分析化学中的分离与富集方法

1、2022年4月14日6时01分第第第第第第九九九九九九章章章章章章 分析化学中分析化学中分析化学中分析化学中分析化学中分析化学中的分离与富的分离与富的分离与富的分离与富的分离与富的分离与富集方法集方法集方法集方法集方法集方法9.1 9.1 9.1 沉淀分离法沉淀分离法沉淀分离法沉淀分离法沉淀分离法沉淀分离法9.2 9.2 9.2 溶剂萃取分离法溶剂萃取分离法溶剂萃取分离法溶剂萃取分离法溶剂萃取分离法溶剂萃取分离法9.3 9.3 9.3 色谱法色谱法色谱法色谱法色谱法色谱法9.4 9.4 9.4 离子交换分离法离子交换分离法离子交换分离法离子交换分离法离子交换分离法离子交换分离法9.5 9.5

2、9.5 现代分离技术简介现代分离技术简介现代分离技术简介现代分离技术简介现代分离技术简介现代分离技术简介( ( (自学自学自学自学自学自学) ) )分析化学电子教案分析化学电子教案GXUN2022年4月14日6时01分概论概论概论概论概论概论( ( (Brief introduction)Brief introduction)Brief introduction)问题的提出问题的提出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控制实验条件控制实验条件使用掩蔽剂使用掩蔽剂分离分离 separation分析方法灵敏度的分析方法灵敏度的局限性局限性满足对灵敏满足对灵敏度的要求度的要求选择灵敏

3、度高选择灵敏度高的方法的方法富集富集enrichment 例：例：海水中海水中 U （IV) 的测定的测定C = 1 3 g / L难以测定难以测定富集为 C = 100 200 g / L可以测定可以测定2022年4月14日6时01分概述概述概述概述概述概述( ( (Brief introduction)Brief introduction)Brief introduction) 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法在实际分析工作中，遇到的样品往往含有在实际分析工作中，遇到的样品往往含有多种多种组分组分，进行测定时彼此发生，进行测定时彼此

4、发生干扰干扰，不仅影响分，不仅影响分析结果的准确度，甚至无法进行测定。为了消析结果的准确度，甚至无法进行测定。为了消除干扰，比较简单的方法是除干扰，比较简单的方法是控制分析条件控制分析条件或或采采用适当的掩蔽剂用适当的掩蔽剂。但是在许多情况下，仅仅控。但是在许多情况下，仅仅控制分析条件或加入掩蔽剂，不能消除干扰，还制分析条件或加入掩蔽剂，不能消除干扰，还必须把被测元素与干扰组分必须把被测元素与干扰组分分离分离以后才能进行以后才能进行测定。所以测定。所以定量分离定量分离是分析化学的重要内容之是分析化学的重要内容之一。一。2022年4月14日6时01分 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化

5、学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法 在在痕量痕量分析中，试样中的被测元素含量很分析中，试样中的被测元素含量很低，如饮用水中低，如饮用水中Cu 2+的含量不能超过的含量不能超过0.1mgL、Cr()的含量不能超过的含量不能超过0.65 mgL等。等。 这样低的含量直接用一般方法是难以测定这样低的含量直接用一般方法是难以测定,因此可以在分离的同时把被测组分富集起因此可以在分离的同时把被测组分富集起来，然后进行测定。所以分离的过程也同来，然后进行测定。所以分离的过程也同时起到富集的作用，时起到富集的作用，提高测定方法的灵敏提高测定方法的灵敏度。度。2022年4月14日6时01分分离富集在

6、分析化学中的作用：分离富集在分析化学中的作用：(1) (1) 将被测组分从复杂体系中分离出来后测定；将被测组分从复杂体系中分离出来后测定；(2) (2) 把对测定有干扰的组分分离除去；把对测定有干扰的组分分离除去；(3) (3) 将性质相近的组分相互分开；将性质相近的组分相互分开；(4) (4) 把微量或痕量的待测组分通过分离达到富集的目的把微量或痕量的待测组分通过分离达到富集的目的。分离的指标：回收率分离的指标：回收率 RT待测组分分离或富集前后所测得的含量之比值待测组分分离或富集前后所测得的含量之比值%QQRTTT1000常量组分：常量组分： RT99.9 ；痕量组份：痕量组份： RT 9

7、0110之间；之间； 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法2022年4月14日6时01分9.1 9.1 9.1 9.1 9.1 9.1 沉淀分离法沉淀分离法沉淀分离法沉淀分离法沉淀分离法沉淀分离法9.1.1 无机沉淀剂沉淀分离法无机沉淀剂沉淀分离法 1. 氢氧化物沉淀分离法氢氧化物沉淀分离法沉淀剂：沉淀剂： NaOH: 可控制可控制pH12。常用于两性金属离子和常用于两性金属离子和非两性金属离子的分离非两性金属离子的分离。 NH4OH: 可以将可以将pH控制在控制在9左右，常用来沉淀不左右，常用来沉淀不与与 NH3 形成配离子的许多种金属离

