第十二章 复杂物质的综合分析及分析化学中常用的分离方法
第章分析化学中常用的分离富集方法
第章分析化学中常用的分离富集方法分析化学是研究物质成分和性质的科学，分析化学中常常需要进行分离和富集样品中的目标组分以便进行后续的定性与定量分析。
在分析化学中，常用的分离富集方法包括溶剂提取法、固相萃取法、离子交换法、凝胶过滤法等。
以下将对这些方法进行详细介绍。
1.溶剂提取法溶剂提取法是利用目标组分在水相和有机相之间的分配系数差异将目标组分从样品中分离出来的方法。
该方法常用于富集有机物、金属离子等。
常用的溶剂包括正己烷、乙酸乙酯、乙酸纳等。
溶剂提取法具有操作简便、富集效果好的特点，但需要注意溶剂的选择和体积比的控制。
2.固相萃取法固相萃取法是利用固态吸附剂或吸附剂包裹在固态材料上，通过吸附目标物质来实现分离和富集的方法。
该方法常用于富集挥发性有机物、农药、药物等。
常用的吸附剂有活性炭、硅胶、聚酯、聚乙烯等。
固相萃取法具有操作简便、富集效果好的特点，但需要注意吸附剂的选择和样品前处理的步骤。
3.离子交换法离子交换法是利用离子交换树脂将样品中的离子按照离子交换性质进行分离和富集的方法。
离子交换树脂是一种具有交换离子基团的吸附剂，可以选择性地吸附目标离子。
离子交换法常用于富集金属离子、阴离子、阳离子等。
常用的离子交换树脂有强阴离子交换树脂、强阳离子交换树脂、弱阴离子交换树脂等。
离子交换法具有选择性好、重现性好的特点，但需要注意树脂的选择和样品的处理方法。
4.凝胶过滤法凝胶过滤法是利用凝胶材料的孔隙大小将大分子与小分子进行分离和富集的方法。
凝胶过滤法常用于分离大分子如蛋白质、DNA等。
常用的凝胶材料有琼脂糖、聚丙烯酰胺凝胶等。
凝胶过滤法具有操作简便、选择性好的特点，但需要注意凝胶材料的选择和样品前处理的步骤。
以上是分析化学中常用的分离富集方法，不同的方法适用于不同的目标组分和样品类型。
在进行分析前，需要根据样品的特性和分析要求选择合适的分离富集方法，并进行合理的样品前处理步骤，以确保分析结果的准确性和可靠性。
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。
分析化学中的分离技术
3. 分离因数
• 如果在分离时，是为了将物质A与物质B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。
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。
[ A]O 分配系数 K D [ A] W T , P [A]O 和[A]W是分配平衡后，溶质（A）在上、 下层液相中的浓度。
A
讨论
1）不同溶质在不同的溶剂中具有不同的 K 值； 2）K 值越大表示该溶质在上层溶剂中的溶解度越大； 3）当混合物中各组分的K 值很接近时，须通过不断更 新溶剂进行多次抽提才能彼此分离； 4）分配系数与物质在两相体系中的溶解度有关，但分 配系数不等于溶质在两种溶剂中溶解度的比值。溶解 度是指饱和状态，萃取则常用于稀溶液；
2004-10-31 Department of Chemistry
3.萃取步骤
1)萃取液
两相溶剂系统： 水 相：水或水醇 有机相：碳烃化合物、醚、酯等
3)多次间歇萃取
当一次萃取不能满足要求时，采取多次萃取。
4)逆流分配萃取
逆流分配仪：可连续上百次萃取。
2004-10-31
Department of Chemistry
