定量分析中分离及富集方法.ppt

第九章 定量分析中的分离及富集方法,授课内容,9.1 概述9.2 定量分析中常用的分离及富集方法 一、沉淀分离法 二、溶剂萃取分离法 三、离子交换分离法9.3 现代分离和富集方法介绍 一、膜分离法 二、固相萃取 三、超临界萃取,授课内容,1、了解分离与富集工作在分析测试中 的重要作用；2、掌握各种分离方法的基本原理；3、了解新的分离与富集的方法；4、各种分离及富集方法的应用。,重点与难点,9.1 概 述,9.1 概 述,一、分离与富集的意义,在实际的分析测试工作中，面对的试样都是较为复杂的。或：1试样中有其它组分与欲测组分共存,2欲测组分含量太低。（1）可能对欲测组分的测定有影响（干扰），要采取措施进行处理如：控制测定条件来消除干扰；加入掩蔽剂消除干扰 采用分离的方法（2）试样中欲测组分含量太低,需采取富集的方法,以提高浓度。富集过程也是分离过程.,一、分离与富集的意义,二、分离与富集在分析测试工作中的作用,1将被测组分从复杂体系中分离出来后测定；2把对测定有干扰的组分分离除去；3将性质相近的组分相互分开；4把微量或痕量的待测组分通过分离达到富集的目的。,三、对分离的要求,1、分离要完全，即共存组分不干扰测定；2、被测组分损失小至可忽略；3、分离方法简便，易操作4、分离效果好。,三、对分离的要求,四、分离效率的衡量,分离效率的表示：回收率。,组分含量及回收率的要求,四、分离效率的衡量,五、主要的分离方法,1沉淀分离法 2溶剂萃取分离法 3离子交换分离法,9.2 定量分析中常用的分离方法,一、沉淀分离法 二、溶剂萃取分离法 三、离子交换分离法,定量分析中常用的分离方法,一、沉淀分离法,（一）概 述,1定义 沉淀分离法是利用沉淀反应有选择地沉淀某些离子，而其它离子则留于溶液中从而达到分离的目的。在实际的操作中：在试液中加入适当的沉淀剂，使待测组分沉淀出来，或将干扰组分沉淀除去，从而达到分离的目的。,（一）概 述,2沉淀分离法的特点,（1）操作较繁琐且费时沉淀分离需经过过滤、洗涤等手续；（2）分离选择性较差某些组分的沉淀，分离不完全。改进：（1）加快过滤、洗涤速度；（2）使用选择性较好的有机沉淀剂，提高了分离效率；沉淀分离法在分析化学中仍是一种常用的分离方法。,3沉淀分离法的适用范围,（1）沉淀分离通常用于较大量或中等含量（一般0.01mol/L)而以剩余被沉淀离子浓度小于10-5mol/L为沉淀完全的标志。（2）在低含量分析中，沉淀分离主要是利用共沉淀现象将痕量组分分离或富集。,4沉淀分离法分类,沉淀法中主要包括：沉淀分离法和共沉淀分离法。两种方法的区别主要是：沉淀分离法主要使用于常量组分的分离；而共沉淀分离法主要使用于痕量组分的分离和富集。,5常用的沉淀试剂及分离方法,（1）常用的沉淀试剂 无机沉淀剂氢氧化物、硫化物、其它沉淀剂等。有机沉淀剂草酸、铜试剂、铜铁试剂等。,（2）常用的分离方法 氢氧化物沉淀分离法 硫化物沉淀分离法 共沉淀分离法 均相沉淀分离法,（二）氢氧化物沉淀分离法,1几种主要的沉淀剂,（1）NaOH溶液 可使两性的氢氧化物溶解而于其它氢氧化物沉淀分离。,用氢氧化钠进行沉淀分离的情况,氨水铵盐组成的pH值为810的溶液，使高价离子沉淀而与一、二价的金属离子分离；另一方面Ag+,Cu2+,Co2+,Ni2+等离子因形成氨络离子而留于溶液中。,（2）氨水铵盐,用氨水 铵盐进行沉淀分离的情况,（3）ZnO 悬浊液在酸性溶液中加入ZnO悬浊液，ZnO与酸作用逐渐溶解，使溶液的pH值提高达到平衡可控制溶液的pH值约为6，在氢氧化物沉淀分离中用作沉淀剂。