仪器分析第十二章--分析化学中的分离技术_PPT幻灯片
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3. 三元配合物沉淀
提高选择性和灵敏度的一条途径；
三、盐析法
原理：在溶液中加入中性盐使溶质生成沉淀析出； 特点：易产生共沉淀，选择性差；成本低；方法简便； 应用：蛋白质的分离，对其生物活性有稳定作用；
常用的中性盐：硫酸盐、磷酸盐、氯化物等；在 蛋白质的分离中硫酸铵、硫酸钠应用较多。
第十二章 分析化学中的分
1. 沉淀分离法
传统的分离方法。采用沉淀剂；属于液-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：使用互不相溶的两种溶剂。 如：液液萃取法、超临界萃取法等。
四、分离的基本原理
1. 分配系数和分离比
描述被分离组分在两相中的分配平衡；判断分离的难易 程度； 溶质A在两相（相1和相2）中的活度之比（在一定温 度下是一个常数），分配系数：
离技术
第三节 溶剂萃取分离法
一、分配系数和逆流分配 分离 二、间歇操作的萃取效率 三、溶剂选择的一般规律
一、分配系数和逆流分配分离
萃取分离的原理与特点：
定义： 被分离物质由一液相转入互不相溶另一液相的过程。 特点：萃取分离体系由互不相溶的两液相组成； 原理：被分离组分在两液相中的溶解度具有较大的差异；
一、概述
1. 分析对象的复杂性
天然产物——提取具有生理活性的组分；如紫杉醇 中草药——有效组分的测定、分离
2. 药物、高纯试剂的制备
青霉素过敏的原因：含微量其他组分； 提纯后——可口服 235铀、 238铀的分离： 利用235UF6和235UF6蒸汽扩散速度 的差别。
3. 分析过程中的干扰
仪器分析的选择性和灵敏度不断提高， 但在很多情况下有干扰存在，干扰组分须分离。
两个量化参数：回收因子（回收率）RA和分离因子SB/A。 回收因子：
RA分 A在 离A 试 的 后样 回中 收 的 (Q 量 QAA)量 B
常量分析中，要求RA达到0.999。
分离因子： 或称分离系数，用来表达A 与B 的分离程度； 由分离因子与A、B 的原始比率乘积可得到最终分离后
两组分的比值； 分离因子SB/A ：
mol·L-1
Sn(OH)4
1×10-57
0.5
1.3
TiO(OH)2
1×10-29
0.5
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
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
二、常用分离方法
解决常规分离技术（蒸馏、重结晶、萃取等）所不能解决 的分离问题；性质特别接近物质的分离。
当溶质以为单一形式存在时，K=D
2. 萃取液
两相溶剂系统： 水相：水 有机相：碳烃化合物、醚、酯等
3. 多次间歇萃取
当一次萃取不能满足要求时，采取多次萃取。
4. 逆流分配萃取
逆流分配仪：可连续上百次萃取。
二、间歇操作的萃取效率
设试样水溶液体积为V水（mL），组分A的总量为XA（
H2S 有毒，气味难闻； 选择性差。
二、有机试剂沉淀分离法
特点：高选择性、高灵敏度、应用普遍； 有机沉淀剂与金属离子生成的三种沉淀类型：
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；
故：
QB QA
SB/
A
(QB)0 (QA)0
SB/A((Q QB A))0 0Q QB AR RB A
常量分析中，要求SB/A达到0.001；痕量分析要求达到10-6。
第十二章 分析化学中的
分离技术
第二节 沉淀分离法
一、 无机沉淀剂沉淀分离 法 二、 有机试剂沉淀分离法 三、 盐析法
一、无机沉淀剂沉淀分离法
8.5
Fe(OH) 2
1×10-15
7.5
9.5
Ni(OH) 2
1×10-18
6.4
8.4
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 约40余种金属离子可生成难溶硫化物沉淀； 各种金属硫化物沉淀的溶解度相差较大； 根据H2S的分布曲线，溶液中S2-的浓度与pH有关，控制 溶液pH 可控制分步沉淀。
溶剂进行多次抽提才能彼此分离； 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；
分配比：
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：
D
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
c1总 c2总
恒温，恒
压
c1总 、c2总 为分配平衡后溶质（包括所有的存在形式） 分别在上、下层液相中的总浓度。
对沉淀反应的要求： 所生成的沉淀溶解度小、纯度高、稳定
1. 氢氧化物沉淀分离法
沉淀剂：NaOH，NH4OH 影响因素：溶液pH ，共沉淀现象
表 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 沉淀完全时
氢氧化物 溶度积KSP
的pH值
的pH值
[M+]=0.01
[M+]=0.01
mol·L-1
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。在恒温、恒压、较稀浓度下，溶质在两相中达到平衡时，溶 质在两相中的浓度比值为一常数（分配系数），即：
K
c1 c2
恒 温
，恒
压
c1 、c2 分配平衡后，溶质在上、下层液相中的浓度。
讨论：
不同溶质在不同的溶剂中具有不同的 K 值； K 值越大表示该溶质在上层溶剂中的溶解度越大； 当混合物中各组分的K 值很接近时，须通过不断更新
(KP)A((a aA A))1 2[[A A]]2 1((A A))1 2 a 、A、γ 分别为活度、浓度、活度系数。
两组分分配系数相差越大越易分离；两组分的分离比：
(KP )B
(KP )A
分配系数大者为分子项，分离比>1。
2. 回收因子与分离因子