2004-10-31 Department of Chemistry
3.均匀沉淀法:改善分离条件
• 4.共沉淀法:分离富集微量组分
• • • • • • • • 例:吸附作用共沉淀, 选择性低 1)用Cu2++S2-富集0.02μg/LHg2+ 2)用Ca2++C2O42-富集Re3+ 3)用Fe3++OH-富集铜中的微量铝 生成混合晶体, 选择性高 4)用Ba2++SO42-富集Ra2+ 5)用Sr2++CO32-富集海水中亿万分之一的Cd2+ 6)用MgNH4PO4富集AsO43Department of Chemistry
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。
化学中常用的分离方法
化学中常用的分离方法化学中常用的分离方法：①蒸馏是一种基于液体混合物中各组分沸点差异来进行分离的技术，适用于沸点相差较大的液体混合物，例如工业酒精的提纯过程中会利用蒸馏来提高乙醇浓度，将乙醇与水以及其他杂质分开；②萃取利用溶质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度差异来实现物质的转移与分离，常见于从植物组织中提取精油或者药物成分时，通过选择合适的溶剂体系可以有效地将目标化合物与其他杂质分离；③结晶是通过控制溶液过饱和度促使固体从溶液中析出的过程，此方法广泛应用于制药行业以获取高纯度药物晶体，如阿司匹林的生产过程中会采用重结晶来纯化产品；④吸附法依靠固体吸附剂表面与待吸附物质之间作用力实现分离净化，活性炭作为常见吸附材料常用于去除水体中有机污染物以及脱色处理；⑤离子交换技术主要用于水处理领域中去除硬水中钙镁离子或者回收工业废水中有价值金属离子，该过程涉及固态树脂表面功能基团与溶液中特定离子发生可逆交换反应；⑥沉淀法通过加入试剂使溶液中某种成分转变为难溶化合物从而沉淀下来，进而达到分离目的，在分析化学实验中经常用于鉴定某些特定离子存在与否；⑦过滤操作简单直接，通过物理截留方式将固液两相分离，适用于含有较大颗粒杂质的混合物，比如在制备纯净水时去除悬浮物；⑧超滤利用半透膜允许小分子物质通过而截留大分子物质的特性，实现物质分级与浓缩，广泛应用于蛋白质溶液浓缩以及乳化液破乳等领域；⑨反渗透技术利用高压迫使水分子透过特制反渗透膜，而盐类等杂质则被截留下来，因此在海水淡化及工业纯水制备方面有着重要应用；⑩电泳根据带电粒子在电场作用下向相反电极迁移速度不同来分离分析物，特别适合于生物大分子如DNA RNA蛋白质等复杂样品的分析；⑪层析技术包括纸层析薄层层析柱层析等多种形式，其原理均为利用待分离组分与固定相之间相互作用力差异实现组分间分配系数不同进而依次洗脱，广泛用于复杂有机混合物中药效成分的分离纯化；⑫色谱法作为现代高效精密的分离手段之一，涵盖气相色谱液相色谱等不同类型，能够对微量甚至痕量组分进行高效快速定性定量分析，在环境监测食品安全等领域具有不可替代的作用；。
关于分析化学中常用的分离和富集方法课件
氢氧化物沉淀分离 通过控制 [OH-] 选择性沉淀分离
pH≥12，NaOH
分离两性离子：Al, Zn, Cr, Sn, Pb, Sb 不沉淀
pH 8~10, NH3－NH4Cl 分离络氨离子：Ag, Co, Ni, Zn, Cd, Cu,(Mg) 不沉淀
pH 5~ 6, ZnO悬浊液或有机碱 沉淀：Al, Fe(III), Ti(IV), Th(IV), Bi …….
