无机物分离与提纯课件

1、第5章 无机物的分离与提纯1.概述2.重结晶3.挥发与蒸馏4.化学输运反应与升华5. 沉淀与共沉淀法6. 其他分离提纯方法11、分离与提纯的作用将被测组分从复杂体系中分离出来后测定；把对测定有干扰的组分分离除去；将性质相近的组分相互分开；把微量或痕量的待测组分通过分离达到富集的目的。5.1 概 述22、分离的要求(1) 分离要完全，即共存组分不干扰测定；(2) 被测组分损失小至可忽略；(3) 分离方法简便，易操作(4) 分离效果好。35.2 重结晶 (recrystallization) 重结晶 结晶是指易溶物质在溶液中含量超过该物质的溶解度时，晶体从溶液中析出的过程，留下的溶液为母液，可溶性

2、杂质残留在母液中经过多次结晶称为重结晶，重结晶可达到提纯物质的目的。5溶于溶剂、制备饱和溶液趁热过滤 残渣（不溶性杂质）滤液冷却、结晶过滤、洗涤母液(可溶性杂质和部分被提纯物)晶体(产品)不纯固体物质6结晶时溶液的pH值范围取决于待结晶物质的性质结晶控制溶液的酸度浓缩蒸发的程度制备CuSO45H2O晶体： pH 12若在弱酸性条件下，易生成Cu2(OH)2SO4 制备K3 Fe(C2O4)3晶体： pH 34若pH值偏高，会生成Fe(OH)3沉淀，pH值过低，使配合物不稳定。 7结晶时溶液蒸发浓缩的程度取决于待结晶物质的溶解度(1)在室温时溶解度较大，则结晶时一般将溶液蒸发浓缩至稀糊状；如：M

3、gSO47H2O(2)在室温时溶解度较小，但随温度升高溶解度明显增加，则结晶时一般将溶液蒸发浓缩至表面出现晶膜；如：CuSO45H2O(3)在室温时溶解度较小，但随温度升高溶解度更明显增加，则结晶时必须将溶液蒸发浓缩至一定体积，让溶液达到饱和后慢慢结晶；如： K3 Fe(C2O4)3 3H2O82特点： 具有高的选择性（如无机物中具有挥发性性质的物质并不多：砷的氢化物、硅的氟化物和锗、砷、锑、锡等的氯化物都具有挥发性） 根据不同物质的馏出温度，可控制温度将不同组分蒸出； 馏出的组分用一适当的吸收液吸收后,再进行测定。10 组 分 挥发性物质 分离条件 应 用GeGeCl4HClGe的测定AsA

4、sCl3、AsBr3、AsBr5HCl或HBrH2SO4去除AsAsAsH3ZnH2SO4微量As的测定SbSbCl3、Sb Br3、 Sb Br5HCl或HBrH2SO4去除SbSnSnBr4HBrH2SO4去除SnCrCrO2Cl2HClHClO4去除CrOs、RuOsO4、 RuO4KMnO4H2SO4痕量Os、Ru的测定TiTiBr3HBr H2SO4去除Ti铵盐NH3NaOH氨态氮的测定一些元素的挥发和蒸馏分离条件(2)12适用于：受热后不发生分解或其沸点不太高的物质加热方法：取决于被蒸馏物质的性质及沸点水浴加热：b.p. 90 电炉或火焰灯加热：被蒸馏物不易爆炸或燃烧14 减压蒸馏

5、适用于易分解或沸点很高的物质15 分馏适用于互溶而且沸点相差很小的两种以上的液体所组成的混合液的分离16 5.4 化学输运反应与升华原理： 将被提纯物质A放入安瓿中，在安瓿中放有一定浓度的气体载体(卤素、氧气、水蒸气等)，气体载体在加热时，与被纯化物质起反应形成挥发性物质，而且这一物质依靠扩散作用转移至具有不同温度的安瓿的另一端，在这一端发生被扩散物质的分解作用在高温下呈挥发性化合物转移物质的反应例如提纯镍： Ni(s) + 4CO(g) = Ni(CO)4(g)+Q 粗镍与CO反应形成Ni(CO)4气体物质，在较高温度下又分解出纯镍。17升华冷凝升华的物质，便可得到纯物质固体物质受热不经过液

