第十一章 常用分离富集方法

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)

(516sp

22=⇒⨯=⨯⨯=⇒=---

-+p K

()

34

.9H mol/L

1021.22

1044104104][OH 0104-][OH 104][OH 10

8][OH ]

[OH 10110.01%0.020]][OH [Fe 2)(510

2

6610-6216

2-4sp

22=⇒⨯=⨯⨯+⨯+

⨯=

⇒=⨯⨯-⇒⨯=⨯⨯⨯+⨯⇒

=-----

------+p K

2. 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,89.95

OH 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5.74-7.95

3. 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 l

6.20862.2060079.1222g/mol 6.20633.13720

.2009960.01000

23460.01000

220

.2009960.03460.0A H A

H A A Ba 2=+⨯=+=⇒=-⨯⨯⨯=

⇒⨯⨯=

+M M M M M M

4. 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 001.0199110mg

1.01

991

102

20201=⎪⎭⎫

⎝⎛+⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝

⎛+⋅==+⨯=+⋅=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 1.01

991

001.0100

=+⨯-='+''⋅'=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：

1

133

6

o

w cm mol L 104.51010942.50/%9010401384.0%

100/----⋅⋅⨯=⨯⨯⨯⨯

=

=⨯+=

bc

A V V D D

E ε

6. 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 n

n

w o w n

7. 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：

(

)

(

)

(

)

%

7.9910

0.215.010

0.12100.215.0]HR []H [2]HR []MR []M [2]MR []MR []M []MR []H []HR ][M []MR []

HR ][M []H ][MR [2H MR HR 2M 2

22

5.32

2

2

(o)D 22

(o)D (o)22(o)2o

(o)2w 2o

(o)22

2

(o)2D (o)22

(o)22(o)2D (o)2(o)2=⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=

+=⇒+=

+=

=

⇒=+=+---++++++

+++K K E V V V E K K

8. 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

.25100

01600.01001000.0HA][mol/L

01600.000

.2500

.2002000.0HA][w o D o w ====⨯-⨯==⨯=

K

9. 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 NaOH

NaOH KBr

KBr

s NaCl NaCl s =-=⇒=⇒⨯⨯=-⨯+⇒

=+-w w w w V c M w M w

10.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：