第十一章 常用分离富集方法
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
第11章分析化学中常用的分离和富集方法
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。
阳离子交换树脂
R-SO3H树脂, 如国产732
弱酸性阳离子交换树脂 R-COOH, R-OH 树脂
强碱性阴离子交换树脂
阴离子交换树脂
R4 N+Cl- 树脂
弱碱性阴离子交换树脂
-NH2, -NHR, -NR2 树脂
螯合树脂
大孔树脂
特种树脂
萃淋树脂
纤维素交换剂
负载螯合剂树脂
28
2 离子交换树脂的结构与性质
pH＝pKa时，D=1/2·KD; pH≤ pKa-1时，水相中萃取剂几乎全 部以HL形式存在，D≈KD ;在pH＞pKa时，D变得很小。
2019/10/30
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萃取体系
螯合物萃取体系 离子缔合物萃取体系 溶剂化合物萃取体系 共价化合物(简单分子)萃取体系
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5 萃取条件的选择
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
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6
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
(分析化学课件)第11章分析化学中常用的分离富集方法
R N2 H H 2 O R N 3O H H
交换
R N C3 3 H O H C l 洗脱
R N C3H 3C lOH
二 离子交换树脂的结构与性质
CH CH 2
CH CH 2
+
H C CH 2
O C OH
催
化
剂
分
CH2
CH OH
散 n剂
CH CH 2 CH CH 2 CH CH 2 CH CH 2 CH CH 2 CH CH CH 2 CH CH 2 CH CH 2 CH CH 2 CH CH 2 CH
H2SO4 磺化
CH CH 2 CH CH 2 CH CH 2 CH CH 2 CH CH 2 CH
SO3H
SO3H
SO3H
SO3H
SO3H
SO3H
CH CH 2 CH CH 2 CH CH 2 CH CH 2 CH CH 2 CH
高分子聚合物，具有网状结构，稳定性好。在网状结构
的骨架上连接有活性基团，如-SO3H, -COOH,-N(CH3)3Cl 等，它们可以与溶液中的离子进行交换。
离子交换的过程： R-SO3H + Na+ → R-SO3Na + H+ R-N(CH3)3Cl + OH- → R-N(CH3)3OH + Cl-
树脂的交换容量: 每克干树脂所能交换的物质的量(mmol)。 一般树脂的交换容量3~6 mmol/g。
三 离子交换树脂的亲合力
离子在离子交换树脂上的交换能力，与离子的水 合离子半径、电荷与离子的极化程度有关。
高效毛细管电泳分离 在充有电解质溶液的毛细管两端施加高电压，
第十一章常用的分离和富集方法.
第十一章常用的分离和富集方法制作人：杨敏岚施忠斌§ 11-1概述§ 11-2沉淀分离法§ 11-3溶剂萃取分离法§ 11-4离子交换分离法§ 11-5液相色谱分离法教学内容：回收率、分离因索、分配系数、分配比、萃取率、分离系数、交联度、交换容量、离了亲和力、比移值等含义；沉淀分离法、溶剂萃取分离法、离子交换分离法、液相色谱分离法教学重点：分离效果的评价；纸色谱法教学难点：分离机理2前处理■ ■取样f溶样f消除干扰掩蔽分离测定原理方法亠计算数据处理结果气液分离: 液液分离方法论文撰写「氢氧化物I NaOH、NH3-沉淀分离I硫化物：H Q S固相萃取I有机沉淀剂：H2C2O4，丁二酮肪I离子交换分离/阳离子交换树脂禺于交映分禺伽离子交换树脂挥发和蒸憎克氏定氮法，CX预氧化T法螯合物萃取r萃取分离V离子缔合物萃取I I三元络合物萃取r支撑型液J液膜分离-乳状液型液膜生物膜气固分离•超临界流体萃取V其他分离方法：萃淋树脂、螯合树脂、浮选、色谱分离法分离分析法：气相色谱法，液相色谱法、电泳分析法4有机沉淀剂: 种类多•选择性好•晶形好•可灼烧除去• 6 § 11-1概述液相色«分离法评价分离效果的指标:1、回收率（RQ R A ・；；"X100% R A 臺99.9% R^^95% A分离前w 的质量R2. S R /A （分离因索）：S R /A = 0X100% S B /A<0,1% S R /A V W-」％R A' ------ AN+B（共沉淀分离与富集待测组分）容易共沉淀•选择性不离：应«先沉淀微■组分. 设A ——待测组分。
