第十五章第十五章 定量分析中分离及富集方法定量分析中分离及富集方法Separation and Enrichment Methods in Quantitative Analysis1分离富集方法材化无机非课件实际工作中的问题实际工作中的问题实际工作中的问题实际工作中的问题?实际样品的复杂性实际样品的复杂性实际样品的复杂性实际样品的复杂性干扰的消除干扰的消除干扰的消除干扰的消除控制实验条件控制实验条件控制实验条件控制实验条件使用掩蔽剂使用掩蔽剂使用掩蔽剂使用掩蔽剂分离分离分离分离 separationseparation分析方法灵敏度的分析方法灵敏度的分析方法灵敏度的分析方法灵敏度的局限性局限性局限性局限性满足对灵敏满足对灵敏满足对灵敏满足对灵敏度的要求度的要求度的要求度的要求选择灵敏度高选择灵敏度高选择灵敏度高选择灵敏度高的方法的方法的方法的方法富集富集富集富集enrichmentenrichment 2分离富集方法材化无机非课件分离富集的要求分离富集的要求干扰组分应减小至不再干扰被测组分的测定干扰组分应减小至不再干扰被测组分的测定被测组分在分离过程中的损失要小到可以不计被测组分在分离过程中的损失要小到可以不计回收率回收率1%RA99.9%0.011%RA99%痕量组分痕量组分RA: 90%95%3分离富集方法材化无机非课件沉淀分离法（沉淀分离法（1）无机沉淀剂分离法无机沉淀剂分离法氢氧化物沉淀氢氧化物沉淀两酸两碱两酸两碱硫化物沉淀硫化物沉淀其他沉淀剂其他沉淀剂有机沉淀剂分离法有机沉淀剂分离法螯合物沉淀螯合物沉淀缔合物沉淀缔合物沉淀三元配合物沉淀三元配合物沉淀容易共沉淀，选择性不高容易共沉淀，选择性不高应首先沉淀微量组分应首先沉淀微量组分种类多，选择性好种类多，选择性好晶型好，可灼烧除去晶型好，可灼烧除去4分离富集方法材化无机非课件共沉淀分离法共沉淀分离法 微量、痕量物质的分离富集微量、痕量物质的分离富集例：水中痕量例：水中痕量Pb2+的测定的测定 加入加入Na2CO3或或CaCO3（剧烈摇动）（剧烈摇动） CaCO3 + Pb2+ 加酸溶解后测定加酸溶解后测定沉淀分离法（沉淀分离法（2）5分离富集方法材化无机非课件溶剂萃取分离法（溶剂萃取分离法（1）萃取：萃取：利用不同物质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度利用不同物质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同，进行分离。不同，进行分离。基本原理基本原理相似相溶相似相溶物质在极性不同的溶剂中溶解度不同物质在极性不同的溶剂中溶解度不同水：水： 极性，离子型化合物（亲水性）易溶极性，离子型化合物（亲水性）易溶有机溶剂：有机溶剂：（丙酮，（丙酮，CHCl3，CCl4，苯），苯）有机化合物（疏水性）易溶有机化合物（疏水性）易溶6分离富集方法材化无机非课件分配系数分配系数（KD）溶剂萃取分离法（溶剂萃取分离法（2）分配平衡示意图分配平衡示意图A有有 Organic PhaseA水水 Water Phase（分配定律）（分配定律）温度压力一定，浓度不太大时，温度压力一定，浓度不太大时，KD为常数为常数7分离富集方法材化无机非课件溶剂萃取分离法（溶剂萃取分离法（3）分配比分配比（D）例：例：有有I-存在时，存在时，I2在在CCl4H2O中的分配比中的分配比解：解：8分离富集方法材化无机非课件溶剂萃取分离法（溶剂萃取分离法（4）萃取效率萃取效率（E）相比相比D E R E 9分离富集方法材化无机非课件假设假设m0为被萃物总量；为被萃物总量；m1为一次萃取后水中剩余量。为一次萃取后水中剩余量。一次萃取：一次萃取：n次萃取：次萃取：10分离富集方法材化无机非课件例例：用用8-羟羟基基喹喹啉啉-氯氯仿仿溶溶液液与与pH=7.0时时，从从水水溶溶液液中中萃萃取取La3+（已已知知D=43）。