(分析化学课件)第11章分析化学中常用的分离富集方法

1、( (分析化学课件分析化学课件) )第第1111章分析化学章分析化学中常用的分离富中常用的分离富集方法集方法阴离子交换树脂：阴离子交换树脂：含碱性活性基团的树脂。含碱性活性基团的树脂。强碱型：强碱型：R N(CH3)3Cl 使用：使用：酸性，中性，碱性酸性，中性，碱性弱碱型：弱碱型：R NH2 ，RNHCH3 RN(CH3)2 OHNHROHNHR322 ClOHCHNR33 OHClCHNR33交换交换洗脱洗脱二二 离子交换树脂的结构与性质离子交换树脂的结构与性质 高分子聚合物，具有网状结构，稳定性好。在网状结构高分子聚合物，具有网状结构，稳定性好。在网状结构的骨架上连接有活性基团，如的骨架

2、上连接有活性基团，如-SO3H, -COOH,-N(CH3)3Cl等，它们可以与溶液中的离子进行交换。等，它们可以与溶液中的离子进行交换。CHCH2CHCH2HCCH2+COOHCH2CHOHnCHCH2CHCH2CHCH2CHCH2CHCH2CHCHCHCHCH2CHCH2CH2CHCH2CH2CHCHCH2CHCH2CHCH2CHCH2CHCH2CHCHCHCHCH2CHCH2CH2CHCH2CH2CHSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3H42SOH催催化化剂剂分分散散剂剂磺化磺化树脂的交换容量树脂的交换容量: 每克每克干树脂干树脂所能交换的物质的量所能交换的物质的量(mmol)

3、。 一般树脂的交换容量一般树脂的交换容量36 mmol/g。离子交换的过程：离子交换的过程：R-SO3H + Na+ R-SO3Na + H+R-N(CH3)3Cl + OH- R-N(CH3)3OH + Cl- 离子在离子交换树脂上的交换能力，与离子的水离子在离子交换树脂上的交换能力，与离子的水合离子半径、电荷与离子的极化程度有关。合离子半径、电荷与离子的极化程度有关。三三 离子交换树脂的亲合力离子交换树脂的亲合力 强酸性阳离子交换树脂强酸性阳离子交换树脂 Na+Ca2+Al3+Th4+Li+ H+ Na+ NH4+ K+ Rb+ Cs+ Ag+ Tl+ Mg2+Ca2+Sr2+Ba2+对于

4、弱酸性阳离子交换树脂，对于弱酸性阳离子交换树脂，H的亲合力大于其它阳离的亲合力大于其它阳离子子 水合离子半径水合离子半径,离子电荷离子电荷,离子的极化程度离子的极化程度 ,亲和力越亲和力越大大a 阳离子交换树脂阳离子交换树脂水合半径离子半径b.阴离子交换树脂阴离子交换树脂强碱型阴离子交换树脂强碱型阴离子交换树脂F-OH-CH3COO-HCOO-Cl-NO2-CN-Br-C2O42- NO3- HSO4- I- CrO42- SO42- Cit.弱碱型阴离子交换树脂弱碱型阴离子交换树脂F-Cl-Br - I-CH3COO-MoO42-PO43-AsO43-NO3-酒石酸根酒石酸根CrO42- S

5、O42- OH-操作操作四四 离子交换分离操作与应用离子交换分离操作与应用装柱装柱离子交换离子交换洗脱洗脱树脂再生树脂再生离离子子交交换换树树脂脂玻璃纤维玻璃纤维交换柱交换柱树脂的选择和处理树脂的选择和处理 水浸泡水浸泡,稀盐酸浸泡稀盐酸浸泡,水洗至中性水洗至中性2 装柱装柱, 防止有防止有气泡气泡3 交换交换4. 洗脱洗脱5 树脂再生树脂再生应用：应用：制备去离子水制备去离子水微量组分富集分离（微量组分富集分离（Au,Pt,RE）阴阳离子分离阴阳离子分离 离子色谱法离子色谱法基于各种离子与树脂的亲和力不同。基于各种离子与树脂的亲和力不同。树脂对离子的亲和力顺序树脂对离子的亲和力顺序强酸型阳离

