16 常用的富集分离方法

叶绿素 叶绿素
叶黄素'， "
叶黄素
16.5.1 纸上萃取色谱分离法 （1）方法原理
色谱分 离法
纸上萃取色谱分离法是在滤纸上进行的层析分离 方法。滤纸作为惰性载体，滤纸纤维素中吸附的 水分为固定相。
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o 2cm -------10cm
滤纸
前沿
--------
流动相
（有机溶剂）
原点（点样点）
后，同一组分的Rf值差别大于±0.02时，应改换新鲜的溶剂。
Nb,Ta
---------------
Ta
Nb
固定相
（水）
2cm
-------起点线
---------------
展开剂（水+有）
流动相（有机溶剂）借助滤纸的毛细管作用，自下而上向另一端扩散。 当流动相经过原点时，试液中各组分Nb,Ta便在固定相与流动相之分 配，Rf小的组分如Nb移动慢，Rf大的组分如Ta移动快，经过一定时 间即使Nb,Ta分离开。
由于待测组分A的回收率一般接近100%，则分离因数可以表示如下：
SB / A
QB 0 RB QB
分离因数越小，或B的回收率越低，A和B的分离就越完全，干 扰消除得就越彻底。一般在痕量分析中，要求SB/A在10-6左右，常量 分析中， SB/A在10-3以下。
16.2 沉淀与共沉淀富集分离法
选择灵敏度高 的方法 富集enrichment
16.1 富集分离的效果评价
分离效果通常用以回收率（RA）和分离因数（SB/A）表示。
分离 离 后 的 质 量 RA 100% 分离 离 前 的 质 量 QA 0 100% QA
式中：QA是分离出来待测组分A的量；QA0是试样中A的总量。
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 含量的大小而定，如表：
16 常用的富集分离方法
教学内容： • 富集分离的效果评价 • 沉淀与沉淀与富集分离法 • 液-液萃取富集分离法 • 离子交换分离法 • 色谱分离法 • 其他分离和富集方法简介
问题的提出
控制实验条件
实际样品的复杂性
干扰的消除
使用掩蔽剂
分离 separation
分析方法灵敏度的 局限性
满足对灵敏 度的要求
co D cw
在萃取工作中，D值越大，说明溶质A进入有机相的浓度越大，
一般要求D大于10，而且越大越好。当溶质A在两相中存在形式相同 溶液较稀时，KD=D。对复杂萃取体系，KD与D不相等。
（3）分配比
萃取率E是指待测组分被萃取到有机相中的比率，
萃取率
是表示萃取完全程度的一个物理量。当萃取A物 质的反应达到平衡后，其萃取率为：
16.2 沉淀与共沉淀富集分离法
16.2.2 共沉淀分离和富集
共沉淀 现象
当难溶化合物的沉淀析出时，共存的痕量物质被
一起带入沉淀中的现象，称共沉淀现象。
在分离法中，可以利用共沉淀现象分离和富集微量组分。 在共沉淀分离法中，主要有表面吸附共沉淀分离法和混晶体共沉
淀分离法，所使用的共沉淀剂以无机共沉淀剂和有机共沉淀剂为主。
16.2.1 沉淀分离法
（1）氢氧化物沉淀分离及溶液pH的计算
不同金属离子在溶液中沉淀完全时所需的pH各不相同，一些金
属离子生成氢氧化物沉淀时的有关pH值见书P219-220。
（2）硫化物沉淀分离及溶液硫离子浓度的计算
硫化物沉淀分离的效果不理想，但通过控制溶液的酸度来控制
S2-浓度，分离除去某些重金属离子是有效的。
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（2）比移值
原点至组分斑点中心的 距离 Rf 原点至流动相前沿的距 离
=0，kD min 组分停在原点
a b Rf c c
=1，kD max 组分停在容容剂前沿
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（3）应注意的几个问题
①控制体系pH，酸化流动相，防止金属离子以多种水解形式存在，
出现多个斑点，影响分离效果。
②密闭层析筒，否则由于流动相挥发使其组成发生改变，影响Rf值，
常见的疏水基团: —R、—RX、—Ar等。 13
（2）分配定律和分配系数
分配 定律
则有关系：
1891年Nernst提出了分配定律：在一定温度下，
当某一溶质在两种互不混溶的溶剂中分配达到平
衡时，该溶质在两相中的浓度之比为一常数。
例如：被萃取物A在有机相和水相中的平衡浓度分别为[A]o和[A]w，
[A]w
（1）表面吸附共沉淀分离法
表面吸附共沉淀分离法，载体多为氢氧化物和硫化物等胶体沉
淀。胶体沉淀的比表面大，吸附能力强，利于痕量组分的共沉淀。
（2）混晶体共沉淀分离法
常见的混晶体有：BaSO4-RaSO4，BaSO4-PbSO4等，要求被测组 分离子半径与载体离子半径相当且晶体结构类似。
16.3 液-液萃取富集分离法
固定相，如Al2O3，装柱
柱顶倾入样品(A, B)
顶部加入洗脱剂（流动相）
A、B两组分随流动相的流动 而向下移动。A、B在两相不 断进行着的溶解、吸附、再 溶解、再吸附过程中，由于 在两相吸附能力的差异，达 到分离。
物质A
物质B
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叶绿素的石油醚溶液流经装有CaCO3的柱子， 然后用石油醚淋洗. CaCO3对叶绿素各成分吸附能力不同，而分 离成为色带.
RA值与试样中A的含量关系
A的含量 RA >1% 99.90% ～1% 99% ～0.01% 90%～95%
由于干扰组分的存在，为了精确表达分离程度，常需要引入分
离因数的概念。
SB / A
QB /Q A RB 0 0 100% 100% QB /Q A RA
式中：QB和QA是分离出来待测组分B和A的量； QB0 和QA0是试样中 原含有B和A的总量。
16.4 离子交换分离法 离子交 换分离 法
离子交换分离法是利用交换剂与待交换离子通过 交换反应进行分离的方法，是现代分析化学中重
要的分离技术之一。
离子交换分离操作
树脂的选择和处理 装柱 交换 洗脱 树脂再生
离 子 交 换 树 脂
玻璃纤维
交换柱
离子交换分离法的应用
（1）水的净化
（2）干扰元素的分离
（3）应注意的几个问题
①控制体系pH，酸化流动相，防止金属离子以多种水解形式存在，
出现多个斑点，影响分离效果。 影响分离。 ③采用色谱法专用滤纸。 ④对某些溶剂而言，先将滤纸在铵盐或钠盐溶液中浸泡一下，再晾 干后备用。
②密闭层析筒，否则由于流动相挥发使其组成发生改变，影响Rf值，
⑤流动相使用的次数应根据分离的效果而定。通常，前后两次分离
D E 100% D 1
（3）分配比
D E 100% D 1
此时，萃取率完全取决于分配比。当两相体积相等时，若D=1， 则萃取一次的萃取百分率为50%；若要求萃取百分率大于90%，则D
必须大于9。在实际工作中，当分配比D不高时，一次萃取不能满足
分离或测定的要求，通常采用连续萃取即增加萃取次数的方法来提 高萃取率。 同量萃取剂，萃取剂次数越多效率越高。
（3）生物大分子的分离
16.5 色谱分离法 色谱分 离法
色谱分离法又称层析分离法、色层法或液相分离
法，是一种物理化学分离方法，应用广泛，分离 效率高。。
色 谱 分 离 法
柱上色谱分离法：在充填硅胶、活性氧化铝、 纤维素等载体的柱上进行；
纸上色谱分离法：用滤纸作为载体；
柱色谱
以吸附柱色谱为例进行讨论
[A]o
KD
[A]o [A]w
KD为分配平衡常数，亦称为分配系数，它与溶质、溶剂的特 性和温度有关，分配定律只适用于低浓度稀溶液，且要求待测物在
两相中均有相同型体存在。
（3）分配比 将溶质A在有机相中的各种存在形式的总浓度co
分配比
和在水相的各种存在形式的总浓度cw之比，称为
分配比，用D表示：
16.2.1 沉淀分离法
沉淀分离法是通过沉淀反应，有选择性地使某些
沉淀分 离法
组分以固相化合物析出，达到分离的目的。此种
方法的主要集聚是溶度积规则。
沉淀分离法中沉淀剂的选择是关键。沉淀 剂以有机沉淀为主，生成的沉淀物溶解度 小、分子质量大、易于过滤和洗净，以及 沉淀反应具有较好的选择性和分离效果等 优点。
液-液 萃取
液-液萃取又称溶剂萃取，是利用物质对谁的亲疏 性不同而进行分离的一种方法，是应用较多的定 量化学分离方法之一。
16.3.1 溶剂萃取分离法的基本原理
（1）萃取过程的本质
物质易溶于水难溶于有机溶剂的性质称亲水性，难溶于水而易 溶于有机溶剂的性质称疏水性或亲油性。萃取过程的实质就是将物 质由强亲水性转化为强疏水性的过程。
亲水性: 易溶于水难溶于有机溶剂的性质。 疏水性: 易溶于有机溶剂难溶于水的性质。
规律: (1) 离子都有亲水性。
(2) 亲水基团越多亲水性越强. (3) 疏水基团越多、分子量越大、疏 水性越强。 常见的亲水基团: —OH、—SO3H、—COOH、 —NH2、=NH等。
实际上, 物质形成氢键的能力是物质亲水性的重要标志 O>N>S
A在 有 机 相 中 的 总 量 E 100% A在 两 相 中 的 总 量
（3wk.baidu.com分配比 E和D的关系：
coVo D E 100% coVo cwVw D Vw / Vo
式中：co和cw为有机相和水相中待测物浓度；Vo和Vw为有机相 和水相的体积。当使用等体积溶剂进行萃取时，则：