据分配 比定义
DCo (m0m1)/Vo
Cw
m1/Vw
整得理，m1 m0
Vw DVo Vw
萃取 n 次，同理可得
n 次萃取的萃取率
mn m0(DVVowVw)n
E
m0 mn m0
结论：
1） 用同样量的萃取剂，分多次萃取比一次萃取 的效率高 2）萃取原则：少量多次
19
11.4.2 萃取分离的类型与条件
Ⅳ
NaOH
Cu Mg Cd Co Ni
Ⅴ 可溶组*
Na K Zn NH4+
6
7
共沉淀分离与富集
无机共沉淀剂
CuS沉淀时，Hg2+也一起沉淀出来
氢氧化物、硫化物、硫酸盐和磷酸盐等作为载体。
有机共沉淀剂
吸附W，Mo，Si，Bi等 固体萃取剂
8
11.4 溶剂萃取分离法
萃取分离法
在含有被分离物质的水溶液中，加入 萃取剂和与水不相混溶的有机溶剂， 震荡，利用物质在两相中的分配不同 的性质，使一些组分进入有机相中， 使另一些组分仍留在水相中，从而达 到分离的目的。
A
HA,w
HA (o) 缔合
D
CHA,o CHA,w
[HA]o HA,o [HA]w HA,w
12分析化学第十二章分析化学中的常用分离方法
第十二章 定量分析中的分离方法 (1~2学时)在络合滴定一章中讨论过用掩蔽方法消除干扰问题。
在实际工作中，单用掩蔽的方法有时难以消除干扰离子的影响，此时，需要选用适当的分离方法使待测组分与干扰组分分离；对于微量或痕量组分的测定，常需要富集后才能测定。
对于常量组分的分离和痕量组分的富集，总的要求是分离、富集要完全，即待测组分回收率要符合一定的要求。
对于含量大于1％的常量组分，回收率应接近100％；对于痕量组分，回收率可在90~110％之间，在有的情况下，例如待测组分的含量太低时，回收率在80~120％之间亦属符合要求。
§12-1 沉淀分离法沉淀分离法是利用反应使待测组分与干扰离子分离的方法。
常用的沉淀分离方法有：1 氢氧化物沉淀分离法使离子形成氢氧化物沉淀[如Fe(OH)3等]或含水氧化物(如SiO 2·H 2O 等)。
常用的沉淀剂有NaOH 、氨水、ZnO 等。
⑴ NaOH 溶液：通常用它可控制pH 值≥12，常用于两性金属离子和非两性金属离子的分离。
⑵ 氨和氯化铵缓冲溶液：它可将pH 值控制在9左右，常用来沉淀不与NH 3形成络离子的许多种金属离子，亦可使许多两性金属离子沉淀成氢氧化物沉淀。
⑶ 利用难溶化合物的悬浮液来控制pH 值：例如ZnO 悬浮液就是较常用的一种，ZnO 在水中具有下列平衡：ZnO + H 2OZn(OH)2 Zn 2+ + 2 OH －[Zn 2+][OH －]2 = Ksp [OH －]= ][2+Zn K sp当加ZnO 悬浮液于酸性溶液中，ZnO 溶解而使[OH －]达一定值时，溶液pH 值就为一定的数值。
例如[Zn 2+]=0.l mol ·L －1时，[OH －]= =1.1×10－61.0102.117-⨯而当[Zn 2+]改变时，pH 值的改变极其缓慢。
一般讲，利用ZnO 悬浮液，可把溶液的pH 值控制在5.5~6.5。
化学中的分离方法
氢氧化物沉淀分离时常用下列试剂来控制溶液的pH值：
NaOH溶液：可控制pH值≥12，常用于两性金属离子和 非两性金属离子的分离。 许多非两性金属离子都生成氢氧化物沉淀，只有溶解度 较大的钙、锶等离子的氢氧化物才部分沉淀。 两性金属离子则生成含氧酸阴离子留在溶液中。
氨和氯化铵缓冲溶液：将pH值控制在9左右，常用来沉 淀不与NH3形成络离子的许多种金属离子，亦可使许多 两性金属离子沉淀成氢氧化物沉淀。
一、分配系数，分配比和萃取效率，分离因数
这种分离方法是基于各种不同物质，在不同溶 剂中分配系数大小不等这一客观规律。
当溶质A同时接触两种互不混溶的溶剂时，如果一种 是水，一种是有机溶剂，A就分配在这两种溶剂中：
平衡中的平衡常数称分配系数
分配比D是存在于两相中的溶质的总浓度之比，即：
②硫化物沉淀分离法 硫化物沉淀分离所用的主要沉淀剂是H2S:
控制适当的酸度，亦即控制[S2－]，即可进行硫化 物沉淀分离。
硫代乙酰胺在酸性或碱性溶液中的水解反应：
2．有机沉淀剂沉淀分离法
选择性和灵敏度较高，生成的沉淀性能好，显示了有 机沉淀剂的优越性，因而得到迅速的发展。
有机沉淀剂与金属离子形成的沉淀主要有：螯合物沉 淀，缔合物沉淀和三元络合物沉淀。