B 一共存组分（直接测定A ） A:A-选择方法测定 分离 溶剂萃取分离法 离子交换分离法分离后A 的质*常*分析痕S 分析§ 11・2沉淀分离法「无机沉淀剂 沉淀剂-一、方法例: 有机沉淀剂 —BN+A （分离干扰组分〉无机沉淀剂: B 沉淀分离方法（-）沉淀分离干扰组分（适合于常量组分分离）BaSO4 I r EOTA 标（二〉共沉淀的分离和富集f 有机二、共沉淀剂SrSO,. PbSO^晶格相同正胶 负胶«R 作用 3 (―〉HgJ -------- H,WO. + 丹宁一共 I例：H^WO, + 丹宁 ------- 2* —•r —2・ 八 + 'Zn + 4 SCN --------- Zn(SCN )4 Zn 甲基»MV 3作用[CV* SC ：< 缔合物一Zn(SCN)?'.( CV*h例： Ba2」干扰）.Zn-^+M^SO^（干扰） （待测） Zu"例：Ph"(微*) + NajCO,+ CM N^co ------------ CaCOjI(外加)＞载体或共沉淀剂 无机 Pb"（一）无机共沉淀剂，例:+ Fe （OH ）3一-~ SrSO.痕量»子— 无机共沉淀剂吸附 混晶 Al 矢 + Fe(OH )3——Fe(OH )3 j- Al^ SrSOq i - PZ Pbh+ SrSO^ （二）有机共沉淀剂MV**SCN'<«体)有机沉淀剂: 种类多•选择性好•晶形好•可灼烧除去•610三、提高沉淀分离的选样性L 控制酸度：例CSJ Cd2+分离在KCN 的氨件溶液屮通入H Q S, C0被沉淀，Cu"不沉淀.Cu(CN)<-2. 利川络合掩蔽作用例Pb"、6*分离在EDTA 存在下，控制pH2.8~4.9,CaC2O4i ，与Pb"分离3. 利川掘化还原反应■改变离了存（匸状态究竞萃取分离法分为几类呢?§11-3溶剂萃取分离法一萃取分离法分为固…液、气•…液和液…•液萃取法.液•…液萃取法亦称溶剂萃取法。
第十一章常用的分离和富集方法
那么，是否什么都要分离富集呢？
NO ！
沾污、损失、时间、费用等问题。
二、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。 水相——有机相
3.离子交换分离法 通过带电荷溶质与固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。
第十一章 常用的分离和富集方法
第一节 概述 第二节 沉淀分离法（自学） 第三节 溶剂萃取分离法 第四节 离子交换分离法 第五节 液相色谱分离法
第一节 概述
问题的提出
实际样品的复杂性 干扰的消除 控制实验条件 使用掩蔽剂 分离 separation 分析方法灵敏度的 局限性 例： 富集为 满足对灵敏 度的要求 选择灵敏度高 的方法 富集 enrichment 海水中 U （IV) 的测定 C = 1 ~ 3 g / L C = 100 ~ 200 g / L 难以测定 可以测定
分离效果 干扰成分减少至不再干扰 待测组分有效回收
分离后测量值 回收率（%） 100% 原始含量
质量分数 > 1%， 质量分数 0.01% ~1% 质量分数 < 0.01 %， 回收率 > 99.9 % 以上 回收率 > 99 % 回收率 > 95 % 或更低
1、分离在定量分析中的作用
1 将被测组分从复杂体系中分离出来后测定 2 把对测定有干扰的组分分离除去 3 将性质相近的组分相互分开 4 把微量或痕量的待测组分通过分离达到 富集的目的 分离前的体系：均相； 分离体系总是两相：液-液；液-固；气-液；
４.色谱分离方法 利用组分在不相混溶的两相中分配的差异进 行分离的方法。 柱色层；纸色层；薄层色层；
分析化学中常用的分离和富集方法
C.
