挥发和蒸馏分离法.
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和蒸馏分离方法。如各种有机化合
物的分离提纯、有机化合物中C、H
的测定、有机化合物中N的测定—克
氏(Kjeldahl)定氮法。
三、萃取蒸馏 extractive distillation
在性质相似的混合物中加入某
种试剂(称为萃取剂),利用萃取
剂与混合物种各组分相互作用的不
同,改变被萃取物的挥发性。如-
2 子 Ni(H 2O)6 形式存在,是亲水性的。
要使它转变为疏水的,并溶于有机溶
剂中,就要中和它的电荷,并用疏水 基团取代水分子。为此,在pH8~9的
氨性溶液中,加入丁二酮肟,使其与
Ni2+形成螯合物。
CH3 C N OH CH3 C N OH
此螯合物不带电荷,且Ni2+被疏水基
团所包围,因而具有疏水性,可被氯
离子变成疏水性的化合物。为此,一般加
入某种试剂使之与被萃取的金属离子作用,
生成一种不带电荷的、易溶于有机溶剂的
分子,然后用有机溶剂萃取。
萃取过程就是从水相中将无机离
子萃取到有机相以达到分离目的的过
程,即将物质由亲水性转化为疏水性
的过程。这就是萃取的本质。
例如 萃取Ni2+,Ni2+在水中以水合离
萃取分离的选择性。
2. 分配系数
物质在水相和有机相中都有一定 的溶解度,亲水性物质在水相中的溶
解度较大,在有机相中的溶解度较小;
疏水性物质则相反。在萃取分离达到
平衡状态时,被萃取物质在有机相和
水相中都有一定的浓度。
用有机溶剂从水相中萃取溶质A时,
如果A在两相中存在的型体(species)
相同,则存在下列平衡
Aw Ao
在一定的温度下,当分配达到平衡 时,溶质A在两种溶剂中的活度比为一
常数:
PD
aA o aA w
当浓度很稀时,可用浓度代替活度
[A]o KD [ A]w
此式称为分配定律(distribution law),
是溶剂萃取的基本原理。KD称为分配
系数(distribution coefficient)。
蒎烯和-蒎烯的分离;二甲苯异构
体的分离。
第五节 萃取分离法
萃取分离法包括液—液、固—液、
气—液等。应用最广泛的是液—液萃 取分离法,也叫溶剂萃取分离,简称
萃取分离。
用一种与水不相混溶的有机溶
剂(或萃取剂加溶剂)和试液一起
振荡,然后,放置分层,这时,试
液中一些组分进入有机相,另一些 组分仍留来自百度文库水相,从而达到分离的
CH 3COOH(w) 在水相: CH 3COOH CH 3COOH(o) CH 3COO H (CH3COOH)2
在苯相:
2CH 3COOH
在萃取分离中,更重要的是溶质在有
机相和水相中的总浓度而不是某一种
存在形式的浓度。分配系数只适用于
某一种存在形式在两相间的分配,表 示溶质在有机相中的各种存在型体的
总浓度co和在水相中各种型体的总浓
度cw之比,称为分配比(distribution
ratio),用D表示:
co 溶质在有机相中的总浓 度 D cw 溶质在水相中的总浓度
当两相体积相等时,若D大于1,说明
溶质进入有机相的量比留在水相中的
仿萃取。
H3C H3C C C
O N
H O N Ni C CH3 CH3
N O H
N O
C
有时需要将有机相的物质再转入
水相,这个过程称为反萃取。例如丁
二酮肟镍的螯合物,被氯仿萃取后,
若加入盐酸于有机相中,当酸的浓度 达到0.5~1mol/L时,螯合物被破坏,
Ni2+又恢复了亲水性,重新回到了水
相。萃取和反萃取配合使用,能提高
目的。因此,萃取分离法可以达到
两个目的:
( 1)如果萃取有较高的选择性,就
能把待测组分与干扰组分分离; ( 2)可将痕量待测组分富集于有机相
中(有机相一般比水相小几倍以上),
提高测定的灵敏度。
萃取法操作简便、 快速、 设备简
单,因此应用广泛。如果被萃取的是有
色化合物,可直接进行比色测定(称为
萃取比色法或萃取光度法)。这种方法 具有较高的灵敏度和选择性。
一、萃取分离法的基本原理
1. 萃取过程的本质 对于某种溶剂溶解某种化合物的 能力大小,目前还没有一个完整的理 论,但大量实践表明,极性化合物易
溶于极性溶剂中,非极性物质化合物
易溶于非极性溶剂,这一规律称为
“相似相溶”规则。
一般无机盐类都是离子型化合物,
溶于水中形成水合离子,难溶于有机
溶剂,这种易溶于水而难溶于有机溶
第四节 挥发和蒸馏分离法
挥发和蒸馏分离法是利用物质的
挥发性的差异进行分离的一种方法。 可以用于除去干扰组分,也可使待测
组分定量分离出来。
一、无机待测物的分离
易挥发的无机待测物并不多,一
般要经过一定的反应,使待测物转
变为易挥发的物质,再进行分离。
因此,利用这种方法的选择性较高,
有些方法目前还是重要的分离方法。
NH4
的测定,为了消除干扰,可
加NaOH,加热使NH3挥发出来,然
后用酸吸收测定。 一些硅酸盐的存在影响测定,可
用HF-H2SO4加热,使形成SiF4挥发除
去。
挥发过程,可以通过加热,如
HF、NH3、HCN;也可以用惰性气
体作为载气带出,如AsH3(H2作为
载气)
二、有机待测物的分离
在有机物的分析中,也常用挥发
许多有机化合物具有难溶于水而易溶
剂的性质成为亲水性(hydrophilicity);
于有机溶剂的性质称为疏水性或亲油
性(hydrophobicity)。
显然要从水溶液中萃取水合离子是比
较困难的。为了从水溶液中萃取某种金属
离子,必须设法脱去水合离子中的水分子,
中和离子所带的电荷,使之变为极性很弱
的、可溶于有机溶剂的化合物,即将水合
例如测定水或食品等试样中的微
量砷,在制成一定的试液后,先用还
原剂(Zn+H2SO4或NaBH4)将试样
中的砷还原成AsH3,经挥发和收集 后再进行分析,干扰物有H2S、SbH3
水中F的测定,Al3+、Fe3+将干
扰测定,可在水中加入浓硫酸,加热
到180℃,使氟化物以HF的形式挥发
出来,然后用水吸收,进行测定。
分配定律只适用于浓度较低的稀溶
液,且溶质在两相中均以相同的单一型
体存在。如用 CCl4萃取I2,I2 在两相中
的存在形式相同。
3. 分配比
实际上,溶质在水相和有机相中 通常以多种形式存在。例如醋酸在苯
和水中的分配有三种形式:CH3COOH、
CH3COO和二聚物CH3COOH 2 。
在两相间的分配: