演示文稿第四章分离与富集

演示文稿第四章分离与富 集
第四章分离与富集
第一节 概述
一、痕量物质分离与富集的必要性
待测物浓度低于方法检出限 样品中存在大量干扰物质 通过分离富集，可将待测痕量组分与干扰组 分分开，将待测物的浓度提高，降低检出限， 提高分析结果的精密度、准确度，扩大测定技术 的应用范围。
二、分离富集方法的评价与选用
2、有机载体 （1）优点
▪ 易通过灼侥(灰化)除去，对测定不产生干扰。 ▪ 有机载体一般是非极性或弱极性的物质，吸
附能力弱，分离效果好。 ▪ 有机试剂分子量大，体积大，可在很稀溶液
中共沉淀痕量组分，富集能力强。
(2) 有机载体的种类
▪ 第一类：动物胶、丹宁、辛可宁及一些碱性染 料。
酸性溶液中，这些大分子的胶体溶液其质 点带正电荷，被共沉淀的组分有硅酸、钨酸、 铌酸和钽酸等。
KD
A有 A水
KD与溶质A和溶剂的特性以及温度等有关。
式中[A]有、[A]水分别代表溶质A在有机相中和水
相中的平衡浓度。
▪ 分配定律只适用于溶质A的浓度较低、且在 两相中的存在形式相同、无离解、缔合等副反 应过程的情况。
▪ 实际上这种情况几乎不存在，此时可用分配 比来描述溶质在两相中的分配。
▪ 分配比D是指溶质A在有机相中各种存在形 式的总浓度(CA)有与在水相中各种存在形式的总 浓度(CA)水之比：
为了从量的角度反映被萃取物转移进入了有机
相的比例，引入萃取效率（％）：
E%
AA在在有两机相相中中的的含含量量100％
D
D V水
100％ V有
式中，V水、V有-水相、有机相的体积。
▪
若要求E大于90%，则D必须大于9。增加萃
取的次数，可提高萃取效率，但这将增大萃取
操作的工作量，在很多情况下是不现实的。
8-羟基喹啉可与20多个元素如Fe、Co、Ni、Mn、 Zn、Cu、Pb、Cd．Hg、Bi、Sb、Mo、V、W、 Ga、Ag、Pt等形成螯合物而被共沉淀下来、用 少量盐酸将沉淀溶解后即可用原于吸收光谱测 定，回收率达93％一98％。
这种类型的共沉淀现象，在形式上相似于 溶剂萃取，只是把液相换成为固体，也称之为 “固体萃取”。
1、待测物回收率（RT）
RT
QT QT 0
100%
式中, QT0为富集前待测物的量；
QT为富集后待测物的量。
▪ 痕量分析的回收率达到90％~l10％即可
2、富集倍数（F）
富集倍数为富集后待测组分的回收率与基体物 质的回收率之比
F RT RM
QT / QT 0 QM / QM 0
式中，QM0-富集前基体的量；QM-富集后基体的量.
对F的要求 ① 待测组分的浓度与基体的比值。比值小， 要求F大
② 测定方法的灵敏度。灵敏度低，要求F大
3、简单、快速、与测定步骤连接 4、方法
方法的选择性或特效性 5、组成
待测痕量组分的玷污和损失小
第二节 沉淀分离法
根据溶度积原理、利用沉淀反应进行分离的方 法。包括沉淀、共沉淀两种方法。
一、沉淀法 常量组分的分离 ① 将欲测组分与其他组分分离、将沉淀过ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、 洗涤、烘干，称重，算含量，即重量分析法； ② 将干扰组分以微溶化合物的形式沉淀出来与 待测组分分离。 痕量分析中沉淀法仅用于常量—痕量组分的分
▪ 共沉淀现象可以使一些不析出沉淀的痕量组 分夹杂于沉淀之中，载带下来，从而为测定它 们创造良好条件。
▪ 该法在分离和富集痕量组分中用得较多。
举例：
测1ug/L Pb，浓度低，难直接测定，可采用 共沉淀法富集。
取1000 mL水，将其调至微酸性。加Hg2+，通 入H2S气体，生成HgS沉淀，将Pb共沉淀下来，然 后用2mL酸将沉淀溶解后测定，此时，Pb浓度提 高了500倍，HgS称为载体也叫捕集剂。
离，即除去对痕量组分有干扰的样品主要成分。
沉淀条件选择的原则是：使相当量的主要干 扰组分沉淀完全，而后继测定的痕量组分不会 因为共沉淀而损失。
如：
▪ 使主要成分铅与痕量组分Ag、As、Cd、Cr、 Cu等分离（加硫酸）。
▪ 高纯银中痕量组分Co、Ni、Cd、Cu分离 （加硝酸）
二、共沉淀法
▪ 在含有痕量物质和另一常量物质的溶液中， 当常量物质沉淀时，痕量物质自溶液转移到固 相的现象，称为共沉淀现象。
D
A有 A水
＝ c A cA
有 水
▪
当萃取过程中没有副反应发生时，分配系
数KD与分配比D是一样的，此时KD=D。
▪
当有副反应发生时，分配比大，指被萃溶
质A在有机相的浓度高，水相中的浓度小。
▪
萃取分离中，一般要求分配比＞10。分配
比反映萃取体系达到平衡时的实际分配情况，
具有较大的实用价值。
▪
但分配比不能直接表示萃取的完全程度。
▪ 为了达到分离的目的，不仅要求目标物质A 具有高的萃取效率，而且要求与共存组分间具 有良好的分离效果，用分离系数β表示：
DA
DB
如果β＝1，即DA＝DB，表明A和B不能分离； 如果β＞1或β＜1，即DA＞DB或DA＜DB，表明A 和B可以分离，β值越大或越小，分离效果越好。
▪ 第二类：可形成正盐的载体，如甲基紫、甲基 蓝等。它们在水中带正电荷。某些金属离子能 与中性络合剂或阴离子配位形成稳定的络阴离 子，这种络阴离子能与带相反电荷的有机载体 生成难溶性正盐而沉淀下来。
▪ 第三类：惰性载体即本身不参加反应的载体。
采用这类载体时，痕量组分先形成螯合物，它 们可随着加入的惰性载体析出时被共沉淀下来。
4、共沉淀法的特点 ▪ 操作简单，易于掌握，用于大批量
试样分析； ▪ 富集倍数高，可达103。 ▪ 缺点需过滤，洗涤等操作、比较费
时。
第三节 溶剂萃取法
（Liquid-liquid Extraction，LLE）
一、液-液萃取法
是基于物质在互不相溶的两种溶剂中分配系
数不同，而达到组分的富集与分离。物质在水 相-有机相中的分配系数(KD)可用分配定律表示：
▪ 共沉淀方法的成功与否主要取决于载体的选择。
选样载体所要考虑的因素
▪ 生成的沉淀易过滤、易洗涤、易离心 ▪ 易溶于酸成其他溶剂 ▪ 具有大的比表面积，表面吸附的效率高 ▪ 不干扰待测组分的分析过程，或易于灼烧、蒸
馏除去。 载体可分为无机载体和有机载体两大类。
1、无机载体
Fe(OH)3、Al(OH)3、Ga(OH)3、 Mg(OH)2 、 MnO(OH)2、硫化物等。