九章節(jié)定量分析中分離及富集方法課件

第九章

定量分析中的分離

及富集方法第九章

定量分析中的分離

及富集方法1授課內容9.1概述9.2定量分析中常用的分離及富集方法

一、沉淀分離法

二、溶劑萃取分離法

三、離子交換分離法9.3現(xiàn)代分離和富集方法介紹

一、膜分離法

二、固相萃取

三、超臨界萃取授課內容授課內容9.1概述授課內容21、了解分離與富集工作在分析測試中的重要作用；2、掌握各種分離方法的基本原理；3、了解新的分離與富集的方法；4、各種分離及富集方法的應用。重點與難點1、了解分離與富集工作在分析測試中的重要作用；39.1概述9.1概述9.1概述9.1概述4一、分離與富集的意義在實際的分析測試工作中，面對的試樣都是較為復雜的。或：1．試樣中有其它組分與欲測組分共存,2．欲測組分含量太低。

（1）可能對欲測組分的測定有影響（干擾），要采取措施進行處理如：①控制測定條件來消除干擾；②加入掩蔽劑消除干擾③采用分離的方法（2）試樣中欲測組分含量太低,需采取富集的方法,以提高濃度。富集過程也是分離過程.一、分離與富集的意義一、分離與富集的意義在實際的分析測試工作中，面對的試5二、分離與富集在分析測試工作中的作用1．將被測組分從復雜體系中分離出來后測定；2．把對測定有干擾的組分分離除去；3．將性質相近的組分相互分開；4．把微量或痕量的待測組分通過分離達到富集的目的。二、分離與富集在分析測試工作中的作用1．將被測組分從復雜體系6三、對分離的要求1、分離要完全，即共存組分不干擾測定；2、被測組分損失小至可忽略；3、分離方法簡便，易操作4、分離效果好。三、對分離的要求三、對分離的要求1、分離要完全，即共存組分不干擾測定；三、對7四、分離效率的衡量分離效率的表示：回收率。組分含量及回收率的要求組分含量（%）＞10.01~1＜0.01（痕量組分）回收率要求（%）＞99.9%＞99%90~95四、分離效率的衡量四、分離效率的衡量分離效率的表示：回收率。組分含量及回收率的8五、主要的分離方法

1．沉淀分離法2．溶劑萃取分離法3．離子交換分離法五、主要的分離方法199.2定量分析中常用的分離方法9.2定量分析中常用的分離方法10

一、沉淀分離法二、溶劑萃取分離法三、離子交換分離法定量分析中常用的分離方法一、沉淀分離法定量分析中常用的分離方法11一、沉淀分離法一、沉淀分離法12（一）概述1．定義沉淀分離法是利用沉淀反應有選擇地沉淀某些離子，而其它離子則留于溶液中從而達到分離的目的。在實際的操作中：在試液中加入適當?shù)某恋韯?，使待測組分沉淀出來，或將干擾組分沉淀除去，從而達到分離的目的。（一）概述（一）概述1．定義（一）概述132．沉淀分離法的特點（1）操作較繁瑣且費時沉淀分離需經(jīng)過過濾、洗滌等手續(xù)；（2）分離選擇性較差某些組分的沉淀，分離不完全。改進：（1）加快過濾、洗滌速度；（2）使用選擇性較好的有機沉淀劑，提高了分離效率；沉淀分離法在分析化學中仍是一種常用的分離方法。2．沉淀分離法的特點（1）操作較繁瑣且費時143．沉淀分離法的適用范圍（1）沉淀分離通常用于較大量或中等含量（一般>0.01mol/L)而以剩余被沉淀離子濃度小于10-5mol/L為沉淀完全的標志。（2）在低含量分析中，沉淀分離主要是利用共沉淀現(xiàn)象將痕量組分分離或富集。3．沉淀分離法的適用范圍（1）沉淀分離通常用于較大量或中等含154．沉淀分離法分類沉淀法中主要包括：沉淀分離法和共沉淀分離法。兩種方法的區(qū)別主要是：沉淀分離法主要使用于常量組分的分離；而共沉淀分離法主要使用于痕量組分的分離和富集。4．沉淀分離法分類沉淀法中主要包括：沉淀分離法和共165．常用的沉淀試劑及分離方法（1）常用的沉淀試劑①無機沉淀劑氫氧化物、硫化物、其它沉淀劑等。②有機沉淀劑草酸、銅試劑、銅鐵試劑等。（2）常用的分離方法氫氧化物沉淀分離法

硫化物沉淀分離法

共沉淀分離法

均相沉淀分離法5．常用的沉淀試劑及分離方法（1）常用的沉淀試劑（2）常用的17（二）氫氧化物沉淀分離法（二）氫氧化物沉淀分離法181．幾種主要的沉淀劑（1）NaOH溶液可使兩性的氫氧化物溶解而于其它氫氧化物沉淀分離。定量沉淀的離子部分沉淀的離子留于溶液中的離子Mg2+,Cu2+,Ag+,Au+,Cd2+,Hg2+,Ti4+,Zr4+,Hf4+,Th4+,Bi3+,Fe3+,Co2+,Ni2+,Mn2+,稀土等Ca2+,Sr2+,Ba2+,Nb(V),Ta(V)AlO2-,CrO2-,ZnO2-PbO22-,ShO22-,GeO32-,GaO2-,BeO22-SiO32-,WO42-,MoO42-,VO3-

