分離技術實驗指導書

1、分離技術實驗指導書重慶科技學院實驗一 鋼中鉻的測定碳酸鈉分離二苯碳酰二肼光度法一、方法提要試樣用酸溶解后，在硫酸溶液中以高錳酸鉀氧化鉻為六價。六價鉻在0.0250.1mol/L硫酸溶液中與二苯碳酰二肼生成紫紅色配合物，于540nm處測量吸光度。當共存200mg鐵、60mg鎳、2mg鉬、鋁、12mg鎢時，經碳酸鈉分離后，對測定1000ug鉻不干擾。適用范圍：本法用于碳鋼、低合金鋼和精密合金仲裁和日常分析。測定范圍：0.0250.500%二、試劑1.鹽酸（密度1.19） 2.冰鹽酸（密度1.05） 3.無水乙酸 4.硝酸（1+3） 5.硫酸（1+1）；（1+6）。 6.高錳酸鉀溶液（1%）。 7.

2、碳酸鈉溶液（20%）：20g無水碳酸鈉溶于水，稀釋至100mL，混勻。 8.尿素溶液（20%）。 9.亞硝酸鈉溶液（2%）。 10.二苯碳酰二肼（0.25%）：稱取0.25g二苯碳酰二肼溶于50mL無水乙醇及6mL冰乙酸中，以水稀釋至100mL，儲存于棕色瓶中。11.鉻標準溶液（1）稱取0.2829g基準重鉻酸鉀（須先經150烘1h后，置于干燥器中冷卻至室溫）溶于水，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。此溶液1mL含鉻100ug。（2）移取25.00mL（含鉻100ug/mL）鉻標準溶液，置于500mL溶液瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。此溶液1mL含鉻5.00ug。（3）移取40.0

3、0mL（含鉻5ug/mL）鉻標準溶液，置于100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。此溶液1mL含鉻2ug。三、分析步驟稱取0.190.21g試樣，（鉻含量在0.01%以下時，稱取0.30000.4000g）置于150mL燒杯中。（隨同試樣作試劑空白）。加10mL硝酸（1+3），加熱溶解【如不容可加鹽酸（密度1.19）助溶】。加5mL硫酸（1+1），加熱蒸發(fā)至冒煙（注1），稍冷，加水30mL，加熱溶解鹽類。加2mL高錳酸鉀溶液（1%），煮沸至二氧化錳全部沉淀。用水稀釋至8090mL。在攪拌下分次緩慢加入35mL碳酸鈉溶液（20%），流水冷卻至室溫。移入250mL容量瓶，用水稀釋至刻度，搖勻。（

4、注2）用單層中速濾紙干過濾于燒杯中，（最初濾液可棄去），移取10.0020.00mL溶液，置于50mL容量瓶中，加2.0mL硫酸（1+6）【若移取的溶液呈粉紅色，可能尚有部分高錳酸鉀未分解，則再加2.0mL硫酸后，加5mL尿素溶液（20%）仔細滴加亞硝酸鈉溶液（2%）至試液無色，再過量一滴】。加2.0mL二苯碳酰二肼溶液，以水稀釋至刻度，搖勻。將部分溶液移入比色皿中（鉻含量在0.05%以上，用2比色皿；在0.05%以下，用3比色皿），以水為參比，在分光光度計上，于540nm處，測量吸光度。減去空白吸光度值后，從工作曲線上查出相應的鉻量。工作曲線的繪制：稱取0.00、2.00、4.00、6.00

5、、8.00、10.00ug鉻標準溶液，分別置于6個50mL的容量瓶中，加2.0mL硫酸（1+6），以下按試樣分析步驟進行，測量吸光度。減去不加鉻標準溶液的顯色液吸光度后（注3）繪制工作曲線。注釋：注1、 加鹽酸溶解試樣須冒煙驅盡鹽酸，未加鹽酸溶液的試樣，加熱至冒硫酸煙即可。注2、 一般加30mL碳酸鈉溶液（20%）就已足夠，但要注意，加碳酸鈉溶液至出現(xiàn)沉淀后，再過量5mL，若30mL不夠時，可多加幾毫升；若含鎳、鈷高的式樣或含鉻低于0.05%的試樣，在用碳酸鈉沉淀后，要煮沸23min，否則結果會偏低。加熱煮沸時應該在低溫電爐上進行，以減少蹦跳。注3、 也可用不加鉻標準溶液的試劑空白作參比，測得

