化学中的分离方法.ppt

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1、第十章化学中的分离方法理学院高旭昇在定量分析中，常遇到比较复杂的试样，在测定其中某一组分时，共存的组分便会产生干扰，可通过控制分析条件或采用掩蔽法来消除干扰。若仍无法解决问题，就需要将待测定组分与干扰组分分离。在有些试样中，待测组分的含量较低，而现有测定方法的灵敏度又不够高，这时必须先对待测组分进行富集，然后进行测定。富集过程也就是分离过程。对分离的要求是分离得完全．即干扰组分减少至不干扰被测组分的测定；被测组分在分离过程中的损失要小至可忽赂不计；同时选用的分离富集方法应简便。被测组分的损失，用回收率来衡量。沉淀分离法挥发和蒸馏分离法液－液萃取分离法离子交换分离法色谱分离法

2、等15.1沉淀分离法沉淀分离法是利用沉淀反应有选择地沉淀某些离子，而其它离子则留于溶液中，从而达到分离的目的。沉淀分离法的主要依据是溶度积原理。1．无机沉淀剂沉淀分离法①氢氧化物沉淀分离使离子形成氢氧化物沉淀[如Fe(OH)3、A1(OH)3、Mg(OH)2等]或含水氧化物（如SiO2·xH2O、WO3·xH2O、Nb2O5·xH2O、SnO2·H2O等）利用氢氧化物沉淀分离，关键在于根据实际情况，适当选择和严格控制溶液的pH值。氢氧化物沉淀分离时常用下列试剂来控制溶液的pH值：NaOH溶液：可控制pH值≥12，常用于两性金属离子和非两性金属离子的分离。许多非两性金属离子都

3、生成氢氧化物沉淀，只有溶解度较大的钙、锶等离子的氢氧化物才部分沉淀。两性金属离子则生成含氧酸阴离子留在溶液中。氨和氯化铵缓冲溶液：将pH值控制在9左右，常用来沉淀不与NH3形成络离子的许多种金属离子，亦可使许多两性金属离子沉淀成氢氧化物沉淀。其他如醋酸和醋酸盐、六次甲基四胺和其共轭酸所组成的缓冲溶液等，可分别控制一定的pH值，以进行沉淀分离。利用难溶化合物的悬浮液来控制pH值：例如[Zn2＋]＝0.1mol·L－1时，利用ZnO悬浮液，可把溶液的pH值控制在5.5~6.5。氢氧化物沉淀分离法的优点是操作简便，适用面较宽。缺点是大多数氢氧化物或含水氧化物的沉淀均是非晶形的，因

4、此表面积特别大，共沉淀现象严重，会使分析结果偏低，或使收率偏低。②硫化物沉淀分离法硫化物沉淀分离所用的主要沉淀剂是H2S:控制适当的酸度，亦即控制[S2－]，即可进行硫化物沉淀分离。硫代乙酰胺在酸性或碱性溶液中的水解反应：2．有机沉淀剂沉淀分离法选择性和灵敏度较高，生成的沉淀性能好，显示了有机沉淀剂的优越性，因而得到迅速的发展。有机沉淀剂与金属离子形成的沉淀主要有：螯合物沉淀，缔合物沉淀和三元络合物沉淀。由于有机共沉淀剂一般是大分子物质，它的离子半径大，在其表面电荷密度较小，吸附杂质离子的能力较弱，因而选择性较好。又由于它是大分子物质，分子体积大，形成沉淀的体积亦较大，这对

5、于痕量组分的富集很有利。另一方面，存在于沉淀中的有机共沉淀剂，在沉淀后可藉灼烧而除去，不会影响以后的分析。15.2溶剂萃取分离法一、分配系数，分配比和萃取效率，分离因数这种分离方法是基于各种不同物质，在不同溶剂中分配系数大小不等这一客观规律。当溶质A同时接触两种互不混溶的溶剂时，如果一种是水，一种是有机溶剂，A就分配在这两种溶剂中：A水A有当这个分配过程达到平衡时：这个分配平衡中的平衡常数称分配系数分配比D是存在于两相中的溶质的总浓度之比，即：c代表溶质以各种形式存在的总浓度。只有在最简单的萃取体系中，溶质在两相中的存在形式又完全相同时，D＝KD；在实际情况中D≠KD。当溶

6、质A的水溶液用有机溶剂萃取时，如已知水溶液的体积为V水，有机溶剂的体积为V有，则萃取效率E(以百分率表示)应该等于：萃取效率由分配比D和体积比V水/V有决定。D愈大，萃取效率愈高。如果D固定，减小V水/V有，即增加有机溶剂的用量，也可提高萃取效率，但后者的效果不太显著。另一方面，增加有机溶剂的用量，将使萃取以后溶质在有机相中的浓度降低，不利于进一步的分离和测定。在实际工作中，对于分配比较小的溶质，常常采取分几次加入溶剂，连续几次萃取的办法，以提高萃取效率。设D＝10，在原来水溶液中A的浓度为c0，体积为V水，以有机溶剂(体积为V有)萃取之，达到平衡后水溶液中及有机溶剂相中A

7、的浓度各等于c1和c’1，在分析工作中，一般常用等体积的溶剂来进行萃取，当V水＝V有时，在萃取一次后水溶液中A的浓度c1可计算如下：萃取两次后，水溶液中A的浓度为c2，按照同样方法可得：第三次萃取后水溶液中A的浓度为若不用连续萃取的办法，而是使用增加有机溶剂量的办法，如使V有＝10V水，则萃取一次后水溶液中A的浓度c1：为了达到分离目的，不但萃取效率要高，而且还要考虑共存组分间的分离效果要好，一般用分离因数β来表示分离效果。β是两种不同组分分配比的比值，即如果DA和DB相差很大，分离因数很大，两种物质可以定量分离；