分的分析，要求RA0.95；如果被分离组分含量极低（例如；如果被分离组分含量极低（例如0.001-0.0001%），则），则RA0.95就可以满足要求。就可以满足要求。常用的分离和富集方法课件l 如如果果在在分分离离时时，是是为为了了将将物物质质与与物物质质分分离离开开来来。则则希希望望两两
5、者者分分离离得得越越完完全全越越好好，其其分分离离效效果果可可用用分分离离因因数数SB/A表表示。院示。院 SB/A=RB/RA式中：式中： SB/A表示分离的完全程度。在分离过程中，表示分离的完全程度。在分离过程中，SB/A越小，越小，分离效果越好。对常量组分的分析，一般要求分离效果越好。对常量组分的分析，一般要求SB/A10-3；对；对痕量组分的分析，一般要求痕量组分的分析，一般要求SB/A=10-6左右。左右。11-2 沉淀分离法沉淀分离法 一、常量组分的沉淀分离一、常量组分的沉淀分离 沉沉淀淀分分离离法法是是利利用用沉沉淀淀反反应应使使被被测测离离子子与与干干扰扰离离子子分分离离的的一
6、一种种方方法法。它它是是在在试试液液中中加加入入适适当当的的沉沉淀淀剂剂，并并控控制制反反应应条条件件，使使待待测测组组分分沉沉淀淀出出来来，或或者者将将干干扰扰组组分分沉沉淀淀除除取取，从从而而达达到到分分离离的的目目的的。在在定定量量分分析析中中，沉沉淀淀分分离离法法只只适适合合于于常常量量组组分分而而不不适适合于微量组分的分离。合于微量组分的分离。第第第第3232讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第一讲第一讲第一讲第一讲常用的分离和富集方法课件二、微量组分的共沉淀分离和富集二、微量组分的共沉淀分离
7、和富集在重量分析中由于共沉淀现象的产生，造成沉淀在重量分析中由于共沉淀现象的产生，造成沉淀不纯，影响分析结果的准确度。因此共沉淀现象对于不纯，影响分析结果的准确度。因此共沉淀现象对于重量分析是一种不利因素。但在分离方法中，反而能重量分析是一种不利因素。但在分离方法中，反而能利用共沉淀的产生将微量组分富集起来，变不利因素利用共沉淀的产生将微量组分富集起来，变不利因素为有利因素。例如测定水中的痕量铅时，由于为有利因素。例如测定水中的痕量铅时，由于Pb2+浓浓度太低、无法直接测定，加入沉淀剂也沉淀不出来。度太低、无法直接测定，加入沉淀剂也沉淀不出来。如果加入适量的如果加入适量的Ca2+之后，再加入沉
8、淀剂之后，再加入沉淀剂Na2CO3，生，生成成CaCO3沉淀，则痕量的沉淀，则痕量的Pb2+也同时共沉淀下来。这也同时共沉淀下来。这里所产生的里所产生的CaCO3称为载体或共沉淀剂。称为载体或共沉淀剂。 第第第第3232讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第一讲第一讲第一讲第一讲常用的分离和富集方法课件（一）无机共沉淀剂（一）无机共沉淀剂l无无机机共共沉沉淀淀剂剂的的作作用用主主要要是是利利用用无无机机共共沉沉淀淀剂剂对对痕痕量量元元素素的的吸吸附附或或与与痕痕量量元元素素形形成成混混晶晶两两种种。为为了
9、了增增大大吸吸附附作作用用，应应选选择择总总表表面面积积大大的的胶胶状状沉沉淀淀作作为为裁裁体体。例例如如以以Fe(OH)3作作裁裁体体可可以以共共沉沉淀淀微微量量的的A13+、Sn4+、Bi3+、Ga3+、In3+、T13+、Be2+和和U(VI)、W(VI)、V(V)等等离离子子；以以Al(OH)3作作裁裁体体可可以以共共沉沉淀淀微微量量的的Fe3+、TiO2+和和U(VI)等等离离子子；还还常常以以MnO(OH)2为为载载体体富富集集Sb3+，以以CuS为为载载体体富富集集Hg2+等等。根根据据形形成成混混晶晶作作用用选选择择载载体体时时，要要求求痕痕量量元元素素与与载载体体的的离离子子