6、吸光度的值后，繪制工作曲線。四、思考題1.在加碳酸鈉沉淀前，加入高錳酸鉀的作用是什么？2. 移取的試液呈粉紅色，則在酸化后加尿素，并以亞硝酸鈉滴至無色并過量一滴其作用是什么？3.試簡述用碳酸鈉沉淀分離干擾離子的基本原理。實驗二 氫氧化鐵共沉淀分離富集測定水中微量鈷 一方法提要5-Cl-PADAB2-(5-氯-2-吡啶偶氮)-1，5-二氨基苯在pH6左右溶液中與鈷（II）生成1：2的紅色配合物，該配合物一經形成，即使酸度升高至2.4mol/L鹽酸酸度也很穩(wěn)定。而其他共存離子如銅（II），鋅（II），鎳（II）等則分解，因而選擇性高，靈敏度也很高，于568nm處測量吸光度，摩爾吸光度系數(shù)為568=

7、1.1´105，大量鐵的干擾，可于pH67時用焦磷酸鈉掩蔽。此法可測定低至0.4ug/L Co2+。氫氧化鐵共沉淀富集痕量鈷的最適宜酸度范圍是pH7.510。因此，酸性水樣加入一定量的鐵（III），煮沸，用氨水中和至PH約為9。二試劑1. 5-Cl-PADAB 乙醇溶液：（0.05%）2. 鹽酸（1+1）；（1+3）；0.1mol/mL3. 硫酸高鐵銨：配成含鐵（III）5mg/mL的溶液4. 氨水：（1+3）；（1+100）5. 氫氧化鈉：固體，飽和溶液；8mol/L6. 醋酸醋酸鈉緩沖溶液：（pH=6 1mol/L 醋酸鈉溶液1升加入74mL 1mol/L 醋酸（在pH計上校準）

8、7.焦磷酸鈉溶液（10%）的水溶液8.鈷標準溶液（儲備液）：稱取純金屬鈷（99.9%）1.000g置于300mL燒杯中，加入硝酸（1+1）50mL，低溫加熱溶解，冷卻后，加入少量水煮沸。冷卻，移入1升容量瓶中，以水稀釋至刻度，搖勻。（此溶液硝酸酸度應保持在2+98左右）。此標準溶液含鈷1mg/mL。1.0ug/mL的鈷標準溶液用上述鈷標準儲備液稀釋而成。三. 分析步驟自來水中痕量鈷的測定及回收。取自來水500mL 2份，分別置于600mL的燒杯中。加（1+1）鹽酸5mL（其中一份加鈷標準溶液3.0ug），加25mg鐵（III）。加熱，并以8mol/L氫氧化鈉中和至氫氧化鐵沉淀剛好出現(xiàn)（pH=3

9、）。（注1）繼續(xù)加入5mL氨水（1+3）（此時溶液pH8.59），微沸5min后，于熱電爐上放置5min（注2）讓Fe(OH)3沉淀。沉淀過濾，以熱氨水（1+100）洗滌二次。將漏斗中沉淀用10mL熱的鹽酸（3mol/L）溶入50mL的容量瓶中，再以少量(<50mL)熱鹽酸(0.5mol/L)洗滌濾紙至無色.溶液用飽和氫氧化鈉溶液中和至黃綠色轉成黃棕色沉淀剛好出現(xiàn)，再滴加鹽酸(1+1)至沉淀剛好溶解。加3.0mL醋酸醋酸鈉緩沖溶液(pH=6.0)，10mL焦磷酸鈉溶液(掩蔽Fe)(注3)。1.0mL 5-Cl-PADAB溶液，搖勻。放至5min，加入10mL鹽酸(1+1)，以水稀釋至刻度