用氫氧化鈉進行沉淀分離的情況1．幾種主要的沉淀劑（1）NaOH溶液可使兩性的氫氧19

氨水—銨鹽組成的pH值為8－10的溶液，使高價離子沉淀而與一、二價的金屬離子分離；另一方面Ag+,Cu2+,Co2+,Ni2+等離子因形成氨絡離子而留于溶液中。（2）氨水—銨鹽定量沉淀的離子部分沉淀的離子留于溶液中的離子Hg2+,Be2+,Fe3+,Al3+,Cr3+,Bi3+,Sb3+,Sn4+,Ti4+,Zr4+,Hf4+,Th4+,Ga3+,In3+,TI3+,Mn4+,Nb(V),Ta(V),U(VI),稀土Mn2+,Fe2+Pb2+

Ag(NH3)2+,Cu(NH3)42+,Cd(NH3)42+,Co(NH3)63+,Ni(NH3)42+,Zn(NH3)42+,Ca2+,Sr2+,Ba2+,Mg2+等

用氨水—銨鹽進行沉淀分離的情況氨水—銨鹽組成的pH值為8－10的溶液，使高價離子沉淀而與20

（3）ZnO懸濁液在酸性溶液中加入ZnO懸濁液，ZnO與酸作用逐漸溶解，使溶液的pH值提高達到平衡可控制溶液的pH值約為6，在氫氧化物沉淀分離中用作沉淀劑。（4）有機堿

六亞甲基四胺、吡啶、苯胺、苯肼等有機堿，與其共軛酸組成緩沖溶液，可控制溶液的pH，使某些金屬離子生成氫氧化物沉淀，達到沉淀分離的目的。（3）ZnO懸濁液212．氫氧化物沉淀分離的特點（1）金屬氫氧化物沉淀的溶度積的相差很大，通過控制酸度使某些金屬離子相互分離。（2）氫氧化物沉淀為膠體沉淀，共沉淀嚴重影響分離效果。2．氫氧化物沉淀分離的特點（1）金屬氫氧化物沉淀的溶度積的223．提高氫氧化物沉淀分離的方法

（1）采用“小體積”沉淀法——小體積、大濃度且有大量對測定沒有干擾的鹽存在下進行沉淀。如：在大量NaCl存在下，NaOH分離Al3+與Fe3+。（2）加入掩蔽劑提高分離選擇性。3．提高氫氧化物沉淀分離的方法（1）采用“小體積”沉淀23

（3）控制pH值選擇合適的沉淀劑不同金屬形成氫氧化物的pH值及介質不同。

（4）采用均勻沉淀法或在較熱、濃溶液中沉淀并且熱溶液洗滌消除共沉淀。（3）控制pH值選擇合適的沉淀劑24（三）硫化物沉淀分離法（三）硫化物沉淀分離法251．定義

利用生成硫化物進行沉淀分離的方法稱為硫化物沉淀分離法。

●能形成難溶硫化物沉淀的金屬離子約有40余種：堿金屬和堿土金屬的硫化物能溶于水外，重金屬離子分別在不同的酸度下形成硫化物沉淀。可將上述兩類物質分開。1．定義利用生成硫化物進行沉淀分離的方法稱為硫化物沉262．硫化物沉淀分離的原理

硫化物沉淀分離法所用的主要的沉淀劑是H2S。H2S是二元弱酸，溶液中的[S2-]于溶液的酸度有關，隨著[H+]的增加，[S2-]迅速的降低。因此，控制溶液的pH值，即可控制[S2-]，使不同溶解度的硫化物得以分離。2．硫化物沉淀分離的原理硫化物沉淀分離法所273．硫化物沉淀分離的的特點（Ⅰ）（1）各種硫化物的溶度積相差比較大，通過控制溶液的酸度來控制硫離子濃度，而使金屬離子相互分離。（2）

H2S有毒，氣味難聞；選擇性差。3．硫化物沉淀分離的的特點（Ⅰ）（1）各種硫化物的溶度積相28

硫化物沉淀分離的的特點（Ⅱ）（3）均相沉淀：硫化物沉淀大多是膠體，共沉淀現(xiàn)象比較嚴重，甚至還存在繼沉淀現(xiàn)象?？梢圆捎昧虼阴０吩谒嵝曰驂A性溶液中水解進行均相沉淀。