8、子。形成配离子的许多种金属离子。影响因素：影响因素： 溶液溶液pH ，共沉淀共沉淀(该法选择性较差该法选择性较差, 非晶形沉淀非晶形沉淀) 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法2022年4月14日6时01分表 各种金属离子氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的 pH氢氢氧氧化化物物溶溶度度积积 KSP开开始始沉沉淀淀时时的的 pH M=0.01molL-1沉沉淀淀完完全全时时的的 pH M=0.01molL-1Sn(OH)4110-570.51.3TiO(OH)2110-290.52.0Sn(OH) 2110-271.73.7Fe(OH) 3110

9、-382.23.5Al(OH) 3110-324.15.4Cr(OH) 3110-314.65.9Zn(OH) 2110-176.58.5Fe(OH) 2110-157.59.5Ni(OH) 2110-186.48.4Mn(OH) 2110-138.810.8Mg(OH) 2110-119.611.6 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法2022年4月14日6时01分2. 2. 2. 硫化物沉淀分离法硫化物沉淀分离法硫化物沉淀分离法硫化物沉淀分离法硫化物沉淀分离法硫化物沉淀分离法 能形成硫化物沉淀的金属离子约有能形成硫化物沉淀的金属离子约有

10、40余种余种; 利用其溶解度相差悬殊，因而可以通过控制溶液利用其溶解度相差悬殊，因而可以通过控制溶液中中S2-的办法使硫化物分步沉淀实现分离。的办法使硫化物分步沉淀实现分离。 可通过控制适当的酸度来控制可通过控制适当的酸度来控制S2-：缺点：缺点：选择性较差；非晶形沉淀，吸附现象严重。选择性较差；非晶形沉淀，吸附现象严重。 H H2 2S S 有毒，气味难闻有毒，气味难闻 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法沉淀剂：沉淀剂：H2S2022年4月14日6时01分9.1.2 9.1.2 9.1.2 有机沉淀剂沉淀分离法有机沉淀剂沉淀分离法有机沉

11、淀剂沉淀分离法有机沉淀剂沉淀分离法有机沉淀剂沉淀分离法有机沉淀剂沉淀分离法 有机沉淀剂的选择性和灵敏度较高，生成的沉淀有机沉淀剂的选择性和灵敏度较高，生成的沉淀性能好。有机沉淀剂与金属离子形成的沉淀主要有：性能好。有机沉淀剂与金属离子形成的沉淀主要有：1.1.螯合物沉淀螯合物沉淀 8-羟基喹啉与羟基喹啉与Mg2+生成六元环结构的螯合物沉淀生成六元环结构的螯合物沉淀,在氨缓冲在氨缓冲溶液中可实现镁与碱金属及碱土金属的分离；溶液中可实现镁与碱金属及碱土金属的分离；2.2.缔合物沉淀缔合物沉淀 四苯基硼化物与四苯基硼化物与K+的反应产物的反应产物, 溶度积溶度积2.2510-8；3.3.三元配合物沉

12、淀三元配合物沉淀 提高选择性和灵敏度的一条途径；提高选择性和灵敏度的一条途径； 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法2022年4月14日6时01分9.1.3 9.1.3 9.1.3 共沉淀分离法共沉淀分离法共沉淀分离法共沉淀分离法共沉淀分离法共沉淀分离法 利用共沉淀现象富集痕利用共沉淀现象富集痕 量组分，达到分离目的。量组分，达到分离目的。1. 利用吸附作用进行共沉淀分离利用吸附作用进行共沉淀分离 利用利用 CaC2O4 作载体，可将微量稀土离子的草酸盐吸附。作载体，可将微量稀土离子的草酸盐吸附。2. 利用生成混晶进行共沉淀分离利用生成混晶

13、进行共沉淀分离 海水中亿万分之一的海水中亿万分之一的 Cd2+，可用可用 SrCO3 作载体，生成作载体，生成 SrCO3 和和 CdCO3 混晶沉淀而富集。混晶沉淀而富集。3. 利用有机共沉淀剂进行共沉淀分离利用有机共沉淀剂进行共沉淀分离 作用机理与无机共沉淀剂不同：形成固溶体。作用机理与无机共沉淀剂不同：形成固溶体。 有机大分子物质；选择性较好；可藉灼烧而除去。有机大分子物质；选择性较好；可藉灼烧而除去。 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法2022年4月14日6时01分9.2 9.2 9.2 9.2 9.2 9.2 溶剂萃取分离法溶剂