c代表溶质以各种形式存在的总浓度。只有在最简单 的萃取体系中，溶质在两相中的存在形式又完全相同时， D＝KD；在实际情况中D≠KD。
当溶质A的水溶液用有机溶剂萃取时，如已知水溶液 的体积为V水，有机溶剂的体积为V有，则萃取效率E(以 百分率表示)应该等于：
萃取效率由分配比D和体积比V水/V有决定。D愈大， 萃取效率愈高。如果D固定，减小V水/V有，即增加有机溶 剂的用量，也可提高萃取效率，但后者的效果不太显著。 另一方面，增加有机溶剂的用量，将使萃取以后溶质在有 机相中的浓度降低，不利于进一步的分离和测定。
仪器分析第十二章--分析化学中的分离技术
阳离子交换反应： Resin-SO3H + Na+ = Resin-SO3 Na + H+
Resin-SO3Na + H+ = Resin-SO3 H + Na+
阴离子交换反应： Resin-N(CH3) 3OH + Cl- = N(CH3) 3 Cl + OH+ Resin-N(CH3) 3 Cl + OH- = N(CH3) 3 OH + Cl -
分配系数与物质在两相体系中的溶解度有关，但分配 系数不等于溶质在两种溶剂中溶解度的比值。溶解度 是指饱和状态，萃取则常用于稀溶液；
分配比：
分配系数用于描述溶质为单一形式存在的情况，如果有
多种存在形式，则引入分配比D：
c1总 D c 2总 恒温，恒压
c1总 、c2总 为分配平衡后溶质（包括所有的存在形式）
2. 离子交换树脂
离子交换反应发生在离子交换树脂上的具有可交换离
子的活性基团上。离子交换树脂是以高分子聚合物为骨架， 反应引入活性基团构成。高分子聚合物以苯乙烯-二乙烯苯
共聚物小球常见，可引入各种特性的活性基团，使之具有选
择性。 Resin-SO3H（ 氢型 ） 树脂的 酸 性最强 ， 其 Resin-SO3 Na（钠型）比氢型稳定，商品常为钠型，使用前用酸淋洗 转型（再生）。阴离子交换树脂的Cl型稳定。 离子交换反应是一可逆反应。 离子交换树脂使用后需要进行再生处理。
3. 痕量组分的富集
天然矿石中痕量钍的富集：钍在盐酸溶液中难以形成稳定的配位离 子，保留；共存的稀土则形成稳定的配位离子，被洗脱。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第十二章 分析化学中的 分离技术
化学常用的物质的分离方法
化学常用的物质的分离方法化学常用的物质的分离方法化学常用的物质的分离方法有那些？怎么样可以进行物质分离？看看下面的方法吧！1.溶解过滤法：一种物质易溶于水，另一种物质难溶于水，可以将这两种物质的混合物溶于水，然后过滤，就可以分离出这两种物质。
2.冷却热饱和溶液法：根据两种物质的在水中的溶解度有较大的差异。
将这两种物质的混合物配制成混合溶液，然后突然降低温度，溶解度较小的那种物质就结晶析出了，因此，就将这两种物质分离出来了。
3.物质溶解特性法（萃取法）：两种物质的混合物中，有一种物质不容于有机溶剂，而另一种物质易溶于有机溶剂，且这两种物质都不和有机溶剂反应，可根据这种特性，先将其中的一种物质溶解在这种有机溶剂中，产生分层的现象，然后分离出它们。
4.气体沉淀法：两种物质的混合物中，有一种物质能和其它的物质发生反应，产生沉淀或者是气体，而另一种物质不反应，利用这种性质，将这两种物质分离出来。
物质的分离是把原混合物中各成份一一分开，并恢复原样品。
物质的提纯（除杂）就是除去物质中混有的杂质，从而得到纯净的某物质，其方法如下：化学物质分离提纯的常用：1.结晶和重结晶：利用物质在溶液中溶解度随温度变化较大，如NaCl，KNO3。
2.蒸馏冷却法：在沸点上差值大。
乙醇中(水)：加入新制的CaO 吸收大部分水再蒸馏。
3.过滤法：溶与不溶。
4.升华法：SiO2(I2)。
5.萃取法：如用CCl4来萃取I2水中的I2。
6.溶解法：Fe粉(A1粉)：溶解在过量的NaOH溶液里过滤分离。
7.增加法：把杂质转化成所需要的物质：CO2(CO)：通过热的CuO;CO2(SO2)：通过NaHCO3溶液。
8.吸收法：用做除去混合气体中的气体杂质，气体杂质必须被药品吸收：N2(O2)：将混合气体通过铜网吸收O2。
9.转化法：两种物质难以直接分离，加药品变得容易分离，然后再还原回去：Al(OH)3，Fe(OH)3：先加NaOH溶液把Al(OH)3溶解，过滤，除去Fe(OH)3，再加酸让NaAlO2转化成A1(OH)3。
第十二章 定量分析中常用的分离方法.
