教學(xué)第一章教學(xué)第二節(jié)共沉淀分離課件

第二節(jié)

共沉淀分離或富集微量組分第二節(jié)

共沉淀分離或富集微量組分1

在重量分析中由于共沉淀現(xiàn)象的產(chǎn)生，造成沉淀不純，影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。因此共沉淀現(xiàn)象對(duì)于重量分析是一種不利因素。但在分離方法中，反而能利用共沉淀的產(chǎn)生將微量組分富集起來，變不利因素為有利因素。例如測定水中的痕量鉛時(shí)，由于Pb2+濃度太低、無法直接測定，加入沉淀劑也沉淀不出來。如果加入適量的Ca2+之后，再加入沉淀劑Na2CO3，生成CaCO3沉淀，則痕量的Pb2+也同時(shí)共沉淀下來。這里所產(chǎn)生的CaCO3稱為載體或共沉淀劑。

在重量分析中由于共沉淀現(xiàn)象的產(chǎn)生，造成沉淀不純，影2

共沉淀現(xiàn)象：通過共沉淀劑使一些本來不該析出沉淀的微量或痕量組分夾雜于沉淀之中，把它們載帶下來，從而為測定它們創(chuàng)造了良好條件。滿足要求：（1）對(duì)微量組分應(yīng)有充分的共沉淀能力，即能定量攜帶痕量組分并有較高的選擇性（2）載體應(yīng)當(dāng)不干擾以后微量組分的測定或與微量組分分離，或易于除去。共沉淀現(xiàn)象：通過共沉淀劑使一些本3分類：共沉淀無機(jī)共沉淀有機(jī)共沉淀表面吸附吸留生成混晶膠體凝聚離子締合物惰性共沉淀分類：共沉淀無機(jī)共沉淀有機(jī)共沉淀表面吸附吸留生成混晶膠體凝聚4一、無機(jī)共沉淀

無機(jī)共沉淀劑的作用主要是利用無機(jī)共沉淀劑對(duì)痕量元素的吸附或與痕量元素形成混晶兩種。為了增大吸附作用，應(yīng)選擇總表面積大的膠狀沉淀作為裁體。例如以Fe(OH)3作裁體可以共沉淀微量的A13+、Sn4+、Bi3+、Ga3+、In3+、T13+、Be2+和U(VI)、W(VI)、V(V)等離子；以Al(OH)3作裁體可以共沉淀微量的Fe3+、TiO2+和U(VI)等離子；還常以MnO(OH)2為載體富集Sb3+，以CuS為載體富集Hg2+等。一、無機(jī)共沉淀5

根據(jù)形成混晶作用選擇載體時(shí)，要求痕量元素與載體的離子半徑盡可能接近，形成的晶格應(yīng)相同。例如以BaSO4作載體共沉淀Ra2+，以SrSO4作載體共沉淀Pb2+和以MgNH4PO4作載體共沉淀AsO43-等，都是以此為依據(jù)的。根據(jù)形成混晶作用選擇載體時(shí)，要求痕量元素與載體的6（一）利用表面吸附共沉淀分離或

富集微量組分常用共沉淀劑氫氧化物硫化物水合二氧化錳磷酸鹽硫酸鹽其他難溶鹵化物、砷酸鹽、草酸鹽等（一）利用表面吸附共沉淀分離或

富集微量組分常7常用載體有Fe(OH)3、Al(OH)3、MnO(OH)2、HgS等膠狀載體，有如下優(yōu)點(diǎn)：由于是膠體沉淀，其比表面積較大，與溶液中痕量組分的接觸機(jī)會(huì)就多，其表面吸附的能力大，有利于共沉淀微量組分。膠體沉淀晶核生成速度非?？欤虼税l(fā)生機(jī)械包夾的傾向比較大，有利于提高共沉淀微量組分的效率。硫化物晶核生成速度非?？欤虼税l(fā)生機(jī)械包夾的傾向比較大，有利于共沉淀一些易生成硫化物沉淀的微量組分。常用載體有Fe(OH)3、Al(OH)3、MnO8