6、子交换树脂强酸型阳离子交换树脂对一价阳离子对一价阳离子Li+ H+ Na+ NH4+ K+ Rb+ Cs+ Ag+ Tl+对二价阳离子对二价阳离子Mg2+ Ca2+ Sr2+ Ba2+ Fe2+ Co2+ Ni2 +Cu2+ Zn2+对不同价态离子对不同价态离子Na+ Ca2+ Fe3+ Th4+强碱型阴离子交换树脂强碱型阴离子交换树脂F- OH- Ac- HCOO- H2PO4- Cl- NO3- HSO4- CrO42- SO42-A+BABAB柱层析柱层析离子交换层析法：离子交换层析法：将交换上去的离子，将交换上去的离子，用适当的洗脱剂依用适当的洗脱剂依次洗脱而分离。次洗脱而分离。1.L

7、i 6.Cs2.Na 7.Mg3.NH4+ 8.Ca4.K 9.Sr5.Rb 10.Ba碱金属和碱土金属碱金属和碱土金属 0 5 10 min 氨基酸的分离氨基酸的分离 （用（用pH递增的柠檬酸盐缓冲溶液洗脱）递增的柠檬酸盐缓冲溶液洗脱）蛋白质、酶、核酸等生物活性物质的分离、纯化和富集蛋白质、酶、核酸等生物活性物质的分离、纯化和富集第第6节节 色谱分离色谱分离色谱是一种多级分离技术，根据被分离物质分子在两色谱是一种多级分离技术，根据被分离物质分子在两相（一为固定相，一为流动相）中分配系数的微小差相（一为固定相，一为流动相）中分配系数的微小差别进行分离。别进行分离。固定相固定相 流动相流动相色谱

8、柱色谱柱被分离组分被分离组分色谱法色谱法液相色谱法液相色谱法气相色谱法气相色谱法平板色谱法平板色谱法柱色谱法柱色谱法薄薄层层色色谱谱法法纸纸色色谱谱法法气气液液色色谱谱法法气气固固色色谱谱法法分分配配色色谱谱法法吸吸附附色色谱谱法法离离子子交交换换色色谱谱法法排排阻阻色色谱谱法法超临界流体色谱法超临界流体色谱法亲亲和和色色谱谱法法一一 萃取色谱萃取色谱溶剂萃取原理与色谱分离技术相结合的液相分配色谱，溶剂萃取原理与色谱分离技术相结合的液相分配色谱，又称反相分配色谱。又称反相分配色谱。多用于无机离子的分离。多用于无机离子的分离。流动相流动相: 无机化合物水溶液无机化合物水溶液, 载体载体: 载体材

9、料有：硅藻土、硅胶、聚四氟乙烯及聚乙烯载体材料有：硅藻土、硅胶、聚四氟乙烯及聚乙烯-乙酸乙烯乙酸乙烯酯共聚物，活性碳纤维。酯共聚物，活性碳纤维。 惰性，多孔且孔径分布均匀，比表面大，在流动相中不溶惰性，多孔且孔径分布均匀，比表面大，在流动相中不溶胀，不吸附水溶液中的离子胀，不吸附水溶液中的离子固定相固定相: 有机萃取剂有机萃取剂以涂渍或吸留于载体上以涂渍或吸留于载体上, 牢固吸附牢固吸附二二 薄层色谱和纸色谱薄层色谱和纸色谱 平面色谱平面色谱薄层色谱薄层色谱: 固定相有硅胶，活性氧化铝固定相有硅胶，活性氧化铝及纤维素并铺在玻璃板上。及纤维素并铺在玻璃板上。纸色谱纸色谱: 多为滤纸多为滤纸。平面

10、色谱平面色谱薄层色谱薄层色谱纸色谱纸色谱固定相固定相吸附剂吸附剂(硅胶硅胶, Al2O3, 纤维素纤维素)滤纸上的水滤纸上的水流动相流动相展开剂展开剂展开剂展开剂载体载体玻璃片玻璃片滤纸滤纸比移值比移值: 样品点中心到原点距离样品点中心到原点距离(a)与溶与溶剂前沿到原点距离剂前沿到原点距离(b)的比值。的比值。aabayxRfab纸色谱（纸色谱（1）分离分离g级物质级物质固定相固定相滤纸上的吸附水滤纸上的吸附水流动相流动相溶剂（乙醇、丙酮及与水不相溶的溶剂）溶剂（乙醇、丙酮及与水不相溶的溶剂）原理：原理：根据溶质根据溶质A在流动相与固定相（纸纤维中吸在流动相与固定相（纸纤维中吸附的水分）中的