6、体阶段，直接变成气体的现象常压升华真空升华：主要用于难升华的物质 如：金属纯制操作：将欲纯化的固体物质和冷凝器密封在 石英管或陶瓷管中(也可置于坩埚内， 再放至管中），受热后，升华的物质 便沉积在冷凝器表面。分类：18 沉淀分离法: 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。在实际的操作中： 在试液中加入适当的沉淀剂，使待测组分沉淀出来，或将干扰组分沉淀除去，从而达到分离的目的。20沉淀分离法的特点1.操作较繁琐费时, 沉淀分离需经过过滤、洗涤等手续；2.分离选择性较差 某些组分的沉淀，分离不完全。改进：1）加快过滤、洗涤速度；2）使用选择性较好的有机沉淀剂，

7、提高了分离效率；3）微滤与纳滤沉淀分离法在合成化学中仍是一种常用的分离方法。21沉淀分离法分类沉淀法中主要包括：沉淀分离法和共沉淀分离法。两种方法的区别主要是：沉淀分离法主要使用于常量组分的分离；而共沉淀分离法主要使用于痕量组分的分离和富集。23沉淀与溶液的分离方法倾泻法：适用于结晶颗粒较大，易于沉降的固液分离 将烧杯倾斜放置，待烧杯中的沉淀沉降至烧杯底部后，取一玻棒横放在烧杯嘴上，然后将清液倒出，加入洗涤剂，搅拌、静置、沉降，重复上述操作，洗涤23次，即可使沉淀和溶液分离。过滤法常压过滤 常压下，用普通漏斗过滤的方法。此法简单常用，适用于颗粒较小的沉淀物质，但过滤速度较慢。24共沉淀分离法但

8、是，正是利用共沉淀剂对某些微痕量组分的定量沉淀能力，产生了在分离和富集上有广泛应用的 共沉淀分离法。当沉淀从溶液中析出时，溶液中的某些原本可溶的组分被沉淀载带而混杂于沉淀中，这种现象称为共沉淀现象。共沉淀现象常使沉淀被污染，是重量分析中误差的主要来源26共沉淀分离法1 意义：共沉淀分离法是加入某种离子与沉淀剂生成沉淀作为载体（沉淀剂），将痕量组分定量地沉淀下来，然后将沉淀分离（溶解在少量溶剂中、灼烧等方法），以达到分离和富集的目的的一种分析方法。27共沉淀剂要求及分类（1） 沉淀剂要求 要求对欲富集的痕量组分回收率高。 要求共沉淀剂不干扰待富集组分的测定。（2）沉淀剂的分类 无机共沉淀剂 有机

9、共沉淀剂28 有机共沉淀剂共沉淀方式 载体 共沉淀的离子 或化合物离子缔合物甲基紫（甲基橙、结晶紫、酚酞）的NH4SCN溶液Zn2+、Co2+ 、Hg2+、Cd2+、Mo（VI）惰性共沉淀二苯硫腙+酚酞1-亚硝基-2-萘酚+萘酚Ag+、Co2+ 、Cd2+、Ni2+、Cu2+、 Zn2+胶体的凝聚动物胶辛可宁单宁硅胶钨酸铌酸、钽酸 表5-6 有机共沉淀剂30 有机共沉淀剂优点1 沉淀剂可以灼烧除去，不干扰以后的测定；2 表面吸附小，选择性高；3 分子摩尔质量大，体积大，利于富集痕量组分31良好的选择性定量性，能定量沉淀微痕量物质不干扰测定（或者至少易被除去或掩蔽）便于与母液分离，易洗涤和过滤共

10、沉淀效率高应具有以下特点：共沉淀分离法中所使用的常量沉淀物质叫做载体（也称共沉淀剂）32混晶共沉淀吸附共沉淀（包藏，吸留）形成单质晶核的共沉淀形成化合物的共沉淀无机共沉淀：按其作用机理，可分为以下几类：33有机共沉淀有机共沉淀剂可用强酸强氧化剂破坏，或用灼烧挥发，易消除干扰选择性高载体分子量大，富集效率高有机共沉淀剂的显著优点34多用吸附共 沉淀对样品进行预浓集。共沉淀分离法的应用实例活化分析例如: 用活化法分析河，海等水样中的微量元素由于海水中各组分的含量很少，无法直接滴定测量，要先进行预浓集。具体方法如下：5升水样20毫克Fe3+盐氨水氢氧化铁沉淀HCl溶解氢氧化铁沉淀过滤灼烧氧化铁组分离Ge(Li)谱仪可定量测La Sm Yb Lu等Fe3+盐和氨水35共沉淀分离法应用实例一种古老的分离方法为放射化学发展作出了巨大贡献后来出现了许多更优秀的分离方法，如萃取，离子交换法等但是由