第十三章化學中的重要分離方法

1、1第十三章第十三章 分析化學中的重要分離方法分析化學中的重要分離方法 2第十三章第十三章 分析化學中的重要分離方法分析化學中的重要分離方法13-1 沉淀與共沉淀分離法沉淀與共沉淀分離法13-2 溶劑萃取分離法溶劑萃取分離法13-3 離子交換分離法離子交換分離法3 在化學分析中，分離常常是測定組分在化學分析中，分離常常是測定組分 前的必需步驟。分析工作中對分離有一定前的必需步驟。分析工作中對分離有一定的要求：的要求： 干擾組分應減少到不再干擾被測組分干擾組分應減少到不再干擾被測組分的測定。的測定。 被測組分在分離過程中的損失要小到被測組分在分離過程中的損失要小到可以忽略不計?？梢院雎圆挥嫛５谑?/p>

2、章第十三章 分析化學中的重要分離方法分析化學中的重要分離方法4131 沉淀與共沉淀分離法沉淀與共沉淀分離法一、常量組分的沉淀分離一、常量組分的沉淀分離二、沉淀分離和痕量組分的富集二、沉淀分離和痕量組分的富集第十三章第十三章 分析化學中的重要分離方法分析化學中的重要分離方法5一、常量組分的沉淀分離一、常量組分的沉淀分離1.利用無機沉淀劑進行沉淀分離（1）形成氫氧化物沉淀 使用NaOH，NH3H2O，ZnO等試劑，可將許多金屬離子沉淀為氫氧化物或含水氧化物。氫氧化物能否沉淀完全，取決于溶液的酸度；兩種離子是否能借氫氧化物沉淀法完全分離，取決于它們?nèi)芙舛鹊南鄬Υ笮?。第十三章第十三?分析化學中的重要

3、分離方法分析化學中的重要分離方法 金屬氫氧化物開始沉淀和沉淀完全時的pH可借氫氧化物的溶度積和金屬離子的原始濃度計算出來。6以Pb(OH)2沉淀為例 因為 (Pb(OH)2)=1.4310-20，若c(Pb2+)=0.1molL-1，則Pb(OH)2開始沉淀時的pH值為：spK當Pb2+4、酚羥基在pH9.5時才有交換能力。第十三章第十三章 分析化學中的重要分離方法分析化學中的重要分離方法38（2）陰離子交換樹脂 這類樹脂的活性交換基團是堿性基團，它的陰離子可被溶質中的其他陰離子所交換。根據(jù)基團堿性的強弱，又分為強堿型和弱堿型兩類。強堿型樹脂含有季銨基團N+(CH3)3，弱堿型樹脂含有伯胺基團

4、(NH2)、仲胺基團NH(CH3)或叔胺基團N(CH3)2。 強堿型樹脂應用較廣，它在酸性、中性或堿性溶液中都能使用，對于強、弱酸根離子都能交換。弱堿型樹脂對OH-親和力大，它的交換能力受溶液酸度的影響較大，在堿性溶液中就失去交換能力，應用較少。第十三章第十三章 分析化學中的重要分離方法分析化學中的重要分離方法39（3）螯合樹脂 這類樹脂中引入有高度選擇性的特殊活性基團，可與某些金屬離子形成螯合物，在交換過程中能選擇性地交換某種金屬離子。第十三章第十三章 分析化學中的重要分離方法分析化學中的重要分離方法402.離子交換樹脂的結構 離子交換樹脂大多具有網(wǎng)狀結構，網(wǎng)眼的大小用交聯(lián)度表示。一般樹脂的

5、交聯(lián)度在4%14%。 離子交換樹脂的網(wǎng)狀結構中，有許多活性基團?；钚曰鶊F的數(shù)目決定離子交換容量，交換容量用每克樹脂交換的離子的物質的量表示，單位是mmolg-1。酸性離子交換樹脂和堿性離子交換樹脂的交換容量可用酸堿滴定的方法測定。第十三章第十三章 分析化學中的重要分離方法分析化學中的重要分離方法41二、離子交換的基本原理二、離子交換的基本原理 離子交換反應是化學反應，它是離子交換樹脂本身的離子和溶液中的同號離子作等物質的量的交換。如果把含陽離子B+ 的溶液和離子交換樹脂R-A+ 混合，則它們之間的反應可表示如下： R-A+ B+ R- B+ + A+ A BA BK+=水有有水式中A+有、B+

