第11章分析化学中常用的分离和富集方法-文档
分析化学中常用的分离和富集方法
分析化学中常用的分离和富集方法1.蒸馏法：蒸馏是根据溶液中各组分的沸点差异来进行分离的方法。
通过加热混合液体使其汽化，然后再冷凝收集汽化物，从而分离不同沸点的组分。
蒸馏法适用于溶液中的挥发性组分富集和纯化。
2.萃取法：萃取是利用两种或多种不相溶液体的亲和性差异将待分析的组分从混合体系中转移到单一溶剂中的分离方法。
常见的有液液萃取和固相萃取。
萃取法适用于挥发性差异较小的物质分离。
3.结晶法：结晶是根据物质在溶液中的溶解度差异来进行分离的方法。
通过逐渐降低溶解度使其中一种或几种溶质结晶出来，从而实现分离和富集。
结晶法适用于固体组分富集和纯化。
4.洗涤法：洗涤是通过溶解或稀释洗涤剂来将带有目标分子的样品与杂质分离的方法。
洗涤法适用于固态、液态和气态混合物中分离和富集。
5.离子交换法：离子交换是通过离子交换树脂的吸附作用来分离和富集组分的方法。
树脂上的离子可与溶液中的离子发生交换，从而实现目标组分的富集。
离子交换法适用于溶液中离子的分离和富集。
6.气相色谱法：气相色谱是一种利用气相色谱柱对待分析物进行分离的方法。
根据化合物在不同固定相上的吸附特性差异进行分离和富集。
气相色谱法适用于气态和挥发性物质的分离和富集。
7.液相色谱法：液相色谱是一种利用液相色谱柱对待分析物进行分离的方法。
根据待分析物在流动相和固定相之间的分配系数差异进行分离和富集。
液相色谱法适用于液态和溶液中的分离和富集。
8.电泳法：电泳是一种利用电场对待分析物进行分离和富集的方法。
根据待分析物在电场中的迁移速度差异来分离和富集。
电泳法适用于溶液中离子和带电粒子的分离和富集。
以上是常见的分离和富集方法，每一种方法在不同场合的适应性和分离效果各有差异。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的方法。
不同的分析问题可能需要结合多种方法的优势来达到理想的分析结果。
第十一章分析化学中常见的分离和富集方法_53364
（1）无机共沉淀剂
表11-6共沉淀中常用的无机载体
共沉淀方式 氢氧化物 载体 Fe（OH）3或 Al（OH）3 CuS 硫化物 吸附共沉淀 PbS 共沉淀的离子或化合物 Be2+、Ti（IV）、Zr（IV）、 Sn（IV）、Cr3+、Co2+ 、Ni2+ 、 Zn2+、Mn2+、ASO43-、PO43Pb2+、Ni2+ 、Cd2+、Ag+、Bi3+、 Zn2+、Hg2+ Cu2+、Ni2+ 、Hg2+、Cd2+、Ag+、 Bi3+、Zn2+
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 富集为 c = 1 ~ 3 g / L c = 100 ~ 200 g / L
难以测定 可以测定
分离效果
分离富集方法简单
干扰成分减少至不再干扰 待测组分有效回收 Recovery 样品中的待测组 分含量是未知的 如何测量回收率
As Se Te Sb Sn
Hg
AsH3
AsCl3、AsBr3（ Se、Te、 Sb、Sn） 单质 HgCl2
Zn+ H2SO4
HCl（HBr）+ H2SO4加热蒸馏 H2SO4+还原剂（如SnCl2）通气 浓HCl蒸干或通Cl2气入H2SO4溶液 中（>300C） HCl+HClO4煮沸
微量As的测定
例：8-羟基喹啉-CHCl3对Al 3+ 的萃取
N Al(H2O)63+ + 3 OH O N Al
分析化学中常用的分离和富集方法
分析化学中常用的分离和富集方法分析化学作为一门研究物质组成和性质的科学，其中常用的分离和富集方法起着至关重要的作用。
分离和富集方法可以将需要分析的目标物质从复杂的混合物中分离出来，提高分析的灵敏度和准确度。
本文将介绍常用的分析化学分离和富集方法，包括溶剂萃取、固相萃取、薄层板法和气相色谱。
溶剂萃取是一种常见的分离和富集方法。
它基于物质在不同溶剂中的溶解度差异来实现分离。
常用的溶剂包括醚类、酯类和芳烃类。
溶剂萃取可以根据目标物质的亲水性或疏水性进行选择，有效地将目标物质从样品中富集。
例如，对于水样中的有机污染物分析，可以使用非极性的有机溶剂进行富集，如二氯甲烷、正己烷等。
溶剂萃取方法操作简便，成本较低，已广泛应用于环境监测和食品安全等领域。
固相萃取是一种利用固相吸附材料对目标物质进行富集的方法。
固相萃取通常以固相萃取柱或固相萃取膜的形式存在。
固相萃取材料多为具有特定化学性质的固体材料，如聚苯乙烯、聚二氟乙烯、硅胶等。
富集过程中，样品通过固相萃取材料，目标物质被吸附在固相上，其他杂质被去除，从而实现分离和富集。
固相萃取方法具有选择性好、灵敏度高的特点，广泛应用于环境、生物医药、食品和化学等行业的样品前处理中。