10、半半径径尽尽可可能能接接近近，形形成成的的晶晶格格应应相相同同。例例如如以以BaSO4作作载载体体共共沉沉淀淀Ra2+，以以SrSO4作作载载体体共共沉沉淀淀Pb2+和和以以MgNH4PO4作作载体共沉淀载体共沉淀AsO43-等，都是以此为依据的。等，都是以此为依据的。第第第第32 32 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第一讲第一讲第一讲第一讲常用的分离和富集方法课件l二、有机共沉淀剂二、有机共沉淀剂l有有机机共共沉沉淀淀剂剂具具有有较较高高的的选选择择性性，得得到到的的沉沉淀淀较较纯纯净净。沉沉淀淀
11、通通过过灼灼烧烧即即可可除除去去有有机机共共沉沉淀淀剂剂而而留留下下待待测测定定的的元元素素。由由于于有有机机共共沉沉淀淀剂剂具具有有这这些些优优越越性性，因因而而它它的的实实际际应应用用和和发发展展，受受到到了了人人们们的的注注意意和和重重视视。利利用用有有机机共共沉沉淀淀剂剂进进行行分分离离和和富富集集的的作作用用，大大致致可可分分为三种类型。为三种类型。（一）利用胶体的凝聚作用（一）利用胶体的凝聚作用l 例例如如H2WO4在在酸酸性性溶溶液液中中常常呈呈带带负负电电荷荷的的胶胶体体，不不易易凝凝聚聚，当当加加入入有有机机共共沉沉淀淀剂剂辛辛可可宁宁，它它在在溶溶液液中中形形成成带带正正电
12、电荷荷的的大大分分子子，能能与与带带负负电电荷荷的的钨钨酸酸胶胶体体共共同同凝凝聚聚而而析析出出，可可以以富富集集微微量量的的钨钨。常常用用的的这这类类有有机机共共沉沉淀淀剂剂还还有有丹丹宁宁、动动物物胶胶，可可以以共共沉沉淀淀钨钨、银银、钼钼、硅等含氧酸。硅等含氧酸。第第第第32 32 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第一讲第一讲第一讲第一讲常用的分离和富集方法课件（二）利用形成离子缔合物二）利用形成离子缔合物l 有有机机共共沉沉淀淀剂剂可可以以和和一一种种物物质质形形成成沉沉淀淀作作为为裁裁体体，
13、能能同同另另一一种种组组成成相相似似的的由由痕痕量量元元素素和和有有机机沉沉淀淀剂剂形形成成的的化化合合物物生生成成共共溶溶体体而而一一起起沉沉淀淀下下来来。例例如如在在含含有有痕痕量量Zn2+的的弱弱酸酸性性溶溶液液中中，加加入入NH4SCN和和甲甲基基紫紫，甲甲基基紫紫在在溶溶液液中中电电离离为为带带正正电电荷荷的的阳阳离离子子R+，其其共共沉沉淀淀反应为：反应为：l R+ + SCN- RSCN(形成裁体形成裁体)l Zn2+ + SCN- Zn(SCN)42-l 2R+ + Zn(SCN)42+ R2Zn(SCN)4（形成缔合物）（形成缔合物）l 生生成成的的R2Zn(SCN)4便便与
14、与RSCN共共同同沉沉淀淀下下来来。沉沉淀淀经经过过洗洗涤涤、灰灰化化之之后后，即即可可将将痕痕量量的的Zn2+富富集集在在沉沉淀之中，用酸溶解之后即可进行锌的测定。淀之中，用酸溶解之后即可进行锌的测定。第第第第32 32 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第一讲第一讲第一讲第一讲常用的分离和富集方法课件（三）利用惰性共沉淀剂（三）利用惰性共沉淀剂l加入一种裁体直接与被共沉淀物质形加入一种裁体直接与被共沉淀物质形成固溶体而沉淀下来。例如痕量的成固溶体而沉淀下来。例如痕量的Ni2+与与丁二酮肟镍螯合物分散