今今取取含含La3+水水溶溶液液20 mL，计计算算用用10mL萃萃取取液液萃萃取取一一次次和和用用5mL萃萃取取两两次的萃取率。次的萃取率。解：解：萃取一次萃取一次等体积萃取二次等体积萃取二次用同量溶剂多次萃取效果好！用同量溶剂多次萃取效果好！11分离富集方法材化无机非课件溶剂萃取分离法（溶剂萃取分离法（5）分离因子（分离因子（）萃取组分萃取组分共存组分共存组分DA 与与DB相差越大，相差越大，越大，萃取分离的选择越大，萃取分离的选择性越好，两种组分可以定量分离。性越好，两种组分可以定量分离。12分离富集方法材化无机非课件溶剂萃取分离法（溶剂萃取分离法（5）萃取类型及条件萃取类型及条件有机物的萃取有机物的萃取无机离子的萃取无机离子的萃取形成螯合物形成螯合物形成离子缔合物形成离子缔合物形成三元配合物形成三元配合物溶剂化合物溶剂化合物13分离富集方法材化无机非课件萃取分离技术萃取分离技术萃取方式萃取方式分层分层洗涤洗涤反萃取反萃取间歇萃取（单级萃取）间歇萃取（单级萃取）连续萃取（多级萃取）连续萃取（多级萃取）14分离富集方法材化无机非课件离子交换分离法（离子交换分离法（1）离子交换树脂结构离子交换树脂结构（惰性网状骨架（惰性网状骨架+活性基团）活性基团）离子交换树脂类型离子交换树脂类型阳离子交换树脂阳离子交换树脂含酸性活性基团的树脂含酸性活性基团的树脂阴离子交换树脂阴离子交换树脂含碱性活性基团的树脂含碱性活性基团的树脂螯合树脂螯合树脂含有特殊的螯合活性基团含有特殊的螯合活性基团其他树脂其他树脂大孔树脂、萃淋树脂、纤维交换剂等大孔树脂、萃淋树脂、纤维交换剂等15分离富集方法材化无机非课件树脂类型（树脂类型（1）阳离子交换树脂：阳离子交换树脂：含酸性活性基团的树脂。含酸性活性基团的树脂。强酸型：强酸型：RSO3HpH 0-14 不受酸度限制不受酸度限制弱酸型：弱酸型：RCOOHpH4 ROHpH9.5 选择性好选择性好R-SO3H + Na+R-SO3Na + H+交换交换洗脱洗脱16分离富集方法材化无机非课件树脂类型（树脂类型（2）阴离子交换树脂：阴离子交换树脂：含碱性活性基团的树脂。含碱性活性基团的树脂。强碱型：强碱型：R N(CH3)3Cl pH 0-14弱碱型：弱碱型：R NH2 ，RNHCH3 pH 0-7 RN(CH3)2pH 9.5交换交换洗脱洗脱17分离富集方法材化无机非课件树脂的性能指标树脂的性能指标交联度：交联度：树脂中所含交联剂的质量百分率树脂中所含交联剂的质量百分率树树脂脂的的交交联联度度大大，则则对对水水的的溶溶胀胀性性能能差差，网网眼眼小小，交交换换速速度度慢；交换的选择性好；机械强度好。慢；交换的选择性好；机械强度好。交换容量交换容量 ： 每克干树脂所能交换的离子物质的量每克干树脂所能交换的离子物质的量(mmol/g)离子交换的亲和力离子交换的亲和力总原则：亲和力与总原则：亲和力与水合离子的半径水合离子的半径、电荷及离子的极化程度电荷及离子的极化程度有关。水合离子的半径越小，电荷越高，离子的极化程度越有关。水合离子的半径越小，电荷越高，离子的极化程度越大，其亲和力也越大。大，其亲和力也越大。示例：示例：Li+，Na+，K+的水合离子的电荷数目相同，但它们的水合离子的电荷数目相同，但它们水合离子半径依次减小，树脂对它们亲和力依次增强。水合离子半径依次减小，树脂对它们亲和力依次增强。18分离富集方法材化无机非课件树脂脂对离子的离子的亲和力和力顺序序(1)强酸型阳离子交换树脂强酸型阳离子交换树脂对一价阳离子对一价阳离子Li+ H+ Na+ NH4+ K+ Rb+ Cs+ Ag+ Tl+对二价阳离子对二价阳离子Mg2+ Ca2+ Sr2+ Ba2+ Fe2+ Co2+ Ni2 +Cu2+ Zn2+对不同价态离子对不同价态离子Na+ Ca2+ Fe3+ Th4+稀土元素的亲和力随原子序数增大而减小。稀土元素的亲和力随原子序数增大而减小。