分析化学中常用的分离和富集方法

第11章 分析化学中常用的分离和富集方法,Methods for Separation and Enrichment (Concentrate),11.1 概论,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,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 0.01 %，,回收率 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,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,Precipitation,Solvent extraction,Ion exchange,Chromatography,Volatilization and distillation,11.3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,pH 810, NH3NH4Cl,pH 5 6, ZnO悬浊液或有机碱,硫化物沉淀分离,其它无机沉淀剂：硫酸盐、卤化物、磷酸盐等,有机沉淀剂：草酸、铜铁试剂、铜试剂、丁二酮肟、苦杏仁酸等,分离两性离子：Al, Zn, Cr, Sn, Pb, Sb 不沉淀,分离络氨离子：Ag, Co, Ni, Zn, Cd, Cu,(Mg) 不沉淀,沉淀：Al, Fe(III), Ti(IV), Th(IV), Bi .,6,例如常见阳离子的两酸两碱分离,11.4 溶剂萃取分离法,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,例：I2的萃取,11.4.1 萃取分离的基本原理,1. 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,2. 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,hydrophilic,hydrophobic,例：8-羟基喹啉-CHCl3对Al 3+ 的萃取,溶于CHCl3,8-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,13,3.反萃取,萃取的反过程（将组分从有机溶液中萃取到水溶液中）,Back extraction,如：8-羟基喹啉铝螯合物中加入1mol/L HCl,4. 分配系数与分配比,分配系数 partition coefficient,萃取平衡,分配定律,Water 在水相中,Organic 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,醋酸在苯和水中的分配,D分配比,条件常数,醋酸在苯和水中的分配,5.萃取率,称为相比,R 可近似地反映溶质浓缩的效率,当 R = 1 时，,其中,增大萃取率,减小相比,增加萃取次数,多次萃取,设用 Vo mL 有机溶剂萃取 Vw mL水中含量为 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,19,1） 用同样量的萃取剂，分多次萃取比一次萃取的效率高,结论：,2）萃取原则：少量多次,11.4.2 萃取分离的类型与条件,1.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 chelate extraction,生成螯合物的萃取,被三氯甲烷萃取,Dithizone 双硫腙,8-hydroquinoline and cupferron,23,2.萃取条件的选择,A 螯合剂的选择,B 溶液的酸度,C 萃取溶剂的选择,D 干扰离子的消除,（1）控制酸度 （2）使用掩蔽剂,11.4.3 萃取分离的实验方法,间歇萃取法,连续萃取法,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 separatory funnel,Continuous liquid-liquid extraction,高密度溶剂萃取,低密度溶剂萃取,索氏萃取剂,连续萃取法,Higher-density solvent extraction,Low-density solution being extracted,Extraction solvent,Vapor,Boiling flask containing high-density extracting solvent and extracted solute,Diverter for drops of condensate of high-density solvent,Condensate,Reflux condenser,Heat,Lower-density solvent extraction,Heat,High-density solution being extracted,Extr