10、，搖勻，于586nm波長處，3cm比色皿測定吸光度。參比溶液的配制：取鐵的標準溶液25mg，加(1+1)鹽酸，用8mol/L氫氧化鈉溶液中和至沉淀剛好出現(xiàn)，滴加鹽酸（1+1）至沉淀剛好溶解。加3ml醋酸醋酸鈉緩沖溶液。（以下操作按分析步驟進行）標準曲線的繪制：（注4）在6個50mL容量瓶中，分別加0.00，1.00，2.00，3.00，4.00，5.00ug鈷標準溶液，加3.0mL醋酸醋酸鈉緩沖溶液（pH=6），1.0mL 5-Cl-PADAB。放置5min，加10mL鹽酸（1+1），用水稀釋至刻度，搖勻。再568nm處，3cm比色皿對試濟空白測定吸光度。繪制工作曲線。注釋：1. 因發(fā)現(xiàn)大量銨

11、鹽存在回收率低，故先用氫氧化鈉中和大量酸后，再加入氨水使沉淀。2. .實驗表明，放置18h與放置5min結果一至，趁熱過濾，可加快過濾速度。3. 若出現(xiàn)白色渾濁，說明pH值過低，可滴加氨水（1+3）溶解：若溶解為黃色，此為焦磷酸鈉配合物在較高pH值呈現(xiàn)的顏色，可滴加鹽酸（1+3）使其退去。4. 標準工作曲線經氫氧化鐵共沉淀與不共沉淀結果一致。四、思考題1. 為什么氫氧化鐵共沉淀鈷時pH需要控制在89.5這范圍而不是其他？2. 試找出5-Cl-PADAB與鈷反應的分析功能團。實驗三 離子交換色譜分離測定Fe3+與Co2+一、方法提要利用陽離子交換樹脂對Fe3+與Co2+離子親和力大小的差異，選用

12、不同濃度的鹽酸淋洗劑淋洗，F(xiàn)e3+與Co2+離子在柱上移動速度不同而進行的離子交換層析分離。二、試劑1、 鹽酸：3mol/L、0.75 mol/L(1+70)2、 氨水：（1+10）3、 硫氰酸銨：10%4、 二甲酚橙：0.2%5、 2,4-二硝基酚：0.1%乙醇溶液6、 六次甲基四胺：20%7、 鈷標準溶液：稱取金屬鈷1.0000g于燒杯中，加硝酸（1+1）50mL，低溫加熱溶解。加少量水煮沸，冷卻，移入1升容量瓶中，以水稀釋至刻度，搖勻。移取此液5.00mL于1升容量瓶中，水稀釋至刻度，搖勻。每毫升含鈷5ug。8、 交換柱的制備：取一支25mL酸式滴定管，放少量棉花于滴定管底部。將已轉型處

13、理的水浸脹的陽離子交換樹脂加入適量水倒入管內，打開活塞使水流下（必須保持樹脂在水面下，以免空氣進入樹脂）。不斷加入樹脂達45寸高度為止。當水面略高于樹脂面時，分次加入鹽酸3mol/L 100mL，調節(jié)活塞使鹽酸慢慢流下，（目的是使樹脂轉成RH型）直至鹽酸略高于樹脂面時，用蒸餾水充分淋洗柱子，直到流出液用pH試紙檢查時，pH約為6時為止。三、分析步驟1、 取水樣（10.00mL）全部一次加入柱中，然后打開活塞，以0.5mL/min的速度使溶液慢慢流下，使水樣中的Fe3+與Co2+全部吸附在柱上。最后留1mL溶液（高于上層樹脂1mL）。2、 Co2+的淋洗鹽酸100mL 0.75mol/L，分次裝

