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第十一章常用的分离和富集方法§11-3溶剂萃取分离法§11-1概述§11-2沉淀分离法§11-4离子交换分离法§11-5液相色谱分离法制作人:杨敏岚施忠斌1第十一章常用的分离和富集方法§11-3溶剂萃取教学内容:回收率、分离因素、分配系数、分配比、萃取率、分离系数、交联度、交换容量、离子亲和力、比移值等含义;沉淀分离法、溶剂萃取分离法、离子交换分离法、液相色谱分离法教学重点:分离效果的评价;纸色谱法教学难点:分离机理2教学内容:回收率、分离因素、分配系数、分配比、萃取率、分离系取样→溶样→消除干扰→测定→计算

掩蔽

原理数据处理

分离

方法结果前处理方法论文撰写3取样→溶样→消除干扰→测定→计算前处理方法论文撰写3气液分离:挥发和蒸馏克氏定氮法,Cl2预氧化I-法液液分离螯合物萃取离子缔合物萃取三元络合物萃取支撑型液膜乳状液型液膜生物膜萃取分离液膜分离其他分离方法:萃淋树脂、螯合树脂、浮选、色谱分离法分离分析法:气相色谱法,液相色谱法、电泳分析法分离方法固液分离沉淀分离离子交换分离氢氧化物:NaOH、NH3硫化物:H2S有机沉淀剂:H2C2O4,丁二酮肟阳离子交换树脂阴离子交换树脂固相萃取气固分离-超临界流体萃取4气液分离:挥发和蒸馏克氏定氮法,Cl2预氧化I-法液§11-1概述设A——待测组分。B——共存组分A

B

干扰A选择方法测定

B

(直接测定A)B

分离沉淀分离方法离子交换分离法液相色谱分离法溶剂萃取分离法5§11-1概述设A——待测组分。B——共存组分A评价分离效果的指标:分离后A的质量常量分析痕量分析1、回收率(RA)RA=×100%RA≧99.9%RA≧95%分离前A的质量2、SB/A(分离因素):SB/A=×100%SB/A﹤0.1%SB/A﹤10-4%§11-2沉淀分离法BN+A(分离干扰组分)一、方法例:AB+N——AN+B(共沉淀分离与富集待测组分)沉淀剂无机沉淀剂有机沉淀剂无机沉淀剂:容易共沉淀,选择性不高;应首先沉淀微量组分.有机沉淀剂:种类多,选择性好,晶形好,可灼烧除去.6评价分离效果的指标:分离后A的质量(一)沉淀分离干扰组分(适合于常量组分分离)例:Ba2+Zn2++H2SO4Zn2+

EDTA标(干扰)(待测)(二)共沉淀的分离和富集例:Pb2+(微量)+Na2CO3载体或共沉淀剂无机有机Ca2++Na2CO3CaCO3·

Pb2+

(共)(外加)+(干扰)——BaSO47(一)沉淀分离干扰组分(适合于常量组分分离)例:二、共沉淀剂(一)无机共沉淀剂:

(二)有机共沉淀剂例:H2WO4+丹宁H2WO3+丹宁共凝聚作用萃取作用Zn+4SCN-Zn(SCN)42-2+正胶负胶(+)(—)HNO3Zn甲基橙MV2+SCN-缔合物Zn(SCN)4

.(CV+)2

MV·SCN-(载体)2-CV+++例:Al3+,Pb2++Fe(OH)3SrSO4Al3+

Pb2++Fe(OH)3Fe(OH)3·Al3+

吸附混晶+SrSO4SrSO4·Pb2+痕量离子无机共沉淀剂∵rSr2+=rPb2+SrSO4,PbSO4晶格相同8二、共沉淀剂(一)无机共沉淀剂:(二)有机共沉淀剂究竟萃取分离法分为几类呢?9究竟萃取分离法分为几类呢?9§11-3溶剂萃取分离法萃取分离法分为固---液、气----液和液----液萃取法。液----液萃取法亦称溶剂萃取法。待测组分如何被萃取呢?萃取分离原理(一)萃取过程本质设被萃取的组分为A,其溶解度为SA

