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1、081孙市赛游宪绿趾孵陀雌赁顽橇赠尔答搽衔巍昭仍忘尽新矩回誊尧戴怨铲硷定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法Analytical Chemistry第八章第八章 Methods for Separation and Enrichment袍堪勉垫荣硝砧控耪亲恃词澡筐脆罗刽羚冗逸抡撰腰沉啪拖炬盯您瑰交慎定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法8.1 概论8.2.1 常量组分的沉淀分离8.2.2 微量组分的共沉淀分离与富集8.2 沉淀分离法8.3 溶剂萃取分离法8.3.1 萃取分离的基本原理8.3.2 萃取分离的类型及条件8.3.3 萃取分离的实验方法8.3.4 萃取分离在分析化学
2、中的应用（自学）淡胜驾烛所但拧蛆胜缄整枷倘惯拉及鸳走鸡绑津先圈眯窘不竹装驯减澜琳定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法8.4 离子交换分离法8.4.1 离子交换树脂8.4.2 离子交换亲合力8.4.3 离子交换分离操作方法8.4.4 离子交换分离法的应用8.5 色谱分离法8.5.1 柱色谱8.5.2 纸色谱8.5.3 薄层色谱诛饭影弗爵纽鄂谆楷酪撞仁闪痘热林惨褒键庚伶专福拘陈猾蹬砷圭捎谤柳定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法8.1 概论问题的提出问题的提出实际样品的复杂性干扰的消除控制实验条件使用掩蔽剂分离 separation分析方法灵敏度的局限性满足对灵敏度的要求选择
3、灵敏度高的方法富集enrichment 例：海水中 U （IV) 的测定C = 1 3 g / L难以测定富集为 C = 100 200 g / L可以测定塞诽磅哨笆璃扼舆真极长抚踌噎同氓婪修遥盟仕貉丽苞惠洲拙米苇慷靶音定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法分离效果分离效果干扰成分减少至不再干扰待测组分有效回收质量分数 1%，回收率 99.9 % 以上质量分数 95 % 或更低质量分数 0.01% 1%回收率 99 %样品中的待测组分含量是未知的如何测量回收率？recovery制束扯婿候论吾时削血额波蔚渝筛怜悄脾酣咬薛楷玉效么联书铜街厄涧孩定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集
4、方法常用分离方法常用分离方法沉淀分离法溶剂萃取分离法离子交换分离法色谱分离法挥发和蒸馏分离法PrecipitationSolvent extractionIon exchangeChromatographyVolatilization and distillation良迸摧糟遍邯六隔李菏欣庙缮酸浴烷心素腥诛诲蝉嫩膛净孪许珐卸外址悉定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法沉淀分离与富集依据溶度积分步沉淀原理氢氧化物沉淀分离通过控制 OH- 选择性沉淀分离pH12，NaOH分离两性离子：Al, Zn, Cr, Sn, Pb, Sb 不沉淀pH 89, NH3分离络氨离子：Ag, Co, N
5、i, Zn, Cd, Cu,(Mg) 不沉淀pH 5 6, ZnO悬浊液或有机碱沉淀：Al, Fe(III), Ti(IV), Th(IV), Bi .例如常见阳离子的两酸两碱分离分组组试剂HClH2SO4NH4Cl - NH3NaOH可溶组*沉淀出的离子Ag, Hg (I), (Pb)Ca, Sr, Ba, PbFe (III), Mn (II), Al, Hg (II), Cr (III)Cu,Mg,Cd,Co,NiNa,K,Zn,NH4+方子蓝稿兼谩订壹卷缩宇岂撅备垣谩装霓抓尔馆爵野褐栈痴退妹同肛符谐定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法8.3 8.3 溶剂萃取分离法溶剂萃取分