薄层板法是一种常用的分析化学分离技术，广泛应用于天然产物和化学成分分析中。
薄层板法利用了化学物质在不同极性固体支持物上的吸附和分配性质。
分离过程中，样品溶液在薄层板上扩展，不同成分因溶液中的分配系数不同而在薄层板上分离出来。
随后，可以通过显色剂、紫外灯或其他检测手段进行成分的定性分析或定量测定。
薄层板法操作简单、迅速，结果直观，已成为化学分析中不可或缺的手段之一。
气相色谱是一种基于物质在气相中分配系数的分离技术，被广泛应用于挥发性有机物的分析。
在气相色谱中，样品经过蒸发器的加热，被气体载气（如氮气或氦气）带入色谱柱进行分离。
色谱柱内填充有具有特定性质的固体或液体填料，目标物质通过填充物与载气发生相互作用，从而实现分离。
分析化学中的分离与富集方法
分析化学中的分离与富集方法
1.蒸馏法：根据不同物质的沸点差异进行分离和富集。
常用的蒸馏方
法有常压蒸馏、减压蒸馏、水蒸气蒸馏等。
2.萃取法：利用两种或多种溶剂相互不溶的特性，将目标物质从混合
物中转移到溶剂中，从而达到分离和富集的目的。
典型的例子有固-液萃
取和液-液萃取。
3.变温结晶法：根据不同物质溶解度随温度变化的规律，通过调节温
度使目标物质结晶，从而将其与其他组分分离。
4.气相色谱法：利用物质在固定相和流动相之间的分配系数差异，以
气态物质的流动为介质，将目标物质从混合物中分离并富集。
1.沉淀法：通过在混合物中加入沉淀剂，使得目标物质与沉淀剂反应
生成不溶性沉淀，从而分离富集目标物质。
这种方法常用于分离金属离子。
2.化学还原法：通过还原剂将目标物质转化为不溶性化合物，从而使
其与混合物分离。
例如，将有机污染物还原为不溶性沉淀。
3.化学萃取法：利用目标物质与萃取剂之间的化学反应进行分离。
例如，萃取剂选择性地与目标物质发生络合反应，形成可溶性络合物，从而
将其与其他组分分离。
4.吸附分离法：通过吸附剂对目标物质的选择性吸附将其从混合物中
分离。
主要有固相萃取、层析和磁性吸附等方法。
以上仅是分析化学中常用的一些分离与富集方法，实际应用中还有很
多其他方法，如超临界流体萃取、电分离、膜分离等。
在实际的分析过程
中，要根据混合物的性质和目标物质的特点选择合适的方法，并合理优化条件，以提高分离效果和分析结果的准确性。
分析化学_分析化学中常用的分离和富集方法
分析化学_分析化学中常用的分离和富集方法分析化学是研究物质的组成、结构和性质的一门学科。
在分析化学中，为了检测和测定分析对象中微量或痕量的目标物质，常常需要使用分离和富集方法，以提高目标物质的检测灵敏度。
1.搅拌萃取：搅拌萃取是一种常见的分离和富集方法。
通过将样品与其中一种有机溶剂反复搅拌混合，使目标物质从水相转移到有机相中，从而实现分离和富集。
该方法适用于目标物质在水相和有机相之间有较大的分配系数差异的情况。
2.相间萃取：相间萃取是指根据目标物质在两相中的分配差异进行分离和富集的方法。
常见的相间萃取方法包括液液萃取、固相微萃取和液相萃取等。
相间萃取通常需要将样品与萃取剂反复摇匀并分离两相，以实现目标物质的富集。
3.固相萃取：固相萃取是指使用固定在固相萃取柱或固相萃取膜上的吸附剂来对目标物质进行分离和富集的方法。
固相萃取方法具有操作简单、富集效果好、适用范围广等优点，常用于分析化学中的前处理过程。
4.蒸馏：蒸馏是指通过加热使液体汽化，然后冷凝收集汽化液体的方法。
蒸馏可以实现液体的分离和富集，适用于目标物质在样品中的浓度较低且需高度富集的情况。
5.色谱分离：色谱分离是一种基于目标物质在不同相之间的分配差异进行分离的方法。
常用的色谱分离方法包括气相色谱、液相色谱、固相色谱等。
色谱分离方法具有分辨率高、重复性好、操作简便等优点，广泛应用于分析化学中。
6.气相萃取：气相萃取是指利用气相萃取装置将目标物质从固体、液体或气体中分离和富集的方法。
气相萃取主要通过溶剂的蒸发和再冷凝，将目标物质从样品中富集到溶剂中，然后通过蒸发或其他方法将溶剂去除，得到目标物质。
7.凝胶电泳：凝胶电泳是一种基于目标物质的电荷、大小或形状差异进行分离和富集的方法。
常见的凝胶电泳方法包括聚丙烯酰胺凝胶电泳、聚丙烯酰胺梯度凝胶电泳等。
凝胶电泳方法具有分辨率高、富集效果好等优点，适用于复杂样品的分析。
总之，分析化学中常用的分离和富集方法有搅拌萃取、相间萃取、固相萃取、蒸馏、色谱分离、气相萃取和凝胶电泳等。
分析化学中常用的分离和富集方法
第8章 分析化学中常用的分离和富集方法8.1 概述分离和富集是定量分析化学的重要组成部分。
当分析对象中的共存物质对测定有干扰时，如果采用控制反应条件、掩蔽等方法仍不能消除其干扰时，就要将其分离，然后测定；当待测组分含量低、测定方法灵敏度不足够高时，就要先将微量待测组分富集，然后测定。
分离过程往往也是富集过程。
