分析化学分析化学中的分离与富集方法

Mn(OH) 2
1×10-13
8.8
10.8
Mg(OH) 2
1×10-11
9.6
11.6
2. 硫化物沉淀分离法
沉淀剂：H2S
能形成硫化物沉淀的金属离子约有40余种;
利用其溶解度相差悬殊，因而可以通过控制溶液
中［S2-]的办法使硫化物分步沉淀实现分离。
可通过控制适当的酸度来控制[S2-]：
缺点：选择性较差；非晶形沉淀，吸附现象严重。 H2S 有毒，气味难闻
第九章 分析化学中的分离与富集方法
§9.1 沉淀分离法 §9.2 溶剂萃取分离法 §9.3 色谱法 §9.4 离子交换分离法 §9.5 现代分离技术简介(自学)
概论(Brief introduction)
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
3. 利用有机共沉淀剂进行共沉淀分离
作用机理与无机共沉淀剂不同：形成固溶体。 有机大分子物质；选择性较好；可藉灼烧而除去。
§9.2 溶剂萃取分离法
9.2.1 分配系数，分配比和萃取效率，分离因数
1.分配系数 萃取是溶质在两相中经过充分振摇，达到平衡后
按一定比例重新分配的过程。分配系数：
A水
A有
KD
分离富集在分析化学中的作用：
(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。
分离的指标：回收率 RT 待测组分分离或富集前后所测得的含量之比值
RT
QT QT0
100%
溶液pH ，共沉淀(该法选择性较差, 非晶形沉淀)
表 各种金属离子氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的 pH
氢氧化物
溶度积 KSP
开始沉淀时的 pH
[M]=0.01 mol·L-1
沉淀完全时的 pH
[M]=0.01 mol·L-1
Sn(OH)4
1×10-57
0.5
1.3
TiO(OH)2
1×10-29
0.5
c0V水 = c1V水 + c1’V有 = c1V水 + c1DV有
D c有
∵
c水
萃取一次后水溶液中 A的[A]水
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有机溶剂层中的溶解度越大 (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；
9.1.2 有机沉淀剂沉淀分离法
有机沉淀剂的选择性和灵敏度较高，生成的沉淀 性能好。有机沉淀剂与金属离子形成的沉淀主要有： 1.螯合物沉淀
8-羟基喹啉与Mg2+生成六元环结构的螯合物沉淀,在氨缓冲 溶液中可实现镁与碱金属及碱土金属的分离；
2.缔合物沉淀
四苯基硼化物与K+的反应产物, 溶度积2.25×10-8；
3.三元配合物沉淀
提高选择性和灵敏度的一条途径；
9.1.3 共沉淀分离法
利用共沉淀现象富集痕 量组分，达到分离目的。
1. 利用吸附作用进行共沉淀分离
利用 CaC2O4 作载体，可将微量稀土离子的草酸盐吸附。
2. 利用生成混晶进行共沉淀分离
海水中亿万分之一的 Cd2+，可用 SrCO3 作载体，生成 SrCO3 和 CdCO3 混晶沉淀而富集。
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
C = 1 ~ 3 g / L
难以测定
富集为 C = 100 ~ 200 g / L 可以测定
概述(Brief introduction)
•在实际分析工作中，遇到的样品往往含有多种 组分，进行测定时彼此发生干扰，不仅影响分 析结果的准确度，甚至无法进行测定。为了消 除干扰，比较简单的方法是控制分析条件或采 用适当的掩蔽剂。但是在许多情况下，仅仅控 制分析条件或加入掩蔽剂，不能消除干扰，还 必须把被测元素与干扰组分分离以后才能进行 测定。所以定量分离是分析化学的重要内容之 一。

A在有机相中的总含量 A在两相中的总含量
100%
c有V有
D c有 c水
c有V有 100% c水V有
100%
c有V有 c水V水
c有V有 c水V水
D
c水V有 c水V有
E
100%
D V水
V有
萃取效率由分配比D和体积比V水/V有决定。
多次间歇萃取的萃取效率(少量多次)
若D =10，A在水溶液V水中的浓度为c0， 以有机溶剂(V有)萃取， 平衡后A在水相中浓度c1及在有机相中浓度c1’ ，当V水=V有时：
在痕量分析中，试样中的被测元素含量很 低，如饮用水中Cu 2+的含量不能超过0.1mg ／L、Cr(Ⅵ)的含量不能超过0.65 mg／L等。
这样低的含量直接用一般方法是难以测定, 因此可以在分离的同时把被测组分富集起 来，然后进行测定。所以分离的过程也同 时起到富集的作用，提高测定方法的灵敏 度。
2. 分配比和萃取效率
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 c有 c水
c有 、c水 分配平衡后，溶质（包括所有的存在形 式）分别在有机层、水层中的总浓度。
当溶质以单一形式存在时，KD = D
萃取效率
当溶质A的水溶液用有机溶剂萃取时, 则萃取效率
E应该等于：E
2.0
Sn(OH) 2
1×10-27
1.7
3.7
Fe(OH) 3
1×10-38
2.2
3.5
Al(OH) 3
1×10-32
4.1
5.4
Cr(OH) 3
1×10-31
4.6
5.9
Zn(OH) 2
1×10-17
6.5
8.5
Fe(OH) 2
1×10-15
7.5
9.5
Ni(OH) 2
1×10-18
6.4
8.4
常量组分： RT99.9 > ％； 痕量组份： RT 90％～110％之间；
§9.1 沉淀分离法
9.1.1 无机沉淀剂沉淀分离法
1. 氢氧化物沉淀分离法 沉淀剂：
NaOH: 可控制pH≥12。常用于两性金属离子和 非两性金属离子的分离。
NH4OH: 可以将pH控制在9左右，常用来沉淀不 与 NH3 形成配离子的许多种金属离子。 影响因素：