14、入滴定管上端。以5mL/min的速度淋洗柱子，流出液用100mL容量瓶承接。當100mL淋洗液流出，Co2+被洗出。容量瓶用少量水稀釋至刻度，搖勻，樹脂上應留溶液約1mL。3、 水中Co2+的顯色測定當pH在5.8時，鈷與二甲酚橙形成紅色配合物。其最大吸收波長為578nm,鈷量在030ug/50mL符合比爾定律。4、 工作曲線的繪制于50mL容量瓶中，分別加入0.0、5.0、10.0、15.0、20.0、25.0、30.0 ug鈷，加1滴2,4-二硝基酚指示劑，用氨水（1+10）調制黃色，再用鹽酸（1+70）調至無色，準確加鹽酸（1+70）4.0mL，搖勻。加20%六次甲基四胺6mL，搖勻。加

15、0.2%二甲酚橙1.0mL，放置15分鐘，以水稀釋至刻度，搖勻。以試劑空白做對比，1cm比色皿，于578nm波長處測定吸光度，繪制工作曲線。5、 水樣中Co2+的測定取3.0mL鈷流出液于50mL容量瓶中，加1滴2,4-二硝基酚指示劑，用氨水（1+10）調至黃色，以下按工作曲線操作，測定吸光度，在工作曲線上查得并計算水樣中Co2+的含量，以毫克 /升表示。6、 Fe3+的淋洗洗出Co2+后的樹脂，用鹽酸3mL/L 100mL，以5mL/min的速度淋洗柱子，洗出液用10mL刻度試管承接，依次排列，共10支。7、 Fe3+的洗脫曲線繪制將10支刻度試管的溶液依次分別轉入10個50mL容

16、量瓶中，加10%硫氰酸銨5.0mL，用水稀釋至刻度，搖勻。以水作參比，用1cm比色皿于520nm波長處測吸光度。以體積mL作橫坐標，吸光度作縱坐標作圖，得Fe3+的洗脫曲線。8、樹脂回收四、思考題本法中為何使用不同濃度的鹽酸淋洗樹脂上的鐵和鈷時，可使Fe3+和Co2+進行分離？自來水中其它金屬離子的干擾？試驗四 紙上色譜法分離測定四種人工合成色素一、方法提要人工合成色素多屬于煤焦油產物，又稱為焦油系色素，它具有成本低、色澤鮮艷、著色力強、色調多樣等優(yōu)點。但大多數(shù)具有一定的毒性，故各國對使用人工合成色素的種類和用量均有限制。我國目前允許的五種人工合成色素的結構如下：莧菜紅（Amaranth藍光酸

17、性紅） 胭脂紅（Ponceau麗春紅） 檸檬黃（Tartiazine肼黃或酒黃） 靛藍（Indigo Carmine 靛胭脂） 日落黃（Sunset Yellow FCF）這五種人工合成色素的性質比較見表。它們在酸性溶液中，能被活化了的聚酰胺或酸性氧化鋁強烈吸附，也能使脫脂羊毛絨著色。在堿性溶液中發(fā)生解析作用，色素又轉溶于水中。堅定色素前，將色素從樣品中分離出來就是利用這種性質。表 五種人工合成色素的性質比較名稱外觀溶解性穩(wěn)定性其它水、甘油乙醇脂肪酸（光熱）堿莧菜紅紅棕色粉末易微不穩(wěn)變暗紅易氧化易還原胭脂紅暗紅色粉末易微不穩(wěn)變褐易還原檸檬黃橙黃色粉末易微不穩(wěn)變橙黃易氧化日落黃橙色粉末易微不穩(wěn)變

18、暗棕靛藍暗紫褐色粉末易微不不褐色易氧化從五種色素的結構可看出，它們都較相似，用一般的方法對其分離和鑒別都較難。所以常用紙上層析法和薄層層析法進行分析鑒別。其方法是：將分離處理后的樣品色素與色素標準溶液點樣于色層紙上即可鑒定樣品所含色素。二、試劑1.20%的檸檬酸溶液2.乙醇氨水溶液：取氨水1mL加乙醇99mL，混勻。3.聚酰胺：200目，使用前于100活化數(shù)小時，放冷密塞備用。4.色素標準溶液：稱取五種色素各0.100g，分別用pH=6的水溶解，分別移入100 mL容量瓶中并稀釋至刻度，搖勻。此標準溶液含商品色素1mg/mL，置暗處保存。5.展開劑：正丁醇+無水乙醇+10%氨水（6+2+3）三