定量分析对分离的要求： 待测组分A在分离过程中的损失要小，即回收完全； 干扰组分B的残留量小。
提高选择性和灵敏度的一条途径；
三、盐析法
原理：在溶液中加入中性盐使溶质生成沉淀析出； 特点：易产生共沉淀，选择性差；成本低；方法简便； 应用：蛋白质的分离，对其生物活性有稳定作用；
常用的中性盐：硫酸盐、磷酸盐、氯化物等；在 蛋白质的分离中硫酸铵、硫酸钠应用较多。
第十二章 分析化学中的分
1. 沉淀分离法
传统的分离方法。采用沉淀剂；属于液-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：使用互不相溶的两种溶剂。 如：液液萃取法、超临界萃取法等。
四、分离的基本原理
1. 分配系数和分离比
描述被分离组分在两相中的分配平衡；判断分离的难易 程度； 溶质A在两相（相1和相2）中的活度之比（在一定温 度下是一个常数），分配系数：
离技术
第三节 溶剂萃取分离法
一、分配系数和逆流分配 分离 二、间歇操作的萃取效率 三、溶剂选择的一般规律
一、分配系数和逆流分配分离
萃取分离的原理与特点：
定义： 被分离物质由一液相转入互不相溶另一液相的过程。 特点：萃取分离体系由互不相溶的两液相组成； 原理：被分离组分在两液相中的溶解度具有较大的差异；
一、概述
1. 分析对象的复杂性
天然产物——提取具有生理活性的组分；如紫杉醇 中草药——有效组分的测定、分离
2. 药物、高纯试剂的制备
青霉素过敏的原因：含微量其他组分； 提纯后——可口服 235铀、 238铀的分离： 利用235UF6和235UF6蒸汽扩散速度 的差别。
3. 分析过程中的干扰
仪器分析的选择性和灵敏度不断提高， 但在很多情况下有干扰存在，干扰组分须分离。
两个量化参数：回收因子（回收率）RA和分离因子SB/A。 回收因子：
RA分 A在 离A 试 的 后样 回中 收 的 (Q 量 QAA)量 B
常量分析中，要求RA达到0.999。
分离因子： 或称分离系数，用来表达A 与B 的分离程度； 由分离因子与A、B 的原始比率乘积可得到最终分离后
两组分的比值； 分离因子SB/A ：
mol·L-1
Sn(OH)4
1×10-57
0.5
1.3
TiO(OH)2
1×10-29
0.5
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
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
二、常用分离方法
解决常规分离技术（蒸馏、重结晶、萃取等）所不能解决 的分离问题；性质特别接近物质的分离。
当溶质以为单一形式存在时，K=D
2. 萃取液
两相溶剂系统： 水相：水 有机相：碳烃化合物、醚、酯等
3. 多次间歇萃取
当一次萃取不能满足要求时，采取多次萃取。
4. 逆流分配萃取
逆流分配仪：可连续上百次萃取。
二、间歇操作的萃取效率
设试样水溶液体积为V水（mL），组分A的总量为XA（
H2S 有毒，气味难闻； 选择性差。
二、有机试剂沉淀分离法
特点：高选择性、高灵敏度、应用普遍； 有机沉淀剂与金属离子生成的三种沉淀类型：
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；
故：
QB QA
SB/
A
(QB)0 (QA)0
SB/A((Q QB A))0 0Q QB AR RB A
常量分析中，要求SB/A达到0.001；痕量分析要求达到10-6。
第十二章 分析化学中的
分离技术
第二节 沉淀分离法
一、 无机沉淀剂沉淀分离 法 二、 有机试剂沉淀分离法 三、 盐析法
一、无机沉淀剂沉淀分离法
8.5
Fe(OH) 2
1×10-15
7.5
9.5
Ni(OH) 2
1×10-18
6.4
8.4
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 约40余种金属离子可生成难溶硫化物沉淀； 各种金属硫化物沉淀的溶解度相差较大； 根据H2S的分布曲线，溶液中S2-的浓度与pH有关，控制 溶液pH 可控制分步沉淀。
溶剂进行多次抽提才能彼此分离； 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；
分配比：
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：
D
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
c1总 c2总
恒温，恒
压
c1总 、c2总 为分配平衡后溶质（包括所有的存在形式） 分别在上、下层液相中的总浓度。
对沉淀反应的要求： 所生成的沉淀溶解度小、纯度高、稳定
1. 氢氧化物沉淀分离法
沉淀剂：NaOH，NH4OH 影响因素：溶液pH ，共沉淀现象
表 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 沉淀完全时
氢氧化物 溶度积KSP
的pH值
的pH值
[M+]=0.01
[M+]=0.01
mol·L-1
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。在恒温、恒压、较稀浓度下，溶质在两相中达到平衡时，溶 质在两相中的浓度比值为一常数（分配系数），即：
K
c1 c2
恒 温
，恒
压
c1 、c2 分配平衡后，溶质在上、下层液相中的浓度。
讨论：
不同溶质在不同的溶剂中具有不同的 K 值； K 值越大表示该溶质在上层溶剂中的溶解度越大； 当混合物中各组分的K 值很接近时，须通过不断更新
(KP)A((a aA A))1 2[[A A]]2 1((A A))1 2 a 、A、γ 分别为活度、浓度、活度系数。
两组分分配系数相差越大越易分离；两组分的分离比：
(KP )B
(KP )A
分配系数大者为分子项，分离比>1。
2. 回收因子与分离因子
定量分析对分离的要求： 待测组分A在分离过程中的损失要小，即回收完全； 干扰组分B的残留量小。