（4）有机碱六亚甲基四胺、吡啶、苯胺、苯肼等有机碱，与其共轭酸组成缓冲溶液，可控制溶液的pH，使某些金属离子生成氢氧化物沉淀，达到沉淀分离的目的。,2氢氧化物沉淀分离的特点,（1）金属氢氧化物沉淀的溶度积的相差很大，通过控制酸度使某些金属离子相互分离。（2）氢氧化物沉淀为胶体沉淀，共沉淀严重影响分离效果。,3提高氢氧化物沉淀分离的方法,（1）采用“小体积”沉淀法小体积、大浓度且有大量对测定没有干扰的盐存在下进行沉淀。如：在大量NaCl存在下，NaOH分离Al3+与Fe3+。（2）加入掩蔽剂提高分离选择性。,（3）控制pH值选择合适的沉淀剂 不同金属形成氢氧化物的pH值及介质不同。（4）采用均匀沉淀法或在较热、浓溶液中沉淀并且热溶液洗涤消除共沉淀。,（三）硫化物沉淀分离法,1 定 义,利用生成硫化物进行沉淀分离的方法称为硫化物沉淀分离法。能形成难溶硫化物沉淀的金属离子约有40余种：碱金属和碱土金属的硫化物能溶于水外，重金属离子分别在不同的酸度下形成硫化物沉淀。可将上述两类物质分开。,2 硫化物沉淀分离的原理,硫化物沉淀分离法所用的主要的沉淀剂是H2S。H2S是二元弱酸，溶液中的S2-于溶液的酸度有关，随着H+的增加，S2-迅速的降低。因此，控制溶液的pH值，即可控制S2-，使不同溶解度的硫化物得以分离。,3 硫化物沉淀分离的的特点（）,（1）各种硫化物的溶度积相差比较大，通过控制溶液的酸度来控制硫离子浓度，而使金属离子相互分离。（2）H2S 有毒，气味难闻；选择性 差。,硫化物沉淀分离的的特点（）,（3）均相沉淀：硫化物沉淀大多是胶体，共沉淀现象比较严重，甚至还存在继沉淀现象。可以采用硫代乙酰胺在酸性或碱性溶液中水解进行均相沉淀。硫代乙酰胺水解在酸性溶液中：CH3CSNH2+2H2O+H+=CH3COOH+H2S+NH4+在碱性溶液中：CH3CSNH2+3OH-=CH3COO-+S2-+NH3+H2O 适用于分离除去重金属（如Pb2+）,（四）其它无机沉淀剂分离法,（五）有机沉淀剂沉淀分离法,（六）共沉淀分离法,1 意义：共沉淀分离法是加入某种离子与沉淀剂生成沉淀作为载体（沉淀剂），将痕量组分定量地沉淀下来，然后将沉淀分离（溶解在少量溶剂中、灼烧等方法），以达到分离和富集的目的的一种分析方法。,Pd2+离子附着在CaCO3沉淀的表面，形成共沉淀。,2共沉淀过程示意图,3共沉淀剂要求及分类,（1）沉淀剂要求 要求对欲富集的痕量组分回收率高。要求共沉淀剂不干扰待富集组分的测定。（2）沉淀剂的分类 无机共沉淀剂 有机共沉淀剂,无机共沉淀剂,1 氢氧化物沉淀：如，Fe(OH)3,Al(OH)3,MnO(OH)2等，主要利用表面吸附作用使痕量金属离子共沉淀。2 硫化物沉淀：如，PbS、HgS等，共沉淀是除吸附、吸留作用外还有后沉淀作用。3 某些晶形沉淀：如，BaSO4，SrSO4，SrCO3等，可与生成相似晶格的离子形成混晶（如BaSO4-RaSO4、BaSO4-PbSO4等）而共沉淀。,有机共沉淀剂,表5-6 有机共沉淀剂,有机共沉淀剂优点,1 沉淀剂可以灼烧除去，不干扰以后的测定；2 表面吸附小，选择性高；3 分子摩尔质量大，体积大，利于富集痕量组分,（七）挥发和蒸馏分离法,1定义：利用物质的挥发性差异进行分离的方法。2作用：干扰组分挥发除去；分出的被测组分进行再测定。3特点：具有高的选择性（如无机物中具有挥发性性质的物质并不多：砷的氢化物、硅的氟化物和锗、砷、锑、锡等的氯化物都具有挥发性）根据不同物质的馏出温度，可控制温度将不同组分蒸出；馏出的组分用一适当的吸收液吸收后,再进行测定。,（八）一些元素的挥发和蒸馏分离条件(1),（八）一些元素的挥发和蒸馏分离条件(2),