对分离的要求是分离必须完全，即干扰组分减少到不再干扰的程度；而被测组分在分离过程中的损失要小至可忽略不计的程度。
被测组分在分离过程中的损失，可用回收率来衡量。
1. 回收率（R ） 其定义为：%100⨯==分离前待测组分的质量分离后待测组分的质量R对质量分数为1%以上的待测组分，一般要求R >99.9%；对质量分数为0.01%~1%的待测组分，要求R >99%；质量分数小于0.01%的痕量组分要求R 为90%~95%。
例1. 含有钴与镍离子的混合溶液中，钴与镍的质量均为20.0mg ，用离子交换法分离钴镍后，溶液中余下的钴为0.20mg ，而镍为19.0mg,钴镍的回收率分别为多少？解：%0.10.2020.0 %,0.950.200.19Co Ni ====R R2. 分离因子S A/B分离因子S B/A 等于干扰组分B 的回收率与待测组分A 的回收率的比，可用来表示干扰组分B 与待测组分A 的分离程度。
%100/⨯=ABA B R R SB 的回收率越低，A 的回收率越高，分离因子越小，则A 与B 之间的分离就越完全，干扰消除越彻底。
8.2 沉淀分离法沉淀分离法是一种经典的分离方法，它是利用沉淀反应选择性地沉淀某些离子，而与可溶性的离子分离。
沉淀分离法的主要依据是溶度积原理。
沉淀分离法的主要类型如下表。
8.2.1常量组分的沉淀分离1. 氢氧化物沉淀分离大多数金属离子都能生成氢氧化物沉淀，各种氢氧化物沉淀的溶解度有很大的差别。
因此可以通过控制酸度，改变溶液中的[OH-]，以达到选择沉淀分离的目的。
分析化学中常用的分离和富集方法
蒸馏(Distillation)是利用气液平衡的原理，将组分部分汽化或部分冷凝以实现分离。其 特征是易挥发组分富集于气相，而难挥发组分富集于液相。蒸馏应注意恒沸液物质的形成。 除了简单的蒸馏技术外，还有分馏、减压蒸馏、共沸蒸馏、水汽蒸馏、萃取蒸馏、等温蒸馏 和亚沸点蒸馏等。
3
此时分配比为 D = co = (m0 − m1 ) / Vo
cw
m1 / Vw
故： m1
=
m0
⋅
Vw DVo + Vw
n
若用
Vo（ml）溶剂萃取
n
次，水相中剩余被萃取物为
mn（g）： mn
=
m0
⎡ ⎢ ⎢⎣
(
Vw DVo +
Vw
)
⎤ ⎥ ⎥⎦
4. 重要的萃取体系、萃取平衡
(1) 重要的萃取体系 a. 螯合物萃取体系
KD
=
[ A]有 [ A]水
――分配定律
KD－分配系数，只与温度有关。
分配定律适用条件：(1) 稀溶液，可用浓度代替活度；
(2) 溶质在两相中均以单一的相同形式存在，没有其他副反应。
（2） 分配比 D
c有 ＝D D－分配比。 c水
a. 当 D>1 时，说明溶质进入有机相的量比留在水中的量多。在两相中以单一形式存在，
第 11 章 分析化学中常用的分离和富集方法
教学目的： 1. 掌握各种常用分离和富集方法的原理、特点及应用； 2. 掌握复杂体系的分离与分析； 3. 分离方法的选择、无机和有机成分的分离与分析。 教学重点： 1. 回收率、分配系数、分配比、萃取百分率及计算； 2. 常量组分的沉淀分离； 3. 离子交换树脂的性质、分类，影响树脂交换性能的因素；交换、洗脱顺序； 离子交换分离法的应用； 4. 纸色谱和薄层色谱。 教学难点：萃取分离的基本原理、实验方法和有关计算。 教学内容：
11分析化学中常用的分离和富集方法
NaOH 沉淀分离法的分离情况
定量沉淀的离子 : Mg2+ Cu2+ Ag+ Au+ Cd2+ Hg2+ Ti (IV ) Zr (IV )Hf (IV ) Tb (IV) Bi3+ Fe3+ Co2+ Ni2+ Mn2+
部分沉淀的离子 Ca2+ Sr2+ Ba2+ Nb(V) Ta(V)
溶液中存在的离子 AlO2- CrO2- ZnO22- PbO22- SnO32- GeO32GaO2- BeO22- SiO32- WO42- MoO42- VO3-
2.痕量组分的共沉淀分离和富集
<1>无机共沉淀剂
a.利用表面吸附进行共沉淀 在这种方法中,常用 共沉淀剂为氢氧化物和硫化物等胶体沉淀.由于胶 体沉淀的比表面大,吸附能力强,故有利于痕量组 分的共沉淀.但这种共沉淀方法的选择性不高.
b.利用生成混晶体进行共沉淀
该方法选择性比吸附共沉淀法高.常见的混晶体 有:BaSO4-RaSO4,BaS带O4-PbSO4,MgNH4PO4MgNH4AsO4等.
<3>其它无机沉淀剂 a.硫酸 使Ca2+,Sr2+,Ba2+,Pb2+,Ra2+沉淀为硫
酸盐与其它金属离子分离. b.HF或NH4F 用于Ca2+,Sr2+,Mg2+,Th(Ⅳ),稀
土金属离子与其它金属离子分离. C.磷酸 利用Zr (Ⅳ),Hf(Ⅳ),Th(Ⅳ),Bi3+等金属
离子能生成磷酸盐沉淀而与其它离子分离.