15、在溶液中，不生成丁二酮肟镍螯合物分散在溶液中，不生成沉淀，加入丁二酮肟二烷酯的酒精溶液时，沉淀，加入丁二酮肟二烷酯的酒精溶液时，则析出丁二酮肟二烷酯，丁二酮肟镍便被则析出丁二酮肟二烷酯，丁二酮肟镍便被共沉淀下来。这里裁体与丁二酮肟及螯合共沉淀下来。这里裁体与丁二酮肟及螯合物不发生反应，实质上是物不发生反应，实质上是“固体苯取固体苯取”作作用，则丁二酮肟二烷酯称为用，则丁二酮肟二烷酯称为“惰性共沉淀惰性共沉淀剂剂”。 第第第第32 32 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第一讲第一讲第一讲第一讲常用的分离
16、和富集方法课件l l11-3 溶剂萃取分离法溶剂萃取分离法l萃萃取取分分离离法法包包括括液液相相-液液相相、固固相相-液液相相和和气气相相-液液相相等等几几种种方方法法，但但应应用用最最广广泛泛的的为为液液-液液萃萃取取分分离离法法(亦亦称称溶溶剂剂萃萃取取分分离离法法)。该该法法常常用用一一种种与与水水不不相相溶溶的的有有机机溶溶剂剂与与试试液液一一起起混混合合振振荡荡，然然后后搁搁置置分分层层，这这时时便便有有一一种种或或几几种种组组分分转转入入有有机机相相中中，而而另另一一些些组分则仍留在试液中，从而达到分离的目的。组分则仍留在试液中，从而达到分离的目的。l 溶溶剂剂萃萃取取分分离离法法
17、既既可可用用于于常常量量元元素素的的分分离离又又适适用用于于痕痕量量元元素素的的分分离离与与富富集集，而而且且方方法法简简单单、快快速速。如如果果萃萃取取的的组组分分是是有有色色化化合合物物，便便可可直直接接进进行行比比色色测测定定，称称为为萃萃取取比比色色法法。这这种种方方法法具具有有较较高高的的灵灵敏敏度和选择性。度和选择性。第第第第32 32 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第一讲第一讲第一讲第一讲常用的分离和富集方法课件一、萃取分离的基本原理一、萃取分离的基本原理l(一一)萃取过程的本质萃取过
18、程的本质l 根根据据相相似似相相溶溶规规则则，将将物物质质由由亲亲水水性性转转化化为为疏水性。疏水性。l 极极性性化化合合物物易易溶溶于于极极性性的的溶溶剂剂中中，而而非非极极性性化化合合物物易易溶溶于于非非极极性性的的溶溶剂剂中中，这这一一规规律律称称为为“相相似似相相溶溶原原则则”。例例如如I2是是一一种种非非极极性性化化合合物物、CCl4是是非非极极性性溶溶剂剂，水水是是极极性性溶溶剂剂，所所以以I2易易溶溶于于CCl4而而难难溶溶于于水水。当当用用等等体体积积的的CCl4从从I2的的水水溶溶液液中中提提取取I2时时，萃萃取取百百分分率率可可达达98.8。又又如如用用水水可可以以从从丙丙
19、醇醇和和溴溴丙丙烷烷的的混混合合液液，萃萃取取极极性性的的丙丙醇醇。常常用用的的非极性溶剂有：酮类、醚类、苯、非极性溶剂有：酮类、醚类、苯、CCl4和和CHCl3等。等。第第第第32 32 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第一讲第一讲第一讲第一讲常用的分离和富集方法课件l无机化合物在水溶液中受水分子极性的作用，电无机化合物在水溶液中受水分子极性的作用，电离成为带电荷的亲水性离子，并进一步结合成为水合离成为带电荷的亲水性离子，并进一步结合成为水合离子，而易溶于水中。如果要从水溶液中萃取水合离离子，而易溶
