第32讲 第十一章常用的分离和富集方法 第一讲 ●第十一章常用的分离和富集方法 11-1概述 在实际分析工作中,遇到的样品往往含有多种组 分,进行测定时彼此发生干扰,不仅影响分析结果的 准确度,甚至无法进行测定。为了消除干扰,比较简 单的方法是控制分析条件或采用适当的掩蔽剂。但是 在许多情况下,仅仅控制分析条件或加入掩蔽剂,不 能消除干扰,还必须把被测元素与干扰组分分离以后 才能进行测定。所以定量分离是分析化学的重要内容 在痕量分析中,试样中的被测元素含量很低,如 饮用水中Cu2的含量不能超过01mg/L、Cr(Ⅵ的含 量不能超过065mg/L等
第32讲 第十一章 常用的分离和富集方法 第一讲 ⚫第十一章 常用的分离和富集方法 11-1 概述 ⚫ 在实际分析工作中，遇到的样品往往含有多种组 分，进行测定时彼此发生干扰，不仅影响分析结果的 准确度，甚至无法进行测定。为了消除干扰，比较简 单的方法是控制分析条件或采用适当的掩蔽剂。但是 在许多情况下，仅仅控制分析条件或加入掩蔽剂，不 能消除干扰，还必须把被测元素与干扰组分分离以后 才能进行测定。所以定量分离是分析化学的重要内容 之一。 ⚫ 在痕量分析中，试样中的被测元素含量很低，如 饮用水中Cu2+的含量不能超过0.1mg／L、Cr(Ⅵ)的含 量不能超过0.65 mg／L等
第32讲 第十一章常用的分离和富集方法 第一讲 这样低的含量直接用一般方法是难以测定,因此可 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,提高测定方 法的灵敏度。 种分离方法的分离效果,是否符合定量分析的 要求,可通过回收率和分离率的大小来判断,例如, 当分离物质A时,回收率 RA=分离前A的质量分离前A的质量×100% 式中R表示被分离组分回收的完全程度。在分离过程 中,R越大(最大接近于1)分离效果越好。常量组 分的分析,要求RA≌0.99;微量组分的分析,要求 RA≥0.95;如果被分离组分含量极低(例如001 0.0001%),则RA≌0.95就可以满足要求
第32讲 第十一章 常用的分离和富集方法 第一讲 ⚫ 这样低的含量直接用一般方法是难以测定,因此可 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，提高测定方 法的灵敏度。 ⚫ 一种分离方法的分离效果，是否符合定量分析的 要求，可通过回收率和分离率的大小来判断，例如， 当分离物质A时，回收率 RA =分离前A的质量/分离前A的质量×100% 式中RA表示被分离组分回收的完全程度。在分离过程 中，RA越大（最大接近于1）分离效果越好。常量组 分的分析，要求RA≥0.99;微量组分的分析，要求 RA≥0.95；如果被分离组分含量极低（例如0.001- 0.0001%），则RA≥0.95就可以满足要求
第32讲 第十一章常用的分离和富集方法 第一讲 如果在分离时,是为了将物质与物质分离开来。则希 望两者分离得越完全越好,其分离效果可用分离因数SB表 。院 =R/R 式中:S表示分离的完全程度。在分离过程中,S越小, 分离效果越好。对常量组分的分析,一般要求SB≤103;对 痕量组分的分析,一般要求S队=10左右。 11-2沉淀分离法 常量组分的沉淀分离 沉淀分离法是利用沉淀反应使被测离子与干扰 离子分离的一种方法。它是在试液中加入适当的沉 淀剂,并控制反应条件,使待测组分沉淀出来,或 者将干扰组分沉淀除取,从而达到分离的目的。在 定量分析中,沉淀分离法只适合于常量组分而不适 合于微量组分的分离
⚫ 如果在分离时，是为了将物质与物质分离开来。则希 望两者分离得越完全越好，其分离效果可用分离因数SB/A表 示。院 SB/A=RB /RA 式中： SB/A表示分离的完全程度。在分离过程中，SB/A越小， 分离效果越好。对常量组分的分析，一般要求SB/A≤10-3；对 痕量组分的分析，一般要求SB/A=10-6左右。 11-2 沉淀分离法 一、常量组分的沉淀分离 沉淀分离法是利用沉淀反应使被测离子与干扰 离子分离的一种方法。它是在试液中加入适当的沉 淀剂，并控制反应条件，使待测组分沉淀出来，或 者将干扰组分沉淀除取，从而达到分离的目的。在 定量分析中，沉淀分离法只适合于常量组分而不适 合于微量组分的分离。 第32讲 第十一章 常用的分离和富集方法 第一讲
第32讲 第十一章常用的分离和富集方法 第一讲 微量组分的共沉淀分离和富集 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 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 为有利因素。例如测定水中的痕量铅时,由于Pb2浓 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Ca2之后,再加入沉淀剂Na2CO3,生 成CaCO3沉淀,则痕量的Pb2也同时共沉淀下来。这 里所产生的CaCO3称为载体或共沉淀剂