定量沉淀的离子 Hg2+ Be2+ Fe 3 + Al3+Cr3+ Bi3+ Sb(III) Sn(IV) Mn2+ Ti(IV) Zr(IV) Hf(IV) Tb(IV) Nb(V) Ta(V) U(VI) 稀 土
第十一章 分析化学中常用的分离和富集方法
二、痕量组分的共沉淀分离和富集
在重量分析中共沉淀现象是一种消极因素，在 分离方法中，却能利用共沉现象来分离和富集微量 组分。即加入某种离子同沉淀剂生成沉淀作为载体， 将痕量组分定量地沉淀下来，然后将沉淀分离，溶 解在少量溶剂中，以达到分离和富集的目的。 例如，海水中含UO22+的量为2～3ug· -1，不能 L 将铀直接测定和沉淀分离。但可在1 L海水中，调 pH为5～6，用AlPO4 共沉淀UO22+ ，过滤洗净后， 再将沉淀物用10mL盐酸溶解。如此，既将铀从海 水中分离出来，又将铀的浓度富集了近100倍。
实际分析方法：常常有一些干扰。通常采用 掩蔽方法消除干扰。在严重干扰的情况下，必须 采用分离方法，使干扰组分与待测组分分离。
采用分离方法的同时也能对待测组分进行富 集和浓缩。
对于常量组分的分离和痕量组分的富集，总 的要求是分离要完全，即：待测组分的回收率要 符合一定要求。
表示
分离效果通常以回收率（ RA ）和分离因数（ SB/A ）
三、挥发和蒸馏分离法
依据物质挥发性的差异进行的分离法称为蒸
馏分离法。可以用于分离干扰组分，也可以使被
测组分定量分出后再测定。该方法对无机物的分 离选择性较高。
例如可控制不同的馏出温度将SiF4 、GeCl4 、 AsH3 、AsCl3 、SbCl3 等从待测体系中馏出，定量 吸收之后，选用适宜的方法再进行测定。
QA RA 0 100% QA
式中，QA是分离出来待测组分A的质量， Q0A是试样中A 的总质量。 回收率当然越高越好，实际工作中待测组分难 免会有损失。分析化学中常用加标法测定回收率。对 回收率的要求视待测组分的大小而定，如表所示。 A ﹥1% 99.9% 0.01%～ 1% 99% ～0.01% 90%-95%
第11章分析化学中常用的分离和富集方法
2024/8/2
4
d 共沸蒸馏
例如无水乙醇的制备，水和乙醇形成共沸物((95％乙醇)，b.p.=78.15℃ 加入苯形成另一共沸物(苯74％，乙醇18.5％,水7.5%) b.p.=65℃ 在65℃蒸馏, 除去水, 在68℃苯和乙醇形成共沸物(苯67.6％,乙醇32.4％) 在68℃蒸馏直到温度升高，在78.5℃能获得纯乙醇。
2024/8/2
14
如果用Vo (mL) 溶剂萃取含有mo (g) 溶质A的Vw (mL)试液， 一次萃取后，水相中剩余m1(g)的溶质A，进入有机相的溶 质A为(mo-m1) (g), 此时分配比为：
D=
cAo cAw
=
(mo-m1)/Vo m1/Vw
m1=mo[Vw/(DVo + Vw)] 萃取两次后，水相中剩余物质A为m2(g) m2=mo[Vw/(DVo + Vw)]2 …
磷酸盐沉淀
稀酸中，锆、铪、钍、铋；弱酸中, 铁、铝、铀(IV)、 铬(III)等
2024/8/2
8
有机沉淀剂
草酸: 沉淀Ca, Sr, Ba, RE, Th
铜铁试剂(N-亚硝基苯基羟铵): 强酸中沉淀Cu,Fe,Zr,Ti,Ce.Th,V,Nb,Ta等，微酸中沉 淀Al,Zn,Co,Mn,Be,Th,Ga,In,Tl等。主要用于1:9的硫 酸介质中沉淀Fe(III),Ti(IV),V(V)等与Al,Cr,Co,Ni分离
CH CH2
+
CH CH2
n
CH CH2 CHSO3HCH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2
CH CH2
SO3H
CH
SO3H
n
高分子聚合物，具有网状结构，稳定性好。在网状结构
第11章分析化学中常用的分离和富集方法
第11章分析化学中常用的分离和富集方法思考题1．在分析化学中，为什么要进行分离富集?分离时对常量和微量组分的回收率要求如何？答：在定量分析,对于一些无法通过控制分析条件或采用掩蔽法来消除干扰，以及现有分析方法灵敏度达不到要求的低浓度组分测定,必须采用分离富集方法。
换句话说，分离方法在定量分析中可以达到消除干扰和富集效果，保证分析结果的准确性，扩大分析应用范围。
在一般情况下，对常量组分的回收率要求大于99。
9％，而对于微量组分的回收率要求大于99％。
样品组分含量越低,对回收率要求也降低。
2．常用哪些方法进行氢氧化物沉淀分离？举例说明.答：在氢氧化物沉淀分离中，沉淀的形成与溶液中的［OH-]有直接关系。
因此，采用控制溶液中酸度可使某些金属离子彼此分离。
在实际工作中，通常采用不同的氢氧化物沉淀剂控制氢氧化物沉淀分离方法。
常用的沉淀剂有：a 氢氧化钠：NaOH是强碱，用于分离两性元素（如Al3+，Zn2+，Cr3+）与非两性元素，两性元素的含氧酸阴离子形态在溶液中，而其他非两性元素则生成氢氧化物胶状沉淀。
b 氨水法：采用NH4Cl—NH3缓冲溶液（pH8—9）,可使高价金属离子与大部分一、二金属离子分离.c 有机碱法：可形成不同pH的缓冲体系控制分离，如pH5-6六亚甲基胺—HCl缓冲液，常用于Mn2+,Co2+，Ni2+，Cu2+，Zn2+,Cd2+与Al3+，Fe3+，Ti（IV）等的分离。
d ZnO悬浊液法等：这一类悬浊液可控制溶液的pH值,如ZnO悬浊液的pH值约为6，可用于某些氢氧化物沉淀分离。
1193．某矿样溶液含Fe3+，A13+，Ca2+，Mg2+,Mn2+，Cr3+，Cu2+和Zn2+等离子，加入NH4C1和氨水后，哪些离子以什么形式存在于溶液中？哪些离子以什么方式存在于沉淀中？分离是否完全？答:NH4Cl与NH3构成缓冲液，pH在8-9间，因此溶液中有Ca2+，Mg2+，，Cu(NH3)42-、Zn（NH3）42+等离子和少量Mn2+，而沉淀中有Fe（OH)3，Al（OH)3和Cr（OH)3和少量Mn（OH)2沉淀。
第十一章 常用的分离和富集方法.