水有机溶剂极性:大小大小SA大SA,小SA小SA,大相似相溶规则AA亲水性疏水性(萃取本质)A被萃取量服从分配定律10§11-3溶剂萃取分离法萃取分离法分为固---液、气(二)分配定律与分配系数(KD)设A在互不相溶的溶剂中存在着平衡:A水

A有平衡时【A】水【A】有分配系数 KD=KD

T,I=const时(三)分配比一定实验条件下,=const(令为D)则D=(分配比)A被萃取的情况,可用萃取率评价。A在有机相,水相中的总浓度在一定温度下,浓度不太大时,KD为常数,称分配定律。11(二)分配定律与分配系数(KD)设A在互不相溶的溶剂中存在着(三)萃取率(E)设A在有机相、水相、有+水相中总量分别为mA,有、mA,水、mA,有+水因为E=×100%=

×100%

=×100%

×100%

=[1-()]×100%所以mn=m0()

nm0:水相中的A原始质量mn:萃取几次后水相中剩余的A的质量n12(三)萃取率(E)设A在有机相、水相、有+水相中总量分别为m若要求:E%

13若要求:E%131414(四)分离系数(ß)ßA/B=

分离效果除了与ß有关外,还取决于萃取的类型与条件。重要萃取体系(一)金属螯合物萃取体系例:DDTC(铜试剂)萃取铜C2H5SN——C+1/2Cu2+C2H5SNa(二乙基胺二硫代甲酸钠)DDTC,亲水性DA

﹥DBDA

﹤DBDA

≈DBß﹥1ß﹤1ß1分离效果好难分离15(四)分离系数(ß)ßA/B=分离效果除了与ß有关外,还取C2H5SN——C1/2Cu2++Na+C2H5

SNa疏水相

1.萃取平衡设Mn+——金属离子,HR——质子化螯合剂,MRn—金属螯合物则萃取平衡为:有机相nHR有MRn,有

水相nHR水

M水n++nR水-

MRn,水

+nH水+16C2H5S若HR有、M水

为起始反应物,MRn有、H水

为最终产物,则总萃取平衡为:M水n++nHR有

MRn,有+

nH水+萃取平衡常数:K萃=k萃=KD(HR)和KD(MRn)分别是HR,MRn在两相中的分配系数Ka是HR在水相中的解离常数ßn是络合物的总形成常数∵D=CMRn(有)/CMRn(水)=[MRn]有/[MRn]水n++∵[M]水+[MRn]水︽[M]水

∴[MRn]水=[M]水nnn+n+n+[MRn]有[H+]n水[Mn+]水[HR]n有KD(MRn)ßnKαKD

(HR)nn∴D=[MRn]有/[M]水=k萃[HR]有/[H+]水n+nn17若HR有、M水为起始反应物,MRn有、H水为最终产2.萃取条件效率(1)螯合剂:ßn∝k萃∝D∝n萃

∴应选用与Mn+形成ßn大的螯合剂(2)[H+]:∵[H+]∝

∴[H+]应小,但过小,Mn+会水解故应选适宜[H+].粘度(3)萃取溶剂:设d水—d有=△∵△∝(负)η∴应选△大的溶剂(便于分层)(4)干扰离子消除:控制pH,加掩蔽剂等消除干扰离子(二)离子缔合物的萃取体系

正负D182.萃取条件1.类型:萃取剂离[ML]n+·An-如[Fe(Phen)3]n+·ClO4-(CHCl3)子[ML]n-·CV+如;SbCl-6·R+(甲苯)缔(结晶紫)合(R)2OH+·[ML]–如(C2H5OC2H5)·

[FeCl4](乙醚)物(含氧有机溶剂)RC+·MO-n如(C6H5)4·AS+.ReO4-(苯或甲苯)