14、萃取分离法溶剂萃取分离法溶剂萃取分离法溶剂萃取分离法溶剂萃取分离法9.2.1 分配系数，分配比和萃取效率，分离因数分配系数，分配比和萃取效率，分离因数 1. 1.分配系数分配系数 萃取是溶质在两相中经过充分振摇，达到平衡后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。分配系数：按一定比例重新分配的过程。分配系数：水有AADKA水A有 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法2022年4月14日6时01分讨论：讨论：讨论：讨论：讨论：讨论：(1) (1) 不同溶质在不同的溶剂中具有不同的不同溶质在不同的溶剂中具有不同的 K

15、K 值；值；(2) (2) K K 值越大表示该溶质在有机溶剂层中的溶解度越大值越大表示该溶质在有机溶剂层中的溶解度越大(3) (3) 当混合物中各组分的当混合物中各组分的K K 值很接近时，须通过不断更值很接近时，须通过不断更新溶剂进行多次抽提才能彼此分离；新溶剂进行多次抽提才能彼此分离；(4) (4) 分配系数与物质在两相体系中的溶解度有关，但分分配系数与物质在两相体系中的溶解度有关，但分配系数不等于溶质在两种溶剂中溶解度的比值。溶解度配系数不等于溶质在两种溶剂中溶解度的比值。溶解度是指饱和状态，萃取则常用于稀溶液；是指饱和状态，萃取则常用于稀溶液； 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9

16、分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法2022年4月14日6时01分2. 2. 2. 分配比和萃取效率分配比和萃取效率分配比和萃取效率分配比和萃取效率分配比和萃取效率分配比和萃取效率 分配系数分配系数用于描述溶质为用于描述溶质为单一形式存在单一形式存在的情况，的情况，如果有如果有多种存在形式多种存在形式，则引入，则引入分配比分配比： c有有 、c水水 分配平衡后，溶质（包括所有的存在形分配平衡后，溶质（包括所有的存在形式）分别在有机层、水层中的总浓度。式）分别在有机层、水层中的总浓度。 当溶质以单一形式存在时，当溶质以单一形式存在时，KD = D水有ccD 分析化学分析化学电子教

17、案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法2022年4月14日6时01分萃取效率萃取效率萃取效率萃取效率萃取效率萃取效率 当溶质当溶质A的水溶液用有机溶剂萃取时的水溶液用有机溶剂萃取时, 则萃取效率则萃取效率E应该等于：应该等于：%E100AA在两相中的总含量在有机相中的总含量100%100%c Vc Vc Vc Vc Vc Vc Vc Vc V有有水有有有有有水水有有水水水有水有%VVDDE100有水萃取效率由分配比萃取效率由分配比D和体积比和体积比V水水/V有有决定。决定。 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法

18、水有ccD 2022年4月14日6时01分多次间歇萃取的萃取效率多次间歇萃取的萃取效率多次间歇萃取的萃取效率多次间歇萃取的萃取效率多次间歇萃取的萃取效率多次间歇萃取的萃取效率( ( (少量多次少量多次少量多次少量多次少量多次少量多次) ) )若D =10，A在在水溶液水溶液V水水中的浓度为中的浓度为c0， 以有机溶剂以有机溶剂(V有有)萃取，萃取，平衡后平衡后A在在水相中浓度水相中浓度c1及及在在有机相中浓度有机相中浓度c1 ，当当V水水=V有有时：时： c0V水水 = c1V水水 + c1V有有 = c1V水水 + c1DV有有)111()11()(00001cDcDV/VV/VcDVVVc

19、c有水有水有水水 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法水有ccD 萃取一次后水溶液中萃取一次后水溶液中A的浓度的浓度c1：2022年4月14日6时01分 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法 第二次萃取时，以有机溶剂第二次萃取时，以有机溶剂(V有有)萃取，平衡后萃取，平衡后A在在水相中浓度水相中浓度c2及及在在有机相中浓度有机相中浓度c2 ，当当V水水=V有有时：时：萃取二次后水溶液中萃取二次后水溶液中A的的浓度浓度c2： c1V水水 = c2V水水 + c2V有有 = c2V水水 +