第十二章 定量分析中常用的分离方法第一节 第一节 概述一、 一、 重要性：分离也是一种科学，分离科学是自然科学和应用科学中的一个重要分支。
从本世纪开始，各种天然放射性元素的逐个发现，人工放射性核素的活的，原子核裂变现象的最终确证，各种超铀元素的制备和合成几乎都离不开运用各种化学分离技术。
在应用科学方面，与能源密切相关的石油工业；原子能的利用是核燃料的铀和钚的提取，以及铀同位数分离获得成功才发展的；半导体电子器件对超纯无机料硅、锗和其他无机化合物提出了更高的净化要求；矿石中提取各种稀有金属更是需要各种先进的分离技术等等。
所以说：分离科学是很重要的一门科学。
在我们的课程中（定量分析）由两种情况必须采用分离：1、1、在组成上比较复杂的试样，靠控制分析条件或加入掩蔽剂，不能消除干扰时2、2、微量组分（0.01~1%），痕量组分（0.01%以下）由于测定方法的灵敏度不够是测定误差太大，以至不能测定时。
采用分离并富集被测组分。
例如：一升海水中只有1~2μg U(VI) 把一升海水最后处理成10ml 溶液，等于U(VI)浓度提高100倍，再测定，方法灵敏度就达到了 二、 二、 分类：1. 1. 物理分离法：是以被分离对象所具有的不同物理性质为依据，采用合适的物理手段进行分离，常有：气体扩散法，离心分离法，电磁分离法，质谱分离，热扩散，喷嘴射流2. 2. 化学分离法：是按被分离对象在化学性质上的差异通过合适的化学过程使它们获得分离，常有：沉淀，萃取，离子交换，色谱四类被测组分与干扰组分的分离或富集：达到什么程度才算合乎要求呢？通过回收因数和分离因数的大小来判断：（一）回收因数A R （回收率）：表示被分离组分回收的完全程度()100%0⨯=AAA Q Q R→A Q A 物质被分离的量 →0A Q A 物质在试样中的量A R 越大，分离效果越好常量组分的分析：%9.99≥A R 过去：99.0% 微量组分的分析： %0.99≥ 95.0% 0.001~0.0001% ： 90.0%~95.0% 90.0%（二）分离因数：将A,B 两物质分离开来，其分离效果可用分离因数表示，则ABS 分离的完全程度A BAA B A A B AA B B A B A B A B R R Q Q R Q Q R Q Q Q Q Q Q Q Q S ==∙=⨯==000000B A Q Q ,是A ，B 被回收的量00,B A Q Q 是样品中A ，B 两物的含量ABS 越小，分离效果越好 （回收的A 物中B 物少）常量分析：310-≤A B S痕量分析：610-=A B S 左右 第二节 沉淀分离法就是通过沉淀反应把欲测组分分离出来，或把共存组分沉淀下来，以消除它们对于欲测组分的干扰。
第十二章 复杂物质的分离与富集
第十二章复杂物质的分离与富集(Separation and preconcentration of the complex sample)学习要求1.了解复杂物质的分离与富集的目的和意义。
2.掌握各种常用的分离与富集方法的基本原理。
在定量分析中，当试样组成比较简单时，将它处理成溶液后，便可直接进行测定。
但在实际工作中，常遇到组成比较复杂的试样，测定时各组分之间往往发生相互干扰，这不仅影响分析结果的准确性，有时甚至无法进行测定。
因此，必须选择适当的方法来消除其干扰。
控制分析条件或采用适当的掩蔽剂是消除干扰简单而有效的方法，但在很多情况下，仅仅通过控制条件和掩蔽的方法不能完全消除干扰，必须将待测组分与干扰组分分离后才能进行测定。
