中科大分析化学课件chapter7.pptVIP

第七章 分析化学中的分离方法 Separation method in analytical chemistry 干扰组分的处理 分离的必要性 分离方法 传统方法：precipitation, distillation, extraction 近现代方法： ion-exchange, chromatography ( paper, thin-layer, gas c, high performance liquid c,ion c), electrophoresis, capillary electrophoresis, supercritical fluid extraction, magnetic separation 分离与检测仪器联用、一体化 分离效果评价 回收率：衡量分离后被测组分回收的完全程度(损失的情况) RA=mA/mA0×100% mA－分离后测得A的量； mA0－A在样品中的实际量； RA－回收率(Recovery)，对于常量分析，一般要求RA≥99.9％ 分离因子：衡量干扰组分B和待测组分A的分离程度 SB/A=RB/RA 对于定量化学分析，RA≥99.9％≈1 因此：SB/A=RB≥ 即RB不大于0.1％时，可以定量将A和B分离。(mA)0/ (mB)0－试样中两样相对量 (mB)/(mA) －分离后两样品相对量 §7-1 溶剂萃取分离法 (Extraction) 溶剂萃取又称为液－液萃取分离法，按照组分在水相和有机相溶解程度的不同，利用两相对不同性质的组分进行分配达到分离的目的。 特点： 溶剂萃取的仪器简单易得 (分液漏斗)、操作简便、试剂少、分离时间短。 一、萃取体系 1. 简单无机物体系 共价非极性物质，I2、Br2、HgCl2、OsO4等体系，更易进入非极性有机溶剂体系。 2. 金属鳌合物体系 金属盐类具有强烈的亲水性，有机化合物具有强烈的疏水性。萃取过程的本质，就是将物质由亲水性转化成疏水性的过程。 3. 离子对化合物萃取体系 大的有机阳离子或阴离子与相反电荷的离子生成离子缔合物，疏水性增大，被溶剂萃取。 4. 溶剂配合物体系 溶剂与金属离子形成配合物，起到萃取剂－萃取溶剂的作用。 二、分配定律 1. 分配系数 当组分在水相和互不相溶的有机相达到分配平衡时， AW AO 分配系数：KD＝[A]O/[A]W 分配定律只有当溶质A在水相和有机相存在形式相同、无离解也无副反应时才适合。 2. 分配比 溶质在水相和有机相存在多种形式时，用分配比表示其在两相的分配： D=CO/CW 3. 萃取百分率 萃取百分率E表示萃取的完全程度 E＝被萃取物质有机相总量/总量×100％ 若总量为m0，留在水相的量为mn，则 E%=(m0-mn)/m0×100 VW mL水溶液中有m0 g溶质时，用VO mL有机溶剂萃取，分配比为D，一次萃取后， D= n次萃取后，剩余量： mn= 萃取率： E%=(m0-mn)/m0×100 在化学常量分析中，定量萃取要求萃取百分率≥99.9% 三、萃取条件选择 1.水相pH值 2.有机相鳌合剂浓度 3.副反应的影响 4.萃取溶剂 萃取反应：(Mn+)w+n(HR)O→(MRn)O+n(H+)w Kex= [MRn]O/[Mn+]W≈D 因此： 考虑M和MRn的副反应， 有：[M’]=αM·[M], [MRn’]= αMRn·[MRn] 有： 对特定的萃取体系，只有水相pH值和有机相萃取剂浓度可变 1.水相pH值 对于一定浓度的萃取剂，有 萃取率取决于溶液的pH值(萃取和反萃取) 2.有机相鳌合剂浓度 D’∝[MR]On 浓度增大有限，试剂空白大 3.副反应的影响 取决于有机相和水相竞争的结果 4.萃取溶剂 根据相似相溶原则，选择毒性小、惰性、与H2O密度差大、粘度小、不易挥发的溶剂 常用：CHCl3,CCl4,C6H6,正丁醇,异丁醇等 §7-2 离子交换分离法 溶液经过离子交换剂发生交换作用实现分离、富集 分离效率高，设备简单 交换剂可再生 初次提纯最重要的方法之一 离子交换树脂：最常用的离子交换剂 一、离子交换分离原理 1.离子交换树脂的种类 阳离子交换树脂 活性基团为酸性基团，用H+交换阳离子 (磺酸基、羧酸基、酚羟基等) 阴离子交换树脂 活性基团为碱性基团，用OH-交换阴