3沉淀与过滤分离a.ppt

* ③ 有机共沉淀剂优点 ● 沉淀剂可以灼烧除去，不干扰以后的测定； ● 表面吸附小，选择性高； ● 分子摩尔质量大，体积大，利于富集痕量组分 通常的沉淀分离操作是把沉淀剂直接加入到试液中，使之生成沉淀。虽然沉淀剂通常总在不断搅拌下慢慢的加入，但总是难以避免沉淀剂在溶液中的局部过浓现象，于是往往得到颗粒细小的晶形沉淀如BaSO4、CaC2O4，或是体积庞大结构疏松的胶体沉淀，如Fe(OH)3、Al(OH)3等。 为了改变沉淀的形态，可采用均相沉淀法——通过适当的化学反应，能在溶液内部均匀的生成沉淀剂，从而可避免上述的局部过浓的现象，使沉淀能够均匀缓慢的析出。此为均相沉淀法。 3.4 均相沉淀分离法 均相沉淀的原理 对任一种溶液来说，只有当相对过饱和度超过临界过饱和度，晶核才能生成。如果在沉淀开始时，整个溶液中沉淀物质的相对过饱和度均匀地保持在刚能超过临界过饱和度，使晶核可以形成，但是聚集速率较小，形成的晶核就比较少，以后继续保持均匀的适当低的相对过饱和度，晶核就逐渐长大，这样就能获得颗粒粗大、形状完整的晶形沉淀。均相沉淀法就是根据这个原理。 在沉淀过程中，粒子聚集速率和定向速率影响着生成沉淀的类型和形状。 定向速率主要由沉淀物质的本质决定，聚集速率则取决于溶液中沉淀物质的相对过饱和度。 均相沉淀的优点： 这样的沉淀不但吸附的杂质少，沉淀较纯净，而且不必陈化，过滤、洗涤液较方便。 均相沉淀的途径 在沉淀过程中，控制一定的条件，使溶液通过某种化学反应从内部逐渐均匀地产生沉淀剂，使沉淀能够均匀缓慢的析出，这样也能够得到颗粒粗大的晶形沉淀和结构致密、表面积较小的非晶形沉淀. 途径： （1）试剂水解 （2）在溶液中直接产生出沉淀剂（3）逐渐除去溶剂（4）破坏可溶性的络合物 （1）试剂水解 ——利用试剂水解后产生沉淀剂。 例如，利用尿素水解产生的OH- 来沉淀金属离子，是均相沉淀法最早成功的应用。 尿素本身的碱性很弱，Kb = 1.5*10-14，可以忽略不计，但加热到90-100℃时，便发生水解，释放出OH- ： (NH2)2CO + 3H2O = CO2 + 2NH4+ + 2OH- 改变尿素的浓度及溶液温度可以控制OH- 生成的速度，溶液的冷却可以使水解停止。 一般样品溶液处于酸性，每250-500mL 溶液中可加入10-15 g 尿素，溶液加热至沸腾，1-2 h 后就可完成沉淀。 尿素水解还可帮助生成良好的草酸盐沉淀，如果在中性或碱性条件下用尿素沉淀Ca2+，得到的是细小的晶形沉淀，不易过滤。若将溶液酸化，其中的草酸根主要以HC2O4- 和H2C2O4形式存在，不会将Ca2+沉淀。加入尿素再煮沸，pH 的升高缓慢的生成C2O42- ，便得到颗粒粗大的草酸钙沉淀。 利用均相沉淀法甚至可以获得具有晶形性质的Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀。即在几天时间内，慢慢的把0.002 mol/L 氨溶液加到含有100mg Al3+的溶液中，获得特别致密的Al(OH)3沉淀。 六次甲基四胺也是类似的试剂，它在酸性溶液中水解为氨和甲醛： (CH2)6N4 + 10H2O = 4NH4++ 6HCHO + 4OH- , 产生的甲醛一般不干扰沉淀的生成。 氨基磺酸的水溶液在加热时，会产生硫酸根： NH2SO3H + H2O = H+ + SO42- + NH4+ 硫酸二甲酯或硫酸二乙酯加热水解液能产生硫酸根： (C2H5)2SO4 + 2H2O = 2 H+ + SO42- + 2C2H5OH 用均相沉淀法产生的钙、锶、钡的沉淀都比直接加入硫酸根效果好 。 氧化还原反应也可用于均相沉淀中。例如在醋酸盐缓冲溶液中利用溴酸根将铬(Ⅲ)氧化至铬酸根，可得到纯净的铬酸铅晶形沉淀。氧化还原反应为： 2Cr3+ + BrO3- + 5H2O = CrO42- + Br- + 10H+ 常用的均相沉淀体系 沉淀剂 试 剂 发 生 的 反 应 沉淀元素 OH- 尿素 (NH2)2CO + 3H2O = CO2 + 2NH4+ + 2OH- Al、Ga、Th、Bi、Fe、Sn S2- 硫代乙酰胺 CH3CSNH2 + H2O = CH3CONH2 + H2S Sb、Mo、Cu、Cd SO42- 氨基磺酸 硫酸二甲酯 H2NSO3H + H2O = NH4+ + SO42- + H+ (CH3)2SO4+2H2O = 2H++ SO42- + 2CH3OH Ba、Ca、Sr、Pb C2O42- 草酸二甲酯 (CH3)2C2