有机碱法
六亚甲基四铵，吡啶 ，苯胺，
苯肼等有机碱，与其共轭酸组成缓冲溶液，可控
制溶液的pH，使某些金属离子生成氢氧化物沉
淀，达到沉淀分离的目的。例如，将六亚甲基四
铵加入到酸性溶液中，生成六亚甲基四铵盐，而 形成 pH为5—6的缓冲溶液。本法常用于 Mn2+,Co2+,Ni2+,Cu2+,Zn2+,Cd2+,Al3+,Fe3+,Ti (Ⅳ)和Th(Ⅳ)，如
Hg,CN-,SO2,S2-,F-,酚类等有毒物质，都是用蒸馏分 离法分离富集，然后选用适当的方法测定，
2 蒸馏 将液体加热至沸腾，使液体变为蒸气，然后使蒸
气冷却再凝结为液体，这两个过程的联合操作称 为蒸馏。很明显，蒸馏可将易挥发和不易挥发的 物质分离开来，也可将沸点不同的液体混合物分 离开来。但液体混合物各组分的沸点必须相差很
等。例如，在含有大量SCN-的Zn出来。 SCN的微酸性溶液中加入甲基紫，由于甲基紫能与
SCN-生成离子缔合物沉淀，从而使甲基紫与Zn
SCN- 生成离子缔合物被共沉淀下来。
C 利用“固体萃取剂”进行共沉淀
例如Ni2+与丁二酮肟生成螯合物的沉淀，但当Ni2+
含量很低时，丁二酮肟不能将其沉淀出来，若再加
部分部分沉淀的离子 Mn2+ Fe2+ (有氧化剂存在时可以定量沉淀） Pb2+（有Fe3+ Al3+ 共存时将被共沉淀）
溶液中存留的离子 Ag(NH3)2 + Cu(NH3)42+ Cd(NH3)42+Co(NH3)63+ Ni(NH3)42+ Zn(NH3)42+ Ca2+ Sr2+ Ba2+ Mg2+
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%
第十一章 常用的分离和富集方法PPT课件
Fe3+
NaOH
C r3+
H2O2
F e(O H )3↓ C rO42-
究竟萃取分离法分为几类呢？
10
§11-3 溶剂萃取分离法
一 萃取分离法分为固---液、气----液和液----液萃取法。 液----液萃取法亦称溶剂萃取法。待测组分如何被萃取呢？
固相萃取 有机沉淀剂：H2C2O4，丁二酮肟
离子交换分离
阳离子交换树脂 阴离子交换树脂
离
气液分离：挥发和蒸馏
克氏定氮法，Cl2预氧化I-法 螯合物萃取
方 液液分离
萃取分离
离子缔合物萃取 三元络合物萃取 支撑型液膜
法
液膜分离 乳状液型液膜 生物膜
气固分离-超临界流体萃取
其他分离方法：萃淋树脂、螯合树脂、浮选、色谱分离法
第十一章 常用的分离和富集方法
§11-1 概述 §11-2 沉淀分离法 §11-3 溶剂萃取分离法 §11-4 离子交换分离法 §11-5 液相色谱分离法
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• 教学内容：回收率、分离因素、分配系数、分配比、
例1 在pH=7.0时, 以8－羟基喹啉(Oxine)氯仿溶液从(Oxine) 水溶液中萃取 已知: D=43, c(La3+)W=1.00mg/mL, VW=3+。
1. VOxine=10.0mL
14
必 须 指出 ， 同 量萃 取 剂 分n次 比 一次 萃 取 的效 率 高 ， 但多次萃取却增加了工作量及引起误差。
第32讲第十一章常用的分离和富集方法
第32 讲
第十一章 常用的分离和富集方法
第一讲
（一）无机共沉淀剂
无机共沉淀剂的作用主要是利用无机共沉淀
剂对痕量元素的吸附或与痕量元素形成混晶两种。为
了增大吸附作用，应选择总表面积大的胶状沉淀作为
裁体。例如以Fe(OH)3作裁体可以共沉淀微量的A13+、 Sn4+、Bi3+、Ga3+、In3+、T13+、Be2+和U(VI)、W(VI)、
V(V)等离子；以Al(OH)3作裁体可以共沉淀微量的Fe3+、 TiO2+和U(VI)等离子；还常以MnO(OH)2为载体富集Sb3+， 以CuS为载体富集Hg2+等。根据形成混晶作用选择载体
时，要求痕量元素与载体的离子半径尽可能接近，形
成的晶格应相同。例如以BaSO4作载体共沉淀Ra2+，以 SrSO4作载体共沉淀Pb2+和以MgNH4PO4作载体共沉淀
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32讲
第十一章 常用的分离和富集方法
第一讲
（二）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
裁体，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
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
