分析化學(xué)中常用分離和富集方法

1、關(guān)于分析化學(xué)中常用的分離和富集方法第1頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)22分，星期四11.1 概論問(wèn)題的提出實(shí)際樣品的復(fù)雜性干擾的消除控制實(shí)驗(yàn)條件使用掩蔽劑分離 separation分析方法靈敏度的局限性滿足對(duì)靈敏度的要求選擇靈敏度高的方法富集enrichment 例：海水中 U （IV) 的測(cè)定C = 1 3 g / L難以測(cè)定富集為 C = 100 200 g / L可以測(cè)定第2頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)22分，星期四分離效果干擾成分減少至不再干擾待測(cè)組分有效回收質(zhì)量分?jǐn)?shù) 1%，回收率 99.9 % 以上質(zhì)量分?jǐn)?shù) 95 % 或更低質(zhì)量分?jǐn)?shù) 0.01% 1%回收

2、率 99 %樣品中的待測(cè)組分含量是未知的如何測(cè)量回收率？Recovery第3頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)22分，星期四常用分離方法沉淀分離法溶劑萃取分離法離子交換分離法色譜分離法揮發(fā)和蒸餾分離法PrecipitationSolvent extractionIon exchangeChromatographyVolatilization and distillation第4頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)22分，星期四11.3沉淀分離與富集依據(jù)溶度積分步沉淀原理氫氧化物沉淀分離通過(guò)控制 OH- 選擇性沉淀分離pH12，NaOHpH 810, NH3NH4ClpH 5

3、6, ZnO懸濁液或有機(jī)堿硫化物沉淀分離其它無(wú)機(jī)沉淀劑：硫酸鹽、鹵化物、磷酸鹽等有機(jī)沉淀劑：草酸、銅鐵試劑、銅試劑、丁二酮肟、苦杏仁酸等分離兩性離子：Al, Zn, Cr, Sn, Pb, Sb 不沉淀分離絡(luò)氨離子：Ag, Co, Ni, Zn, Cd, Cu,(Mg) 不沉淀沉淀：Al, Fe(III), Ti(IV), Th(IV), Bi .第5頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)22分，星期四例如常見(jiàn)陽(yáng)離子的兩酸兩堿分離分組組試劑HClH2SO4NH4Cl - NH3NaOH可溶組*沉淀出的離子Ag Hg (I) (Pb)Ca Sr Ba PbFe (III) Mn (II)

4、Al Hg (II) Cr (III)CuMgCdCoNiNaKZnNH4+6第6頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)22分，星期四7第7頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)22分，星期四共沉淀分離與富集CuS沉淀時(shí)，Hg2+也一起沉淀出來(lái)無(wú)機(jī)共沉淀劑有機(jī)共沉淀劑 吸附W，Mo，Si，Bi等 固體萃取劑氫氧化物、硫化物、硫酸鹽和磷酸鹽等作為載體。8第8頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)22分，星期四11.4 溶劑萃取分離法萃取分離法在含有被分離物質(zhì)的水溶液中，加入萃取劑和與水不相混溶的有機(jī)溶劑，震蕩，利用物質(zhì)在兩相中的分配不同的性質(zhì)，使一些組分進(jìn)入有機(jī)相中，使另一些組

5、分仍留在水相中，從而達(dá)到分離的目的。梨形分液漏斗 例：I2的萃取第9頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)22分，星期四第10頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)22分，星期四11.4.1 萃取分離的基本原理1. 萃取分離的依據(jù)物質(zhì)親水性疏水性離子型化合物極性共價(jià)鍵化合物弱極性或非極性相互轉(zhuǎn)換2. 萃取分離的實(shí)質(zhì)將待萃取組分由親水性轉(zhuǎn)化為疏水性，使其萃入有機(jī)相中。例，8-羥基喹啉-CHCl3對(duì)Al 3+ 的萃取hydrophilichydrophobic第11頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)22分，星期四例：8-羥基喹啉-CHCl3對(duì)Al 3+ 的萃取3親水疏水溶于C

6、HCl38-羥基喹啉CHCl3萃取劑溶劑水合離子的正電性被中和，親水的水分子被疏水有機(jī)大分子取代第12頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)22分，星期四3.反萃取萃取的反過(guò)程（將組分從有機(jī)溶液中萃取到水溶液中）Back extraction如：8-羥基喹啉鋁螯合物中加入1mol/L HCl13第13頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)22分，星期四4. 分配系數(shù)與分配比分配系數(shù) partition coefficientHA (w) HA (o)萃取平衡分配定律Water 在水相中Organic 在有機(jī)相中下標(biāo)KD分配系數(shù)熱力學(xué)常數(shù)分配比 distribution ratio條

7、件分配系數(shù)HA (w) HA (o)KaA(HA)i締合醋酸在苯和水中的分配D分配比條件常數(shù)第14頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)22分，星期四醋酸在苯和水中的分配HAc (w) HAc (o)KaAc(HAc)2Kp第15頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)22分，星期四5.萃取率稱為相比R 可近似地反映溶質(zhì)濃縮的效率當(dāng) R = 1 時(shí)，其中DE %1001.00.01100500D1101001000E %50919999.9增大萃取率減小相比增加萃取次數(shù)第16頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)22分，星期四多次萃取設(shè)用 Vo mL 有機(jī)溶劑萃取 Vw mL水

8、中含量為 m0 的 A 物質(zhì)，一次萃取后剩余的 A 物質(zhì)的量為 m1 g據(jù)分配比定義整理，得萃取 n 次，同理可得n 次萃取的萃取率第17頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)22分，星期四第18頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)22分，星期四1） 用同樣量的萃取劑，分多次萃取比一次萃取的效率高結(jié)論：2）萃取原則：少量多次19第19頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)22分，星期四11.4.2 萃取分離的類型與條件1.萃取類型螯合物萃取離子締合物萃取簡(jiǎn)單分子萃取溶劑配合萃取螯合物萃取 chelate extraction生成螯合物的萃取被三氯甲烷萃取酮肟第20頁(yè)，共27

9、頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)22分，星期四Dithizone 雙硫腙Green Red 2 =1016第21頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)22分，星期四8-hydroquinoline and cupferron8-hydroquinoline8-羥基喹啉Cupferron銅鐵試劑第22頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)22分，星期四2.萃取條件的選擇A 螯合劑的選擇B 溶液的酸度C 萃取溶劑的選擇D 干擾離子的消除（1）控制酸度（2）使用掩蔽劑23第23頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)22分，星期四11.4.3 萃取分離的實(shí)驗(yàn)方法間歇萃取法連續(xù)萃取法

10、萃取分離在分析化學(xué)中的應(yīng)用萃取分離萃取富集萃取分光光度法例：Ni 2+ 的丁二酮肟（三氯甲烷）分光光度法測(cè)定參見(jiàn)陳國(guó)珍等人編著：紫外-可見(jiàn)光分光光度法下冊(cè) 原子能出版社Batch extraction using pear-shaped separatory funnelContinuous liquid-liquid extraction高密度溶劑萃取低密度溶劑萃取索氏萃取劑第24頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)22分，星期四連續(xù)萃取法Higher-density solvent extractionLow-density solution being extractedExtr

11、action solventVaporBoiling flask containing high-density extracting solvent and extracted soluteDiverter for drops of condensate of high-density solventCondensateReflux condenserHeat第25頁(yè)，共27頁(yè)，2022年，5月20日，11點(diǎn)22分，星期四Lower-density solvent extractionHeatHigh-density solution being extractedExtracting solventCondensat