V水 )n 所以mn=m0( DV有 V水
m:
0
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
12
D 1, n 1时，E 50% 若 D 9，n 1时，E 90%
[微量组分] 95 要求：E% 99.5[常量组分]
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 ß n 是络合物的总形成常数
∵[M
n+ n
∵ D=CMRn(有) /CMRn(水) =[MRn]有/[MRn]水
]水 +[MRn]水︽[M
n+
n+
]水
∴[MRn]水=[M
]水
n ∴ D=[MRn]有/[M ]水= k萃 [HR]有 / [H+] n 水
(外加)
CaCO3
（共 ）
7
二、共沉淀剂 （一）无机共沉淀剂：
例:Al ,Pb ＋ Fe(OH)3 SrSO4
3+ 2+
吸附
Al3+ ＋ Fe(OH)3 Pb2+＋ SrSO4
Fe(OH)3 · Al3+
SrSO4 ·Pb2+
痕量离子 无机共沉淀剂
混晶
∵ r Sr 2+ = r Pb 2+
SrSO4 , PbSO4 晶格相同
有机沉淀剂：种类多,选择性好, 晶形好,可灼烧除去.
6
(一) 沉淀分离干扰组分（适合于常量组分分离） 例： Ba2+
（干扰）
Zn2++H2SO4
——BaSO4
11章分析化学中常用的分离和富集方法全解
D co cw
Vo m1
，m1
m0
Vw DVo Vw
Vw
若用VomL溶剂萃取n次，则水相中剩余被萃取物
mn
m0
( Vw DVo Vw
)n
E m0 mn 100% m0
例 有100mL含I2 10mg的水溶液，用90mLCCl4分别按下列情况 萃取（1）全量一次萃取（2）每次用30mL分三次萃取。求萃取 率各为多少。已知D＝85
一、萃取分离的基本原理 1、萃取过程的本质：将物质由亲水性转化为疏水性的过程 亲水性：离子型化合物，易溶于水，难溶于有机溶剂，形成 水合离子。如无机离子(含亲水基团-OH，-SO3H，-NH2…的 物质)
疏水性：共价化合物，难溶于水，易溶于有机溶剂。如许多 有机化合物，酚酞，油脂等（含疏水基团-CH3,-C2H5,苯基等）
Al3+,Au(Ⅲ),Bi3+,Co2+,Cu2+,Fe3+,Mo(Ⅵ),Pb2+,Pd2+等
Ag+,Au(Ⅲ),Bi3+,Cd2+,Co2+,Fe2+,Hg2+,Ni2+等
Ag,As(Ⅲ),Au(Ⅲ),Bi3+,Cd2+,Co2+,Cr(Ⅲ),Cu2+,Fe(Ⅲ),Hg2+,Zn2+等
2、离子缔合物萃取体系 （1）金属阳离子的离子缔合物 水合金属阳离子+适当络合剂→没有或很少配位水分子的络阳 离子 然后与大体积的阴离子缔合形成疏水性的离子缔合物
Co(NH3 )36
加NH4+作用：①控制pH＝8－9，防止Mg(OH)2↓，减少Al(OH)3 溶解②促进胶体沉淀的凝聚（电解质）③并减少沉淀对杂质的吸
常用的分离和富集方法
（三）利用惰性共沉淀剂 加入一种裁体直接与被共沉淀物质形成固溶体而沉淀下来。例如痕量的Ni2+与丁二酮肟镍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时，则析出丁二酮肟二烷酯，丁二酮肟镍便被共沉淀下来。这里裁体与丁二酮肟及螯合物不发生反应，实质上是“固体苯取”作用，则丁二酮肟二烷酯称为“惰性共沉淀剂”。
第32 讲 第十一章 常用的分离和富集方法 第一讲
(五)分离系数 在萃取工作中，不仅要了解对某种物质的萃取程度如何，更重要的是必须掌握当溶液中同时含有两种以上组分时，通过萃取之后它们之间的分离情况如何。例如A、B两种物质的分离程度可用两者的分配比DA、DB的比值来表示。 βA/B =DA/DB 式中β称为分离系数。DA与DB之间相差越大，则两种物质之间的分离效果越好，如果DA和DR很接近，则β接近于1，两种物质便难以分离。因此为了扩大分配比之间的差值，必须了解各种物质在两相中的溶解机理，以便采取措施，改变条件，使欲分离的物质溶于一相，而使其他物质溶于另一相，以达到分离的目的。
第32 讲 第十一章 常用的分离和富集方法 第一讲
(2)溶液酸度的控制 溶液的酸度越小，则被萃取的物质分配比越大，越有利于萃取。但酸度过低则可能引起金属离子的水解或其他干扰反应发生。因此应根据不同的金属离子控制适宜的酸度。 例如，用双硫腙作螯合剂，用CCl4从不同酸度的溶液中萃取Zn2+时，萃取Zn2+pH值必须大于6.5，才能完全萃取，但是当pH值大于10以上，萃取效率反而降低，这是因为生成难络合的ZnO22+所致，所以萃取Zn2+最适宜的pH范围为6.5-10之间。
如果在分离时，是为了将物质与物质分离开来。则希望两者分离得越完全越好，其分离效果可用分离因数SB/A表示。院 SB/A=RB/RA 式中： SB/A表示分离的完全程度。在分离过程中，SB/A越小，分离效果越好。对常量组分的分析，一般要求SB/A≤10-3；对痕量组分的分析，一般要求SB/A=10-6左右。 11-2 沉淀分离法 一、常量组分的沉淀分离 沉淀分离法是利用沉淀反应使被测离子与干扰离子分离的一种方法。它是在试液中加入适当的沉淀剂，并控制反应条件，使待测组分沉淀出来，或者将干扰组分沉淀除取，从而达到分离的目的。在定量分析中，沉淀分离法只适合于常量组分而不适合于微量组分的分离。