有机阳离子阴离子含氧有机溶剂形成佯离子的能力:R2O<ROH<RCOOH<RCOOR<RCOR醚醇酸酯酮

+

-191.类型:2.特点:(1):离子缔合物可被有机溶剂萃取(2):萃取体系取决于离子缔合物的形成(3):佯盐萃取体系的萃取能力强,但选择性差(三)无机共价化合物萃取体系

(CCl4,CHCl3,苯等)Cl2,Br2,I2,SnI4,OsO4进入有机相四:萃取分离操作

(一)操作:萃取分离洗涤(反萃取分析)(单效萃取法)(两相分开)(除杂)(有水)SH2O小202.特点:Cl2,Br2,I2,SnIVmlFe3+

+HCl

梨形分液漏斗 振荡 静置分层Vml甲异丁酮(60~25ml)(0.5~1min重复三次)

水相(弃之)→有机相[]+·FeCl4-Fe3++H2O分析

分液

反萃取萃取21VmlFe3++HCl 2.萃取富集

天然水中致癌物3、4-苯并芘的检测用环已酮从大量水中萃取,浓缩到小体积,层析分离后荧光法测定.222.萃取富集22溶剂比水轻溶剂比水重溶剂溶剂水溶液水溶液

冷凝器连续萃取装置23溶剂比水轻溶剂比水重溶剂溶剂水溶液水溶液冷凝器连续萃取装置§11-4离子交换分离法

24§11-4离子交换分离法24A+BABAB离子交换层析法将交换上去的离子,用适当的洗脱剂依次洗脱而分离.柱层析25A+BABAB离子交换层析法柱层析25

Na2Z+Ca2+,Mg2+=CaZ+2Na+(离子交换分离法)

泡沸石

硬水

(固定相)(流动相)(固定相)(流动相)分离Ca2+,Mg2+一.离子交换树脂:离子交换树脂26分离Ca2+,Mg2+一.离子交换树脂:离子交换树脂2(阳离子型)1分类2结构:网状结构P316,图11-2(R-SO3H)27(阳离子型)2结构:网状结构P316,图13交联度正4交换容量(1)影响因素:交换容量∝活性基团数目(2)测定:

283交联度正28二、离子交换亲和力设离子交换反应为:R—A++B+R—B++A+‖‖‖‖令[A+]有

[B+]水[B+]有

[A+]水亲合力1.离子平衡[A+]水[B+]有>1R-B+>R-A+ =KB/A[A+]有[B+]水<1

R-B+<R-A+交离子交换常数换orB+对A的选择性系数

[B+]有/[B+]水=KB/A·[A+]有/[A+]水=KB/A·DAKB/A=DB/DA

DBDA树脂对离子的亲和力有何规律?29二、离子交换亲和力设离子交换反应为:R—A++2.离子亲合力(F亲)ClO4->I->Br->CN->NO3->Cl->OH->F-∝原子序数Ba+>Sr+>Ca+>Mg+>Be+;Cs+>Rb+>K+>Na+>Li+

F亲∝离子电荷数Na+<Ca2+<Al3+<Th4+∝r亲合∵rLa3+<rCe3+∴F亲:La3+>Ce3+三、离子交换色谱法

K+

稀HClK+(后)1.原理R—H交换

Na+R—H+

Na+(先)

∵R—K+>R—Na+亲合力++正正正反KNa洗脱水合离子半径越小亲和力越大电荷数越高亲和力越大302.离子亲合力(F亲)ClO4->I->B

0100200300400V洗(mL)cLi+Na+K+(2mol·L-1HCl)K+亲和力大的先被交换上去,后被洗脱下来.阳离子交换分离(0.1mol·L-1HCl为淋洗液)2.应用:

分离性质相近的元素310100200300400V洗(mL)cLi+Na+K+(四、离子交换法的操作

1.树脂的选择和处理例:Mn+R—H—Fe3+(浸泡)

R—H(含Fe3+等杂质)至无Fe3+H2O洗涤+玻璃纤维+H2O+R—H·H2OR—H+玻璃纤维+H2O

(下端)(自动下沉)(上端)

