第十五章分析化学中的分离与富集方法.ppt

第十五章 定量分析中的分离与富集方法 Separation and Enrichment Methods in Quantitative Analysis 内容 概述 沉淀分离法 溶剂萃取分离法 离子交换分离法 色谱分离法 现代分离与富集方法简介 重点与难点 溶剂萃取分离法原理及相关参数 离子交换分离法原理 定量分析过程 1. 沉淀分离法 无机沉淀剂分离法 氢氧化物沉淀 硫化物沉淀 其它沉淀剂 有机沉淀剂分离法 螯合物沉淀 缔合物沉淀 三元配合物沉淀 无机沉淀剂分离法（1） 氢氧化物沉淀（1） 无机沉淀剂分离法（2） 氢氧化物沉淀（2） OH- NH3?H2O 硫化物沉淀 其它沉淀剂 有机沉淀剂分离法 有机沉淀剂分离法（1） 螯合物（内络盐）沉淀:由中心离子和多基配体结合而成的具有环状结构的配合物。 缔合物沉淀：有机沉淀剂在水溶液中离解成带正电荷或带负电荷的大体积离子，与金属离子形成沉淀。 三元配合物沉淀：沉淀组分与两种不同配位体形成。 共沉淀分离法 —微痕量物质的分离富集 例：水中痕量Hg2+（0.02 ?g?L-1）的分离 共沉淀分离 利用吸附作用: （利用非晶形沉淀,表面积大,吸附组分沉淀） Cu中微量Al （Fe(OH)3） 铜中的微量铝，氨水不能使铝沉淀分离，若加入适量的Fe3+离子，则在加入氨水后，利用生成的Fe(OH)3作载体可使微量Al(OH)3共沉淀而分离。 水中微量Pb2+ （CaCO3） 富集效率高，但是选择性不好 共沉淀分离 利用混晶作用 痕量Pb2+（BaSO4）：可用BaSO4作载体，生成BaSO4和PbSO4混晶沉淀而富集。 海水中痕量Cd2+（SrCO3）：可用SrCO3作载体，生成SrCO3和CdCO3混晶沉淀而富集。 选择性较好 共沉淀分离 有机共沉淀剂：形成固溶体 选择性好，富集率高，易除去 （1）丹宁、动物胶 （2）惰性共沉淀剂 （3）难溶三元络合物 在含痕量Zn2+的微酸性溶液中，加入NH4 SCN和甲基紫，则Zn(SCN)42-络阴离子与甲基紫阳离子形成难溶的沉淀，而甲基紫阳离子与SCN-离子所生成化合物也难溶于水，是共沉淀剂，也一起沉淀下来。 2 . 溶剂萃取分离法（1） 基本原理—相似相溶 物质在极性不同的溶剂中溶解度不同 水： 极性，离子型化合物（亲水性）易溶 有机溶剂（丙酮，CHCl3，CCl4，苯） 有机化合物（疏水性）易溶 萃取：将亲水性物质转化成疏水性物质，进入有机相 反萃取：恢复亲水性，再回到水相 碘在CCl4-H2O中的分配（25?C） 在液－液萃取中，萃取效率E可用下式表示： 　 若有机相的体积一定，而一次萃取又达不到预期的萃取效率时，用分批多次萃取的方法可使萃取率大大提高。 设V水为水相体积，V有为每次加入的有机相体积， m0为萃取前的试样中A的质量， m1,m2 ,m3,….mn为1次、2次….n次萃取后水相中剩余的A的质量， 经第一次萃取后: 经n次萃取后水相中剩余的溶质mn为 n次萃取后的萃取效率E为： 共存组分间的分离效果，一般用分离因数表示： 分离因数很大，则两种物质可以定量分离，如果相差不多，则两种物质难以完全分离。 例2 解：第一组的分离情况： β= DA/ DB =70/0.070=1000 第二组的分离情况：β= DC/ DD= 2000/2.0=1000 2. 溶剂萃取分离法（2） 萃取类型及条件 有机物的萃取 液—液萃取体系由水相和有机相组成。 水相通常含有被萃取物质。 有机相含有萃取剂或惰性溶剂 有机物的萃取采用“相似相溶”的原则。 无机离子的萃取：加入萃取剂与无机离子作用 形成螯合物 形成离子缔合物 形成三元配合物 无机离子的萃取（1） 形成螯合物：由中心离子和多基配体结合而成的具有环状结构的配合物。 乙酰基丙酮与金属离子结合： 无机离子的萃取（2） 形成离子缔合物：不带电何离子互相缔合成中性分子 无机离子的萃取（3） 形成三元配合物 高密度溶剂萃取装置 低密度溶剂萃取装置 3 . 离子交换分离法（1） 离子交换分离法：是利用离子交换剂与溶液中的离子之间发生交换反应来进行分离的方法。 应用： 分离带电荷离子、富集微量或痕量组分、 制备纯物质 3. 离子交换分离法（2） 离子交换剂: 无机交换剂和有机交换剂 有机交换剂（离子交换树脂） 3. 离子交换分离法（3） 离子交换树脂结构（惰性网状骨架+活性基团） 树脂类型（1） 树脂类型（2） 离子交换树脂主要性能指标 树脂对离子的亲和力顺序 离子交换分离操作技术 离子交换分离法的应用 水