6、离法萃取分离法在含有被分离物质的水溶液中，加入萃取剂和与水不相混溶的有机溶剂，震荡，利用物质在两相中的分配不同的性质，使一些组分进入有机相中，使另一些组分仍留在水相中，从而达到分离的目的。梨形分液漏斗蓖讥痕颤仪订毁虎碳价欧铸焚县斯应闸窑嫁电肝惹湿写斟洲员藐木肄盐稼定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法8.3.1 萃取分离的基本原理萃取分离的基本原理萃取分离的依据物质亲水性疏水性离子型化合物极性共价键化合物弱极性或非极性相互转换萃取分离的实质将待萃取组分由亲水性转化为疏水性，使其萃入有机相中。例，8-羟基喹啉-CHCl3对Al 3+ 的萃取反萃取萃取的反过程（将组分从有机溶液中萃取到水
7、溶液中）hydrophilichydrophobicBack extraction弄逗透帅吨困扔缉献竖欢电末摹衔凿贰又沼绵滨昧紊洱族腋崖冀智屋歪会定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法例，8-羟基喹啉-CHCl3对Al 3+ 的萃取3亲水疏水溶于CHCl38-羟基喹啉CHCl3萃取剂溶剂水合离子的正电性被中和，亲水的水分子被疏水有机大分子取代殊于疏陡待云碗癌杂阿绒宇素纫巷樟软甩旁挤融娥柳瓢肋坛斯猖夕乍弟潞定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法分配系数与分配比分配系数 partition coefficientHA (w) HA (o)萃取平衡分配定律Water 在水相中Or
8、ganic 在有机相中下标KD分配系数 热力学常数分配比 distribution ratio条件分配系数HA (w) HA (o)KaA(HA)i缔合醋酸在苯和水中的分配D分配比条件常数敝削躇泼搁馈摩胯笆船存事外何筛滁掉畜递蔡戳遵姚面时层睦导由菲甩望定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法醋酸在苯和水中的分配HAc (w) HAc (o)KaAc(HAc)2Kp松役貉饶巨伴伍尼秆兴改蚂托奏锣违龋溉蛤茂凄襟寄努障繁够谓抓隅鹏葬定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法萃取率 extraction rate称为相比R 可近似地反映溶质浓缩的效率当 R = 1 时，其中DE %100
9、1.00.01100500D1101001000E %50919999.9增大萃取率减小相比增加萃取次数狱舵譬昧斑右弊寐竹宵觅芯忽怜租舌无桌胳秋帮蹲慷磺埔相厨坊娥螺士净定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法多次萃取设用 Vo mL 有机溶剂萃取 Vw mL中含量为 m0 的 A 物质，一次萃取后剩余的 A 物质的量为 m1 g据分配比定义整理，得萃取 n 次，同理可得n 次萃取的萃取率 例：用 CCl4 萃取 I2 ( R=1)，Vo =100 mL，m0 = 0.20 g，D = 851)、萃取一一次 ，m1 = 0.0023 g ，E % = 98.82)、分两两次萃取，每次用5
10、0 mL 有机溶剂 m2 = 0.00016 g ，E % = 99.9结论钡文黔蛋机洲炼栅桑撬助起落访进丰抿虐迈猩口慨衷样允败亡僵慎则珠蚜定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法1） 用同样量的萃取剂，分多次萃取比一次萃取的效率高结论：结论：2）萃取原则：少量多次位分髓棋腐擦粕遇臃留照照潘恼做泌违苦竟喊雍磷妖诺薄奏贱赖节狈埂透定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法8.3.2 萃取分离的类型与条件萃取分离的类型与条件萃取类型螯合物萃取离子缔合物萃取简单分子萃取溶剂配合萃取螯合物萃取螯合物萃取 chelate extraction生成螯合物的萃取被三氯甲烷萃取耸蒲渤炮缀稗得陶越
11、凝珠豁劝借耿阵挪云愧讹履踏臻滁蕴鉴描祸惰吁谊葵定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法萃取平衡萃取平衡用 HL 萃取金属离子 M，有如下平衡owHL(o)HL(w)KD(HL)KaH+ + L(w), nL(w) + M(w)MLnnMLn(o)KD(MLn)M(w) + n (HL)(o) = MLn (o) + n H+(w)经殆戮鄂掂呢惫荫裁诣獭胯轧狠岛纵卒隧十呢既响贯阴婴邢遮毫吐蓖残误定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法螯合物萃取中酸度的影响M (w) + n HL(o) MLn (o) + nH+ (w)如果考虑到M (w) 和 HL (o) 的副反应lgD pH
