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化学分离法
第三章 沉淀分离法
1
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总体概述
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2
沉淀分离法
(Separation by precipitation)
一、概述 二、分类 三、常用的沉淀分离方法及试剂
3
沉淀分离方法特点
最常用的有氢氧化钠、氯化铵加氢氧化铵、 硫化物等。
8
无机沉淀剂进行分离
1、氢氧化物的沉淀分离 （1）酸度控制原理
大多数金属离子都能形成氢氧化物沉淀，若沉淀的溶解度 相差较大，就有可能通过控制酸度使之分离。根据溶度积 原理，有
[Mn+ ][OH- ] = Ksp,M(OH)n
[OH- ] = n K sp,M(OH) n [M n ]
5
沉淀分离法分类
• 沉淀法主要包括：常规沉淀分离法、均相 沉淀分离法和共沉淀分离法 。
• 区别主要是：沉淀和均相分离法主要使 用于常量组分的分离（毫克数量级以上或 一般>0.01mol/L)；而共沉淀分离法主要使 用于痕量组分的分离和富集（小于 1mg/mL )
6
在应用沉淀分离技术时,需要考虑三种因素
10
难溶等于不溶吗？
习惯上,将溶解度小于0.01克的电解质称为 难溶电解质。难溶电解质的溶解度尽管很小， 但不会等于0 ，没有绝对不溶的物质。
难溶 微溶 可溶
易溶
0.01 1
10(sg/100g水)
易溶的电解质在一定条件下也会达到 饱和结晶析出
11
1、溶度积概念：
溶度积是针对难溶强电解质而言的，我们习惯上把溶解 度小于0.01g/100g水的物质叫做“不溶物”，确切地说应叫做 “难溶物”，因为物质的溶解度只有大小之分，没有在水中绝 对不溶解的物质。可溶的部分全部离解。
以上关系称为溶度积规则，据此可以 判断沉淀溶解平衡移动的方向，也可以通 过控制有关离子的浓度，使沉淀生成或溶 解。
14
沉淀的溶解与生成
离子的浓度商Qc和离子积Ksp的关系： (1)Qc > Ksp时，平衡向 沉淀 方向移动 (2)Qc = Ksp时，处于 沉淀溶解平衡 状态 (3)Qc < Ksp时，平衡向 沉淀溶解 方向移动
12
2、表示符号： Ksp
3、表达式： Ksp(PbI2)=[Pb2+][I-]2
沉淀的生成和溶解
1、沉淀的生成 根据溶度积规则，要从溶液中沉淀出某一离子，必须加入
一种沉淀使溶液中Q ≥ Ksp，才能生成难溶物质。
13
（1）Q<Ksp，说明溶液是不饱和的，没有沉淀生成， 再加固体溶质时会继续溶解；若体系中已有沉淀生成， 沉淀将要溶解，直到饱和， Q＝Ksp为止。 （2）Q>Ksp，此溶液是过饱和溶液，溶液中可析出 沉淀，直至饱和， Q＝Ksp。 （3） Q＝Ksp，为饱和溶液，处于沉淀溶解平衡状 态。在一定温度下是一个常数，不因固体溶质的量而 改变。
4.1
Cr(OH) 3
Leabharlann Baidu
1×10-31
4.6
Zn(OH) 2
1×10-17
6.5
Fe(OH) 2
1×10-15
7.5
Ni(OH) 2
1×10-18
6.4
Mn(OH) 2
1×10-13
8.8
Mg(OH) 2
1×10-11
9.6
沉淀完全时 的 pH 值 [M+]=0.01 mol·L-1
1.3 2.0 3.7 3.5 5.4 5.9 8.5 9.5 8.4 10.8 11.6
16
2 混合离子氢氧化沉淀分离完全的条件 • 见课本19页
17
3 氢氧化物沉淀剂
a.几种主要的C沉a（淀OH）剂2发及生部特分沉淀点
(1) NaOH溶液 控制ph》12，实现两性金属离子与非两性金属离
子的分离。
(2) 氨水加铵盐
pH值为8－10，使高价离子
①沉淀的方法和技术应具有一定的选择性, 才能 使目标成分得到较好分离,纯度较高；
②对于一些活性物质( 如酶、蛋白质等 )的沉淀 分离,必须考虑沉淀方法对目标成分的活性和化 学结构是否破坏；
③对于食品和医药中的目标成分的沉淀分离, 必须充分估量残留物对人体的危害.