盖过R—H

R—H交换柱①无气泡②勿干涸稀H+,OH-3.柱上操作:R—H+Mn+,An-R—M+淋洗剂R—HMn+R—OH交换R—An-

洗脱R—

(含少量Mn+,An-)再生R—H,R—OHOHAn-+HCl防R—H流出装量:90%n+防R—H泛起2.装柱:玻璃柱32四、离子交换法的操作例:Mn+示意图树脂的选择和处理装柱交换洗脱树脂再生离子交换树脂玻璃纤维交换柱33示意图树脂的选择和处理离子交换树脂玻璃纤维交换柱33五、应用

2.富集微量组分R—HR—OHR—H3.制备高纯水R—OH纯水(导电率<2.0×10-7cm·Ω)少量Mn+An-微量Mn+An-痕量Mn+An-1.

分离干扰离子

K+Na+Ca+……Cl-Br-SO42-H2O-134五、应用

2.富集微量组例2用强碱性阴离子交换树脂分离Ni,Mn,Co,Cu,Fe,Zn(HCl浓度mol·L-1)020406080100洗脱剂体积,mLNi2+Mn2+Co2+Cu2+Fe3+Zn2+12642.50.50.00535例2用强碱性阴离子交换树脂分离Ni,Mn,Co,Cu,0例3.氨基酸的分离(阳离子交换树脂)用pH递增的柠檬酸盐缓冲溶液洗脱侧链pKa增大的氨基酸36例3.氨基酸的分离(阳离子交换树脂)用pH递增的柠§11—5液相色谱(LC)分离法谱分离法简述色谱法原由分离色素而得名的。以液体为流动相,称为液相色谱法。LCPC(纸色谱法)PaperchromatographyCC(柱色谱法)即ColummchromatographyTLC(薄层色谱法)thinlayerchromatography按操作方式二柱色谱法(即以吸附剂为固定相,有机溶剂为流动相)根据被分离的组分(如A,B)在两相中的分配系数(KD)的不同而分离的方法。37§11—5液相色谱(LC)分离法谱分离法简述色谱法原由KD=Cm△KD,A,B愈大,愈易分离KD=0难分离Cs------------------------------------------------------A+B淋洗剂KDVA+BB(大,慢)A(小,快)B色谱柱(Al2O3,SiO3等为固定相)A…38KD=Cm△KD,A,B愈大,愈易分离KD=0难分离C叶绿素的石油醚溶液流经装有CaCO3的柱子,然后用石油醚淋洗.CaCO3对叶绿素各成分吸附能力不同,而分离成为色带.叶绿素叶绿素叶黄素',"叶黄素例叶绿素、叶黄素各成分分离39叶绿素的石油醚溶液流经装有CaCO3的柱子,然后用石油醚淋洗1.吸附剂、洗脱剂的要求:P3232.选择原则分离物吸附剂洗脱剂极性:大

极端原则原则

极端匹配原则三、纸色谱法即以滤纸为载体,载体上吸附的水为固定相,吸附的有机溶剂为流动相,利用被分离物质在两相中的Rf不同而分离。

(PaperChromatography)(分离g级物质)401.吸附剂、洗脱剂的要求:P3232.选择原则分离物(一)分离机理:--------

Nb,Ta

--------原点(点样点)起点线2cm2cm10cmo------------------------Ta

Nb流动相(有机溶剂)前沿固定相(水)

--------

--------展开剂(水+有)流动相(有机溶剂)借助滤纸的毛细管作用,自下而上向另一端扩散。当流动相经过原点时,试液中各组分Nb,Ta便在固定相与流动相之分配,Rf小的组分如Nb移动慢,Rf大的组分,如Ta移动快,经过一定时间即使Nb,Ta分离开。滤纸41(一)分离机理:--------原点(点样点)(二)Rf(比移值)层析结束后,即取出滤纸,喷洒显色剂,干燥。出现斑点,该斑点即为组分移动的位置,根据斑点的位置可求Rf值。