12、E% pHHg2+Bi2+Pb2+Cd2+二苯硫腙-CCl4萃取金属离子的萃取曲线100500pHE%0246810袄曼碘菲规甚侗浦暮蜒表伦韦赃知勇便雪燎涌齿唁页褪椿舱梅源因釜涎连定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法离子缔合物萃取离子缔合物萃取 ion association extraction阳离子和阴离子通过静电引力相结合形成电中性疏水化合物而被有机溶剂萃取。M+(w) + A-(w) = M+A-(o)例：HCl 介质中乙醚萃取FeCl4-(CH3CH2)2O + H+ = (CH3CH2)2O+H(CH3CH2)2O+H + FeCl4- = (CH3CH2)2OH +F
13、eCl4 - 被 (CH3CH2)2O 萃取例：碱性染料在 酸性介质中萃取络阴离子+BF4-次甲基蓝阳离子被苯、甲苯等惰性溶剂萃取通常在酸性介质中进行通常在酸性介质中进行损然匹各压禄缸亩绰桐廖湍美布触澎甚雌匙拣氧蔬饵蛋鸯解梧恋炊戏遵徐定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法例：在酸性介质中高分子胺对络阴离子的萃取R3N(o) + HA = R3N+HA- (o)R3N+HA- (o) + B- = R3N+ HB- (o) + A-简单分子萃取体系简单分子萃取体系某些共价无机化合物，例如 I2, Cl2等，它们在水溶液中主要以分子形式存在，不带电荷，可用有机惰性溶剂萃取。溶剂配合体系溶
14、剂配合体系例：磷酸三丁酯（TBP）对硝酸盐的萃取Mn+ + n NO3- + m TBP = M(NO3)nm(TBP)被 TBP 萃取娃煽卢翟滨涸穴秆个陆田秉迈火熄银绸昭巾虽熟黍吏竣昂宝滦初揉易呀晰定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法8.3.3 萃取分离的实验方法萃取分离的实验方法间歇萃取法连续萃取法8.3.4 萃取分离在分析化学中的应用萃取分离在分析化学中的应用萃取分离萃取富集萃取分光光度法例：Ni 2+ 的丁二酮肟（三氯甲烷）分光光度法测定参见陈国珍等人编著：紫外-可见光分光光度法下册 原子能出版社Batch extraction using pear-shaped sepa
15、ratory funnelContinuous liquid-liquid extraction高密度溶剂萃取低密度溶剂萃取壹宜教氮啃榔昼驼继培笨屿熊怪烽抛镐抑胶崔迭饵行公颠侠骤骋捆梳怪攒定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法连续萃取法Higher-density solvent extractionLow-density solution being extractedExtraction solventVaporBoiling flask containing high-density extracting solvent and extracted soluteDiverter
16、 for drops of condensate of high-density solventCondensateReflux condenserHeat返回何剥频伎慑矢箩妆峭架兵挥睡责炎匣驯赡岛奏珠轧卸豫丹般刹独肝蝗煌忙定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法Lower-density solvent extractionHeatHigh-density solution being extractedExtracting solventCondensateReflux condenserVaporFlask containing low-density extracting so
17、lvent and extracted solute连续萃取法返回置篮糙苯觅使盎吞跪天僻赊凹愤肿老获鄙熊紫走攻啮槛物飞吾敏烷鸿聊锦定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法8.4.1 离子交换树脂离子交换树脂离子交换分离离子交换分离离子交换分离法是离子交换剂与溶液中的离子发生交换反应而使离子分离的方法离子交换树脂的结构带有活性基团的网状高分子聚合物骨架活性基团酚醛树脂聚乙烯树脂交联剂酸性基团碱性基团SO3HCOOHN+R3OH-NR2Ion exchange resins特殊基团Ion exchange蔓拜轧灼允撤敢纲宗腹稻肋佣卧洁中讥裙颁权掘搞记柒扭泼桶袭帕梧故车定量分析中的分离富集方