7
无机沉淀剂分离法
• 主要用于金属离子的分离 • 无机沉淀剂种类很多，形成的沉淀也很多，
15
• AmBn(s) ⇋ mA(aq) + nB(aq)（为方便，省去电 荷） 溶度积（Ksp）是难溶化合物达到沉淀溶解 平衡时，溶液中相应离子在平衡时的离子浓度的 幂的乘积，只与温度有关。如上， Ksp=[A]^m*[B]^n，[ ]表示的浓度指平衡浓度。当 温度一定时，同一难溶化合物的溶度积是常数， 不因溶液多少而变。 离子的浓度商（IP）指任一 条件下离子浓度幂的乘积。如上， IP=c(A)^m*c(B)^n，c表示任意时刻的浓度，可以 是平衡时的也可是不平衡时的浓度，浓度商只与 离子浓度有关，与其它条件无关。 通过比较Ksp 和IP的大小，可确定是否有沉淀生成或沉淀是否 溶解。 Ksp<IP，则有沉淀产生； Ksp=IP，达到 平衡； Ksp>IP，无沉淀产生或沉淀溶解
➢ 沉淀法是最古老、经典的化学分离方法。虽 然，沉淀分离需经过过滤、洗涤等手续，操作较 繁琐费时；某些组分的沉淀分离选择性较差，分 离不完全。但由于应用范围广、不需特殊设备， 沉淀分离法仍然是一种常用的分离方法。
4
沉淀分离法
• 沉淀分离法是利用沉淀反应有选择地沉淀 某些离子，而其它离子则留于溶液中从而 达到分离的目的。它发生的必要条件是溶 液体系对某些离子是饱和的。
溶度积是一种难溶的强电解质固体和他的饱和溶液处在平 衡时的平衡常数，用Ksp表示。其物理意义是：在一定温度下， 难溶强电解质饱和溶液中各离子浓度之乘积为一常数， Ksp与 其他平衡常数一样，仅随温度而变化，与体系中离子浓度无关。 溶解积常数的大小，反映了物质溶解能力的大小。写成通式：
A nB m nA m mn-B Ksp[Am]n[B n-]m
9
各种金属离子氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的 pH 值
开始沉淀时
氢氧化物
溶度积 KSP
的 pH 值 [M+]=0.01 mol·L-1
Sn(OH)4
1×10-57
0.5
TiO(OH)2
1×10-29
0.5
Sn(OH) 2
1×10-27
1.7
Fe(OH) 3
1×10-38
2.2
Al(OH) 3
1×10-32
第三章 沉淀分离法
1
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总体概述
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2
沉淀分离法
(Separation by precipitation)
一、概述 二、分类 三、常用的沉淀分离方法及试剂
3
沉淀分离方法特点
最常用的有氢氧化钠、氯化铵加氢氧化铵、 硫化物等。
8
无机沉淀剂进行分离
1、氢氧化物的沉淀分离 （1）酸度控制原理
大多数金属离子都能形成氢氧化物沉淀，若沉淀的溶解度 相差较大，就有可能通过控制酸度使之分离。根据溶度积 原理，有
[Mn+ ][OH- ] = Ksp,M(OH)n
[OH- ] = n K sp,M(OH) n [M n ]
5
沉淀分离法分类
• 沉淀法主要包括：常规沉淀分离法、均相 沉淀分离法和共沉淀分离法 。
• 区别主要是：沉淀和均相分离法主要使 用于常量组分的分离（毫克数量级以上或 一般>0.01mol/L)；而共沉淀分离法主要使 用于痕量组分的分离和富集（小于 1mg/mL )
6
在应用沉淀分离技术时,需要考虑三种因素
10
难溶等于不溶吗？
习惯上,将溶解度小于0.01克的电解质称为 难溶电解质。难溶电解质的溶解度尽管很小， 但不会等于0 ，没有绝对不溶的物质。
难溶 微溶 可溶
易溶
0.01 1
10(sg/100g水)
易溶的电解质在一定条件下也会达到 饱和结晶析出
11
1、溶度积概念：
溶度积是针对难溶强电解质而言的，我们习惯上把溶解 度小于0.01g/100g水的物质叫做“不溶物”，确切地说应叫做 “难溶物”，因为物质的溶解度只有大小之分，没有在水中绝 对不溶解的物质。可溶的部分全部离解。
以上关系称为溶度积规则，据此可以 判断沉淀溶解平衡移动的方向，也可以通 过控制有关离子的浓度，使沉淀生成或溶 解。
14
沉淀的溶解与生成
离子的浓度商Qc和离子积Ksp的关系： (1)Qc > Ksp时，平衡向 沉淀 方向移动 (2)Qc = Ksp时，处于 沉淀溶解平衡 状态 (3)Qc < Ksp时，平衡向 沉淀溶解 方向移动
