分析化学中的分离与富集方法

D
E
100%
D V水
相比: R Vw /Vo E D 100%
V有
DR
V水 V有
一定时，D增大，E%增大
D一定时，V有增大，E%增大，但效果不显著
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若有机相的体积一定，而一次萃取又达不到预期的 萃取效率时，用分批多次萃取的方法可使萃取率大 大提高。
pH 6
cM10-5molL-1 沉淀完全 c百度文库10-5molL-1未被沉淀
8
无机沉淀剂分离法（2）
氢氧化物沉淀（2）
OH- 分离两性（Zn、Pb、Sn、Al）与非两性元素
分离蛋白质（调pH至等电点）
NH3H2O 分离高价金属离子（Th4+、Al3+、Fe3+）与易
生成氨络合物的金属（Cu、Co、Ni、Zn、
Cd、Hg、Ag）
硫化物沉淀
其它沉淀剂
CH3CSNH2
(硫代乙酰胺)
OH H
S2 HS
C A l g F G 2 a P 4 3 O M 2 g 9
有机沉淀剂分离法
有机沉淀剂的优点： ①沉淀剂可以灼烧除去，不干扰以后的测定； ② 表面吸附小，选择性高； ③ 分子摩尔质量大、体积大，利于富集痕量组分。
静置 A(有机)
有机相 水相
[A](有) K 分配系数 [A] D
（水）
当溶质A在两相中存在多种形态时，则使用另一参数
分
配D比 A A在 在
有 水
机 相
相 中
的C 总 （浓 有度 ） 的C 总 （ A 浓 水度 ）
A
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碘在CCl4-H2O中的分配（25C）
[I2]o(g/L) [I2]w(g/L)
3
定量分析过程
中间处理
sample
Processing
4
4
定量分析过程
采样 溶样 消除干扰 测定 计算
掩蔽 分离（富集）
方法 步骤
数据处理 结果
分离：① 分离被测组分② 除去干扰组分③ 分离性质相近的组分 ④ 富集微量和痕量组分（共沉淀）
5
常量组分的沉淀分离 *沉淀分离
固液分离
痕量组分的共沉淀分离和富集
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2 . 溶剂萃取分离法（1）
基本原理—相似相溶
物质在极性不同的溶剂中溶解度不同 水： 极性，离子型化合物（亲水性）易溶 有机溶剂（丙酮，CHCl3，CCl4，苯） 有机化合物（疏水性）易溶 萃取：将亲水性物质转化成疏水性物质，进入有机相 反萃取：恢复亲水性，再回到水相
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试液＋有机溶剂
振荡
在萃取过程中，A(水) 当分配达到平衡时：
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有机沉淀剂分离法（1）
螯合物（内络盐）沉淀:由中心离子和多基配体结合而成 的具有环状结构的配合物。 缔合物沉淀：有机沉淀剂在水溶液中离解成带正电荷或 带负电荷的大体积离子，与金属离子形成沉淀。 三元配合物沉淀：沉淀组分与两种不同配位体形成。
2
N
+M2g +
O H
8-羟基喹啉
N
O
Mg
ON
+2H +
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共沉淀分离
利用吸附作用:
（利用非晶形沉淀,表面积大,吸附组分沉淀）
Cu中微量Al （Fe(OH)3）
铜中的微量铝，氨水不能使铝沉淀分离，若加入适量的 Fe3+离子，则在加入氨水后，利用生成的Fe(OH)3作载体 可使微量Al(OH)3共沉淀而分离。
水中微量Pb2+ （CaCO3） 富集效率高，但是选择性不好
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共沉淀分离
利用混晶作用
（沉淀晶格相同,易形成混晶。）
痕量Pb2+（BaSO4）：可用BaSO4作载体，生成 BaSO4和PbSO4混晶沉淀而富集。
海水中痕量Cd2+（SrCO3）：可用SrCO3作载体，
生成SrCO3和CdCO3混晶沉淀而富集。
选择性较好
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共沉淀分离
有机共沉淀剂：形成固溶体
缔合物沉淀 三元配合物沉淀
种类多，选择性好 晶型好，可灼烧除去
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无机沉淀剂分离法（1）
氢氧化物沉淀（1）
MnKspO MH O nH n
控制pH实现分离
Z H n 2 O O Z O n 2 Z H 2 2 n O H 缓冲液
OH
KspZnOH2
Zn2
难溶化合物悬浮液
(如ZnO)
1.21017 1.1108molL1 0.1
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共沉淀分离法
—微痕量物质的分离富集 例：水中痕量Hg2+（0.02 gL-1）的分离
含量太低，无法直接沉淀
Cu2
H 2 g C 2 u S 2
H g C S uS
利用共沉淀进行分离富集，主要有下面三种情况：
（1）利用吸附作用进行共沉淀分离。 （2）利用生成的混晶进行共沉淀分离。
(3) 利用有机共沉淀剂进行共沉淀分离。
选择性好，富集率高，易除去 （1）丹宁、动物胶 （2）惰性共沉淀剂 （3）难溶三元络合物
Zn 2甲基 紫 SCN 难溶三元 络合
在含痕量Zn2+的微酸性溶液中，加入NH4 SCN和甲基紫， 则Zn(SCN)42-络阴离子与甲基紫阳离子形成难溶的沉淀， 而甲基紫阳离子与SCN-离子所生成化合物也难溶于水， 是共沉淀剂，也一起沉淀下来。
KD
25.61
0.2913
87.9
16.54
0.1934
85.5
10.88
0.1276
85.3
6.97
0.0818
85.2
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在液－液萃取中，萃取效率E可用下式表示：
E AA在在有两机相相中中的的总总含 含 1量 0量 0%
C V A有 有
100%
C V A有 有 CA水V水
若分子分母同时除以 CA水V有，则得
*离子交换分离
阳离子交换树脂 阴离子交换树脂
分
气液分离：挥发和蒸馏
螯合树脂
凯氏定氮法，Cl2预氧化I-法
离
螯合物萃取
方
液液分离
法
*萃取分离 离子缔合物萃取 三元络合物萃取
支撑型液膜
液膜分离 乳状液型液膜
生物膜
其他分离方法：萃淋树脂、螯合树脂、浮选、*色谱分离法、
固相萃取、超临界流体萃取
分离分析法：气相色谱法，液相色谱法、电泳分析法 6
第十五章 定量分析中的 分离与富集方法
Separation and Enrichment Methods in Quantitative Analysis
1
内容
概述 沉淀分离法 溶剂萃取分离法 离子交换分离法 色谱分离法 现代分离与富集方法简介
2
重点与难点
溶剂萃取分离法原理及相关参数 离子交换分离法原理
一、定量分析中常用的分离及富集方法
1. 沉淀分离法
大量或中等含量——沉淀分离 低含量组分——共沉淀富集
(利用沉淀的表面吸附、生成混晶或固溶体、吸留或包藏等引 起的共沉淀现象，分离富集痕量组分)
无机沉淀剂分离法 有机沉淀剂分离法
氢氧化物沉淀
螯合物沉淀
硫化物沉淀 其它沉淀剂
容易共沉淀，选择性不高 应首先沉淀微量组分