硫代乙酰胺水解在酸性溶液中：CH3CSNH2+2H2O+H+=CH3COOH+H2S+NH4+

在堿性溶液中：CH3CSNH2+3OH-=CH3COO-+S2-+NH3+H2O適用于分離除去重金屬（如Pb2+）硫化物沉淀分離的的特點（Ⅱ）（3）均相沉淀：硫化物沉淀29（四）其它無機沉淀劑分離法沉淀劑沉淀介質適用性與沉淀的離子稀HCl稀HNO3Ag+、Pb2+（溶解度較大）、Hg2+、Ti（IV）稀H2SO4稀HNO3Ca2+、Sr2+、Ba2+、Pb2+、Ra2+HF或NH4F弱酸介質Ca2+、Sr2+、Th（IV）、稀土H3PO4或NaH2PO4或Na2HPO2或Na3PO4酸性介質弱酸性介質氨性介質Zr(IV)，Hf(IV)，Th（IV），Bi3+、Al3+、Fe3+、Cr3+、Cu2+等過渡金屬及堿金屬離子

（四）其它無機沉淀劑分離法沉淀劑沉淀30（五）有機沉淀劑沉淀分離法沉淀劑沉淀介質適用性與沉淀的離子草酸pH=1-2.5Th(IV)，稀土金屬離子pH=4-5+EDTACa2+，Sr2+，Ba2+銅試劑(二乙基胺二硫代甲酸鈉，簡稱DDTC)pH=5-6Ag+、Pb2+、Cu2+、Cd2+、Bi3+、Fe3+、Co2+、Ni2+、Zn2+、Sn（IV）、Sb（III）、Tl（III）pH=5-6+EDTAAg+、Pb2+、Cu2+、Cd2+、Bi3+、Sb（III）、Tl（III）銅鐵試劑(N-亞硝基苯胲銨鹽)3mol/LH2SO4Cu2+、Fe3+、Ti（IV）、Nb（IV）、Ta（IV）、Ce4+、Sn（IV）、Zr（IV）、V（V）（五）有機沉淀劑沉淀分離法沉淀劑沉淀介質31（六）共沉淀分離法1．意義：共沉淀分離法是加入某種離子與沉淀劑生成沉淀作為載體（沉淀劑），將痕量組分定量地沉淀下來，然后將沉淀分離（溶解在少量溶劑中、灼燒等方法），以達到分離和富集的目的的一種分析方法。（六）共沉淀分離法1．意義：32Pd2+離子附著在CaCO3沉淀的表面，形成共沉淀。沉淀大量痕量（被測）2．共沉淀過程示意圖Pd2+離子附著在CaCO3沉淀的表面，形成共沉淀。沉淀大量333．共沉淀劑要求及分類（1）沉淀劑要求①要求對欲富集的痕量組分回收率高。②要求共沉淀劑不干擾待富集組分的測定。（2）沉淀劑的分類①無機共沉淀劑②有機共沉淀劑3．共沉淀劑要求及分類（1）沉淀劑要求34①無機共沉淀劑●1氫氧化物沉淀：如，F(xiàn)e(OH)3,Al(OH)3,MnO(OH)2等，主要利用表面吸附作用使痕量金屬離子共沉淀?！?硫化物沉淀：如，PbS、HgS等，共沉淀是除吸附、吸留作用外還有后沉淀作用?！?某些晶形沉淀：如，BaSO4，SrSO4，SrCO3等，可與生成相似晶格的離子形成混晶（如BaSO4-RaSO4、BaSO4-PbSO4等）而共沉淀。①無機共沉淀劑●1氫氧化物沉淀：35②有機共沉淀劑共沉淀方式載體共沉淀的離子或化合物離子締合物甲基紫（甲基橙、結晶紫、酚酞）的NH4SCN溶液Zn2+、Co2+、Hg2+、Cd2+、Mo（VI）惰性共沉淀二苯硫腙+酚酞1-亞硝基-2-萘酚+萘酚Ag+、Co2+、Cd2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+膠體的凝聚動物膠辛可寧單寧硅膠鎢酸鈮酸、鉭酸表5-6有機共沉淀劑②有機共沉淀劑共沉淀方式載體共沉淀36③有機共沉淀劑優(yōu)點●1沉淀劑可以灼燒除去，不干擾以后的測定；●2表面吸附小，選擇性高；●3分子摩爾質量大，體積大，利于富集痕量組分③有機共沉淀劑優(yōu)點●1沉淀劑可以灼燒除去，不干擾以后的測37（七）揮發(fā)和蒸餾分離法1．定義：利用物質的揮發(fā)性差異進行分離的方法。2．作用：①干擾組分揮發(fā)除去；

②分出的被測組分進行再測定。3．特點：①具有高的選擇性（如無機物中具有揮發(fā)性性質的物質并不多：砷的氫化物、硅的氟化物和鍺、砷、銻、錫等的氯化物都具有揮發(fā)性）

②根據(jù)不同物質的餾出溫度，可控制溫度將不同組分蒸出；

③餾出的組分用一適當?shù)奈找何蘸?再進行測定。（七）揮發(fā)和蒸餾分離法1．定義：利用物質的揮發(fā)性差異進行分離38組分