分析化学中常用分离和富集方法

1、关于分析化学中常用的分离和富集方法第1页，共27页，2022年，5月20日，11点22分，星期四11.1 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可以测定第2页，共27页，2022年，5月20日，11点22分，星期四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 95 % 或更低质量分数 0.01% 1%回收

2、率 99 %样品中的待测组分含量是未知的如何测量回收率？Recovery第3页，共27页，2022年，5月20日，11点22分，星期四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PrecipitationSolvent extractionIon exchangeChromatographyVolatilization and distillation第4页，共27页，2022年，5月20日，11点22分，星期四11.3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，NaOHpH 810, NH3NH4ClpH 5

3、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 .第5页，共27页，2022年，5月20日，11点22分，星期四例如常见阳离子的两酸两碱分离分组组试剂HClH2SO4NH4Cl - NH3NaOH可溶组*沉淀出的离子Ag Hg (I) (Pb)Ca Sr Ba PbFe (III) Mn (II)

4、Al Hg (II) Cr (III)CuMgCdCoNiNaKZnNH4+6第6页，共27页，2022年，5月20日，11点22分，星期四7第7页，共27页，2022年，5月20日，11点22分，星期四共沉淀分离与富集CuS沉淀时，Hg2+也一起沉淀出来无机共沉淀剂有机共沉淀剂 吸附W，Mo，Si，Bi等 固体萃取剂氢氧化物、硫化物、硫酸盐和磷酸盐等作为载体。8第8页，共27页，2022年，5月20日，11点22分，星期四11.4 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

5、分仍留在水相中，从而达到分离的目的。梨形分液漏斗 例：I2的萃取第9页，共27页，2022年，5月20日，11点22分，星期四第10页，共27页，2022年，5月20日，11点22分，星期四11.4.1 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hydrophilichydrophobic第11页，共27页，2022年，5月20日，11点22分，星期四例：8-羟基喹啉-CHCl3对Al 3+ 的萃取3亲水疏水溶于C

6、HCl38-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第12页，共27页，2022年，5月20日，11点22分，星期四3.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 HCl13第13页，共27页，2022年，5月20日，11点22分，星期四4. 分配系数与分配比分配系数 partition coefficientHA (w) HA (o)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

7、件分配系数HA (w) HA (o)KaA(HA)i缔合醋酸在苯和水中的分配D分配比条件常数第14页，共27页，2022年，5月20日，11点22分，星期四醋酸在苯和水中的分配HAc (w) HAc (o)KaAc(HAc)2Kp第15页，共27页，2022年，5月20日，11点22分，星期四5.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DE %1001.00.01100500D1101001000E %50919999.9增大萃取率减小相比增加萃取次数第16页，共27页，2022年，5月20日，11点22分，星期四多次萃取设用 Vo mL 有机溶剂萃取 Vw mL水

8、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 次萃取的萃取率第17页，共27页，2022年，5月20日，11点22分，星期四第18页，共27页，2022年，5月20日，11点22分，星期四1） 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19第19页，共27页，2022年，5月20日，11点22分，星期四11.4.2 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酮肟第20页，共27

9、页，2022年，5月20日，11点22分，星期四Dithizone 双硫腙Green Red 2 =1016第21页，共27页，2022年，5月20日，11点22分，星期四8-hydroquinoline and cupferron8-hydroquinoline8-羟基喹啉Cupferron铜铁试剂第22页，共27页，2022年，5月20日，11点22分，星期四2.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23第23页，共27页，2022年，5月20日，11点22分，星期四11.4.3 萃取分离的实验方法间歇萃取法连续萃取法

10、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 funnelContinuous liquid-liquid extraction高密度溶剂萃取低密度溶剂萃取索氏萃取剂第24页，共27页，2022年，5月20日，11点22分，星期四连续萃取法Higher-density solvent extractionLow-density solution being extractedExtr

11、action solventVaporBoiling flask containing high-density extracting solvent and extracted soluteDiverter for drops of condensate of high-density solventCondensateReflux condenserHeat第25页，共27页，2022年，5月20日，11点22分，星期四Lower-density solvent extractionHeatHigh-density solution being extractedExtracting solventCondensat