第十五章化学中的分离方法案例.ppt

第十五章 化学中的分离方法 ; 在定量分析中，常遇到比较复杂的试样，在测定其中某一组分时，共存的组分便会产生干扰，可通过控制分析条件或采用掩蔽法来消除干扰。若仍无法解决问题，就需要将待测定组分与干扰组分分离。在有些试样中，待测组分的含量较低，而现有测定方法的灵敏度又不够高，这时必须先对待测组分进行富集，然后进行测定。富集过程也就是分离过程。 ; 对分离的要求是分离得完全。即干扰组分减少至不干扰被测组分的测定；被测组分在分离过程中的损失要小至可忽略不计；同时选用的分离富集方法应简便。 被测组分的损失，用回收率来衡量。 ;沉淀分离法 挥发和蒸馏分离法 液-液萃取分离法 离子交换分离法 色谱分离法等;15.1 沉淀分离法 ; 1．无机沉淀剂沉淀分离法 ; 利用氢氧化物沉淀分离，关键在于根据实际情况，适当选择和严格控制溶液的pH值。 ;氢氧化物沉淀分离时常用下列试剂来控制溶液的pH值： ; 氨和氯化铵缓冲溶液：将pH值控制在9左右，常用来沉淀不与NH3形成络离子的许多种金属离子，亦可使许多两性金属离子沉淀成氢氧化物沉淀。 ;利用难溶化合物的悬浮液来控制pH值： ; 氢氧化物沉淀分离法的优点是操作简便，适用面较宽。缺点是大多数氢氧化物或含水氧化物的沉淀均是非晶形的，因此表面积特别大，共沉淀现象严重，会使分析结果偏低，或使收率偏低。 ;②硫化物沉淀分离法 ;硫代乙酰胺在酸性或碱性溶液中的水解反应： ;2．有机沉淀剂沉淀分离法 选择性和灵敏度较高，生成的沉淀性能好，显示了有机沉淀剂的优越性，因而得到迅速的发展。 有机沉淀剂与金属离子形成的沉淀主要有：螯合物沉淀，缔合物沉淀和三元络合物沉淀。 ; 由于有机共沉淀剂一般是大分子物质，它的离子半径大，在其表面电荷密度较小，吸附杂质离子的能力较弱，因而选择性较好。又由于它是大分子物质，分子体积大，形成沉淀的体积亦较大，这对于痕量组分的富集很有利。另一方面，存在于沉淀中的有机共沉淀剂，在沉淀后可藉灼烧而除去，不会影响以后的分析。 ;15.2 溶剂萃取分离法 ; 当溶质A同时接触两种互不混溶的溶剂时，如果一种是水，一种是有机溶剂，A就分配在这两种溶剂中： ;分配比D是存在于两相中的溶质的总浓度之比，即： ; 当溶质A的水溶液用有机溶剂萃取时，如已知水溶液的体积为V水，有机溶剂的体积为V有，则萃取效率E(以百分率表示)应该等于： ; 萃取效率由分配比D和体积比V水/V有决定。D愈大，萃取效率愈高。如果D固定，减小V水/V有，即增加有机溶剂的用量，也可提高萃取效率，但后者的效果不太显著。另一方面，增加有机溶剂的用量，将使萃取以后溶质在有机相中的浓度降低，不利于进一步的分离和测定。 在实际工作中，对于分配比较小的溶质，常常采取分几次加入溶剂，连续几次萃取的办法，以提高萃取效率。; 设D＝10，在原来水溶液中A的浓度为c0，体积为V水，以有机溶剂(体积为V有)萃取之，达到平衡后水溶液中及有机溶剂相中A的浓度各等于c1和c’1，在分析工作中，一般常用等体积的溶剂来进行萃取，当V水＝V有时，在萃取一次后水溶液中A的浓度c1可计算如下： ;萃取两次后，水溶液中A的浓度为c2，按照同样方法可得：; 若不用连续萃取的办法，而是使用增加有机溶剂量的办法，如使V有＝10V水，则萃取一次后水溶液中A的浓度c1： ; 为了达到分离目的，不但萃取效率要高，而且还要考虑共存组分间的分离效果要好，一般用分离因数β来表示分离效果。β是两种不同组分分配比的比值，即 ;二、萃取体系的分类和萃取条件的选择 ;1．形成内络盐的萃取体系 ;二硫腙 ; 这类萃取剂如以HR表示，它们与金属离子螯合和萃取过程可简单表示如下： ; 萃取剂HR愈易离解，它与金属离子所形成的螯合物MeRn愈稳定；螯合物的分配系数愈大，而萃取剂的分配系数愈小，则萃取愈容易进行，萃取效率愈高。;2．形成离子缔合物的萃取体系 ;　　用乙醚从HCl溶液中萃取Fe3+时，Fe3+与Cl－络合成络阴离子FeCl4－。而溶剂乙醚可与溶液中的H+结合成洋离子： ; 在HNO3溶液中，用磷酸三丁酯(TBP)萃取UO22+，也属于这—类。UO22+在水溶液中成水合离子[UO2(H2O)6]2+，由于磷酸三丁酯中的氧原子具有较强的配位能力，它能取代水合离子中的水分子形成溶剂化离子，并与NO3－缔合成疏水性的溶剂化分子UO2(TBP)6(NO3)2，而被磷酸三丁酯所萃取。 ; 对于这类萃取体系，加入大量的与被萃取化合物具有相