有时，试样中待测组分含量极微，而测定方法的灵敏度不够，这时必须先将待测组分进行富集，然后进行测定。
例如，汞及其化合物属剧毒物质，我国饮用水标准Hg2+的含量不能超过1 g·L-1，这样低的含量常低于测定方法的检测限而难以测定，因此，需通过适当的方法分离富集后才能进行测定。
富集过程往往也就是分离过程。
在分析化学中，常用的分离(separation)和富集(preconcentration)方法有沉淀分离法、液-液萃取分离法、离子交换分离法、色谱分离法、蒸馏和挥发分离法等。
12.1 沉淀分离法沉淀分离法（precipitation）是利用沉淀反应进行分离的方法。
在试液中加入适当的沉淀剂，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。
沉淀分离法的主要依据是溶度积原理。
下面讨论几种较重要的沉淀分离方法。
12.1.1 无机沉淀剂沉淀分离法1. 氢氧化物沉淀分离多数金属离子都能生成氢氧化物沉淀，由于各种氢氧化物沉淀的溶度积有很大差别，因此可通过控制酸度的方法使某些金属离子形成氢氧化物沉淀而另一些金属离子不形成沉淀，达到分离的目的。
氢氧化物沉淀分离时常用下列试剂来控制溶液的酸度：氢氧化钠通常利用NaOH作沉淀剂，使两性金属离子（如Al3+、Zn2+、Pb2+等）与非两性离子进行分离，两性离子形成含氧酸根阴离子留在溶液中，非两性离子则生成氢氧化物沉淀。
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2.溶剂萃取分离
在含有被分离物质的水溶液中，加入萃 取剂和与水不相混溶的有机溶剂，震荡， 利用物质在两相中的分配不同的性质， 使一些组分进入有机相中，使另一些组 分仍留在水相中，从而达到分离的目的。
梨形分液漏斗
溶剂萃取分离
萃取分离的基本原理
萃取分离的依据
物质
亲水性 离子型化合物 相互转换
疏水性 共价键化合物
(CH3CH2)2O + H+ = (CH3CH2)2O+H (CH3CH2)2O+H + FeCl4- = [(CH3CH2)2OH] +[FeCl4] -
被 (CH3CH2)2O 萃取
3.离子交换法
利用离子交换剂与溶液中的离子发生交换反应进行分离的方法， 称为离子交换分离法。 离子交换分离法分离效率高，既能用于带相反电荷的离子之间 的分离，还可用于带相同电荷或性质相近的离子之间的分离， 同时还广泛用于微量组分的富集和高纯物质的制备等。方法的 缺点是操作较麻烦，周期长。所以，分析化学中一般只用它来 解决一些比较困难的分离问题。
沉淀将痕量组分共沉淀分离富集。 利用生成混晶进行共沉淀分离
利用生成混晶对痕量组分进行共沉淀分离富集。例如利用 Pb2+与Ba2+生成硫酸盐混晶，用BaSO4共沉淀分离富集Pb2+。 有机共沉淀剂 a. 利用胶体的凝聚作用进行共沉淀：辛可宁，丹宁，动物胶; b. 利用形成离子缔合物进行共沉淀：甲基紫，孔雀绿，品红， 亚甲基蓝;
Db
表示相同条件下，两组分于同一萃取体系内在两相中分配比 的比值，当两分配比相差越大，分离因素就越大，分离效率高 萃取的选择性越好，两组分可以定量分离。
溶剂萃取分离 溶剂萃取的主要类型
•形成鳌合物的萃取体系
双硫腙
溶剂萃取分离
形成离子缔合物的萃取体系 大体积的阳离子与阴离子通过静电引力相结合而形成电中性的化 合物而被有机溶剂萃取，称为离子缔合萃取。 例：HCl 介质中乙醚萃取FeCl4-