20、于水中。如果要从水溶液中萃取水合离子，显然是比较困难的。为了从水溶液中萃取某种金子，显然是比较困难的。为了从水溶液中萃取某种金属离子，就必须设法脱去水合离子周围的水分子，并属离子，就必须设法脱去水合离子周围的水分子，并中和所带的电荷，使之变成极性很弱的可溶于有机溶中和所带的电荷，使之变成极性很弱的可溶于有机溶剂的化合物，就是说将亲水性的离子变成疏水性的化剂的化合物，就是说将亲水性的离子变成疏水性的化合物。为此，常加入某种试剂使之与被萃取的金属离合物。为此，常加入某种试剂使之与被萃取的金属离子作用，生成一种不带电荷的易溶于有机溶剂的分子，子作用，生成一种不带电荷的易溶于有机溶剂的分子，然后用有机
21、溶剂萃取。例如然后用有机溶剂萃取。例如Ni2+在水溶液中是亲水性在水溶液中是亲水性的，以水合离子的，以水合离子Ni(H2O)62+的状态存在。如果在氨性的状态存在。如果在氨性溶液中，加人丁二酮肟试剂，生成疏水性的丁二酮肟溶液中，加人丁二酮肟试剂，生成疏水性的丁二酮肟镍螯合物分子，它不带电荷并由硫水基团取许代了水镍螯合物分子，它不带电荷并由硫水基团取许代了水合离子中的水分子，成为亲有机溶剂的硫水性化合物，合离子中的水分子，成为亲有机溶剂的硫水性化合物，即可用即可用CHCl3萃取。萃取。第第第第32 32 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分
22、离和富集方法常用的分离和富集方法 第一讲第一讲第一讲第一讲常用的分离和富集方法课件l(一一)分配系数分配系数l 设设物物质质A在在萃萃取取过过程程中中分分配配在在不不互互溶溶的的水水相相和和有机相中：有机相中：l A有有=A水水l 在在一一定定温温度度下下，当当分分配配达达到到平平衡衡时时，物物质质A在在两两种种溶溶剂剂中中的的活活度度（或或活活度度）比比保保持持恒恒定定，即即分分配配定律可用下式表示：定律可用下式表示：l KD=A有有/A水水式式中中KD称称为为分分配配系系数数。分分配配系系数数大大的的物物质质，绝绝大大部部分分进进入入有有机机相相，分分配配系系数数小小的的物物质质，仍仍留留
23、在在水水相相中中，因因而而将将物物质质彼彼此此分分离离。此此式式称称为为分分配配定定律律，它它是是溶溶剂萃取的基本原理。剂萃取的基本原理。第第第第32 32 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第一讲第一讲第一讲第一讲常用的分离和富集方法课件l(三三)分配比分配比l 分分配配系系数数KD仅仅适适用用于于溶溶质质在在萃萃取取过过程程中中没没有有发发生生任任何何化化学学反反应应的的情情况况。例例如如I2在在CCl4和和水水中中均均以以I2的的形形式式存存在在。而而在在许许多多情情况况下下，溶溶质质在在水水和和
24、有有机机相相中中以以多多种种形形态态存存在在。例例如如用用CCl4萃萃取取OsO4时时，在在水水相相中中存存在在Os04、OsO52-和和HOs05-等等三三种种形形式式，在在有有机机相相中中存存在在OsO4和和(OsO4)4两两种种形形式式，此此种种情情况况如如果果用用分分配配系系数数KD=OsO4有有OsO4水水便便不不能能表表示示萃萃取取的的多多少少。用用溶溶质质在在两两相相中的总浓度之比来表示分配情况。中的总浓度之比来表示分配情况。lD=cA(有有)/ cA(水水)lD称称为为分分配配比比。D的的大大小小与与溶溶质质的的本本性性、萃萃取取体体系和萃取条件有关。系和萃取条件有关。第第第第