20、c2DV有有)1211()11()11()(020112cDcDcDV/VV/Vcc有水有水水有ccD 101()1ccD)13311()11()11()(030213cDcDcDV/VV/Vcc有水有水萃取三次后：萃取三次后：萃取两次后：萃取两次后：2022年4月14日6时02分 仍设仍设D =10， 若取若取V有有=10V水水，但仅萃取一次。，但仅萃取一次。萃取后水溶液中萃取后水溶液中A的浓度的浓度c1： 少量多次比单纯增加萃取液体积的效率高的多少量多次比单纯增加萃取液体积的效率高的多。 用分离因数用分离因数来表示分离效果。来表示分离效果。是两种不同组分分是两种不同组分分配比的比值，即：配

21、比的比值，即：10110110101001cccBADD 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法2022年4月14日6时02分9.2.2 9.2.2 9.2.2 萃取体系的分类和萃取条件的选择萃取体系的分类和萃取条件的选择萃取体系的分类和萃取条件的选择萃取体系的分类和萃取条件的选择萃取体系的分类和萃取条件的选择萃取体系的分类和萃取条件的选择 可直接用有机溶剂萃取的无机物质较少：如可直接用有机溶剂萃取的无机物质较少：如HgI2、HgCl2、GeCl4、AsCl3、SbI3等。等。 如何萃取难溶于有机溶剂的无机离子？如何萃取难溶于有机溶剂的无机离

22、子？ 水中加入某种试剂水中加入某种试剂(萃取剂萃取剂)，使被萃取物与试剂结，使被萃取物与试剂结合成不带电荷的、难溶于水而易溶于有机溶剂的分子合成不带电荷的、难溶于水而易溶于有机溶剂的分子.萃取体系：形成内络盐的萃取体系萃取体系：形成内络盐的萃取体系 形成离子缔合物的萃取体系形成离子缔合物的萃取体系 形成三元配合物的萃取体系形成三元配合物的萃取体系 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法2022年4月14日6时02分1. 1. 1. 形成内络盐的萃取体系形成内络盐的萃取体系形成内络盐的萃取体系形成内络盐的萃取体系形成内络盐的萃取体系形成内络盐的

23、萃取体系 最为广泛的萃取体系。最为广泛的萃取体系。 萃取剂：萃取剂：8-羟基喹啉、二硫腙、乙酰丙酮、丁二酮羟基喹啉、二硫腙、乙酰丙酮、丁二酮肟肟N- 亚硝基苯胲铵亚硝基苯胲铵(铜铁试剂铜铁试剂)。例：例：8-羟基喹啉与羟基喹啉与Mg2+螯合：螯合： 这类萃取剂如以这类萃取剂如以HR表示，它们与金属离子螯合和萃表示，它们与金属离子螯合和萃取过程简单表示如下：取过程简单表示如下： 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法2022年4月14日6时02分2. 2. 2. 形成离子缔合物的萃取体系形成离子缔合物的萃取体系形成离子缔合物的萃取体系形成离子缔

24、合物的萃取体系形成离子缔合物的萃取体系形成离子缔合物的萃取体系 属于这一类的是带不同电荷的离子，互相缔合成属于这一类的是带不同电荷的离子，互相缔合成疏水性的中性分子，而被有机溶剂所萃取。疏水性的中性分子，而被有机溶剂所萃取。例：用乙醚从例：用乙醚从HCl溶液中萃取溶液中萃取Fe3+时：时：该类萃取体系中，溶剂分子既是溶剂又是萃取剂。该类萃取体系中，溶剂分子既是溶剂又是萃取剂。 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法2022年4月14日6时02分 又如在又如在HNO3溶液中，用磷酸三丁酯（溶液中，用磷酸三丁酯（TBP）萃萃取取UO22+，也属于

25、这一类。也属于这一类。 UO22+ + H2O = UO2(H2O)62+ UO2(H2O)62+ + TBP UO2(TBP)6 2+ UO2(TBP)6 2+ + NO3- UO2(TBP)6(NO3)2 疏水性的溶剂化分子疏水性的溶剂化分子UO2(TBP)6(NO3)2，而被磷酸而被磷酸三丁酯所萃取。三丁酯所萃取。 对于这类萃取体系，加入大量的与被萃取化合物具对于这类萃取体系，加入大量的与被萃取化合物具有相同阴离子的盐类，可显著地提高萃取效率，这种有相同阴离子的盐类，可显著地提高萃取效率，这种现象称现象称盐析作用盐析作用。 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法

26、分析化学中的分离与富集方法2022年4月14日6时02分3. 3. 3. 形成三元配合物的萃取体系形成三元配合物的萃取体系形成三元配合物的萃取体系形成三元配合物的萃取体系形成三元配合物的萃取体系形成三元配合物的萃取体系 具有选择性好、灵敏度高的特点。具有选择性好、灵敏度高的特点。例：萃取例：萃取 AgAg+ +。使。使 AgAg+ +与邻二氮杂菲配合成配阳离子与邻二氮杂菲配合成配阳离子, ,并与溴邻苯三酚红的阴离子缔合成三元配合物：并与溴邻苯三酚红的阴离子缔合成三元配合物： 在在pHpH为为7 7的缓冲溶液中的缓冲溶液中, , 用硝基苯萃取，然后就在溶剂相用硝基苯萃取，然后就在溶剂相中用光度法

