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常用分离与富集方法优秀课件

可参考《有机分析试剂手册》
3.1.3 共沉淀剂分离富集法
在定量分析课程中讨论共沉淀现象时,主要考虑它的消极 方面。但在微量组分测定中,却往往利用共沉淀现象来分 离和富集那些含量极微的不能用常规沉淀方法分离出来的 组分。 例如,自来水中微量铅的测定,因铅含量甚微,测定前需要 预富集。若采用浓缩的方法会使干扰离子的浓度同样地提高, 但采用共沉淀分离富集的方法则较合适。为此,通常是往大 量自来水中加入Na2CO3, 使水中的Ca2+转化为CaCO3沉淀或特 地向中加CaCO3并猛烈摇动,水中的就Pb2+会被CaCO3沉淀载带 下来。可将所得沉淀用少量酸溶解,再选适当方法测定铅。 上述方法中所用的共沉淀剂(载体)是CaCO3,属于无机共沉淀 剂。这类共沉淀剂的作用机理主要是表面吸附或形成混晶,而 把微量组分载带下来。
(3) 利用氧化还原反应
许多元素可以处于多种氧化态,而不同氧化态与同一种试剂 的作用常不同,通过预先氧化或还原,改变离子的价态,可 以实现分离的目的。 例如,Fe3+与Cr3+的分离,用氨水为沉淀剂是不能使两者分离的, 如果先把Cr3+氧化成CrO42-,则CrO42-就不会被氨水沉淀了,这样 就能将铁和铬定量分离。再如,在岩石分析中,Mn2+含量不高, 往往仅部分地与氧化物Fe2O3和Al2O3等一起沉淀,仍有一部分留 在溶液中,就会干扰以后对Ca2+、Mg2+的测定。为此,可先把Mn 氧化到Mn(IV),由于MnO(OH)2溶解度小,就可与上述氧化物一 定量沉淀,从而消除了Mn2+对Ca2+、Mg2+测定的干扰。
3.1.4 提高沉淀剂分离选择性的பைடு நூலகம்法
(1) 控制溶液的酸度
这是最常用的方法,前面提到的氢氧化物沉淀分离、硫化物 沉淀分离都是控制溶液酸度以提高沉淀选择性的典型例子。
(2) 利用络合掩蔽作用
利用掩蔽剂提高分离的选择性是经常被采用的手段。 例如,往含Cu2+、Cd2+的混合溶液中通入H2S时,它们都会生成 硫化物沉淀;若在通H2S之前,加入KCN溶液,由于Cu2+与CN-反 应生成稳定的络合物,便不再被H2S沉淀;而Cd2+虽也生成 Cd(CN)42-络合物,但稳定性差,仍将生成CdS沉淀,这样就能 使Cu2+与Cd2+分离了。
大多数金属离子都能生成氢氧化物沉淀,但沉淀的溶解度往往 相差很大,有可能借控制酸度的方法使某些金属离子彼此分离。 金属离子分离的最宜pH范围与计算值常会有出入,必须由实验 确定。
采用NaOH作沉淀剂可使两性元素与非两性元素分离, 两性元素便以含氧酸阴离子形态保留在溶液中,非两 性元素则生成氢氧化物沉淀。
3.2 萃取分离法
萃取是将所要分析的化合物从一种溶液 (如水相)转 移到另外一种不相混溶的溶液中(通常为有机相)或 者从固体中将化合物提取到液相中的方法。前者是 液-液萃取,后者是液-固萃取。最近由于可反应固定相 的发展,可以将物质从液相中萃取到固定相中,这一新 技术被称为固相萃取。
常用分离与富集方法
干扰的消除-分离、富集与掩蔽
干扰是指在分析测试过程中,由于非故意原因导致测定 结果失真的现象(有意造成的失真称为过失!)。主要 是由于样品中与待测组分性质相似的共存物引起的,或 者是某种外因给出与待测组分相同的信号响应,从而产 生错误的结果。
干扰是产生分析误差的主要来源。消除干扰是一门艺 术,是分析测试最耗时费力的一环。
硫化物沉淀法与氢氧化物沉淀法相似,不少金属硫化 物的溶度积相差很大,可以借控制硫离子的浓度使金 属离子彼此分离。 在常温常压下,H2S饱和溶液的浓度大约与[H+]2呈反比 因此,可以通过控制溶液酸度的方法来控制溶液中硫离 子的浓度,以实现分离的目的。 例如,往氯代乙酸缓冲溶液中通入H2S,则使Zn2+沉淀 为ZnS而与Fe2+,Co2+,Ni2+,Mn2+分离。 硫化物共沉淀现象严重,分离效果常常不理想,加之 H2S有毒气味难闻,现在硫化物沉淀分离法应用不广泛。
消除干扰的主要方法是分离、富集和掩蔽。
3.1 沉淀分离法
根据溶解度的不同,控制溶液条件使溶液中化合物或离 子分离的方法统称为沉淀分离法。 对于金属离子的分离,根据沉淀剂的不同,可分为无机 沉淀剂分离法、有机沉淀剂分离法和共沉淀分离富集法。
3.1.1 无机沉淀剂分离法
最有代表性的无机沉淀剂有NaOH、NH3、H2S等。
在铵盐存在下以氨水为沉淀剂(pH8-9)可使高价金 属离子如Th4+、Al3+、Fe3+等与大多数一、二价金属 离子分离。此时,Ag+、Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cd2+等 以氨络合物形式存在于溶液中,而Ca2+、Mg2+因其 氢氧化物溶解度较大,也会留在溶液中。此外,还可 加入某种金属氧化物(如ZnO)或有机碱 [如 (CH2)6N 4]等来调节和控制溶液的酸度,以达到沉 淀分离的目的。
又如Ca2+和Mg2+间的分离问题,若用(NH4)2C2O4作沉淀剂沉淀时 部分MgC2O4也将沉淀下来,但若加过量(NH4)2C2O4,则Mg2+与 C2O42-会形成Mg(C2O4)2络合物而被掩蔽,这样便可使Ca2+和Mg 离。 在沉淀分离中应用EDTA作掩蔽剂,可以有效地提高了分离效果。 以草酸盐形式分离Ca2+和Pb2+就是一例:PbC2O4在水溶液中的溶 度比CaC2O4小,但在EDTA存在下,并控制一定酸度,就能选择性 地沉淀Ca2+而使之与Pb2+分离,
3.1.2 有机沉淀剂分离法
有机沉淀剂种类繁多、选择性高、共沉淀不严重、沉淀晶形 好、在较低温度下就能够除掉水分。 例如: 丁二酮肟在氨性溶液中,在酒石酸存在下,它与镍的反应几乎 是特效的:
在弱酸性溶液中也只有Pd2+、Ni2+与它生成沉淀。
例如:
铜铁试剂在1:9 H2SO4中可定量沉淀Fe3+、Th4+、V(V)等而 与Al3+、Cr3+、Co2+、Ni2+等分离。 8-羟基喹啉能与许多金属离子在不同pH下生成沉淀,可通 过控制溶液酸度和加入掩蔽剂来分离某些金属离子。在8羟基喹啉分子中引入某些基团,也可以提高分离的选择性。 例如:与Al3+、Zn2+均生成沉淀,而2-甲基8-羟基喹啉不能 与Al3+生成沉淀,仍能与Zn2+生成沉淀,可使Al3+与Zn2+分离。
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