==Rf

=0,kDmin组分停在原点=1,kDmax组分停在容容剂前沿v∝正如Rf,Ta>Rf,Nb.∴VTa>VNb即前后42(二)Rf(比移值)层析结束后,即取出滤(三)分析应用:分离:△Rf>0.02,可分离2.Rf定性。(∵物质具有特顶的Rf)3.斑点颜色定量。43(三)分析应用:分离:△Rf>0.02,可分离2.例定性检出氨基蒽醌试样中的各种异构体1,7-氨基蒽醌1,6-氨基蒽醌1,8-氨基蒽醌1-氨基蒽醌硝基蒽醌溶剂前沿原点样品:氨基蒽醌固定相:-溴代萘附着于滤纸纤维素上.展开剂:吡啶:水(1:1)44例定性检出氨基蒽醌试样中的各种异构体1,7-氨基蒽醌1,三.薄层色谱法即将吸附剂涂在薄玻璃板上作固定相,有机溶剂作流动相,利用各组分在两相中的Rf不同而分离。分类:按机理分为吸附、分配、离子交换、凝胶过滤法等。(ThinChromatography)薄层板玻璃板上涂吸附剂层玻璃板上涂吸附剂层SiO2Al2O3上行法下行法层析缸薄层板展开剂薄层板展开剂滤纸条45三.薄层色谱法即将吸附剂涂在薄玻璃板上作固定相2.分离机理:同纸色谱法。3.特点:TLCPC(1)Rf重现性:差好(2)取样量:十几µL几µL

(3)灵敏度:高低462.分离机理:同纸色谱法。3.特点:4.薄层色谱法点样及展开过程474.薄层色谱法点样及展开过程475.展开后的薄层板485.展开后的薄层板486.薄层层析法的应用天然产物和有机化合物的分离与鉴定(药物,香精,氨基酸及其衍生物)发展:薄层层析胶片,旋转薄层层析仪,自动进样技术,光谱扫描技术等。例:3,4-苯并芘的检测

富集:环己酮或石油醚提取,脱水后浓缩至0.1mL;层析分离:制板,点样,展开;测定:截取-乙醚洗脱-蒸干-浓H2SO4溶解,荧光法测定(对照标样).496.薄层层析法的应用天然产物和有机化合物的分离与鉴定发展:总之,定量分析中的分离方法甚多,对被分离的组分,应根据其结构,性质的特点,选择合适的分离方法。作业:P32714.1750总之,定量分析中的分离方法甚多,对被分离的组第十一章常用的分离和富集方法§11-3溶剂萃取分离法§11-1概述§11-2沉淀分离法§11-4离子交换分离法§11-5液相色谱分离法制作人:杨敏岚施忠斌51第十一章常用的分离和富集方法§11-3溶剂萃取教学内容:回收率、分离因素、分配系数、分配比、萃取率、分离系数、交联度、交换容量、离子亲和力、比移值等含义;沉淀分离法、溶剂萃取分离法、离子交换分离法、液相色谱分离法教学重点:分离效果的评价;纸色谱法教学难点:分离机理52教学内容:回收率、分离因素、分配系数、分配比、萃取率、分离系取样→溶样→消除干扰→测定→计算

掩蔽

原理数据处理

分离

方法结果前处理方法论文撰写53取样→溶样→消除干扰→测定→计算前处理方法论文撰写3气液分离:挥发和蒸馏克氏定氮法,Cl2预氧化I-法液液分离螯合物萃取离子缔合物萃取三元络合物萃取支撑型液膜乳状液型液膜生物膜萃取分离液膜分离其他分离方法:萃淋树脂、螯合树脂、浮选、色谱分离法分离分析法:气相色谱法,液相色谱法、电泳分析法分离方法固液分离沉淀分离离子交换分离氢氧化物:NaOH、NH3硫化物:H2S有机沉淀剂:H2C2O4,丁二酮肟阳离子交换树脂阴离子交换树脂固相萃取气固分离-超临界流体萃取54气液分离:挥发和蒸馏克氏定氮法,Cl2预氧化I-法液§11-1概述设A——待测组分。B——共存组分A