27、进行测定。中用光度法进行测定。 该体系非常适用于稀有元素分离和富集。该体系非常适用于稀有元素分离和富集。 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法2022年4月14日6时02分9.2.3 9.2.3 9.2.3 有机物的萃取分离有机物的萃取分离有机物的萃取分离有机物的萃取分离有机物的萃取分离有机物的萃取分离 “相似相溶相似相溶”原则原则例：丙醇和溴丙烷的混合物，用水萃取极性的丙醇。例：丙醇和溴丙烷的混合物，用水萃取极性的丙醇。 用弱极性的乙醚可从极性的三羟基丁烷中萃取用弱极性的乙醚可从极性的三羟基丁烷中萃取弱极性的酯。弱极性的酯。 用苯或二甲苯

28、非极性溶剂可从马来酸酐和马来酸用苯或二甲苯非极性溶剂可从马来酸酐和马来酸的混合物中萃取马来酸酐，这样就可以方便地测定马来的混合物中萃取马来酸酐，这样就可以方便地测定马来酸酐中的游离酸，而不受马来酸酐的影响。酸酐中的游离酸，而不受马来酸酐的影响。 分配系数较小物质的萃取，采用连续萃取器。分配系数较小物质的萃取，采用连续萃取器。 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法2022年4月14日6时02分9.3 9.3 9.3 9.3 9.3 9.3 色谱法色谱法色谱法色谱法色谱法色谱法9.3.1 纸色谱纸色谱(paper chromatography)

29、 在滤纸上进行的色谱分析法在滤纸上进行的色谱分析法流动相：流动相： 在色谱过程中沿着滤纸流动的溶剂或混合溶剂是流在色谱过程中沿着滤纸流动的溶剂或混合溶剂是流动相，又称展开剂。纯溶剂或混合溶剂。动相，又称展开剂。纯溶剂或混合溶剂。固定相：固定相： 滤纸纤维素中吸附着的水分滤纸纤维素中吸附着的水分或其他溶剂，在色谱过程中不或其他溶剂，在色谱过程中不流动。滤纸：惰性载体；流动。滤纸：惰性载体；（动画）（动画） 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法2022年4月14日6时02分原理：原理：原理：原理：原理：原理：(1) 由于毛细管作用，展开剂将沿着

30、滤由于毛细管作用，展开剂将沿着滤纸条上升纸条上升;(2) 展开剂携带试液中的各组分上升，展开剂携带试液中的各组分上升，并在两相间进行反复多次分配；并在两相间进行反复多次分配；(3) 在流动相中溶解度较小，在固定相中溶解度较大在流动相中溶解度较小，在固定相中溶解度较大的物质的物质, 将沿着滤纸条向上移动较短的距离将沿着滤纸条向上移动较短的距离, 停留在纸停留在纸条的较下端。反之，则停留在滤纸条的较上端。条的较下端。反之，则停留在滤纸条的较上端。 试样中的各组份得以彼此分离。试样中的各组份得以彼此分离。 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法20

31、22年4月14日6时02分操作过程：操作过程：操作过程：操作过程：操作过程：操作过程：(1) 点样点样(3) 显色显色: 无色组分无色组分 紫外照射紫外照射; 氨熏、碘熏氨熏、碘熏;喷显色剂溶液喷显色剂溶液; 常用的显色剂有常用的显色剂有FeCl3水溶液、水溶液、茚三酮正丁醇溶液等。茚三酮正丁醇溶液等。(2) 展开展开 吡啶和水吡啶和水(1:l)展开剂：氨基蒽醌试样展开剂：氨基蒽醌试样中的各种异构体分离。中的各种异构体分离。 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法2022年4月14日6时02分相对比移值相对比移值相对比移值相对比移值相对比移值

32、相对比移值R R Rf f fRf值与溶质在固定相和值与溶质在固定相和流动相间的分配系数有流动相间的分配系数有关。在一定条件下，某关。在一定条件下，某组分的组分的Rf值一定。可以值一定。可以进行定性鉴定。进行定性鉴定。溶剂前缘移动距离斑点中心移动距离fR简单、方便，在药物、染料等的分析方面较多应用。简单、方便，在药物、染料等的分析方面较多应用。 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法2022年4月14日6时02分9.3.2 9.3.2 9.3.2 薄层色谱法薄层色谱法薄层色谱法薄层色谱法薄层色谱法薄层色谱法 比纸色谱具有速度快、分离清晰、灵敏