25、32 32 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第一讲第一讲第一讲第一讲常用的分离和富集方法课件(四四)萃取率萃取率 对对于于某某种种物物质质的的萃萃取取效效率率大大小小，常常用用萃萃取取率率(E)来表示。即：来表示。即： E=A在有机相中的总量在有机相中的总量/A在两相中的总量在两相中的总量100%l 设设某某物物质质在在有有机机相相中中的的总总浓浓度度为为C有有，在在水水相相中中的的总总浓浓度度为为C水水，两两相相的的体体积积分分别别为为V有有和和V水水，则则萃萃取率等于：取率等于：l E = C有有
26、V有有/（C有有V有有+ C水水V水水）100%l = D/（D+ V水水/V有有）100%l 可可以以看看出出，分分配配比比越越大大则则萃萃取取百百分分率率越越大大，萃萃取效率越高，并可以通过分配比计算萃取百分率。取效率越高，并可以通过分配比计算萃取百分率。第第第第32 32 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第一讲第一讲第一讲第一讲常用的分离和富集方法课件l(五五)分离系数分离系数l 在在萃萃取取工工作作中中，不不仅仅要要了了解解对对某某种种物物质质的的萃萃取取程程度度如如何何，更更重重要要的的是是
27、必必须须掌掌握握当当溶溶液液中中同同时时含含有有两两种种以以上上组组分分时时，通通过过萃萃取取之之后后它它们们之之间间的的分分离离情情况况如如何何。例例如如A、B两两种种物物质质的的分分离离程程度度可可用两者的分配比用两者的分配比DA、DB的比值来表示。的比值来表示。l A/B =DA/DB式式中中称称为为分分离离系系数数。DA与与DB之之间间相相差差越越大大，则则两两种种物物质质之之间间的的分分离离效效果果越越好好，如如果果DA和和DR很很接接近近，则则接接近近于于1，两两种种物物质质便便难难以以分分离离。因因此此为为了了扩扩大大分分配配比比之之间间的的差差值值，必必须须了了解解各各种种物物
28、质质在在两两相相中中的的溶溶解解机机理理，以以便便采采取取措措施施，改改变变条条件件，使使欲欲分分离离的的物物质质溶溶于于一一相相，而而使使其其他他物物质质溶溶于于另另一相，以达到分离的目的。一相，以达到分离的目的。第第第第32 32 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第一讲第一讲第一讲第一讲常用的分离和富集方法课件二、重要萃取体系二、重要萃取体系l (一一)金属螯合物金属螯合物l 金金属属离离子子与与螯螯合合剂剂(亦亦称称萃萃取取络络合合剂剂)的的阴阴离离子子结结合合而而形形成成中中性性螯螯合合物物分
29、分子子。这这类类金金属属螯螯合合物物难难溶溶于于水水，而而易易溶溶于于有有机机溶溶剂剂，因因而而能能被被有有机机溶溶剂剂所所萃萃取取：如如丁丁二二酮酮肟肟镍镍即即属属于于这这种种类类型型。Fe3+与与铜铁试剂所形成的螯合物也属于此种类型。铜铁试剂所形成的螯合物也属于此种类型。l 常常用用的的螯螯合合剂剂还还有有8-羟羟基基喹喹啉啉、双双硫硫踪踪(二二苯苯硫硫踪踪、二二苯苯基基硫硫卡卡巴巴腙腙)、乙乙酰酰丙丙酮酮和和噻噻吩吩甲甲酰酰三三氟丙酮氟丙酮(TTA)等。等。 第第第第32 32 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的
