【2017年整理】富集和结晶的方法.doc

富集 enrichment 从大量母体物质中搜集欲测定的痕量元素至一较小体积，从而提高其含量至测定下限以上的这一操作步骤。试样中含量少于0.01%的痕量物质，如果它的含量低于分析方法的测定下限，就必须采用预富集的方法。 富集方法： 1.共沉淀富集法 加沉淀剂于试液中，有沉淀生成，痕量元素随之共沉淀析出，滤出沉淀，并用小体积溶剂溶解，使痕量物质富集。载带痕量元素的沉淀称为搜集剂，也称载体或共沉淀剂。搜集剂可分为：无机搜集剂。通常是微溶的金属硫化物、氢氧化物或含氧酸盐等。其作用是利用形成混晶或固溶体、沉淀吸附作用、包藏作用，使搜集剂把痕量元素载带下来。有机搜集剂。待测金属离子先和简单阴离子（例如卤素离子、硫氰酸根离子等）生成络阴离子，再与分子量较大的有机阳离子（碱性染料，如甲基紫、孔雀绿、次甲基蓝等）形成难溶的离子缔合物，然后被有机阳离子与简单阴离子所生成的沉淀载带下来。有机搜集剂易于灼烧除去，可以不干扰富集后的痕量元素的测定。还有一类有机搜集剂叫作惰性搜集剂，如酚酞等，其作用类似固体萃取剂，而与吸附及生成混晶等无关。 2.泡沫浮选法?离子浮选法。由于表面活性剂离子具有一端亲水，另一端疏水的两亲特性，如果它和试液中待富集的痕量离子能生成离子缔合物，这类缔合物就有富集在气液界面的倾向。在试液中通入氮气使生成泡沫，痕量离子就被泡沫浮选。适当控制试液中的pH值、离子强度和表面活性剂浓度（低于临界胶束浓度），可得很高的富集效率。胶体吸附浮选法。用胶体搜集剂吸附被富集的元素，再加入与胶体带相反电荷的表面活性剂，然后通气浮选。常用的胶体有氢氧化铁、氢氧化铝和硫化物等。 3.其他方法 多孔物质富集是用泡沫塑料、巯基棉、活性炭、分子筛等多孔物质吸附痕量元素，也可得到很好的富集效果，中国在痕量贵金属的富集和分析中，常采用这一方法。 4.其他像色谱法、离子交换、溶剂萃取、升华、挥发、蒸馏、选择溶解、汞齐作用等，也是常用的富集方法。 例如海水中提取溴，提取出来的溶液一般浓度较小，可以向其中吹入空气从而使溴以气体形式出来。 使物质从液态（溶液或熔融状态）或气态形成晶体的方法即结晶法。 结晶：形成晶体的过程 。为物理变化先加热溶液，蒸发溶剂成饱和溶液，此时降低热饱和溶液的温度，溶解度随温度变化较大的溶质就会呈晶体析出，叫降温结晶。例如：当NaCl和KNO3的混合物中KNO3多而NaCl少时，即可采用此法，先分离出KNO3，再分离出NaCl。蒸发结晶：蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出，叫蒸发结晶。例如：当NaCl和KNO3的混合物中NaCl多而KNO3少时，即可采用此法，先分离出NaCl，再分离出KNO3。可以观察溶解度曲线，溶解度随温度升高而升高得很明显时，这个溶质叫陡升型，反之叫缓升型。 当陡升型溶液中混有缓升型时，若要分离出陡升型，可以用降温结晶的方法分离，若要分离出缓升型的溶质，可以用蒸发结晶的方法。 如硝酸钾就属于陡升型，氯化钠属于缓升型，所以可以用蒸发结晶来分离出氯化钠，也可以用降温结晶分离出硝酸钾。 与蒸发相伴随的往往有过滤。这里介绍几种常见的过滤方法： 1 常压过滤，所用仪器有：玻璃漏斗、小烧杯、玻璃棒、铁架台等。要注意的问题有：在叠滤纸的时候要尽量让其与玻璃漏斗内壁贴近，这样会形成连续水珠而使过滤速度加快。这在一般的过滤中与速度慢的区别还不太明显，当要求用热过滤时就有很大的区别了。比如说在制备KNO3时，如果你的速度太慢，会使其在漏斗中就因冷却而使部分KNO3析出堵住漏斗口，这样实验效果就会不太理想。 2 减压过滤，所用仪器有:布氏漏斗、抽滤瓶、滤纸、洗瓶、玻璃棒、循环真空泵等。要注意的问题有：选择滤纸的时候要适中，当抽滤瓶与循环真空泵连接好后用洗瓶将滤纸周边润湿，后将要过滤的产品转移至其中（若有溶液部分要用玻璃棒引流）。 将晶体溶于溶剂或熔融以后，又重新从溶液或熔体中结晶的过程。又称再结晶。重结晶可以使不纯净的物质获得纯化，或使混合在一起的盐类彼此分离。重结晶的效果与溶剂选择大有关系，最好选择对主要化合物是可溶性的，对杂质是微溶或不溶的溶剂，滤去杂质后，将溶液浓缩、冷却，即得纯制的物质。混合在一起的两种盐类，如果它们在一种溶剂中的溶解度随温度的变化差别很大，例如硝酸钾和氯化钠的混合物，硝酸钾的溶解度随温度上升而急剧增加，而温度升高对氯化钠溶解度影响很小。则可在较高温度下将混合物溶液蒸发、浓缩，首先析出的是氯化钠晶体，除去氯化钠以后的母液在浓缩和冷却后，可得纯硝酸钾。重结晶往往需要进行多次，才能获得较好的纯化效果。应用物质升华再结晶的原理制备单晶的方法。物质通过热的作用，在熔点以下由固态不经过液态直接 转变为气态，而后在一定温度条件下重新再结晶，称升华再结晶。1891年R.洛伦茨(Lorenz)利用升华再