缺點(diǎn):選擇性差在無機(jī)載體中，除HgS等少量幾種外，一般都是難揮發(fā)的，如果載體所引入的離子干擾該微量組分的測定時(shí)，還需尋找適當(dāng)?shù)难诒蝿?，甚至還需第二次分離，給測定工作造成困難。缺點(diǎn):9例1：用比色法測定金屬銅中的微量鋁。例2：鉛的測定。例1：用比色法測定金屬銅中的微量鋁。10（二）利用生成混晶共沉淀分離或富集微量組分1同晶共沉淀的三個(gè)條件：彼此是化學(xué)類似物；彼此是相同的化學(xué)構(gòu)型；彼此有十分相近的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。如：BaCl2-RaCl2,BaSO4-PbSO4,MgNH4PO4-

MgNH4AsO4等。（二）利用生成混晶共沉淀分離或富集微量組分1同晶共沉淀的三112同二晶共沉淀：如果純的常量組分和微量組分的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)不同，但是微量組分在一定條件下能夠形成一種介于穩(wěn)定的變體，以適應(yīng)常量組分的結(jié)構(gòu)，這時(shí)也能形成混晶共沉淀，這種混晶共沉淀就是同二晶共沉淀，也稱為強(qiáng)制同晶。2同二晶共沉淀：如果純的常量組分和微量組分的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)不同，12定量處理：1均勻分配定律均勻混晶就是微量組分在整個(gè)常量組分的晶體中的分布是均勻的，即微量組分在混晶中的各處濃度相同。這種均勻分配現(xiàn)象同樣符合能斯特定律。定量處理：1均勻分配定律13

要使微量物質(zhì)在固-液兩相間的分配服從分配定律，須滿足以下條件：晶體和溶液間達(dá)到真正的熱力學(xué)平衡；壓力和溫度恒定；在解決過程中保證各相的成分不發(fā)生變化；微量溶質(zhì)的分子狀態(tài)在兩相之間是相同的。要使微量物質(zhì)在固-液兩相間的分配服從分142不均勻分配定律

不均勻分配就是微量組分在整個(gè)常量組分的晶體中的分布是不均勻的，即微量組分在混晶中的各處濃度不相等。2不均勻分配定律15=1，獲得均勻混晶；>1，微量組分含量自里向外逐漸減?。?lt;1，微量組分含量內(nèi)稀外濃的混晶。=1，獲得均勻混晶；16無機(jī)共沉淀法的選擇性不高，且無機(jī)共沉淀劑一般是難揮發(fā)的，故分離后引入大量載體?，F(xiàn)在，溶劑萃取、離子交換以及色譜法在元素分離中起著重要作用，但并不意味沉淀分離法已失去其應(yīng)用價(jià)值，在實(shí)際工作中，改方法仍是不可缺少的方法，在微量物質(zhì)的分離或富集中，混晶共沉淀的方法仍然是比較簡單而有效的方法。無機(jī)共沉淀法的選擇性不高，且無機(jī)共沉淀17

有機(jī)共沉淀劑具有較高的選擇性，得到的沉淀較純凈。沉淀通過灼燒即可除去有機(jī)共沉淀劑而留下待測定的元素。由于有機(jī)共沉淀劑具有這些優(yōu)越性，因而它的實(shí)際應(yīng)用和發(fā)展，受到了人們的注意和重視。利用有機(jī)共沉淀劑進(jìn)行分離和富集的作用，大致可分為三種類型。二、有機(jī)共沉淀劑有機(jī)共沉淀劑具有較高的選擇性，得到的沉淀較純凈。18（一）利用膠體的凝聚作用例如H2WO4在酸性溶液中常呈帶負(fù)電荷的膠體,不易凝聚,當(dāng)加入有機(jī)共沉淀劑辛可寧,它在溶液中形成帶正電荷的大分子,能與帶負(fù)電荷的鎢酸膠體共同凝聚而析出,可以富集微量的鎢。常用的這類有機(jī)共沉淀劑還有丹寧、動(dòng)物膠,可以共沉淀鎢、銀、鉬、硅等含氧酸。

（一）利用膠體的凝聚作用19（二）利用形成離子締合物有機(jī)共沉淀劑可以和一種物質(zhì)形成沉淀作為裁體，能同另一種組成相似的由痕量元素和有機(jī)沉淀劑形成的化合物生成共溶體而一起沉淀下來。（二）利用形成離子締合物20例如：在含有痕量Zn2+的弱酸性溶液中，加入NH4SCN和甲基紫，甲基紫在溶液中電離為帶正電荷的陽離子R+，其共沉淀反應(yīng)為：R++SCN-＝RSCN↓(形成裁體)Zn2++SCN-＝Zn(SCN)42-2R++Zn(SCN)42+＝R2Zn(SCN)4（形成締合物）生成的R2Zn(SCN)4便與RSCN共同沉淀下來。沉淀經(jīng)過洗滌、灰化之后，即可將痕量的Zn2+富集在沉淀之中，用酸溶解之后即可進(jìn)行鋅的測定。例如：在含有痕量Zn2+的弱酸性溶液中，加入NH4SCN和甲21（三）利用惰性共沉淀劑