6、有及A+水，B+水分別為A+、B+在有機相（樹脂相）及水相中的平衡濃度。K稱為樹脂對離子的選擇系數(shù)。達到平衡時第十三章第十三章 分析化學中的重要分離方法分析化學中的重要分離方法42 K值反映了一定條件下離子在樹脂上的交換能力，其大小表示樹脂對B+ 吸附能力的強弱，或者稱樹脂對離子的親和力。 樹脂對離子的親和力，與離子的水合半徑、電荷及極化程度有關。水合離子半徑越小，電荷越高，極化程度越大，它的親和力越大。第十三章第十三章 分析化學中的重要分離方法分析化學中的重要分離方法43 常溫下，在離子濃度不大的水溶液中，樹脂對不同離子的親和力順序如下：1.強酸性陽離子交換樹脂 不同價的離子：Na+Ca2+

7、Al3+Th4+ 一價陽離子：Li+H+Na+NH4+K+Rb+Cs+Ag+二價陽離子：Mg2+Zn2+Co2+Cu2+Cd2+Ni2+ Ca2+Sr2+Pb2+Ba2+2.強堿性陰離子交換樹脂：F-OH-Ac-HCOO-H2PO4-Cl-NO2-CN-Br-C2O42-NO3-HSO4-I-CrO42-SO42-檸檬酸根離子。以上所述僅是一般規(guī)律。第十三章第十三章 分析化學中的重要分離方法分析化學中的重要分離方法44 由于樹脂對離子親和力的強弱不同，進行離子交換時，就有一定的選擇性。若溶液中各離子的濃度相同，則親和力大的離子先被交換，親和力小的后被交換。若選用適當?shù)南疵搫┫疵摃r，則后被交換的

8、離子先被洗脫下來，從而使各種離子彼此分離。第十三章第十三章 分析化學中的重要分離方法分析化學中的重要分離方法45三、離子交換分離操作三、離子交換分離操作 1.樹脂的選擇與處理 根據(jù)分離對象的要求選擇類型和粒度合適的樹脂，然后用水浸泡，再用稀HCl浸泡及洗滌，直至無鐵離子存在為止，最后再用去離子水洗至中性，并浸泡在水中備用。第十三章第十三章 分析化學中的重要分離方法分析化學中的重要分離方法462. 裝柱 柱裝得均勻與否對分離效果有很大影響。一般先在柱內(nèi)預先裝入1/3體積的水，然后將處理好的樹脂從柱頂緩緩加入，讓樹脂在柱內(nèi)均勻、自由沉降，使樹脂層均勻一致。裝柱時應防止樹脂層中夾有氣泡。樹脂的高度一

9、般約為柱高的90%，樹脂頂部應保持一定的液面。裝柱前交換柱下端塞以玻璃纖維，以防止樹脂流出。裝好柱后在樹脂頂部蓋一層玻璃纖維，以防加入溶液時沖起樹脂。第十三章第十三章 分析化學中的重要分離方法分析化學中的重要分離方法47 3.交換 將待分離的試液緩緩傾入柱內(nèi)，控制適當?shù)牧魉偈乖嚇訌纳系较陆?jīng)過交換柱進行交換。交換完成后，用洗滌液洗去殘留試液和樹脂中被交換下來的離子。洗滌液通常是水，也可用不含待測物的“空白溶液”。合并流出液和洗滌液，分析測定其中的離子。第十三章第十三章 分析化學中的重要分離方法分析化學中的重要分離方法48 4. 洗脫 將交換到樹脂上的離子，用洗脫劑置換下來。陽離子交換樹脂常用HCl作洗脫劑；陰離子交換樹脂常