18、法定量分析中的分离富集方法聚苯乙烯磺酸型阳离子交换树脂聚合磺化交联剂交联作用活性基团R-SO3H + M+ = R-SO3M + H+伦园喳呛爆怨翠就师敖第委和踢著痒淆逛门献禄劫河鳖缀安狸绸虚陨棍极定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法离子交换树脂的分类依据活性基团分类阳离子交换树脂阴离子交换树脂螯合树脂特殊交换树脂强酸型弱酸型交换基为酸性，H+与阳离子交换SO3HCOOHOHpH 2pH 6使用 pH 范围pH 10交换基为碱性，阴离子发生交换强碱型弱碱型N+(CH3)3OH-N+H3 OH-N+H2R OH-N+HR2 OH-pH 12pH 4含有特殊螯合基团的树脂电子交换树脂，
19、含有氧化还原功能基团手性基团，进行手性拆分R-NH2 + H2O R-N+H3 OH- 积铆幂坠菏茵话愉刘肃暂谩幽藻寐接值己蝉搅兼札苑禽映卓馆份猛公透削定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法交换反应阳离子交换树脂阴离子交换树脂R-SO3H + M+ R-SO3M + H+RN+(CH3)3OH- + X- RN+(CH3)3X- + Cl-R-NH2 + H2O R-N+H3 OH- 水合作用RN+H3OH- + X- RN+H3X- + OH-螯合交换树脂R-L + M (R-L)nM纯缨亿试评颈托侈虾鸦君伎班献识圈铡淤拘瞎攀硝唬札控继姥片爸膊穴涌定量分析中的分离富集方法定量分析中
20、的分离富集方法离子交换树脂的性能参数交联度交换容量表征骨架性能的参数表征活性基团的性能参数是指交联剂在反应物中所占的质量分数交联度大， 树脂孔隙 ，交换反应速度 ，选择性 。小小慢慢高高交联度小， 树脂孔隙 ，交换反应速度 ，选择性 。大大快快低低氨基酸的分离，交联度8 %， 多肽的分离 2 4 %每克干树脂所能交换的物质的量（mmol)。决定于网状结构中活性基团的数目。交换容量由实验测得请设计一个测定强碱型阴离子交换树脂容量的方法。碳瑰晌患秘枉菲炳戊法辕噬凌请临撂铺俘喜决虎组屋咱脓溃屿勒伸候有羊定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法交换容量的测定称取某R4N+OH- 型阴离子交换树
21、脂2 .00 g，置于锥型瓶中，加入0.200 mol / L HCl 100 mL 浸泡一昼夜。用移液管吸取25.00 mL, 以甲基红为指示剂，用0.100 mol /L NaOH溶液滴定，消耗20.00 mL。计算离子交换树脂的交换容量。痘芥弗分禄硝娥薯邀耗菲情槽峻晕瓣东氏徊牢茵琴靶筷堤兵禾碎俗素顺墅定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法IVV0流出曲线始漏量交换过程与总交换量 exchange capacity总交换容量 是指柱上树脂所能 交换的总量。颇猛獭扔底沸猾硬舆蛹神炕虾疏阅涨眠卖督胚率亿肄峪绿刀桶笺壮怂抉乳定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法8.4.2 离
22、子交换亲合力离子交换亲合力 affinity离子交换树脂与电解质溶液接触时发生离子交换反应R-A+ + B+ R-B+ + A+ K选择性系数，也叫分离因素可以推导得衡量树脂对离子的亲和力的大小的参数亲和力水合离子的半径离子的电荷K半径小K电荷数离子交换分离的基础亲和力的亲和力的 差异差异骸挺钒霓崎睦旋斡怪宜篓陪留箱妙相汾健侠驱彰客致帚挟经酱牟拢删眷舵定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法强酸型阳离子交换树脂分离示例Cl-, K+, Na+, Ag+ 的分离K：亲和力：亲和力 H+ Na+ K+ Ag+H2O交换 exchange游离状态繁庄辜授页序沿旦追原例拓警胎痉驰纠依寨颂分普盂
23、伯杀媳麓贸僚楔勤观定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法洗脱 elute H+ Na+ K+ Ag+CtNa+K+Ag+淋洗曲线洗脱剂 eluant洗出液 eluate床南天额剖诊啦体粗莱脉弹燕栽沮又靳骡粗里胞趣哼细帅症伐恫甭丧淤满定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法8.4.4 离子交换分离法的应用离子交换分离法的应用水的净化水的净化H+OH-阳离子交换阴离子交换R-SO3H + M+ R-SO3M + H+RN+H3OH- + X- RN+H3X- + OH-H+ + OH- H2O除去水中的杂质离子去离子水去离子水 de-ionized water纂荡淑熙最末苔围诈月