最新11章分析化学中常用的分离和富集方法全解PPT课件
E与D的关系：
E coVo D 100% coVo cwVw DVw Vo
D越大→ E越高
D一定，
Vw Vo
→E增大当D不高时，常采源自多次连续萃取的方法提高ECa2+,Sr2+,Ba2+,Th(Ⅳ)… 离
C2O42
MC2O4↓而与Al3+,Fe3+…等分
Al3+ 草酸
Al3+
Ba2+
BaC2O4↓
8－羟基喹啉 沉淀Al3+,Fe3+等
铜试剂（二乙基胺二硫代甲酸钠，简称DDTC）：用于沉淀除去 重金属离子而与Al3+，碱土金属，稀土等分离。
二、痕量组分的共沉淀分离和富集
11章分析化学中常用的分离 和富集方法全解
§1 概述
海水中铀含量1－2μg[U(Ⅵ)]·L-1，不易测量，若把1L海水中的U (Ⅵ)处理到5mL溶液中，等于将U (Ⅵ)溶液富集，浓度提高了200 倍，便可准确测定。 1、对分离的要求： ①干扰组分减少至不再干扰被测组分的测定 ②被测组分的损失小至忽略不计
（1）表面吸附共沉淀
采用了颗粒较小的无定形或凝乳状↓为共沉淀剂，如 M(OH)n↓ MSn↓。如以Fe(OH)3↓为载体，吸附富集工业废水中的UO22+， Al3+，Sn4+，Bi3+等
（2）混晶共沉淀 选择性高 如BaSO4-PbSO4 MgNH4PO4-MgNH4AsO4等 2、有机共沉淀剂（应用广） 优点：选择性高，沉淀溶解度小、纯净、易灼烧除去 （1）利用胶体的凝聚作用 如分离微量H2WO4 HNO3介质中， H2WO4以带负电荷的胶体粒子存在，不易凝聚， 加入共沉淀剂辛可宁，可使H2WO4定量共沉淀 常用的共沉淀剂：辛可宁，丹宁，动物胶等 （2）利用形成离子缔合物
第11章 分离和富集方法
例，8-羟基喹啉-CHCl3对Al 3+ 的萃取
N Al(H2O)63+ + 3 OH O N Al
+ 3 H+ + 6 H2O
3 溶于CHCl3
亲水 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
疏水
8-羟基喹啉 CHCl3
萃取剂 溶剂
分配系数与分配比
分配系数 partition coefficient HA (w) HA (o)
n 次萃取的萃取率 m0 mn E m0
E % = 98.8
例：用 CCl4 萃取 I2 (R=1) Vo =100 mL，m0 = 0.20 g， D = 85
m2 = 0.00016 g ，
E % = 99.9
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
二、重要的萃取体系
萃取类型 螯合物萃取 离子缔合物萃取 简单分子萃取 溶剂配合萃取
三、萃取操作方法
1、有机相的选择 2、水相酸度对萃取的影响 3、提高选择性的方法 4、萃取分离操作方法 萃取 分层 洗涤 掩蔽 改变元素价态 反萃取
间歇萃取法
Batch extraction using pear-shaped separatory funnel
K
[ B ]r [ A ] [ A ]r [ B ]
K——选择性系数，也叫分离因素 衡量树脂对离子的亲和力的大小的参数
可以推导得
K D ( B) K K D ( A)
水合离子的半径
K
[B]o KD （B ) [B]w
离子的电荷
K
亲和力
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第八章 分析化学中常用的分离和富集方法1. 0.020 mol/L Fe 2+溶液，加NaOH 进行沉淀时，要使其沉淀达99.99%以上。
试问溶液中的pH 至少应为多少？若考虑溶液中除剩余Fe 2+外，尚有少量FeOH +(β=1×104)，溶液的pH 又至少应为多少？已知16sp 108-⨯=K 。
解：30.9H mol/L 100.2%01.0020.0108][OH ]][OH [Fe 1)(516sp22=⇒⨯=⨯⨯=⇒=----+p K()34.9H mol/L1021.221044104104][OH 0104-][OH 104][OH 108][OH ][OH 10110.01%0.020]][OH [Fe 2)(51026610-62162-4sp22=⇒⨯=⨯⨯+⨯+⨯=⇒=⨯⨯-⇒⨯=⨯⨯⨯+⨯⇒=-----------+p K2. 若以分子状态存在99%以上时可通过蒸馏分离完全，而允许误差以分子状态存在1%以下，试通过计算说明在什么酸度下可挥发分离甲酸和苯酚？ 