第 11 章 分析化学中常用的分离与富集方法
[ MR n ]o é H + ù w é R - ù w ë û ë û [ MR n ]o [ HR ]n w
n
n
K D ( MRn ) { Ka ( HR )} b K D ( MRn ) {Ka ( HR )} = = n n n 1 é M n + ù é R - ù [ HR ]n {K D ( HR )} K D ( HR )} { ë û w ë ûw o b n [ MR n ]w [ HR ]w
第 11 章 分析化学中常用的分离与富集方法
3+ 3+ 1. 解： （1）由于剩余的 Fe 为 0.01%，所以[Fe ]=0.002×0.0001=2×10-6mol/L 3+ 3 10.53 Ksp=8×10-38=[Fe ][OH ] , [OH ]=10 , PH=3.53 2+ 2+ 2 2 (2) 若为 Fe 时，则 Ksp=8×10-16=[ Fe ][OH ] =2×10-6×[OH ] , 4.7 [OH ]=10 PH=9.30 + 2+ 4 若有 FeOH 时，αFe(OH)=cFe/[ Fe ]=1+β[OH ]=1+10 [OH ] -16 2+ 2 2 代入得：Ksp=8×10 =[ Fe ][OH ] = cFe×[OH ] /αFe(OH) 5 解得 [OH ]=2.21×10 ，PH=9.34 n 3. 解：由公式 mn=mo[VW/(DVO+VW)] 计算得： 萃取一次后，m1=10×[1/(99+1)]=0.1mg 萃取二次后，m2=0.001mg 转入有机相的质量为：100.0001=9.999mg 3+ 因为 D=99， 所以反萃取率为 1%， 故水洗时 Fe 的损失为： 9.999×1%=0.1mg
常用的分离和富集方法
▪
▪
有机碱法 六次（亚）甲基四胺 pH＝5-6
ZnO悬浮液法 pH＝6
表
部分氢氧化物沉淀条件 各种金属离子氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的 pH 值
氢氧化物 溶度积 KSP 开始沉淀时 的 pH 值 [M+]=0.01 mol·L-1 沉淀完全时 的 pH 值 [M+]=0.01 mol·L-1
Sn(OH)4 TiO(OH)2 Sn(OH) 2 Fe(OH) 3 Al(OH) 3 Cr(OH) 3 Zn(OH) 2 Fe(OH) 2 Ni(OH) 2 Mn(OH) 2 Mg(OH) 2
1×10-57 1×10-29 1×10-27 1×10-38 1×10-32 1×10-31 1×10-17 1×10-15 1×10-18 1×10-13 1×10-11
0.5 0.5 1.7 2.2 4.1 4.6 6.5 7.5 6.4 8.8 9.6
1.3 2.0 3.7 3.5 5.4 5.9 8.5 9.5 8.4 10.8 11.6
SB / A
RB RA
式中： SB/A表示分离的完全程度。SB/A越小，分离效果 越好。 对分离因数的要求：
▪
▪
常量组分，SB/A≤10-3；
痕量组分的分析，SB/A=10-6左右。
四、常用分离方法
1)沉淀分离法 ▪ 传统分离方法。采用沉淀剂，液-固分离。 2)溶剂萃取分离法 ▪ 被分离物质由一液相转入互不相溶的另一液相的过程；
▪ 液-液两相；互不相溶。
▪ 超临界萃取。
3) 离子交换分离法
▪ 通过带电荷溶质与固体(或液体)离子交换剂中可交换 的离子进行反复多次交换而达到分离。 4) 膜分离技术
▪ 发展较快的一种分离方法； ▪ 模拟生物过程； ▪ 利用半透膜（高选择性）淡化海水。 5) 色谱分离方法 ▪ 柱层析；制备型气相色谱；制备型液相色谱；
第十一章 分离与富集
100％
V 水/V 有越小， E 越大。
D 100％ V水 D V有 是衡量萃取效果的一个重要指标。
＝
c有 V水 ＋ c水 V有
100％
5. 少量多次原则
mn m0[
V水 ]n DV有 V水
2. 分类 利用有机共沉淀剂进行分离和富集的作用，大致可分为三种类型。 1. 利用胶体的凝聚作用 例如 H2WO4 在酸性溶液中常呈带负电荷的胶体，不易凝聚，当加入有机共沉淀剂辛可宁， 它在溶液中形成带正电荷的大分子， 能与带负电荷的钨酸胶体共同凝聚而析出， 可以富集微 量的钨。 常用的这类有机共沉淀剂还有丹宁、动物胶，可以共沉淀钨、银、钼、硅等含氧酸。 2. 利用形成离子缔合物 有机共沉淀剂可以和一种物质形成沉淀作为载体，能同另一种组成相似的由痕量元素 和有机沉淀剂形成的化合物生成共溶体而一起沉淀下来。