30、分离和富集方法 第一讲第一讲第一讲第一讲常用的分离和富集方法课件1金属螯合物的萃取平衡金属螯合物的萃取平衡 以以双双硫硫腙腙萃萃取取水水溶溶液液中中的的金金属属离离子子M2+，为为例来说明。双硫踪与例来说明。双硫踪与M2+的反应为的反应为lM2+ + 2H2Dz = M(HDz)2 + 2H+双双硫硫腙腙为为二二元元弱弱酸酸，可可以以用用H2Dz表表示示。它它难难溶溶于于水水，而而溶溶于于CCl4(0.0021mol/L)和和CHCl3(约约0.08 mol/L)。若若K为为反反应应平平衡衡常常数数。其其大大小小与与螯螯合合剂剂的的电电离离度度、螯螯合合剂剂的的分分配配比比、螯螯合合物物的的稳
31、稳定定常常数数和和螯螯合合物物的的分分配配比比有有关关。当当萃萃取取溶溶剂剂和和螯螯合合剂剂一一定定时时，则则萃萃取取效效率率的的高高低低，可可以以通通过过M2+的的分分配配比来判断。比来判断。第第第第32 32 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第一讲第一讲第一讲第一讲常用的分离和富集方法课件2. 萃取条件的选择萃取条件的选择l (1) 螯螯合合剂剂的的选选择择 所所选选挥挥的的螯螯合合剂剂与与被被萃萃取取的的金金属属离离子子生生成成的的螯螯合合物物越越稳稳定定，则则萃萃取取效效率率越越高高。此此外外
32、螯螯合合剂剂必必须须具具有有一一定定的的亲亲水水基基团团，易易溶溶于于水水，才才能能与与金金属属离离子子生生成成螯螯合合物物；但但亲亲水水基基团团过过多多了了，生生成成的的螯螯合合物物反反而而不不易易被被萃萃取取到到有有机机相相中中。因因此此要要求求螯螯合合剂剂的的亲亲水水基基团团要要少少，疏疏水水基基团团要要多多。亲亲水水基基团团有有-OH、-NH2、-COOH、-SO3H，疏疏水水基基团团有有脂脂肪肪基基（-CH3、-C2H5等等）、芳芳香香基基(苯苯和和萘萘基基)等等。 EDTA虽虽然然能能与与许许多多种种金金属属离离子子生生成成螯螯合合物物，但但这这些些螯螯合合物物多多带带有有电电荷荷
33、，不不易易被被有有机机溶溶剂剂所所萃萃取取，故故不能用作萃取螯合剂。不能用作萃取螯合剂。第第第第32 32 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第一讲第一讲第一讲第一讲常用的分离和富集方法课件(2)溶液酸度的控制溶液酸度的控制 l 溶溶液液的的酸酸度度越越小小，则则被被萃萃取取的的物物质质分分配配比比越越大大，越越有有利利于于萃萃取取。但但酸酸度度过过低低则则可可能能引引起起金金属属离离子子的的水水解解或或其其他他干干扰扰反反应应发发生生。因因此此应应根根据据不不同的金属离子控制适宜的酸度。同的金属离子控
34、制适宜的酸度。l 例例如如，用用双双硫硫腙腙作作螯螯合合剂剂，用用CCl4从从不不同同酸酸度度的的溶溶液液中中萃萃取取Zn2+时时，萃萃取取Zn2+pH值值必必须须大大于于6.5，才才能能完完全全萃萃取取，但但是是当当pH值值大大于于10以以上上，萃萃取取效效率率反反而而降降低低，这这是是因因为为生生成成难难络络合合的的ZnO22+所致，所以萃取所致，所以萃取Zn2+最适宜的最适宜的pH范围为范围为6.5-10之间。之间。第第第第32 32 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第一讲第一讲第一讲第一讲常用
35、的分离和富集方法课件(3)萃取溶剂的选择萃取溶剂的选择 l 被被萃萃取取的的螯螯合合物物在在萃萃取取溶溶剂剂中中的的溶溶解解度度越越大大，则则萃萃取取效效率率越越高高。萃萃取取溶溶剂剂与与水水的的比比重重差差别别要要大大，粘粘度度要要小小，这这样样便便于于分分层层，有有利利于于操操作作的的进进行行。挥挥发性、毒性要小，而且不易燃烧。发性、毒性要小，而且不易燃烧。(4)干扰离子的消除干扰离子的消除 可可以以通通过过控控制制酸酸度度进进行行选选择择性性萃萃取取，将将待待测测组组分分与与干干扰扰组组分分离离。如如果果通通过过控控制制酸酸度度尚尚不不能能消消除除干干扰扰时时，还还可可以以加加入入掩掩蔽
