分析化中常用的分离和富集方法

第八章分析化学中常用的分离和富集方法

在实际工作中，遇到的样品往往含有多种组分，进行测定时常常发生干扰，不仅影响结果的准确度，甚至无法测定，为了消除干扰，比较简单的方法是控制分析条件或加入掩蔽剂。但很多情况仅此不够，必须把待测组分与干扰组分分离，有时为了测定试样中痕量组分，在进行分离的同时，也进行必要的浓缩和富集。以保证分析结果的准确度。

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。

待测组分的回收率：

对于常量组分 (>1%) ： R T>99% ( 接近 100%)

对于微量组分： R T>90%

常见的分离方法： 1 ．沉淀分离

2 ．萃取分离

3 ．离子交换分离

4 ．色谱分离

5 ．气浮分离

6 ．挥发和蒸馏分离

第一节沉淀分离法

沉淀分离是利用沉淀反应进行分离的方法。根据难溶化合物的溶解度不同，利用沉淀反应进行分离，在试液中加入适当沉淀剂，使待测组分沉淀出来或将干扰组分沉淀除去。从而达到分离的目的。

它主要有：无机沉淀剂沉淀分离法

有机沉淀剂沉淀分离法

共沉淀分离法。

( 还有均相沉淀法 )

一、无机沉淀剂沉淀分离法

无机沉淀剂沉淀分离法很多，形成沉淀的类型也很多，本书只对M (OH ) n ↓和硫化物沉淀简单介

绍.

例如： Fe(OH)3，，当 [时，刚析出沉淀时pH ≥ 2.18 ；沉淀完全时pH ≥ 3.51 。因此，氢氧化物是否能沉淀完全，取决于溶液的酸度。

NaOH Fe(OH)3

沉淀剂： NH3·H2O → Mg(OH)2WO3 xH2O 等

ZnO 等 SiO2·xH2O

两种离子是否能借M(OH)n↓ N(OH)n↓ ( 氢氧化物沉淀 ) 完全分离，取决于它们溶解度的相对大小

表 8-1 是假定开始时=0.01mol/L ，残留浓度mol/L( 沉淀完全 ) 时，部分氢氧化物的 pH ( 由 KSP 计算出来的 ), 此数值仅供参考。实际上，为了使某种离子沉淀完全所需 pH 往往比表中所列数据略高。

如： Fe(OH)3沉淀完全实际在4 以上，而不是 3.5 。

当然，并非 pH 愈高愈好，许多两性物质在高 pH 下要溶解。主要原因是沉淀的溶解度因沉淀条件不同而改变。K SP与 K aP有差别。 K SP是稀溶液中无其它离子时的溶度积。实际由于其它离子存在，应用 K aP。

M(OH) n ↓沉淀分离常用下列试剂控制 pH

① NaOH 溶液：控制pH ≥ 12 ，以 NaOH 为沉淀剂，实现两性金属离子与非两性金属离子的分离，只有 Ca(OH)2、Sr(OH)2等才部分沉淀，两性金属，非金属离子留在溶液中。

此法加 NH4Cl 其作用：

A 、控制 pH (8 ～ 9) 防止生成 Mg(OH)2沉淀与减小 Al(OH)3溶解。

B 、利用大量作平衡离子，减少 M(OH) n↓对其它的吸附。

C 、 NH4Cl 是电解质，促使胶体沉淀凝聚。

③ 有机碱：六次甲基四胺、吡啶、苯胺和 NaAc 等与其共轭酸组成缓冲体系控制一定的 pH 。

如：六次甲基四胺加入到酸性溶液中，生成六次甲基四胺盐，可控制 pH=5 ～ 6 ，常用于：

④ ZnO 悬浊液：

当加 ZnO 悬浮液于酸性溶液中， ZnO 溶解使达到一定值。溶液的 pH 值为一定常数。

例：=0.1mol/L 时

当改变时， pH 值改变极其缓慢，利用 ZnO 悬浮液控制 pH=5.5 ～ 6.5

除 ZnO 悬浮液外，其它微溶性碳酸盐，或氢化物的悬浮液，如： BaCO3 、 CaCO3 、 PbCO3 、 MgO 等也有同

样作用，但控制的 pH 略有不同。

特点：氢氧化物↓分离法选择性较差，共沉淀现象严重，为此，沉淀在较浓的热盐溶液中进行→“小体积沉淀”。

2 ．硫化物沉淀分离法：利用硫化物溶解度的差异而进行的沉淀分离。

能生成硫化物↓约四十种，由于其 S 悬殊，可控制来使硫化物↓分离。

与 pH 有关，因此控制 pH 来进行硫化物分离。

实际际上把硫化物分成：

0.3mol/L HCl 中沉淀

氨性溶液中沉淀两大组，详见定性分析。

硫化物沉淀选择性差，吸附严重。

二、有机沉淀剂沉淀分离法

3 ．形成三元络合物沉淀

被沉淀组分与两种不同的配体形成三元络合物。这是泛指沉淀的组分和两种的配体形成三元络合物和三元离子缔

合物。

如：在 HF 中硼与二安替比林甲烷及其衍生物生成的三元离子缔合物——RBF4 ↓。

三、共沉淀分离法。

共沉淀现象，由于沉淀的表面吸附作用、混晶或固溶体的形成、吸留或包夹等原因引起的。在重量分析中由于共沉淀现象的发生 , 使所得沉淀混有杂质 , 因而应设法消除 , 但在分离中却利用共沉淀分离与富集痕量组

分。

如水中痕量，由于其浓度太小不能生成HgS↓，若加入适量，再用作沉淀剂，则以 CuS( 共沉淀剂 ) 为载体，可使痕量 HgS 沉淀而富集。

共沉淀分离富集主要有三种情况：

1 ．利用吸附作用进行共沉淀分离：

利用一些微溶 ( 常采用颗粒较小的无定形沉淀或凝乳状沉淀 ) 沉淀的吸附作用，将痕量组分的沉淀富集起来，

使其与共沉淀剂一起共沉淀下来的一种分离方法。

如：铜中微量 Al ，氨水不能使生成↓，若加入适量，则利用生成的 Fe(OH)3为载体，可使微量 Al(OH)3

共沉淀分离。

2 ．利用生成混晶进行共沉淀分离

利用晶格相同，使之生成混晶而进行分离的一种分离方法。

如：痕量镭：可用 BaSO4作载体，生成 RaSO4～ BaSO4混晶，又如： SrCO3～CdCO3。

3 ．利用有机共沉淀剂进行共沉淀分离。

利用有机试剂来富集分离微量组分的一种共沉淀分离方法。有机共沉淀的作用机理与无机共沉淀剂不同，它不是利用共沉淀剂的表面吸附或混晶把微量元素带下来，而是利用“固体溶解” ( 固体萃取 ) 的作用，即微量元素

的沉淀溶解在共沉剂之中被带下来。

如：富集痕量，可在酸性条件下加入大量和甲基紫 (MV) 。在此条件下， MV 发生质子化生成，可与形成离子缔合物沉淀 [] ，该沉淀为载体。可将与形成的