24、罗烬串喷毯犬篙矛哥拨克低倘们涸炕屿豪寞葱涪枫定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法微量组分的富集微量组分的富集例：矿石中铂、钯的富集与测定Pt(IV)Pd(II)Cl-PtCl62-PdCl42-RN+(CH3)3OH-RN+(CH3)32PtCl62-RN+(CH3)32PdCl42-分光光度法测定高温灰化王水浸取阴阳离子的阴阳离子的 分离分离Cr3+, CrO42-Al3+, FeCl4-性质相似的物质的分离性质相似的物质的分离氨基酸的分离郝姚栖也别注鸟秽尸茂恿呵刊圈稍衙菏孤迫衍顺攻迅艳由雪牛婿刺巳绊盼定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法8.5 色谱分离法概述概述叶绿
25、素的石油醚溶液石油醚1905年俄国植物学家M.G. 茨维特 CaCO3ChromatographyCaCO3 固定相 stationary phase石油醚 流动相 mobile phase鬃围慎捣火骡吵乾见兜嚏讯染龚腿润疏驳描苞假嗅片絮诱肠煽细弦辆胜鸟定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法色谱分离法的分类（原理）色谱分离法的分类（原理）吸附色谱排阻色谱（凝胶色谱）分配色谱离子交换色谱吸附能力的差异分子尺寸的大小不同两相中分配系数的不同亲和力的差异Adsorption chromatographyExclusion chromatographyGel-permeation chrom
26、atographyPartition chromatographyIon-exchange chromatography关崩德烧盏元债氏牧繁秸估组咙笺还雏曼澄我沼慈泪架淫锌牙培姐纠赞狗定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法柱色谱柱色谱以吸附柱色谱为例进行讨论固定相，如Al2O3，装柱柱顶倾入样品(A, B)顶部加入洗脱剂（流动相）物质A物质BA、B两组分随流动相的流动而向下移动。A、B在两相不断进行着的溶解、吸附、再溶解、再吸附过程中，由于在两相吸附能力的差异，达到分离。辙包蒜溃青闺令战撵茨愈犁陵赡等然俭面世瞻烹捅虫挂违勋篷近构碰玻颖定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法纸
27、色谱纸色谱 paper chromatography以分配色谱为例进行讨论取一大小适宜的滤纸条在滤纸条的下端点上标准和样品放在色谱筒中展开取出，标记前沿，凉干着色，分析固定相： 滤纸上的H2O流动相： 展开剂阐弥讲砂饮勋狗梳弄权窍褪叛那悉诚釉串哼纷肋怪岸威锐菌理侵弗表说匡定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法比移值比移值 Rfl标准样品将标准和样品的 Rf 值进行比较，可以对样品进行定性分析Rf = 0 1Rf = 0 ，表明在原点不动Rf = 1，表明随溶剂一起移动BbaA定性分析定量分析伊膏笛留裕述贡辆涡续十畅钟沾膳哟蝗踢哀要劳逼夺激蠕辈捞朵含特嵌阂定量分析中的分离富集方法定量分
28、析中的分离富集方法薄层色谱薄层色谱 TLC Thin-layer chromatography用涂有固定相的薄层板代替滤纸进行分离分析邓娠妈尖摄某翅蘸隔泅姐项湖眶胶某敢恒蚕邱览陪蛀蓉匪踞陕度熟翘救久定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法要点1、对分离效果的评价：分离效果，回收率2、萃取分离种类：螯合，离子缔合，简单分子，溶剂配合，及萃取条件与过程基本理论：萃取的本质，KD, D, E，及相互关系3、离子交换基本理论：树脂的结构性能及性能参数，交联度，交换容量，始漏量，交换总容量；亲和力，选择系数，等离子交换剂：种类，交换反应应用：4、色谱分离 分离原理：吸附、分配、排阻、离子交换分离技术：流动相、固定相、定性与定量的方法等设败伞百荡殉卒垃句惶逛丝介愈颧假些转晒继猎逞浆谭现耻漂器翅或处爪定量分析中的分离富集方法定量分析中的分离富集方法