例如在含有痕量 Zn2+的弱酸性溶 液中，加入 NH4SCN 和甲基紫，甲基紫在溶液中电离为带正电荷的阳离子 R+，其共沉淀反 应为： R+ + SCN- ＝RSCN↓(形成裁体) Zn2+ + SCN- ＝Zn(SCN)422R+ + Zn(SCN)42+ ＝R2Zn(SCN)4（形成缔合物） 生成的 R2Zn(SCN)4 便与 RSCN 共同沉淀下来。沉淀经过洗涤、灰化之后，即可将痕量 的 Zn2+富集在沉淀之中，用酸溶解之后即可进行锌的测定。 3. 利用惰性共沉淀剂 加入一种裁体直接与被共沉淀物质形成固溶体而沉淀下来。 例如痕量的 Ni2+与丁二酮肟镍螯合物分散在溶液中，不生成沉淀，加入丁二酮肟二烷酯 的酒精溶液时，则析出丁二酮肟二烷酯，丁二酮肟镍便被共沉淀下来。 这里裁体与丁二酮肟及螯合物不发生反应，实质上是“ 固体苯取”作用，则丁二酮肟二烷 酯称为“惰性共沉淀剂”。 三、生物大分子的沉淀分离和纯化 盐析法：用于各种蛋白质和酶的分离。 有机溶剂沉淀法：用于蛋白质和酶、多糖、核酸以及生物小分子的分离。 选择性变性沉淀法：用于除去某些不耐热的和在一定 pH 下容易变性的杂蛋白。 等电点沉淀法:用于氨基酸、蛋白质及其他两性物质的沉淀，多与其他方法结合使用。 (一)盐析法 盐析：在溶液中加入中性盐使生物大分子沉淀析出的过程。 突出的优点：成本低、操作简单、安全；对许多生物活性物质具有稳定作用； 常用的中性盐：硫酸铵、硫酸钠和氯化钠等。 影响盐析的主要因素：蛋白质浓度、pH、离子强度和温度等。 （二）有机溶剂沉淀法 优点： 分辨能力比盐析法高； 沉淀不用脱盐， 易于过滤； 在生化制备中应用比盐析法广泛。 缺点：对具有生物活性的大分子容易引起变性失活。 影响沉淀效果的因素：温度、试样的浓度、pH、离子强度、盐浓度等。 对蛋白质和多糖：盐浓度不超过 5%。 （三）选择性变性沉淀法 1. 热变性 方法最简便， 不需消耗任何试剂， 但分离效果较低。 通常用于生物大分子的初期分离纯化。 2. 选择性酸碱变性 使杂蛋白变性沉淀，通常在分离纯化流程中附带进行的一个分离纯化步骤。 （四）等电点沉淀法
分析化学中常用的分离和富集方法
分析化学中常用的分离和富集方法要求：了解分析化学中常用的分离方法；理解萃取分离法的基本原理、萃取条件的选择及主要的萃取体系；掌握分配比、分配系数和萃取率的计算；掌握各种色谱法分离的机理。
了解一些新的分离富集方法。
一、概述在分析中对分离的要求是，干扰组分应减少到不再干扰被测组分的测定，被测组分在分离过程中损失要小到可以忽略不计。
后者常用回收率来衡量。
%100⨯=原来所含待测组分质量质量分离后待测的待测组分回收率回收率越高越好，不同体系对回收率的要求不一。
二、沉淀分离法沉淀分离法是一种经典的分离方法，它是利用沉淀反应有选择地沉淀某些离子，而其他离子则留在溶液中，从而达到分离的目的。
常用方法有：常量组分的沉淀分离（氢氧化物沉淀分离：氢氧化钠法、氨水法、有机碱法、ZnO 悬浊液法；硫化物沉淀分离；利用有机沉淀剂进行分离；其他无机沉淀剂），痕量组分共沉淀分离和富集（无机共沉淀剂；有机共沉淀剂）。
三、挥发和蒸馏分离法挥发和蒸馏分离法是利用物质的挥发性的差异进行分离的一种方法，可以用于除去干扰组分，也可以使被测组分定量分出后再测定。
在无机物中，具有挥发性的物质并不多，因此这种方法选择性较高。
四、液—液萃取分离法1.萃取分离的原理：利用与水不相混溶的有机溶剂同试液一起震荡，一些组分进入有机相，另一些留在水相中，达到分离富集的目的。
2. 分配比和分配系数3. 萃取百分比%100⨯=被萃取物质的总量的总量被萃取物质在有机相中E即%100/00000⨯+=+=V V D D V C V C V C E w ww[] [::]D organic w aterO O D w wA A A c K D K A c D ==分配系数分配比ww V DV V m m +⋅=001若用0V （mL ）溶剂，萃取n 次，水相中剩余被萃取物为m n （g ），则DV DV V m m nw w n )]/([00+=，查表得出同量的萃取剂，分几次萃取的效率比一次萃取的效率高，但增加萃取次数会影响工作效率。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
17.04.2021
6
d 共沸蒸馏
例如无水乙醇的制备，水和乙醇形成共沸物((95％乙醇)，b.p.=78.15℃ 加入苯形成另一共沸物(苯74％，乙醇18.5％,水7.5%) b.p.=65℃ 在65℃蒸馏, 除去水, 在68℃苯和乙醇形成共沸物(苯67.6％,乙醇32.4％) 在68℃蒸馏直到温度升高，在78.5℃能获得纯乙醇。
铜试剂 (二乙胺基二硫代甲酸钠，DDTC) 沉淀Cu,Cd,Ag,Co,Ni,Hg.Pb.Bi,Zn等重金属离子，与 稀土、碱土金属离子及铝等分开
17.04.2021
11
2 痕量组分的富集和共沉淀分离
无机共沉淀剂进行共沉淀
利用表面吸附进行痕量组分的共沉淀富集, 选择性 不高。共沉淀剂为Fe(OH)3, Al(OH)3等胶状沉淀, 微 溶性的硫化物，如Al(OH)3作载体共沉淀Fe3 +,TiO2+; HgS共沉淀Pb2+