B

干扰A选择方法测定

B

(直接测定A)B

分离沉淀分离方法离子交换分离法液相色谱分离法溶剂萃取分离法55§11-1概述设A——待测组分。B——共存组分A评价分离效果的指标:分离后A的质量常量分析痕量分析1、回收率(RA)RA=×100%RA≧99.9%RA≧95%分离前A的质量2、SB/A(分离因素):SB/A=×100%SB/A﹤0.1%SB/A﹤10-4%§11-2沉淀分离法BN+A(分离干扰组分)一、方法例:AB+N——AN+B(共沉淀分离与富集待测组分)沉淀剂无机沉淀剂有机沉淀剂无机沉淀剂:容易共沉淀,选择性不高;应首先沉淀微量组分.有机沉淀剂:种类多,选择性好,晶形好,可灼烧除去.56评价分离效果的指标:分离后A的质量(一)沉淀分离干扰组分(适合于常量组分分离)例:Ba2+Zn2++H2SO4Zn2+

EDTA标(干扰)(待测)(二)共沉淀的分离和富集例:Pb2+(微量)+Na2CO3载体或共沉淀剂无机有机Ca2++Na2CO3CaCO3·

Pb2+

(共)(外加)+(干扰)——BaSO457(一)沉淀分离干扰组分(适合于常量组分分离)例:二、共沉淀剂(一)无机共沉淀剂:

(二)有机共沉淀剂例:H2WO4+丹宁H2WO3+丹宁共凝聚作用萃取作用Zn+4SCN-Zn(SCN)42-2+正胶负胶(+)(—)HNO3Zn甲基橙MV2+SCN-缔合物Zn(SCN)4

.(CV+)2

MV·SCN-(载体)2-CV+++例:Al3+,Pb2++Fe(OH)3SrSO4Al3+

Pb2++Fe(OH)3Fe(OH)3·Al3+

吸附混晶+SrSO4SrSO4·Pb2+痕量离子无机共沉淀剂∵rSr2+=rPb2+SrSO4,PbSO4晶格相同58二、共沉淀剂(一)无机共沉淀剂:(二)有机共沉淀剂究竟萃取分离法分为几类呢?59究竟萃取分离法分为几类呢?9§11-3溶剂萃取分离法萃取分离法分为固---液、气----液和液----液萃取法。液----液萃取法亦称溶剂萃取法。待测组分如何被萃取呢?萃取分离原理(一)萃取过程本质设被萃取的组分为A,其溶解度为SA

水有机溶剂极性:大小大小SA大SA,小SA小SA,大相似相溶规则AA亲水性疏水性(萃取本质)A被萃取量服从分配定律60§11-3溶剂萃取分离法萃取分离法分为固---液、气(二)分配定律与分配系数(KD)设A在互不相溶的溶剂中存在着平衡:A水

A有平衡时【A】水【A】有分配系数 KD=KD

T,I=const时(三)分配比一定实验条件下,=const(令为D)则D=(分配比)A被萃取的情况,可用萃取率评价。A在有机相,水相中的总浓度在一定温度下,浓度不太大时,KD为常数,称分配定律。61(二)分配定律与分配系数(KD)设A在互不相溶的溶剂中存在着(三)萃取率(E)设A在有机相、水相、有+水相中总量分别为mA,有、mA,水、mA,有+水因为E=×100%=

×100%

=×100%

×100%

=[1-()]×100%所以mn=m0()

nm0:水相中的A原始质量mn:萃取几次后水相中剩余的A的质量n62(三)萃取率(E)设A在有机相、水相、有+水相中总量分别为m若要求:E%

63若要求:E%136414(四)分离系数(ß)ßA/B=

分离效果除了与ß有关外,还取决于萃取的类型与条件。重要萃取体系(一)金属螯合物萃取体系例:DDTC(铜试剂)萃取铜C2H5SN——C+1/2Cu2+C2H5SNa(二乙基胺二硫代甲酸钠)DDTC,亲水性DA