12
2、表示符号： Ksp
3、表达式： Ksp(PbI2)=[Pb2+][I-]2
沉淀的生成和溶解
1、沉淀的生成 根据溶度积规则，要从溶液中沉淀出某一离子，必须加入
一种沉淀使溶液中Q ≥ Ksp，才能生成难溶物质。
13
（1）Q<Ksp，说明溶液是不饱和的，没有沉淀生成， 再加固体溶质时会继续溶解；若体系中已有沉淀生成， 沉淀将要溶解，直到饱和， Q＝Ksp为止。 （2）Q>Ksp，此溶液是过饱和溶液，溶液中可析出 沉淀，直至饱和， Q＝Ksp。 （3） Q＝Ksp，为饱和溶液，处于沉淀溶解平衡状 态。在一定温度下是一个常数，不因固体溶质的量而 改变。
4.1
Cr(OH) 3
Leabharlann Baidu
1×10-31
4.6
Zn(OH) 2
1×10-17
6.5
Fe(OH) 2
1×10-15
7.5
Ni(OH) 2
1×10-18
6.4
Mn(OH) 2
1×10-13
8.8
Mg(OH) 2
1×10-11
9.6
沉淀完全时 的 pH 值 [M+]=0.01 mol·L-1
1.3 2.0 3.7 3.5 5.4 5.9 8.5 9.5 8.4 10.8 11.6
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2 混合离子氢氧化沉淀分离完全的条件 • 见课本19页
17
3 氢氧化物沉淀剂
a.几种主要的C沉a（淀OH）剂2发及生部特分沉淀点
(1) NaOH溶液 控制ph》12，实现两性金属离子与非两性金属离
子的分离。
(2) 氨水加铵盐
pH值为8－10，使高价离子
①沉淀的方法和技术应具有一定的选择性, 才能 使目标成分得到较好分离,纯度较高；
②对于一些活性物质( 如酶、蛋白质等 )的沉淀 分离,必须考虑沉淀方法对目标成分的活性和化 学结构是否破坏；
③对于食品和医药中的目标成分的沉淀分离, 必须充分估量残留物对人体的危害.
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无机沉淀剂分离法
• 主要用于金属离子的分离 • 无机沉淀剂种类很多，形成的沉淀也很多，
15
• AmBn(s) ⇋ mA(aq) + nB(aq)（为方便，省去电 荷） 溶度积（Ksp）是难溶化合物达到沉淀溶解 平衡时，溶液中相应离子在平衡时的离子浓度的 幂的乘积，只与温度有关。如上， Ksp=[A]^m*[B]^n，[ ]表示的浓度指平衡浓度。当 温度一定时，同一难溶化合物的溶度积是常数， 不因溶液多少而变。 离子的浓度商（IP）指任一 条件下离子浓度幂的乘积。如上， IP=c(A)^m*c(B)^n，c表示任意时刻的浓度，可以 是平衡时的也可是不平衡时的浓度，浓度商只与 离子浓度有关，与其它条件无关。 通过比较Ksp 和IP的大小，可确定是否有沉淀生成或沉淀是否 溶解。 Ksp<IP，则有沉淀产生； Ksp=IP，达到 平衡； Ksp>IP，无沉淀产生或沉淀溶解
➢ 沉淀法是最古老、经典的化学分离方法。虽 然，沉淀分离需经过过滤、洗涤等手续，操作较 繁琐费时；某些组分的沉淀分离选择性较差，分 离不完全。但由于应用范围广、不需特殊设备， 沉淀分离法仍然是一种常用的分离方法。
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沉淀分离法
• 沉淀分离法是利用沉淀反应有选择地沉淀 某些离子，而其它离子则留于溶液中从而 达到分离的目的。它发生的必要条件是溶 液体系对某些离子是饱和的。
溶度积是一种难溶的强电解质固体和他的饱和溶液处在平 衡时的平衡常数，用Ksp表示。其物理意义是：在一定温度下， 难溶强电解质饱和溶液中各离子浓度之乘积为一常数， Ksp与 其他平衡常数一样，仅随温度而变化，与体系中离子浓度无关。 溶解积常数的大小，反映了物质溶解能力的大小。写成通式：
A nB m nA m mn-B Ksp[Am]n[B n-]m
9
各种金属离子氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的 pH 值
开始沉淀时
氢氧化物
溶度积 KSP
的 pH 值 [M+]=0.01 mol·L-1
Sn(OH)4
1×10-57
0.5
TiO(OH)2
1×10-29
0.5
Sn(OH) 2
1×10-27
1.7
Fe(OH) 3
1×10-38
2.2
Al(OH) 3
1×10-32