利用生成混晶进行共沉淀，选择性较好，如硫酸铅 -硫酸鋇，磷酸铵镁-砷酸铵镁等
有机共沉淀剂进行共沉淀
利用胶体的凝聚作用进行共沉淀, 如动物胶、丹宁 离子缔合共沉淀，如甲基紫与InI4-。 利用“固体萃取剂”进行共沉淀，例 1-萘酚的乙醇溶
液中，1-萘酚沉淀，并将U(VI)与1-亚硝基-2-萘酚的螯 合物共沉淀下来。
17.04.2021
12
11.4萃取分离法
1.萃取分离机理
相似相溶 带电荷的物质亲水，不易被有机溶剂萃取 可溶的呈电中性的物质疏水易为有机溶剂萃取
镍(II) ＋丁二酮肟 丁二酮肟-镍(II) ‖ CHCl3
带电荷,亲水 萃取剂
电中性,疏水
萃取溶剂
17.04.2021
13
萃取过程的本质
根据物质对水的亲疏性不同，通过适当的处理将物质从水 相中萃取到有机相，最终达到分离 亲水性物质：易溶于水而难溶于有机溶剂的物质。 如：无 机盐类，含有一些亲水基团的有机化合物 常见的亲水基团有一OH，一SO3H，一NH2，=NH 等 疏水性或亲油性物质：具有难溶于水而易溶于有机溶剂的 物质。如：有机化合物 常见的疏水基团有烷基如一CH3，一C2H3，卤代烷基，苯基、 萘基等 物质含疏水基团越多，相对分子质量越大，其疏水性越强。
e 萃取蒸馏(extractive distillation)
例由氢化苯(80.1℃)生成环己烷(80.8℃)时,一般的蒸馏不能分离，加入 苯胺(184℃)与苯形成络合物，在比苯高的温度沸腾，从而分离环己烷
17.04.2021
7
11.3 沉淀分离
1 常量组分的沉淀分离
氢氧化物沉淀
NaOH法
可使两性氢氧化物(Al,Ga,Zn,Be,CrO2,Mo,W,GeO32-, V, Nb,Ta ,Sn,Pb等)溶解而与其它氢氧化物(Cu, Hg, Fe, Co, Ni, Ti. Zr, Hf, Th, RE等)沉淀分离
控制酸度，溶液中[S2-]不同，根据溶度积，在不同酸 度析出硫化物沉淀, As2S3, 12M HCl; HgS,7.5M HCl; CuS, 7.0M HCl; CdS, 0.7M HCl; PbS, 0.35M HCl; ZnS, 0.02M HCl; FeS, 0.0001M HCl; MnS,0.00008 M HCl
17.04.2021
14
2 分配定律、分配系数和分配比
分配系数: 有机溶剂从水相中萃取溶质A，若A在
两相中的存在形态相同，平衡时，在
有 机 相 的 浓 度 为 [A]o, 水 相 的 浓 度 为 [A]w 之比，用KD表示。
分配定律
KD=
[A]o [A]w
分配比: 物质A在两相中可能存在多种形态，在两相 中的各形态浓度总和(c)之比，用D表示。
氨水-铵盐缓冲法
控制pH值8～10，使高价离子沉淀(Al, Sn等), 与一、二价 离子(碱土金属，一、二副族)分离
ZnO悬浊液法
控制pH＝6, 定量沉淀pH6以下能沉淀完全的金属离子
有机碱法
六次甲基四胺，吡啶，苯胺等有机碱与其共轭酸组成溶液
控制溶液的pH值
17.04.2021
8
硫酸盐沉淀
硫酸作沉淀剂，浓度不能太高，因易形成MHSO4盐 加大溶解度, 沉淀碱土金属和Pb2+, CaSO4溶解度大，加 入乙醇降低溶解度。
磷酸盐沉淀
稀酸中，锆、铪、钍、铋；弱酸中, 铁、铝、铀(IV)、 铬(III)等
17.04.2021
10
有机沉淀剂
草酸: 沉淀Ca, Sr, Ba, RE, Th
铜铁试剂(N-亚硝基苯基羟铵): 强酸中沉淀Cu,Fe,Zr,Ti,Ce.Th,V,Nb,Ta等，微酸中沉 淀Al,Zn,Co,Mn,Be,Th,Ga,In,Tl等。主要用于1:9的硫 酸介质中沉淀Fe(III),Ti(IV),V(V)等与Al,Cr,Co,Ni分离
卤化物沉淀
氟化稀土和与Mg(II), Ca(II), Sr(II), Th(IV)氟化物沉淀， 冰晶石法沉淀铝 在pH＝4.5 Al(III)与NaF生成（NaAlF6)法沉淀 分离Al(III),与Fe(III),Cr(III),Ni(II),V(V)Mo(VI)等分离
17.04.2021
9
硫化物沉淀
回收率：
实验方法：加标法测量
分离后待测组分的质量 回收率= ————————————100%
原有试样中待测组分的量
要求：待测组分含量不同对回收率的要求也不相同
质 量 分 数大 于 1 ％0 ． 0 1 ％ 一 1 ％ 低 于 0 ． 0 1 ％ 回 收 率 9 9 ． 9 ％ 9 9 ％ 9 0 ％ 一 9 5 ％
17.04.2021
D=
cAo cAw
=
[A1]o+[A2]o+…+[An]o [A1]w+[A2]w+…+[An]w
15
3 萃取率 萃取率用于衡量萃取的总效果，用E表示
17.04.2021
4
11.2 气态分离法
1 挥发与升华 挥发：固体或液体全部或部分转化为气体的过程
升华: 固体物质不经过液态就变成气态的过程
17.04.2021
5
a 常压蒸馏
2 蒸馏
b 水蒸气蒸馏
如果一溶液的组成在它的沸点分解，必须减压蒸馏或水蒸汽蒸馏， 水蒸气蒸馏的那些化合物须不与水混溶
c 减压和真空蒸馏