加入一種裁體直接與被共沉淀物質(zhì)形成固溶體而沉淀下來。例如痕量的Ni2+與丁二酮肟鎳螯合物分散在溶液中，不生成沉淀，加入丁二酮肟二烷酯的酒精溶液時(shí)，則析出丁二酮肟二烷酯，丁二酮肟鎳便被共沉淀下來。這里裁體與丁二酮肟及螯合物不發(fā)生反應(yīng)，實(shí)質(zhì)上是“固體苯取”作用，則丁二酮肟二烷酯稱為“惰性共沉淀劑”。（三）利用惰性共沉淀劑22第二節(jié)

共沉淀分離或富集微量組分第二節(jié)

共沉淀分離或富集微量組分23

在重量分析中由于共沉淀現(xiàn)象的產(chǎn)生，造成沉淀不純，影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。因此共沉淀現(xiàn)象對(duì)于重量分析是一種不利因素。但在分離方法中，反而能利用共沉淀的產(chǎn)生將微量組分富集起來，變不利因素為有利因素。例如測定水中的痕量鉛時(shí)，由于Pb2+濃度太低、無法直接測定，加入沉淀劑也沉淀不出來。如果加入適量的Ca2+之后，再加入沉淀劑Na2CO3，生成CaCO3沉淀，則痕量的Pb2+也同時(shí)共沉淀下來。這里所產(chǎn)生的CaCO3稱為載體或共沉淀劑。

在重量分析中由于共沉淀現(xiàn)象的產(chǎn)生，造成沉淀不純，影24

共沉淀現(xiàn)象：通過共沉淀劑使一些本來不該析出沉淀的微量或痕量組分夾雜于沉淀之中，把它們載帶下來，從而為測定它們創(chuàng)造了良好條件。滿足要求：（1）對(duì)微量組分應(yīng)有充分的共沉淀能力，即能定量攜帶痕量組分并有較高的選擇性（2）載體應(yīng)當(dāng)不干擾以后微量組分的測定或與微量組分分離，或易于除去。共沉淀現(xiàn)象：通過共沉淀劑使一些本25分類：共沉淀無機(jī)共沉淀有機(jī)共沉淀表面吸附吸留生成混晶膠體凝聚離子締合物惰性共沉淀分類：共沉淀無機(jī)共沉淀有機(jī)共沉淀表面吸附吸留生成混晶膠體凝聚26一、無機(jī)共沉淀

無機(jī)共沉淀劑的作用主要是利用無機(jī)共沉淀劑對(duì)痕量元素的吸附或與痕量元素形成混晶兩種。為了增大吸附作用，應(yīng)選擇總表面積大的膠狀沉淀作為裁體。例如以Fe(OH)3作裁體可以共沉淀微量的A13+、Sn4+、Bi3+、Ga3+、In3+、T13+、Be2+和U(VI)、W(VI)、V(V)等離子；以Al(OH)3作裁體可以共沉淀微量的Fe3+、TiO2+和U(VI)等離子；還常以MnO(OH)2為載體富集Sb3+，以CuS為載體富集Hg2+等。一、無機(jī)共沉淀27

根據(jù)形成混晶作用選擇載體時(shí)，要求痕量元素與載體的離子半徑盡可能接近，形成的晶格應(yīng)相同。例如以BaSO4作載體共沉淀Ra2+，以SrSO4作載體共沉淀Pb2+和以MgNH4PO4作載體共沉淀AsO43-等，都是以此為依據(jù)的。根據(jù)形成混晶作用選擇載體時(shí)，要求痕量元素與載體的28（一）利用表面吸附共沉淀分離或