二、微量组分的共沉淀分离和富集 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 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 为有利因素。例如测定水中的痕量铅时，由于Pb2+浓 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Ca2+之后，再加入沉淀剂Na2CO3，生 成CaCO3沉淀，则痕量的Pb2+也同时共沉淀下来。这 里所产生的CaCO3称为载体或共沉淀剂。 第32讲 第十一章 常用的分离和富集方法 第一讲
第32讲 第十一章常用的分离和富集方法 第一讲 (一)无机共沉淀剂 无机共沉淀剂的作用主要是利用无机共沉淀剂对 痕量元素的吸附或与痕量元素形成混晶两种。为了增 大吸附作用,应选择总表面积大的胶状沉淀作为裁体。 例如以Fe(OH)3作裁体可以共沉淀微量的A13、Sn4、 Bi+、Ga3+、In3、T13、Be2和U(V、WD、VN 等离子;以AI(OH3作裁体可以共沉淀微量的Fe3 TiO2和U(VD等离子;还常以MnO(OH2为载体富集 Sb3,以CuS为载体富集Hg2等。根据形成混晶作用 选择载体时,要求痕量元素与载体的离子半径尽可能 接近,形成的晶格应相同。例如以BaSO4作载体共沉 淀Ra2+,以SrSO作载体共沉淀Pb2和以 MgNhPo4 作载体共沉淀AsO3等,都是以此为依据的
（一）无机共沉淀剂 ⚫ 无机共沉淀剂的作用主要是利用无机共沉淀剂对 痕量元素的吸附或与痕量元素形成混晶两种。为了增 大吸附作用，应选择总表面积大的胶状沉淀作为裁体。 例如以Fe(OH)3作裁体可以共沉淀微量的A1 3+ 、Sn4+ 、 Bi3+ 、Ga3+ 、In3+ 、T1 3+ 、Be2+和U(VI)、W(VI)、V(V) 等离子；以Al(OH)3作裁体可以共沉淀微量的Fe3+ 、 TiO2+和U(VI)等离子；还常以MnO(OH)2为载体富集 Sb3+ ，以CuS为载体富集Hg2+等。根据形成混晶作用 选择载体时，要求痕量元素与载体的离子半径尽可能 接近，形成的晶格应相同。例如以BaSO4作载体共沉 淀Ra2+ ，以SrSO4作载体共沉淀Pb2+和以MgNH4PO4 作载体共沉淀AsO4 3-等，都是以此为依据的。 第32 讲 第十一章 常用的分离和富集方法 第一讲
第32讲 第十一章常用的分离和富集方法 第一讲 有机共沉淀剂 有机共沉淀剂具有较高的选择性,得到的沉淀 较纯净。沉淀通过灼烧即可除去有机共沉淀剂而留下 待测定的元素。由于有机共沉淀剂具有这些优越性, 因而它的实际应用和发展,受到了人们的注意和重视。 利用有机共沉淀剂进行分离和富集的作用,大致可分 为三种类型。 (一)利用胶体的凝聚作用 例如H2WO4在酸性溶液中常呈带负电荷的胶体, 不易凝聚,当加入有机共沉淀剂辛可宁,它在溶液中 形成带正电荷的大分子,能与带负电荷的钨酸胶体共 同凝聚而析出,可以富集微量的钨。常用的这类有机 共沉淀剂还有丹宁、动物胶,可以共沉淀钨、银、钼、 硅等含氧酸
⚫二、有机共沉淀剂 ⚫ 有机共沉淀剂具有较高的选择性，得到的沉淀 较纯净。沉淀通过灼烧即可除去有机共沉淀剂而留下 待测定的元素。由于有机共沉淀剂具有这些优越性， 因而它的实际应用和发展，受到了人们的注意和重视。 利用有机共沉淀剂进行分离和富集的作用，大致可分 为三种类型。 （一）利用胶体的凝聚作用 ⚫ 例如H2WO4在酸性溶液中常呈带负电荷的胶体， 不易凝聚，当加入有机共沉淀剂辛可宁，它在溶液中 形成带正电荷的大分子，能与带负电荷的钨酸胶体共 同凝聚而析出，可以富集微量的钨。常用的这类有机 共沉淀剂还有丹宁、动物胶，可以共沉淀钨、银、钼、 硅等含氧酸。 第32 讲 第十一章 常用的分离和富集方法 第一讲
第32讲 第十一章常用的分离和富集方法 第一讲 二)利用形成离子缔合物 有机共沉淀剂可以和一种物质形成沉淀作为裁体, 能同另一种组成相似的由痕量元素和有机沉淀剂形成 的化合物生成共溶体而一起沉淀下来。例如在含有痕 量Zn2的弱酸性溶液中,加入 NHSCN和甲基紫,甲 基紫在溶液中电离为带正电荷的阳离子R+,其共沉淀 反应为: R++SCN=RSCN(形成裁体) Znf scn=Zn(sCN 4 2R++Zn(SCN)2+=R2Zn(SCN)4(形成缔合物) 生成的R2Zm(SCN)便与RSCN共同沉淀下来沉 淀经过洗涤、灰化之后,即可将痕量的Zm2+富集在沉 淀之中,用酸溶解之后即可进行锌的测定