﹥DBDA

﹤DBDA

≈DBß﹥1ß﹤1ß1分离效果好难分离65(四)分离系数(ß)ßA/B=分离效果除了与ß有关外,还取C2H5SN——C1/2Cu2++Na+C2H5

SNa疏水相

1.萃取平衡设Mn+——金属离子,HR——质子化螯合剂,MRn—金属螯合物则萃取平衡为:有机相nHR有MRn,有

水相nHR水

M水n++nR水-

MRn,水

+nH水+66C2H5S若HR有、M水

为起始反应物,MRn有、H水

为最终产物,则总萃取平衡为:M水n++nHR有

MRn,有+

nH水+萃取平衡常数:K萃=k萃=KD(HR)和KD(MRn)分别是HR,MRn在两相中的分配系数Ka是HR在水相中的解离常数ßn是络合物的总形成常数∵D=CMRn(有)/CMRn(水)=[MRn]有/[MRn]水n++∵[M]水+[MRn]水︽[M]水

∴[MRn]水=[M]水nnn+n+n+[MRn]有[H+]n水[Mn+]水[HR]n有KD(MRn)ßnKαKD

(HR)nn∴D=[MRn]有/[M]水=k萃[HR]有/[H+]水n+nn67若HR有、M水为起始反应物,MRn有、H水为最终产2.萃取条件效率(1)螯合剂:ßn∝k萃∝D∝n萃

∴应选用与Mn+形成ßn大的螯合剂(2)[H+]:∵[H+]∝

∴[H+]应小,但过小,Mn+会水解故应选适宜[H+].粘度(3)萃取溶剂:设d水—d有=△∵△∝(负)η∴应选△大的溶剂(便于分层)(4)干扰离子消除:控制pH,加掩蔽剂等消除干扰离子(二)离子缔合物的萃取体系

正负D682.萃取条件1.类型:萃取剂离[ML]n+·An-如[Fe(Phen)3]n+·ClO4-(CHCl3)子[ML]n-·CV+如;SbCl-6·R+(甲苯)缔(结晶紫)合(R)2OH+·[ML]–如(C2H5OC2H5)·

[FeCl4](乙醚)物(含氧有机溶剂)RC+·MO-n如(C6H5)4·AS+.ReO4-(苯或甲苯)

有机阳离子阴离子含氧有机溶剂形成佯离子的能力:R2O<ROH<RCOOH<RCOOR<RCOR醚醇酸酯酮

+

-691.类型:2.特点:(1):离子缔合物可被有机溶剂萃取(2):萃取体系取决于离子缔合物的形成(3):佯盐萃取体系的萃取能力强,但选择性差(三)无机共价化合物萃取体系

(CCl4,CHCl3,苯等)Cl2,Br2,I2,SnI4,OsO4进入有机相四:萃取分离操作

(一)操作:萃取分离洗涤(反萃取分析)(单效萃取法)(两相分开)(除杂)(有水)SH2O小702.特点:Cl2,Br2,I2,SnIVmlFe3+

+HCl

梨形分液漏斗 振荡 静置分层Vml甲异丁酮(60~25ml)(0.5~1min重复三次)

水相(弃之)→有机相[]+·FeCl4-Fe3++H2O分析

分液

反萃取萃取71VmlFe3++HCl 2.萃取富集

天然水中致癌物3、4-苯并芘的检测用环已酮从大量水中萃取,浓缩到小体积,层析分离后荧光法测定.722.萃取富集22溶剂比水轻溶剂比水重溶剂溶剂水溶液水溶液

冷凝器连续萃取装置73溶剂比水轻溶剂比水重溶剂溶剂水溶液水溶液冷凝器连续萃取装置§11-4离子交换分离法

74§11-4离子交换分离法24A+BABAB离子交换层析法将交换上去的离子,用适当的洗脱剂依次洗脱而分离.柱层析75A+BABAB离子交换层析法柱层析25

Na2Z+Ca2+,Mg2+=CaZ+2Na+(离子交换分离法)