极性 弱极性或非极性
萃取分离的实质 将待萃取组分由亲水性转化为疏水性，使其萃入有机相中。
溶剂萃取分离
例，8-羟基喹啉-CHCl3对Al 3+ 的萃取
Al(H2O)63+ + 3
N OH
N O
Al + 3H+ + 6 H2O
3
亲水
疏水 水合离子的正电性被中 和，亲水的水分子被疏 水有机大分子取代
溶于CHCl3
2. 气体试样的采集 气体试样的组成一般也比较均一，但容易受
多种因素的影响。必须在短时间内多点采用，如 果是静态气体试样可以直接采样，用换气或减压 的方法将气体试样直接装入玻璃瓶或塑料瓶。动 态气体试样可以采用取样管取管道中气体。气体 试样采集后难以运输，一般应立即进行分析。
3. 固体试样的采集 固体试样多样化，不均匀试样应选取不同部
利用共沉淀的原理，将某些组分随沉淀的形成，共同沉淀的 分离方法。
常量组分的 沉淀分离
氢氧化物沉淀 分离法
NaOH法 氨水法 有机碱法等
其它无机沉淀 沉淀为硫酸盐，硫
分离法
化物等等
沉 淀
有机沉淀剂
生成鳌合物，离子缔 合物等沉淀分离法
分
吸附
离 法
无机共沉淀剂 共沉淀分离法
包藏 混晶
痕量组分的
沉淀分离
有机共沉淀剂 胶体凝聚，离子缔 共沉淀分离法 合等沉淀分离法
溶剂萃取分离 分配系数
被萃取物质在水相-有机相中的分配系数（KD）用下式表示：
有机相中被萃取物浓度 KD 水相中被萃取物浓度
预分离组分在两相中的存在形式相同
溶剂萃取分离
分配比（D）
分配比
D
c有 c水
预分离组分A 在有机相中 的总浓度
组分A在水相 中的总浓度
D与K不同，D不是一个常数；且能反应萃取体系达到平衡时的实 际情况。
沉淀分离法
硫化物沉淀多数是胶状沉淀，共沉淀现象严重，有时还会出 现后沉淀，分离效果不理想；而且H2S为有毒且具有恶臭的气 体，因此该方法应用受到限制。 为了避免使用H2S带来的污染，可以采用硫代乙酰胺在酸性或 碱性溶液中水解进行均相沉淀。
在酸性溶液中的反应： CH3CSNH2+2H2O+H+ = CH3COOH+H2S+NH4+
离子交换法
离子交换树脂的分类
阳离子交换树脂 交换基为酸性， H+与阳离子交换
阴离子交换树脂 交换基为碱性， 阴离子发生交换
强酸型 —SO3H
弱酸型 —COOH —OH
使用 pH 范围 pH > 2
TiO2 + K2S2O7 = Ti(SO4) 2 (可溶性)+ 2K2SO4 a. 在瓷坩埚或铂皿（稍有腐蚀）中进行； b. 冷却后用稀硫酸萃取。 KHF2可用来分解稀土和钍的矿物。
(2) 碱融法
常用熔剂：Na2CO3、 K2CO3、NaOH、 KOH、Na2O2等 Na2CO3（850℃）、 K2CO3 （890℃）分解： 硅酸盐、酸性炉渣等（铂、瓷皿）； NaAlSi3O8 + 3Na2CO3 = NaAlO2 + 3Na2SiO3 +CO2 BaSO4 + Na2CO3 = Ba2CO3 + Na2SO4 NaOH（321 ℃ ）、 KOH（404 ℃ ）分解： 硅酸盐、铝土矿、粘土等（铁、银、镍皿）
2. 熔融法
熔融法：将试样与固体熔剂混合，在高温下加热，利 用试样与溶剂发生的复分解反应，使试样的全部组分 转化成易溶于水或酸的化合物。
不足：熔剂量大、坩埚材料污染、温度高
2. 熔融法
(1) 酸熔法
常用熔剂：焦硫酸盐(K2S2O7);硫酸氢钾(KHSO4) 适用对象：碱性试样或中性氧化物、 矿石；刚玉(Al2O3)；金红石(TiO2)等；