36、蔽剂剂，使使干干扰扰离离子子生生成成亲亲水水性性化化合合物物而而不不被被萃萃取取。例例如如测测量量铅铅合合金金中中的的银银时时，用用双双硫硫腙腙-CCl4萃萃取取，为为了了避避免免大大量量Pb2+和和其其他他元元素素离离子子的的干干扰扰，可可以以采采取取控控制制pH与与加加入入EDTA等等掩掩蔽蔽剂剂的的办办法法，把把Pb2+及及共共他他少少量量干干扰扰元元素素掩掩蔽蔽起起来来。常常用用的的掩掩蔽蔽剂剂有有氰氰化化物物、EDTA、酒酒石石酸酸盐盐、柠柠檬檬酸酸盐和草酸盐等。盐和草酸盐等。第第第第32 32 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用
37、的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第一讲第一讲第一讲第一讲常用的分离和富集方法课件(二二)离子缔合物萃取体系离子缔合物萃取体系l 由由金金属属络络离离子子与与异异电电性性离离子子借借静静电电引引力力的的作作用用结结合合成成不不带带电电的的化化合合物物，称称为为离离子子缔缔合合物物，此此缔缔合合物物具具有有疏疏水水性性而而能能被被有有机机溶溶剂剂萃萃取取。通通常常离离子子的的体体积积越越大大，电电荷荷越越低低，越越容容易易形形成成疏疏水水性性的的离离子子缔缔合合物。物。l 1缔缔合合物物的的分分类类 根根据据采采用用的的萃萃取取剂剂不不同同，形形成不同的缔合物，常遇到的有以下几类。成不同的缔
38、合物，常遇到的有以下几类。l (1)金属阳离子的离子缔合物金属阳离子的离子缔合物l 金金属属阳阳离离子子与与大大体体积积的的络络合合剂剂作作用用，形形成成没没有有或或很很少少配配位位水水分分子子的的络络阳阳离离子子，然然后后与与适适当当的的阴阴离离子缔合，形成疏水性的离子缔合物。子缔合，形成疏水性的离子缔合物。第第第第32 32 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第一讲第一讲第一讲第一讲常用的分离和富集方法课件(2) 金属络阴离子的离子缔合物金属络阴离子的离子缔合物l 金金属属离离子子与与溶溶液液中中简
39、简单单配配位位阴阴离离子子形形成成络络阴阴离离子子，然然后后与与大大体体积积的的有有机机阳阳离离子子形形成成疏疏水水性性的的离离子子缔合物。缔合物。(3) 形成形成洋洋盐的缔合物盐的缔合物 l 含含氧氧的的有有机机萃萃取取剂剂如如醚醚类类、醇醇类类、酮酮类类和和烷烷类类等等它它们们的的氧氧原原于于具具有有孤孤对对电电子子，因因而而能能够够与与H+或或其其他他阳阳离离于于结结合合而而形形成成洋洋离离子子。它它可可以以与与金金属属络络离离子子结结合合形形成成易易溶溶于于有有机机溶溶剂剂的的洋洋洋洋盐盐而而被被萃萃取取。例例如如在在盐盐酸酸介介质质中中，用用乙乙醚醚萃萃取取Fe3+，这这里里乙乙醚醚
40、既既是是萃萃取取剂剂又又是是有有机机溶溶剂剂。实实践践证证明明，含含氧氧有有机机溶溶剂剂形形成成洋洋盐的能力按下列次序增强。盐的能力按下列次序增强。第第第第32 32 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第一讲第一讲第一讲第一讲常用的分离和富集方法课件lR2O ROH RCOOH RCOORRCOR(4) 其它离子缔合物其它离子缔合物 l 如如含含砷砷的的有有机机萃萃取取剂剂萃萃取取铼铼，是是基基于于铼铼酸酸根根与与氯氯化化四四苯苯砷砷反反应应，生生成成可可被被苯苯或或甲甲苯苯萃萃取的离子缔合物。取的离子