（二）利用形成离子缔合物 ⚫ 有机共沉淀剂可以和一种物质形成沉淀作为裁体， 能同另一种组成相似的由痕量元素和有机沉淀剂形成 的化合物生成共溶体而一起沉淀下来。例如在含有痕 量Zn2+的弱酸性溶液中，加入NH4SCN和甲基紫，甲 基紫在溶液中电离为带正电荷的阳离子R+ ，其共沉淀 反应为： ⚫ R+ + SCN- ＝RSCN↓(形成裁体) ⚫ Zn2+ + SCN- ＝Zn(SCN)4 2- ⚫ 2R+ + Zn(SCN)4 2+ ＝R2Zn(SCN)4（形成缔合物） ⚫ 生成的R2Zn(SCN)4便与RSCN共同沉淀下来。沉 淀经过洗涤、灰化之后，即可将痕量的Zn2+富集在沉 淀之中，用酸溶解之后即可进行锌的测定。 第32 讲 第十一章 常用的分离和富集方法 第一讲
第32讲 第十一章常用的分离和富集方法 第一讲 (三)利用惰性共沉淀剂 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N与 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, 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 物不发生反应,实质上是“固体苯取”作 用,则丁二酮肟二烷酯称为“惰性共沉淀 剂
（三）利用惰性共沉淀剂 ⚫ 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Ni2+与 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， 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 物不发生反应，实质上是“固体苯取”作 用，则丁二酮肟二烷酯称为“惰性共沉淀 剂”。 第32 讲 第十一章 常用的分离和富集方法 第一讲
第32讲 第十一章常用的分离和富集方法 第一讲 11-3溶剂萃取分离法 萃取分离法包括液相-液相、固相液相和气相 液相等几种方法,但应用最广泛的为液液萃取分离 法(亦称溶剂萃取分离法)。该法常用一种与水不相溶 的有机溶剂与试液一起混合振荡,然后搁置分层, 这时便有一种或几种组分转入有机相中,而另一些 组分则仍留在试液中,从而达到分离的目的。 溶剂萃取分离法既可用于常量元素的分离又适 用于痕量元素的分离与富集,而且方法简单、快速。 如果萃取的组分是有色化合物,便可直接进行比色 测定,称为萃取比色法。这种方法具有较高的灵敏 度和选择性
⚫11-3 溶剂萃取分离法 ⚫ 萃取分离法包括液相-液相、固相-液相和气相- 液相等几种方法，但应用最广泛的为液-液萃取分离 法(亦称溶剂萃取分离法)。该法常用一种与水不相溶 的有机溶剂与试液一起混合振荡，然后搁置分层， 这时便有一种或几种组分转入有机相中，而另一些 组分则仍留在试液中，从而达到分离的目的。 ⚫ 溶剂萃取分离法既可用于常量元素的分离又适 用于痕量元素的分离与富集，而且方法简单、快速。 如果萃取的组分是有色化合物，便可直接进行比色 测定，称为萃取比色法。这种方法具有较高的灵敏 度和选择性。 第32 讲 第十一章 常用的分离和富集方法 第一讲
第32讲 第十一章常用的分离和富集方法 第一讲 萃取分离的基本原理 ()萃取过程的本质 ●根据相似相溶规则,将物质由亲水性转化为疏 水性 极性化合物易溶于极性的溶剂中,而非极性化 合物易溶于非极性的溶剂中,这一规律称为“相似 相溶原则”。例如L2是一种非极性化合物、CCl1是 非极性溶剂,水是极性溶剂,所以L,易溶于CCl而 难溶于水。当用等体积的CCl从2的水溶液中提取 L2时,萃取百分率可达98.8%。又如用水可以从丙 醇和溴丙烷的混合液,萃取极性的丙醇。常用的非 极性溶剂有:酮类、醚类、苯、CCL和CHCL2等
一、萃取分离的基本原理 ⚫(一)萃取过程的本质 ⚫ 根据相似相溶规则，将物质由亲水性转化为疏 水性。 ⚫ 极性化合物易溶于极性的溶剂中，而非极性化 合物易溶于非极性的溶剂中，这一规律称为“相似 相溶原则” 。例如I2是一种非极性化合物、CCl4是 非极性溶剂，水是极性溶剂，所以I2易溶于CCl4而 难溶于水。当用等体积的CCl4从I2的水溶液中提取 I2时，萃取百分率可达98.8％。又如用水可以从丙 醇和溴丙烷的混合液，萃取极性的丙醇。常用的非 极性溶剂有：酮类、醚类、苯、CCl4和CHCl3等。 第32 讲 第十一章 常用的分离和富集方法 第一讲