解：74.5H mol/L 1084.1]H [%110]H []H []H []H [%195.7H mol/L 1011.1]H [%9910]H []H []H []H [%9995.974.3674.3HCOOH a,89.95OH H C a,OH H C a,HCOOH a,5656=⇒⨯=⇒=+=+=⇒⨯=⇒=+=+==-+-++++-+-++++p K p K pK pK 以分子状态存在，则甲酸以分子状态存在，则苯酚因此可挥发分离甲酸和苯酚的酸度为5.74-7.953. 某纯的二元有机酸H 2A ，制备为纯的钡盐，称取0.3460 g 盐样，溶于100.0 mL 水中，将溶液通过强酸性阳离子交换树脂，并水洗，流出液以0.09960 mol/L NaOH 溶液20.20 mL 滴至终点，求有机酸的摩尔质量。
解：4g /m o l6.20862.2060079.1222g/mol 6.20633.13720.2009960.0100023460.01000220.2009960.03460.0A H AH A A Ba 2=+⨯=+=⇒=-⨯⨯⨯=⇒⨯⨯=+M M M M M M4. 某溶液含Fe 3+ 10 mg ，将它萃取入某有机溶剂中时，分配比=99。
问用等体积溶剂萃取1次和2次，剩余Fe 3+量各是多少？若在萃取2次后，分出有机层，用等体积水洗一次，会损失Fe 3+多少毫克？ 解：mg 001.0199110mg1.0199110220201=⎪⎭⎫⎝⎛+⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅==+⨯=+⋅=w o w w o w V DV V m m V DV V m m 萃取2次后，分出有机层，等体积水洗一次：()mg 1.01991001.0100=+⨯-='+''⋅'=w o w V V D V m m 损失5. 100 mL 含钒40 μg 的试液，用10 mL 钽试剂-CHCl 3溶液萃取，萃取率为90%。
以1 cm 比色皿于530 nm 波长下，测得吸光度为0.384，求分配比及吸光物质的摩尔吸收系数。
解：11336ow cm mol L 104.51010942.50/%9010401384.0%100/----⋅⋅⨯=⨯⨯⨯⨯==⨯+=bcA V V D DE ε6. 有一金属螯合物在pH=3时从水相萃入甲基异丁基酮中，其分配比为5.96，现取50.0 mL 含该金属离子的试液，每次用25.0 mL 甲基异丁基酮于pH=3萃取，若萃取率达99.9%。
问一共要萃取多少次？ 解：5.500.2596.50.50lg%1.0lg 0.500.2596.50.50%1.00=+⨯=⇒⎪⎭⎫⎝⎛+⨯=⇒⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⋅=n V DV V m m nnw o w n7. 试剂（HR ）与某金属离子M 形成MR 2后而被有机溶剂萃取，反应的平衡常数即为萃取平衡常数，已知K =K D =0.15。
若20.0 mL 金属离子的水溶液被含有HR 为2.0⨯10-2 mol·L -1的10.0 mL 有机溶剂萃取，计算pH=3.50时，金属离子的萃取率。
解：()()()%7.99100.215.0100.12100.215.0]HR []H [2]HR []MR []M [2]MR []MR []M []MR []H []HR ][M []MR []HR ][M []H ][MR [2H MR HR 2M 2225.3222(o)D 22(o)D (o)22(o)2o(o)2w 2o(o)222(o)2D (o)22(o)22(o)2D (o)2(o)2=⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=+=⇒+=+==⇒=+=+---+++++++++K K E V V V E K K8. 现有0.1000 mol·L -1某有机一元弱酸（HA ）100 mL ，用25.00 mL 苯萃取后，取水相25.00 mL ，用0.02000 mol·L -1 NaOH 溶液滴定至终点，消耗20.00 mL ，计算一元弱酸在两相中的分配系数K D 。