33、度高、可比纸色谱具有速度快、分离清晰、灵敏度高、可以采用各种方法显色等特点。以采用各种方法显色等特点。 层析装置层析装置 在制药、农药、染在制药、农药、染料、生化工程等方面料、生化工程等方面的应用较多。的应用较多。 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法2022年4月14日6时02分1. 1. 1. 1. 1. 1. 层析板与吸附剂层析板与吸附剂层析板与吸附剂层析板与吸附剂层析板与吸附剂层析板与吸附剂 层析板通常是在玻璃板上涂通常是在玻璃板上涂敷一层吸附剂。吸附剂一般以敷一层吸附剂。吸附剂一般以150150250250目较合适。使用前需要目较

34、合适。使用前需要在一定温度下烘焙以驱除水分进在一定温度下烘焙以驱除水分进行行“活化活化”，在薄层色谱中用得，在薄层色谱中用得最广泛的吸附剂是氧化铝和硅胶最广泛的吸附剂是氧化铝和硅胶。氧化铝制备的层析板称氧化铝制备的层析板称“软板软板”。硅胶制备的称。硅胶制备的称“硬硬板板” 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法2022年4月14日6时02分2. 2. 2. 2. 2. 2. 层析板的涂敷层析板的涂敷层析板的涂敷层析板的涂敷层析板的涂敷层析板的涂敷 比纸色谱具有速度快、分离清晰、灵敏度高、可以采用各种方法显色等特点。 分析化学分析化学电子教案

35、电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法2022年4月14日6时02分3. 3. 3. 3. 3. 3. 分离机理：吸附色谱分离机理：吸附色谱分离机理：吸附色谱分离机理：吸附色谱分离机理：吸附色谱分离机理：吸附色谱 两种色谱所用的展开剂不相同。两种色谱所用的展开剂不相同。 吸附色谱一般用吸附色谱一般用非极性或弱极性展开剂非极性或弱极性展开剂来处理来处理弱弱极性化合物极性化合物。如。如1-氨基蒽醌分离。氨基蒽醌分离。 根据试样中各组分的极性、吸附剂的活化程度，根据试样中各组分的极性、吸附剂的活化程度，来选择适当的弱极性的溶剂或混合溶剂作展开剂。来选择适当的弱极性的溶剂或

36、混合溶剂作展开剂。 需要利用各种不同极性的溶剂来配制展开剂。需要利用各种不同极性的溶剂来配制展开剂。几种常用溶剂几种常用溶剂, 其极性增强次序如下：石油醚、环已烷、四氯其极性增强次序如下：石油醚、环已烷、四氯化碳、苯、甲苯、氯仿、乙醚、乙酸乙酯、正丁醇、正丙醇化碳、苯、甲苯、氯仿、乙醚、乙酸乙酯、正丁醇、正丙醇、1，2-二氯乙烷、丙酮、乙醇、甲醇、水、吡啶、醋酸。二氯乙烷、丙酮、乙醇、甲醇、水、吡啶、醋酸。 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法2022年4月14日6时02分分离机理：分配色谱分离机理：分配色谱分离机理：分配色谱分离机理：分配

37、色谱分离机理：分配色谱分离机理：分配色谱 分配色谱一般是用分配色谱一般是用极性展开剂极性展开剂处理处理极性化极性化合物合物。 例如蒽醌磺酸薄层色谱中的展开剂，是用例如蒽醌磺酸薄层色谱中的展开剂，是用极性溶剂正丁醇、氨水、水按极性溶剂正丁醇、氨水、水按2:1:1配成的。配成的。 分配色谱分配色谱是利用试样中各是利用试样中各组分组分在在流动相流动相和和固定相固定相中中溶解度溶解度的的不同不同，在两相间不断进行分，在两相间不断进行分配而达到分离目的。展开剂是流动相，吸附在配而达到分离目的。展开剂是流动相，吸附在吸附剂中的少量水分是固定相。吸附剂中的少量水分是固定相。 分析化学分析化学电子教案电子教案

38、9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法2022年4月14日6时02分4. 4. 4. 4. 4. 4. 应用应用应用应用应用应用试样：试样： 1-氨基蒽醌混合物氨基蒽醌混合物层析板：中性氧化铝吸附剂层析板：中性氧化铝吸附剂展开剂：丙酮、四氯化碳、乙醇（展开剂：丙酮、四氯化碳、乙醇（1:3:0.04）橙色斑：橙色斑：1-氨基蒽醌氨基蒽醌橙红色：橙红色： 1，5-二氨基蒽醌二氨基蒽醌桃红色：桃红色： 1，8-二氨基蒽醌二氨基蒽醌黄色：黄色：2-氨基蒽醌氨基蒽醌红色：红色：1，6一二氨基蒽醌和一二氨基蒽醌和黄橙色：黄橙色：1，7一二氨基蒽醌一二氨基蒽醌褐色：原点褐色：原点 分析化

