第九章常用的化学分离方法
3、萃取百分率(萃取率,E%)
衡量萃取效果的一个重要指标
E
=
A在有机相中的总量 A在两相中的总量
× 100%
E=
c oV o
× 100%
coVo + cwVw
分子分母同除 cwVo
E=
co cw
=
D
co cw + Vw Vo D + Vw Vo
E=
D D + Vw/Vo
D↑ E↑
Vw=Vo (等体积萃取) E = D D+1
简单体系:K D
= [I 2 ]有 [I2 ]水
=D
复杂体系:K D ≠ D
如:苯甲酸 (C6H5COOH) HBz 表示
在苯相HBz 、 (HBz)2 存在 在水相 HBz = H+ +Bz-
D=
co cw
=
[ HBz ]o + [ HBz ]w
[( HBz )ห้องสมุดไป่ตู้2 ]o + [ Bz − ]w
D是条件常数, D>1说明溶质进入 有机相的量多,D 越大萃取率(E%)高
m0
10
用同样总体积的有机溶剂进行萃取,少量多次比 全量一次的萃取率要高
但是增加萃取次数会增加萃取操作的工作量,也 会增大分离过程中的损失
二、萃取条件(鳌合剂萃取体系)
M
n+ 水
当 V水 = V有 一次萃取 D = 1 E = 50% D = 100 E = 99% D = 1000 E = 99.9%
E 与 D、 Vw/ Vo 有关,V有大,E大
通常采用连续萃取的方法来提高萃取率 萃取次数对 E% 的影响?
设:Vw mL水中含A m0g , 用VomL有机溶剂萃取 一次,水相中剩余的 A m1g, 进入有机相中的A
(二)、分配定律 1、分配系数 KD
当 t 一定时,物质 A 在两相中分配达平衡时,则 A在 两相中的浓度比是一个常数
分配系数
KD
=
[A]有 [A]水
如:K D
= [I 2 ]有 [I2 ]水
= 85
KD在温度和两相的离子强度一定时是常数,KD大 物质在有机相的浓度大
2、分配比 D
D = c o co 、 cw分别代表物质在两相中的总 c w 浓度
mn
=
m0
V水 DV有 +
V水
n
E = m0 − mn × 100% m0
例1 231页,9-1, 有100 mL含I2 10 mg的水溶液,用90 mL的CCl4分别按照下列情况进行萃取:(1) 全量一次萃 取;(2) 每次用30 mL分3次萃取。求萃取率各为多少? 已知D = 85
解: (1) 全量一次萃取时
表面吸附共沉淀、混晶共沉淀、离子缔合物
1、无机共沉淀剂
Fe(OH)3对Bi(OH)3 载带率98% (表面吸附共沉淀) Sr2+ Pb2+ MSO4 混晶
2、有机共沉淀剂
有机染料→大阳离子 R+ + SCN- → RSCN↓ 离子缔合物
载带Zn(SCN)42- · R2+ 离子缔合物
3、惰性共沉淀剂 海水中的微量元素Ag+、Co2+、Ni2+用八羟基喹啉很 难沉淀加酚酞很容易产生沉淀
(m0 - m1 )g
D = co = (m0 − m1 ) Vo
cw
m1 Vw
∴ m1
=
m0
V水 DV有 + V水
用V有 mL的有机溶剂对水相中的A再萃取一次,
水相中剩余的A的质量减小为m2
m2
=
m1
V水 DV有 +
V水
=
m 0
V水 DV有 +
V水
2
萃取 n 次, 水相中余下A mn g,原始A m0 g
回收率 RA= QA QA0
QA0 样品中A总量 QA 分离后测得A的量
常量>1% RA>99.9% 微量组分 RA>90%
§9-2 沉淀分离法
沉淀剂(L)+予分 离组分(A+B)
A+BL↓
AL↓+B
居里夫人(Marie Curie(18671934)法国籍波兰科学家,研究 放射性现象,发现镭和钋两种放
MSO4 BaSO4 SrSO4 MF CaF2 MgF2 MPO4 Ca3(PO4)2 Bi2(PO4)3
有机沉淀剂 H2C2O4 铜铁试剂(Cu Fe Th…),铜试剂
二、微量组分的共沉淀分离与富集
利用共沉淀现象来分离和富集微量组分 Mn2++MnO4-→MnO2 Bi
载体 根据被富集物在沉淀中存在形态分为:
将I2从水中萃取到CCl4中
一、萃取分离的原理
(一) 、萃取过程的本质
亲水基团: -OH,-SO3H,-NH2 疏水基团:-CH3,-C2H5,-C6H5 C6H5
2S=C
N—NH
NH NH C6H5 + Zn2+→ C—S
N=N—C6H5
N =N
Zn +2H+ 2
双硫腙
C6H5
萃取分离无机离子到有机相中的本质:是将物质由 亲水性转化为疏水性的过程。 反萃取:由疏水性转化为亲水性的过程
§9-1概述
分析过程一般分五步
取样和制样 样品的分解 干扰组分的分离和掩蔽 组分的测定 分析数据的处理
沉淀分离, 挥发和蒸馏分离 液-液萃取分离 离子交换分离法 色谱分离法 电泳分离法
一个好的分离方法应考虑两点 1、样品中欲测组分在分离过程中回收的完全性 2 、欲测组分与干扰组分的分离程度
如待测组分为A:
射性元素,一生两度获诺贝尔奖
一、常量组分沉淀分离
(一) 、沉淀为氢氧化物
[OH-]
=
m
Ksp [Mm+]
Mm+ + mOH- =M(OH)m [Mm+][OH-]m > Ksp
(二) 、沉淀为硫化物 M2+ + H2S (CH3CSNH2) = MS↓
阳离子的硫化氢系统分析方案
(三) 、其它无机、有机沉淀剂
mn
=
m0
V水 DV有 +
V水
n
m1
=
10 ×
85 ×
100 90 + 100
=
0.13(mg )
E = m0 − m1 = 10 − 0.13 = 98.7%
m0
10
(2) 每次用30 mL分3次萃取时
m3
=
10 ×
100 85 × 30 + 100
3
=
5.4 ×10−4 (mg)
E = m0 − m3 = 10 − 5.4 ×10−4 = 99.995%
§9-3 液 — 液萃取分离法
萃取分离的定义与特点: 定义: 被分离物质由一液相转入互不相溶另一液相的 过程称为萃取。 特点:萃取分离体系由互不相溶的两液相组成;被分 离组分在两液相中的溶解度具有较大的差异
本质:物质在不同溶剂中分配系数不同的原理建立的
萃取是溶质在两相中经过充分振摇,达到平衡后按 一定比例重新分配的过程。在恒温、恒压、较稀浓 度下,溶质在两相中达到平衡时,溶质在两相中的 浓度比值为一常数(分配系数)。