19、、分析步驟紙上層析分離鑒定取合適長度、寬度的層析濾紙，在距底邊2cm處用鉛筆畫一條點樣線，于點樣線上每隔1.5cm作一刻度，在各刻度處分別點上樣品色素310uL。與樣品色素相似的標準溶液25uL。各點擴散直徑不得超過4mm，根據(jù)色素種類不同選用展開劑展開，待溶劑前沿移動1015cm取出濾紙條，自然揮干，比較和計算樣品、標準色斑的Rf值，鑒定樣品所含色素。注意：點樣量多了，拖尾，且分離效果不好（未完全分離開，需展開太長時間）。四、思考題1紙層析法濾紙的選擇應注意些什么？2影響Rf值的因素有哪些？實驗五 鋁鉻天青S的二元與三元配合物性質的比較一、方法提要鉻天青S的結構式如下：它屬于三苯甲烷類酸性染

20、料，是Al3+的顯色劑。在pH5.8時，Al3+與鉻天青S能生成紅色的二元配合物，pH6.2時，Al3+與鉻天青、溴化十六烷基三甲基銨能生成綠色的三元膠束配合物。二、試劑1鹽酸：（1+70）2氨水：（1+10）3六次甲基四胺：204溴化十六烷基三甲基胺(CTMAB)：2×10-3mol/L5鉻天青（CAS）：0.0862.4-二硝基酚：0.1乙醇溶液7鋁標準溶液稱取純鋁0.1000g于聚四氟乙烯塑料杯中,加氫氧化鈉1g,低溫加熱溶解。取下冷卻。加鹽酸（1+1）12mL,冷卻后移入1升容量瓶中，水稀至刻度，搖勻。再配制每毫升含鋁1.0mg和5.0mg的鋁標準溶液。三、分析步驟1Al-C

21、AS二元配合物工作曲線的繪制。取鋁標準溶液0、5、10、15、20、25、30、35ug分別于50mL容量瓶中，加水10mL，加2.4-二硝基酚2滴，以氨水(1+10)調至剛呈黃色，立刻以鹽酸（1+70）調至剛顯無色。加入鹽酸（1+70）4.0mL，搖勻。加入0.08鉻天青3.0mL，搖勻。加入20六次甲基四胺6.0mL，以水稀至刻度,搖勻。在530nm570nm波長之間找出二元配合物的最大吸收波長，以試劑空白為參比，用0.5cm比色皿測定最大吸收波長處的吸光度。繪制工作曲線。2Al-CAS-CTMAB三元膠束配合物工作曲線的繪制取鋁標準溶液0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.

22、0、7.0ug分別于50ml容量瓶中，加水10mL，加2.4-二硝基酚二滴，以氨水（1+10）調至剛呈黃色，立刻以鹽酸（1+70）調至剛顯無色。加入鹽酸（1+70）2.0mL，搖勻。加入0.08鉻天青2.0mL，搖勻。加入2×10-3mol/LCTMAB溶液5.0mLl，搖勻，加入20六次甲基四胺8.0mL，以水稀至刻度，搖勻。放置20分鐘，于610650nm之間找出配合物的最大吸收的波長，用0.5cm比色皿，以試劑空白作參比測定最大吸收波長處的吸光度。繪制工作曲線。四、思考題1實驗為何要用2.4-二硝基酚指示劑？2計算Al-CAS二元配合物及Al-CAS-CTMAB三元配合物的摩爾吸光系數(shù)，并比較二者的靈敏度及計算“紅移”的波長數(shù)值。3為什么二元配合物和三元配合物性質差異這樣大？CTMAB的作用是什么？、實驗六 薄層色譜法測定氨基酸一、方法摘要吸附層析法包括柱層析和薄層層