39、学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法2022年4月14日6时02分应用：无机离子分离应用：无机离子分离应用：无机离子分离应用：无机离子分离应用：无机离子分离应用：无机离子分离1 1 1Cu2+、Pb2+、Cd2+、Bi3+、Hg2+的分离，的分离，层析板：硅胶层析板：硅胶G板。板。展开剂：正丁醇，展开剂：正丁醇，1.5molL-1HCl，乙酰基丙酮，乙酰基丙酮 100:20:0.5混合。混合。显色：展开后喷以显色：展开后喷以KI溶液，待薄层干燥后以氨熏，再溶液，待薄层干燥后以氨熏，再以以H2S熏。熏。 棕黑色棕黑色CuS斑、棕色斑、棕色PbS斑、

40、黄色斑、黄色CdS斑、棕黑色斑、棕黑色Bi2S3和棕黑色和棕黑色HgS斑。斑。Rf值依上述次序增加。值依上述次序增加。 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法2022年4月14日6时02分应用：无机离子分离应用：无机离子分离应用：无机离子分离应用：无机离子分离应用：无机离子分离应用：无机离子分离2 2 2Al3+、Ni2+、Cr3+、Mn2+、Co2+、Zn2+、Fe2+的分离。的分离。层析板：硅胶层析板：硅胶G板；板；展开剂：丙酮展开剂：丙酮-浓盐酸浓盐酸-乙酰基丙酮（乙酰基丙酮（100:1:0.5）。）。显色：展开后以氨熏，再用显色：展开

41、后以氨熏，再用8-羟基喹啉乙醇溶液喷，在羟基喹啉乙醇溶液喷，在紫外线照射下可以看出荧光斑。紫外线照射下可以看出荧光斑。 其其Rf值依上述次序而增加。值依上述次序而增加。 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法2022年4月14日6时02分9.4 9.4 9.4 9.4 9.4 9.4 离子交换分离法离子交换分离法离子交换分离法离子交换分离法离子交换分离法离子交换分离法 利用离子交换剂与溶液中的离子之利用离子交换剂与溶液中的离子之间发生交换反应来进行分离的方法。间发生交换反应来进行分离的方法。阳离子交换反应：阳离子交换反应： Resin-SO3

42、H + Na+ = Resin-SO3 Na + H+ Resin-SO3Na + H+ = Resin-SO3 H + Na +阴离子交换反应：阴离子交换反应： Resin-N(CH3) 3OH + Cl- = N(CH3) 3 Cl + OH+ Resin-N(CH3) 3 Cl + OH- = N(CH3) 3 OH + Cl - （动画）（动画） 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法2022年4月14日6时02分9.4.1 9.4.1 9.4.1 离子交换树脂离子交换树脂离子交换树脂离子交换树脂离子交换树脂离子交换树脂 离子交换树脂

43、是由高分子聚合物为离子交换树脂是由高分子聚合物为骨架骨架(苯乙烯苯乙烯-二乙烯苯共聚物小球二乙烯苯共聚物小球)，反应引入各种特性活性基团构成。反应引入各种特性活性基团构成。根根据活性基团的不同分类。据活性基团的不同分类。 离子交换树脂阳离子交换树脂阴离子交换树脂强酸性阳离子交换树脂弱酸性阳离子交换树脂 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法2022年4月14日6时02分阳离子交换树脂阳离子交换树脂阳离子交换树脂阳离子交换树脂阳离子交换树脂阳离子交换树脂cationcationcation-exchange resin-exchange res

44、in-exchange resin含有活性酸基的树脂。含有活性酸基的树脂。酸性基团上的酸性基团上的H+可以和溶液中的阳可以和溶液中的阳离子发生交换作用，离子发生交换作用，如：如：磺酸基磺酸基-SO3H。 R-COOH及及R-OH含含-SO3H的应用较多。的应用较多。保存时：保存时：Na 型型使用前：酸淋洗转变成使用前：酸淋洗转变成H型型使用后经使用后经“再生再生”，可反复使用。，可反复使用。 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法2022年4月14日6时02分螯合树脂螯合树脂螯合树脂螯合树脂螯合树脂螯合树脂( ( (chelatechelat

