626-常用的分离和富集方法.ppt

第十一章 常用的分离和富集方法 §11-1 概述 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。 在痕量分析中，试样中的被测元素含量很低，如饮用水中Cu2+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。 一种分离方法的分离效果，是否符合定量分析的要求，可通过回收率和分离率的大小来判断，例如，当分离物质A时，回收率 RA=分离前A的质量/分离前A的质量×100% 式中RA表示被分离组分回收的完全程度。在分离过程中，RA越大（最大接近于1）分离效果越好。常量组分的分析，要求RA≥0.99;微量组分的分析，要求RA≥0.95；如果被分离组分含量极低（例如0.001-0.0001%），则RA≥0.95就可以满足要求。 如果在分离时，是为了将物质与物质分离开来。则希望两者分离得越完全越好，其分离效果可用分离因数SB/A表示。 SB/A = RB/RA 式中： SB/A表示分离的完全程度。在分离过程中，SB/A越小，分离效果越好。对常量组分的分析，一般要求SB/A≤10-3；对痕量组分的分析，一般要求SB/A=10-6左右。 §11-2 沉淀分离法 一、常量组分的沉淀分离 沉淀分离法是利用沉淀反应使被测离子与干扰离子分离的一种方法。它是在试液中加入适当的沉淀剂，并控制反应条件，使待测组分沉淀出来，或者将干扰组分沉淀除取，从而达到分离的目的。在定量分析中，沉淀分离法只适合于常量组分而不适合于微量组分的分离。 二、微量组分的共沉淀分离和富集 ? 在重量分析中由于共沉淀现象的产生，造成沉淀不纯，影响分析结果的准确度。因此共沉淀现象对于重量分析是一种不利因素。但在分离方法中，反而能利用共沉淀的产生将微量组分富集起来，变不利因素为有利因素。例如测定水中的痕量铅时，由于Pb2+浓度太低、无法直接测定，加入沉淀剂也沉淀不出来。如果加入适量的Ca2+之后，再加入沉淀剂Na2CO3，生成CaCO3沉淀，则痕量的Pb2+也同时共沉淀下来。这里所产生的CaCO3称为载体或共沉淀剂。 （一）无机共沉淀剂 无机共沉淀剂的作用主要是利用无机共沉淀剂对痕量元素的吸附或与痕量元素形成混晶两种。为了增大吸附作用，应选择总表面积大的胶状沉淀作为裁体。例如以Fe(OH)3作裁体可以共沉淀微量的A13+、Sn4+、Bi3+、Ga3+、In3+、T13+、Be2+和U(VI)、W(VI)、V(V)等离子；以Al(OH)3作裁体可以共沉淀微量的Fe3+、TiO2+和U(VI)等离子；还常以MnO(OH)2为载体富集Sb3+，以CuS为载体富集Hg2+等。根据形成混晶作用选择载体时，要求痕量元素与载体的离子半径尽可能接近，形成的晶格应相同。例如以BaSO4作载体共沉淀Ra2+，以SrSO4作载体共沉淀Pb2+和以MgNH4PO4作载体共沉淀AsO43-等，都是以此为依据的。 二、有机共沉淀剂 有机共沉淀剂具有较高的选择性，得到的沉淀较纯净。沉淀通过灼烧即可除去有机共沉淀剂而留下待测定的元素。由于有机共沉淀剂具有这些优越性，因而它的实际应用和发展，受到了人们的注意和重视。利用有机共沉淀剂进行分离和富集的作用，大致可分为三种类型。 （一）利用胶体的凝聚作用 例如H2WO4在酸性溶液中常呈带负电荷的胶体，不易凝聚，当加入有机共沉淀剂辛可宁，它在溶液中形成带正电荷的大分子，能与带负电荷的钨酸胶体共同凝聚而析出，可以富集微量的钨。常用的这类有机共沉淀剂还有丹宁、动物胶，可以共沉淀钨、银、钼、硅等含氧酸。 （二）利用形成离子缔合物 有机共沉淀剂可以和一种物质形成沉淀作为裁体，能同另一种组成相似的由痕量元素和有机沉淀剂形成的化合物生成共溶体而一起沉淀下来。例如在含有痕量Zn2+的弱酸性溶液中，加入NH4SCN和甲基紫，甲基紫在溶液中电离为带正电荷的阳离子R+，其共沉淀反应为： R+ + SCN- ＝ RSCN↓(形成裁体)