解：00.2101600.03360.0HA][HA][mol/L 3360.000.2510001600.01001000.0HA][mol/L01600.000.2500.2002000.0HA][w o D o w ====⨯-⨯==⨯=K9. 含有纯NaCl 和KBr 混合物0.2567 g ，溶解后使之通过H-型离子交换树脂，流出液需要用0.1023 mol/L NaOH 溶液滴定至终点，需用34.56 mL ，问混合物中各种盐的质量分数是多少？ 解：3833.06167.016167.01056.341023.000.119)1(2567.0443.582567.0m m KBr NaCl 3NaCl NaCl NaOHNaOH KBrKBrs NaCl NaCl s =-=⇒=⇒⨯⨯=-⨯+⇒=+-w w w w V c M w M w10.用有机溶剂从100 mL 某溶质的水溶液中萃取两次，每次用20 mL ，萃取率达89%，计算萃取体系的分配系数。
假定这种溶质在两相中均只有一种存在形式，且无其他副反应。
解：1.1010020100%112202=⇒⎪⎭⎫⎝⎛+=⇒⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⋅=D D V DV V m m w o w11.螯合物萃取体系的萃取常数，与螯合物的分配系数K D (MR n )，螯合剂的分配系数K D (HR)，螯合剂的解离常数K a (HR)和螯合物稳定常数β有密切关系。
试根据下列反应，推导出K 萃与这几个常数的关系式。
w o D (H R )w n on )D (M R a (H R )nn n w o n o w n [H R ][H R ]][M R ][M R ]HR []R ][H []R ][M []MR [)n(H )(MR n(HR))(M n ====+=+++++K K K β解：()nD (H R )a (H R ))D (M R n a (H R )n D (H R ))D (M R nw -w n -w n wn n D (H R ))D (M R n wD (H R )w n nw w n )D (M R no w n n w o n wD (H R )o woD (H R )wn )D (M R o n wn on )D (M R n n n nn n [H R ]][R ]H [][R ]M [][MR [HR]]M []H [][MR ]HR []M []H [][MR [HR][HR][HR][HR]][MR ][MR ][MR ][MR ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⋅=⋅⋅=⇒⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅⋅⋅⋅=⇒⋅⋅⋅⋅=⋅⋅=⋅=⇒=⋅=⇒=++++++K K K K K K K K K K K K K K K K K ββ萃萃萃12.某含铜试样用二苯硫腙-CHCl 3光度法测定铜，称取试样0.2000 g ，溶解后定容为100 mL ，取出10 mL 显色并定容25 mL ，用等体积的萃取一次，有机相在最大吸收波长处以1 cm 比色皿测得吸光度为0.380，在该波长下ε = 3.8×104 L·mol -1·cm -1，若分配比D=10，试计算：a. 萃取百分率E ；b. 试样中铜的质量分数。
（已知Mr(Cu) = 63.55） 解：%087.01025%9.901001055.632000.01108.3380.0)(%9.90%10011010/)(Cu 3Cu 4ow =⇒⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⇒==⨯+=⇒+=-w w bcA b E V V D D E a ε13.称取1.5 g H-型阳离子交换树脂作为交换柱，净化后用氯化钠溶液冲洗，至甲基橙呈橙色为止。
收集流出液，用甲基橙为指示剂，以0.1000 mol/L NaOH 标准溶液滴定，用去24.51 mL ，计算该数脂的交换容量（mmol/g ） 解：mmol/g 6.15.151.241000.0=⨯=交换容量14.将100 mL 水样通过强酸性阳离子交换树脂，流出液用0.1042 mol/L 的NaOH 溶液滴定，用去41.25 mL ，若水样中总金属离子含量以钙离子含量表示，求水样中含钙的质量浓度（mg/L ）？ 解：mg/L 106.8101002078.4025.411042.023Ca ⨯=⨯⨯⨯⨯=-ρ15.设一含有A 、B 两组分的混合溶液，已知R f (A)=0.40，R f (B)=0.60，如果色层用的滤纸条长度为20 cm ，则A 、B 组分色层分离后的斑点中心相距最大距离是多少？ 解：5S ma Sf S A S f S B 4.0cm 2020.0)40.060.0(x 0.40(A)0.60(B)-=⨯=⨯-=∆=⨯==⨯=L L L R L L L R L L 则。