45、echelate resin resin resin) ) ) 在离子交换树脂中引入某些能与金属离子螯合的在离子交换树脂中引入某些能与金属离子螯合的活性基团，就成为螯合树脂例如含有氨基二乙酸基团活性基团，就成为螯合树脂例如含有氨基二乙酸基团的树脂，由该基团与金属离子的反应特性，可估计这的树脂，由该基团与金属离子的反应特性，可估计这种树脂对种树脂对Cu2+、Co2+、Ni2+有很好的选择性。有很好的选择性。 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法2022年4月14日6时02分阴离子交换树脂阴离子交换树脂阴离子交换树脂阴离子交换树脂阴离子交换树脂

46、阴离子交换树脂anion-exchange resinanion-exchange resinanion-exchange resin含有含有碱性基团的树脂。碱性基团的树脂。 伯氨基伯氨基-NH2 仲胺基仲胺基-NH(CH3) 叔胺基叔胺基- N(CH3)2，强碱性阴离子交换树脂：强碱性阴离子交换树脂： 季铵基季铵基-N(CH3)2+OH-。保存时：保存时：Cl 型型使用前：碱淋洗转变成使用前：碱淋洗转变成OH型。型。使用后经使用后经“再生再生”，可反复使用，可反复使用。 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法2022年4月14日6时02分9

47、.4.2 9.4.2 9.4.2 离子交换分离操作法离子交换分离操作法离子交换分离操作法离子交换分离操作法离子交换分离操作法离子交换分离操作法 通常将离子交换树脂装通常将离子交换树脂装入玻璃管内组成离子交换柱入玻璃管内组成离子交换柱； 用用 46 molL-1HCl溶液溶液浸泡一二天，使树脂溶胀。浸泡一二天，使树脂溶胀。 洗涤至中性，浸泡于去离子水中，装柱。洗涤至中性，浸泡于去离子水中，装柱。将试样溶液加到柱上端，用淋洗液淋洗；将试样溶液加到柱上端，用淋洗液淋洗；阳离子交换树脂：阳离子交换树脂：HCl 溶液为洗脱液；溶液为洗脱液；阴离子交换树脂：阴离子交换树脂：则常用则常用NaCl或或NaOH

48、溶液作洗脱液。溶液作洗脱液。 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法2022年4月14日6时02分离子交换分离原理离子交换分离原理离子交换分离原理离子交换分离原理离子交换分离原理离子交换分离原理 离子交换反应是一可逆反应，被交换离子随淋洗液离子交换反应是一可逆反应，被交换离子随淋洗液pH不同而在分离柱中移动，由于不同离子与树脂之间不同而在分离柱中移动，由于不同离子与树脂之间的作用力不同，流出分离柱的时间不同而被分离。的作用力不同，流出分离柱的时间不同而被分离。 离子交换树脂在交换反应中离子交换树脂在交换反应中可交换离子的数目可交换离子的数目用

49、用交换容量交换容量表示，单位表示，单位 m mol / g 干树脂。干树脂。 离子交换分离中的离子交换分离中的分配系数分配系数是组分离子在是组分离子在树脂树脂上上的浓度与在的浓度与在溶液溶液中的浓度之比。中的浓度之比。nMMRPccK 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法2022年4月14日6时02分离子交换亲和力离子交换亲和力离子交换亲和力离子交换亲和力离子交换亲和力离子交换亲和力分配系数分配系数KP反映了离子与树脂的亲和力大小。反映了离子与树脂的亲和力大小。不同离子对树脂的亲和力大小具有如下规律：不同离子对树脂的亲和力大小具有如下规律：

50、(1) 稀溶液中，离子电荷越大，亲和力越大；稀溶液中，离子电荷越大，亲和力越大；(2) 相同电荷时，水合半径越小，亲和力越大；相同电荷时，水合半径越小，亲和力越大；Li+H+Na+K+Rb+Cs+;Mg2+Ca2+Sr2+Ba2+；F-OH-CH3COO-Cl-Br-NO3-HSO4-I-CNS-ClO4-nMMRPccK 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法2022年4月14日6时02分 分析化学分析化学电子教案电子教案9 9分析化学中的分离与富集方法分析化学中的分离与富集方法2022年4月14日6时02分9.4.3 9.4.3 9.4.3 应用示例应用示例应用示例应用示例应用示例应用示例 1.1.去离子水的制备去离子水的制备 实验室用去离子水及锅炉用水的软化。采用串联的阳离子交换柱和阴实验室用去离子水及锅炉用水的软化。采用串联的阳离子交换柱和阴离子交换柱。离子交换柱。 2. 2.干扰组分的分离干扰组分的分离 如测定矿石中的铀时，为了除去其他金属离子的干扰，将矿石溶解后如测定