弱酸型阳离子交换树脂：弱酸型阳离子交换树脂：H+的亲和力比其它阳离子大，其它同强酸型的亲和力比其它阳离子大，其它同强酸型。19分离富集方法材化无机非课件树脂脂对离子的离子的亲和力和力顺序序(2)强碱型阴离子交换树脂强碱型阴离子交换树脂F- OH- Ac- CH3COO- HCOO- C1- NO2-CN-Br-C2O42- NO3- HSO4- I- CrO42- SO42-弱碱型阴离子交换树脂：弱碱型阴离子交换树脂：F-C1-Br-I-CH3COO-MoO52-PO43-AsO43-NO3-酒石酸根离子酒石酸根离子CrO42-SO42-OH-20分离富集方法材化无机非课件离子交换分离操作技术及应用离子交换分离操作技术及应用离离子子交交换换树树脂脂玻璃纤维玻璃纤维交换柱交换柱1.树脂的选择和处理树脂的选择和处理2.装柱装柱3.交换交换4.洗脱洗脱5.树脂再生树脂再生21分离富集方法材化无机非课件+ + + + + + + O +O + O+ O +O + OO O OO + OO O OO O OO O O+ + + + + + + + + + + + + + + O +O + OO + OO O OO O OO O OO O OO O OO O OO O O O + O+ O +O O + + + O+ + + + + + +K+Cl-H+淋洗淋洗交换上柱交换上柱离子交换分离法：离子交换分离法：溶液中的离子与离溶液中的离子与离子交换树脂发生离子交换树脂发生离子交换而分离。子交换而分离。22分离富集方法材化无机非课件色谱法色谱法平板色谱平板色谱纸色谱（纸色谱（PC, paper chromatography）薄层色谱薄层色谱(TLC, thin layer chromatography)23分离富集方法材化无机非课件纸色谱（纸色谱（1）分离分离g级物质级物质固定相固定相滤纸上的吸附水或其他物质滤纸上的吸附水或其他物质流动相流动相溶剂（乙醇、丙酮及与水不相溶的溶剂）溶剂（乙醇、丙酮及与水不相溶的溶剂）原理：原理：根据溶质根据溶质A在流动相与固定相（纸纤维中吸在流动相与固定相（纸纤维中吸附的水分）中的分配系数不同，流动相因毛细现象附的水分）中的分配系数不同，流动相因毛细现象沿纸上升，在固定相中溶解度大的上升慢，溶解度沿纸上升，在固定相中溶解度大的上升慢，溶解度小的上升快，因而溶质得到分离。小的上升快，因而溶质得到分离。24分离富集方法材化无机非课件纸色谱（纸色谱（2）层析缸层析缸溶剂前沿溶剂前沿起始线起始线（原点）（原点）展开剂展开剂yx2x1层层析析纸纸比移值：比移值：与标样比较可定性鉴定与标样比较可定性鉴定点样、点样、展开展开、干燥、显色干燥、显色25分离富集方法材化无机非课件氨基蒽醌试样中各种异构体的定性检出氨基蒽醌试样中各种异构体的定性检出1,7-氨基蒽醌氨基蒽醌1,6-氨基蒽醌氨基蒽醌1,8-氨基蒽醌氨基蒽醌1-氨基蒽醌氨基蒽醌硝基蒽醌硝基蒽醌溶剂前沿溶剂前沿原点原点样品：样品：氨基蒽醌氨基蒽醌固定相：固定相： -溴代萘附着于滤纸纤维溴代萘附着于滤纸纤维素上。素上。展开剂：展开剂：吡啶：水（吡啶：水（1:1）26分离富集方法材化无机非课件薄层色谱（薄层色谱（1）薄薄层层板板玻璃板上涂吸附剂层玻璃板上涂吸附剂层（ SiO2 ， Al2O3 ）上行法上行法薄层板薄层板层层析析缸缸展开剂展开剂层层析析缸缸展开剂展开剂滤纸条滤纸条下行法下行法薄层板薄层板27分离富集方法材化无机非课件薄层色谱（薄层色谱（2）28分离富集方法材化无机非课件作业P331332： 1、3、729分离富集方法材化无机非课件考试安排考试安排时间：时间：第第16周周四下午周周四下午12月月17号号14：30(暂定暂定)地点：待定地点：待定30分离富集方法材化无机非课件试题类型试题类型选择（一般是单选）选择（一般是单选）填空填空判断对错判断对错计算计算31分离富集方法材化无机非课件