泡沸石

硬水

(固定相)(流动相)(固定相)(流动相)分离Ca2+,Mg2+一.离子交换树脂:离子交换树脂76分离Ca2+,Mg2+一.离子交换树脂:离子交换树脂2(阳离子型)1分类2结构:网状结构P316,图11-2(R-SO3H)77(阳离子型)2结构:网状结构P316,图13交联度正4交换容量(1)影响因素:交换容量∝活性基团数目(2)测定:

783交联度正28二、离子交换亲和力设离子交换反应为:R—A++B+R—B++A+‖‖‖‖令[A+]有

[B+]水[B+]有

[A+]水亲合力1.离子平衡[A+]水[B+]有>1R-B+>R-A+ =KB/A[A+]有[B+]水<1

R-B+<R-A+交离子交换常数换orB+对A的选择性系数

[B+]有/[B+]水=KB/A·[A+]有/[A+]水=KB/A·DAKB/A=DB/DA

DBDA树脂对离子的亲和力有何规律?79二、离子交换亲和力设离子交换反应为:R—A++2.离子亲合力(F亲)ClO4->I->Br->CN->NO3->Cl->OH->F-∝原子序数Ba+>Sr+>Ca+>Mg+>Be+;Cs+>Rb+>K+>Na+>Li+

F亲∝离子电荷数Na+<Ca2+<Al3+<Th4+∝r亲合∵rLa3+<rCe3+∴F亲:La3+>Ce3+三、离子交换色谱法

K+

稀HClK+(后)1.原理R—H交换

Na+R—H+

Na+(先)

∵R—K+>R—Na+亲合力++正正正反KNa洗脱水合离子半径越小亲和力越大电荷数越高亲和力越大802.离子亲合力(F亲)ClO4->I->B

0100200300400V洗(mL)cLi+Na+K+(2mol·L-1HCl)K+亲和力大的先被交换上去,后被洗脱下来.阳离子交换分离(0.1mol·L-1HCl为淋洗液)2.应用:

分离性质相近的元素810100200300400V洗(mL)cLi+Na+K+(四、离子交换法的操作

1.树脂的选择和处理例:Mn+R—H—Fe3+(浸泡)

R—H(含Fe3+等杂质)至无Fe3+H2O洗涤+玻璃纤维+H2O+R—H·H2OR—H+玻璃纤维+H2O

(下端)(自动下沉)(上端)

盖过R—H

R—H交换柱①无气泡②勿干涸稀H+,OH-3.柱上操作:R—H+Mn+,An-R—M+淋洗剂R—HMn+R—OH交换R—An-

洗脱R—

(含少量Mn+,An-)再生R—H,R—OHOHAn-+HCl防R—H流出装量:90%n+防R—H泛起2.装柱:玻璃柱82四、离子交换法的操作例:Mn+示意图树脂的选择和处理装柱交换洗脱树脂再生离子交换树脂玻璃纤维交换柱83示意图树脂的选择和处理离子交换树脂玻璃纤维交换柱33五、应用

2.富集微量组分R—HR—OHR—H3.制备高纯水R—OH纯水(导电率<2.0×10-7cm·Ω)少量Mn+An-微量Mn+An-痕量Mn+An-1.

分离干扰离子

K+Na+Ca+……Cl-Br-SO42-H2O-184五、应用

2.富集微量组例2用强碱性阴离子交换树脂分离Ni,Mn,Co,Cu,Fe,Zn(HCl浓度mol·L-1)020406080100洗脱剂体积,mLNi2+Mn2+Co2+Cu2+Fe3+Zn2+12642.50.50.00585例2用强碱性阴离子交换树脂分离Ni,Mn,Co,Cu,0例3.氨基酸的分离(阳离子交换树脂)用pH递增的柠檬酸盐缓冲溶液洗脱侧链pKa增大的氨基酸86例3.氨基酸的分离(阳离子交换树脂)用pH递增的柠§11—5液相色谱(LC)分离法谱分离法简述色谱法原由分离色素而得名的。以液体为流动相,称为液相色谱法。LCPC(纸色谱法)PaperchromatographyCC(柱色谱法)即ColummchromatographyTLC(薄

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