41、缔合物。l 近近年年来来含含磷磷的的有有机机萃萃取取剂剂发发展展很很快快，如如磷磷酸酸三三丁丁酯酯萃萃取取铀铀的的化化合合物物等等。它它具具有有不不易易挥挥发、选择性高、化学性质稳定等优点。发、选择性高、化学性质稳定等优点。（三）无机共价化合物萃取体系（三）无机共价化合物萃取体系l 某某些些无无机机共共价价化化合合物物如如I2、C12、Br2、GeCl4和和OsO4等等，可可以以直直接接用用CCl4、苯苯等等惰惰性性溶剂萃取。溶剂萃取。第第第第32 32 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第一讲第一讲第
42、一讲第一讲常用的分离和富集方法课件三、萃取操作方法三、萃取操作方法l在在分分析析中中应应用用较较广广泛泛的的萃萃取取方方法法为为间间歇歇法法(亦亦称称单单效效萃萃取取法法)。这这种种方方法法是是取取一一定定体体积积的的被被萃萃取取溶溶液液，加加入入适适当当的的萃萃取取剂剂，调调节节至至应应控控制制的的酸酸度度。然然后后移移入入分分液液漏漏斗斗中中，加加入入一一定定体体积积的的溶溶剂剂，充充分分振振荡荡至至达达到到平平衡衡为为止止。静静置置待待两两相相分分层层后后，轻轻轻轻转转动动分分液液漏漏斗斗的的活活塞塞、使使水水溶溶液液层层或或有有机机溶溶剂剂层层流流人人另另一一容容器器中中，使使两两相相
43、彼彼此此分分离离。如如果果被被萃萃取取物物质质的的分分配配比比足足够够大大时时，则则一一次次萃萃取取即即可可达达到到定定量量分分离离的的要要求求。如如果果被被萃萃取取物物质质的的分分配配比比不不够够大大，经经第第一一次次分分离离之之后后，再再加加入入新新鲜鲜溶溶剂剂，重重复复操操作作，进进行行二二次次或或三三次次萃萃取取。但但萃萃取取次次数数太太多多、不不仅仅操操作作费费时时，而而且且容容易易带带人人杂杂质质或或损损失失萃萃取取的组分。的组分。第第第第32 32 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第一讲
44、第一讲第一讲第一讲常用的分离和富集方法课件l静静置置分分层层时时，有有时时在在两两相相交交界界处处会会出出现现一一层层乳浊液，其原因很多。乳浊液，其原因很多。l 在在萃萃取取过过程程中中，如如果果在在被被萃萃取取离离子子进进入入有有机机相相的的同同时时还还有有少少量量干干扰扰离离子子亦亦转转入入有有机机相相时时，可可以以采采用用洗洗涤涤的的方方法法以以除除去去杂杂质质离离子子。洗洗涤涤液液的的组组成成与与试试液液基基本本相相同同，但但不不含含试试样样。洗洗涤涤的的方方法法与与萃萃取取操操作作相相同同。通通常常洗洗涤涤1-2次次即即可可达达到到除除去去杂杂质质的目的。的目的。l 分分离离以以后后，如如果果需需要要特特被被萃萃取取的的物物质质再再转转到到水水相相中中进进行行测测定定，可可改改变变条条件件进进行行反反萃萃取取。例例如如Fe3+在在盐盐酸酸介介质质中中形形成成FeCl4-与与甲甲基基异异丁丁酮酮结结合合成成洋洋盐盐而而被被萃萃取取到到有有机机机机再再用用水水反反萃萃取取到到水水溶溶液液中中(由于酸度降低由于酸度降低)即可进行测定。即可进行测定。第第第第32 32 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第一讲第一讲第一讲第一讲常用的分离和富集方法课件