富集微量組分常用共沉淀劑氫氧化物硫化物水合二氧化錳磷酸鹽硫酸鹽其他難溶鹵化物、砷酸鹽、草酸鹽等（一）利用表面吸附共沉淀分離或

富集微量組分常29常用載體有Fe(OH)3、Al(OH)3、MnO(OH)2、HgS等膠狀載體，有如下優(yōu)點(diǎn)：由于是膠體沉淀，其比表面積較大，與溶液中痕量組分的接觸機(jī)會(huì)就多，其表面吸附的能力大，有利于共沉淀微量組分。膠體沉淀晶核生成速度非常快，因此發(fā)生機(jī)械包夾的傾向比較大，有利于提高共沉淀微量組分的效率。硫化物晶核生成速度非常快，因此發(fā)生機(jī)械包夾的傾向比較大，有利于共沉淀一些易生成硫化物沉淀的微量組分。常用載體有Fe(OH)3、Al(OH)3、MnO30

缺點(diǎn):選擇性差在無機(jī)載體中，除HgS等少量幾種外，一般都是難揮發(fā)的，如果載體所引入的離子干擾該微量組分的測定時(shí)，還需尋找適當(dāng)?shù)难诒蝿踔吝€需第二次分離，給測定工作造成困難。缺點(diǎn):31例1：用比色法測定金屬銅中的微量鋁。例2：鉛的測定。例1：用比色法測定金屬銅中的微量鋁。32（二）利用生成混晶共沉淀分離或富集微量組分1同晶共沉淀的三個(gè)條件：彼此是化學(xué)類似物；彼此是相同的化學(xué)構(gòu)型；彼此有十分相近的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。如：BaCl2-RaCl2,BaSO4-PbSO4,MgNH4PO4-

MgNH4AsO4等。（二）利用生成混晶共沉淀分離或富集微量組分1同晶共沉淀的三332同二晶共沉淀：如果純的常量組分和微量組分的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)不同，但是微量組分在一定條件下能夠形成一種介于穩(wěn)定的變體，以適應(yīng)常量組分的結(jié)構(gòu)，這時(shí)也能形成混晶共沉淀，這種混晶共沉淀就是同二晶共沉淀，也稱為強(qiáng)制同晶。2同二晶共沉淀：如果純的常量組分和微量組分的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)不同，34定量處理：1均勻分配定律均勻混晶就是微量組分在整個(gè)常量組分的晶體中的分布是均勻的，即微量組分在混晶中的各處濃度相同。這種均勻分配現(xiàn)象同樣符合能斯特定律。定量處理：1均勻分配定律35

要使微量物質(zhì)在固-液兩相間的分配服從分配定律，須滿足以下條件：晶體和溶液間達(dá)到真正的熱力學(xué)平衡；壓力和溫度恒定；在解決過程中保證各相的成分不發(fā)生變化；微量溶質(zhì)的分子狀態(tài)在兩相之間是相同的。要使微量物質(zhì)在固-液兩相間的分配服從分362不均勻分配定律

不均勻分配就是微量組分在整個(gè)常量組分的晶體中的分布是不均勻的，即微量組分在混晶中的各處濃度不相等。2不均勻分配定律37=1，獲得均勻混晶；>1，微量組分含量自里向外逐漸減小；<1，微量組分含量內(nèi)稀外濃的混晶。=1，獲得均勻混晶；38無機(jī)共沉淀法的選擇性不高，且無機(jī)共沉淀劑一般是難揮發(fā)的，故分離后引入大量載體。現(xiàn)在，溶劑萃取、離子交換以及色譜法在元素分離中起著重要作用，但并不意味沉淀分離法已失去其應(yīng)用價(jià)值，在實(shí)際工作中，改方法仍是不可缺少的方法，在微量物質(zhì)的分離或富集中，混晶共沉淀的方法仍然是比較簡單而有效的方法。無機(jī)共沉淀法的選擇性不高，且無機(jī)共沉淀39

有機(jī)共沉淀劑具有較高的選擇性，得到的沉淀較純凈。沉淀通過灼燒即可除去有機(jī)共沉淀劑而留下待測定的元素。由于有機(jī)共沉淀劑具有這些優(yōu)越性，因而它的實(shí)際應(yīng)用和發(fā)展，受到了人們的注意和重視。利用有機(jī)共沉淀劑進(jìn)行分離和富集的作用，大致可分為三種類型。二、有機(jī)共沉淀劑有機(jī)共沉淀劑具有較高的選擇性，得到的沉淀較純凈。40（一）利用膠體的凝聚作用例如H2WO4在酸性溶液中常呈帶負(fù)電荷的膠體,不易凝聚,當(dāng)加入有機(jī)共沉淀劑辛可寧,它在溶液中形成帶正電荷的大分子,能與帶負(fù)電荷的鎢酸膠體共同凝