1. 剖析方法的特点
⑴ 剖析样品的复杂性和多样性 ⑵ 剖析方法的综合性 ⑶ 剖析过程的复杂性
2. 剖析研究的一般程序
以商品材料剖析为例，剖析工作的 一般程序见下图。
未知组成的样品
外观、颜色、气味、溶解性
非均一体系 微区、分布分析 俄电红拉 歇子外曼 探探探探 针针针针
预处理
有机结构分析
分离与钝化 GC，LC，TLC 等
第三节 分析化学中常用的分离方法
1.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。 无机沉淀剂
如氢氧化物法、硫化物法、氨水沉淀法等等 有机沉淀剂
使用有机沉淀剂，使无机物沉淀的方法。如铜试剂法沉淀铜， 丁二酮肟法沉淀镍等等。 共沉淀剂(适用于痕量组分的分离和富集)
硫化物(低温进行、先加盐酸？？) HNO3 3:1
溶解溶剂
适用对象
备注
硫酸 磷酸
合金、矿石等（钙锶钡铅除外） 氧化性酸 强脱水性
络合能力强
高氯酸
不锈钢、硫化物 使用时必须先加硝酸 有机物: 先硝解
氢氟酸 与硫酸和高氯酸一起使用 硅铁、硅酸盐
NaOH Al 及铝合金、酸性氧化物 20%~30%
氧化性酸;强脱 水性;与有机物 或还原剂一起加 热发生爆炸 用铂坩埚 通风 用四氟乙烯容器
在碱性溶液中的反应： CH3CSNH2+3OH-=CH3COO-+S2-+NH3 +H2O
硫化物沉淀分离的选择性不高，主要适用于沉淀分离除去重 金属离子。
沉淀分离法
（2）有机沉淀剂
有机沉淀剂分离法具有吸附作用小、高选择性与高灵敏度的特 点，而且灼烧时共沉淀剂易除去，因而方法应用普遍。 常用的有机沉淀剂:
后应冷冻或冷藏保存。该方法特别适用于食 品样品和生物样品的保存，较低温度下可减 缓样品中各组分的物理化学作用、抑制酶的 活性及细菌的生长和繁殖。
3. 化学保存法： 在采集的样品中加入一定量的酸、碱或其
它化学试剂作为调节剂、抑制剂或防腐剂，用 以调节溶液的酸度，防止水解、沉淀等化学反 应，抑制微生物的生长等。例如为了防止水样 中的重金属离子水解、沉淀可以加入硝酸调节 酸度；为了防止食品腐败变质可以加入苯甲酸 、三氯甲烷等防腐剂。
沉淀分离法
氢氧化物沉淀分离
（1）无机沉淀剂
pH≥12，NaOH
分离两性离子：Al、Zn、Cr、Sn、Pb、Sb 不沉淀
pH 8~9, NH3-NH4Cl 分离络氨离子：Ag、Co、Ni、Zn、Cd、Cu 不沉淀
加NH4+的作用：NH4+ 作为抗衡离子，减少氢氧化物对其它金属离 子的吸附；促进胶状沉淀的凝聚。
溶剂萃取分离
萃取率
有机相中被萃取物的量 E 被萃取物在两相中的总 量 100 %
溶剂萃取分离
D与E的关系
E D D V水 V有机
V水＝V有机
E D D 1
相比
萃取原则：少量多次
溶剂萃取分离
分离因素
为了达到分离的目的，不仅要求萃取率要高，而且其分离效率 也要高。分离效率通常用分离因素β表示
Da
位进行取样，以保证所采试样的代表性。采集方 法有随机抽样、系统抽样和判断采样法。采取的 试样可用均匀器或其它办法混合均匀后，反复按 四分法采样。
第二节 试样的预处理
一. 试样的分解
湿法分解中的溶剂选择原则 (1) 能溶于水的用水作溶剂； (2) 不溶于水的酸性物质采用碱性溶剂，碱性试样采用酸性
溶剂； (3) 还原性试样采用氧化性溶剂，氧化性试样采用还原性溶
谱学分析 UV ， IR ， NMR ， MS 等
结构推测与验证
合成、加工及应用研究
均一体系
无机成分分析
元价相 阴