11、分配系数不同，流动相因毛细现象附的水分）中的分配系数不同，流动相因毛细现象沿纸上升，在固定相中溶解度大的上升慢，溶解度沿纸上升，在固定相中溶解度大的上升慢，溶解度小的上升快，因而溶质得到分离。小的上升快，因而溶质得到分离。纸色谱（纸色谱（2）层析缸层析缸溶剂前沿溶剂前沿起始线起始线（原点）（原点）展开剂展开剂yx2x1层层析析纸纸比移值：比移值：yxRyxR2f1f21与标样比较可定性鉴定与标样比较可定性鉴定yxRf检测方法：检测方法：颜色颜色显色（反应显色）显色（反应显色）剪下斑点，用适当的溶剂洗脱后测定（比剪下斑点，用适当的溶剂洗脱后测定（比色荧光）色荧光）氨基蒽醌试样中各种异构体的定性检

12、出氨基蒽醌试样中各种异构体的定性检出1,7-二氨基蒽醌二氨基蒽醌1,6-二氨基蒽醌二氨基蒽醌1,8-二氨基蒽醌二氨基蒽醌1-氨基蒽醌氨基蒽醌1-硝基蒽醌硝基蒽醌溶剂前沿溶剂前沿原点原点样品：样品：氨基蒽醌氨基蒽醌固定相：固定相： -溴代萘附着于滤纸纤维溴代萘附着于滤纸纤维素上。素上。展开剂：展开剂：吡啶：水（吡啶：水（1:1）1,4双向纸色谱法双向纸色谱法例：例：氨基酸混合液点在氨基酸混合液点在1515 cm滤纸边滤纸边2 cm处，风干，展处，风干，展开剂用开剂用CH3OH-H2O-吡啶（吡啶（20:5:1），当溶剂移动至），当溶剂移动至14cm处，取出风干。处，取出风干。（第一次展开）（第一

13、次展开） xx 第一次展开第一次展开 第二次展开第二次展开将滤纸折成筒状，使斑点处于将滤纸折成筒状，使斑点处于下方，再用叔丁醇下方，再用叔丁醇-甲基乙基甲基乙基酮酮-H2O-二乙胺（二乙胺（10:10:5:1）展开展开14cm，取出风干。，取出风干。（第（第二次展开）二次展开）显色：显色：茚三酮茚三酮-4-乙乙-2-甲氮苯甲氮苯-冰冰HAc薄层色谱（薄层色谱（1）薄薄层层板板玻璃板上涂吸附剂层玻璃板上涂吸附剂层（ SiO2 ， Al2O3 ）上行法上行法薄层板薄层板层层析析缸缸展开剂展开剂层层析析缸缸展开剂展开剂滤纸条滤纸条下行法下行法薄层板薄层板薄层色谱（薄层色谱（2）第第7节节 电泳和毛细管电泳分离电泳和毛细管电泳分离电泳电泳: 在电场作用下，电解质中带电粒子以不同在电场作用下，电解质中带电粒子以不同的速度向电荷相反的方向迁移的现象。的速度向电荷相反的方向迁移的现象。利用这一现象对化学或生物物质进行分离分析的利用这一现象对化学或生物物质进行分离分析的技术常常称为电泳技术。技术常常称为电泳技术。纸电泳纸电泳 ； 薄层电泳薄层电泳 ； 聚丙稀酰胺电泳；聚丙稀酰胺电泳； 琼脂琼脂糖电泳等。糖电泳等。等电聚焦电泳；等速电泳等电聚焦电泳；等速电泳柱状电泳；柱状电泳；U形电泳；高效毛细管电泳形电泳；高效毛细管电泳 高效毛细管电泳分离高效毛细管电泳分离 在