分离方法54学时ppt课件

1、第十章 分别方法第一节 概述 检测待测组分与干扰组分的分别或富集的效果 1 回收率(%)=(分别后测得的量/原来含量)100 2 分别效果:即待测组分与干扰成分能否完全分别 3 分别富集方法应该简便。 4常用方法：沉淀分别、液液萃取、离子交换、气浮、挥发、蒸馏分别。重点引见：液液萃取和离子交换。第二节 沉淀分别法第三节 共沉淀分别法 一.沉淀分别法(适于常量组分的分别)了解 分为无机沉淀剂和有机沉淀剂. 二.共沉淀分别法(适于微量组分的分别和富集) 向含待测的微量组分溶液参与沉淀剂,再参与另一种能与沉淀剂构成沉淀的离子,这个沉淀就作为载体(亦称共沉淀剂),可将微量组分定量地共沉淀下来,最后将沉

2、淀溶于少量溶剂中(或其它手段),就可到达分别和富集的目的. 分为无机共沉淀剂和有机共沉淀剂.第四节 液液萃取分别法 1.定义; 利用与水不相混的有机溶剂(或萃取剂加溶剂),同试液一同振荡,试液中一些组分进入有机相,另一些组分仍留在水相. 2.作用:分别和富集 3.特点:操作简便,快速,设备简单. (一)萃取分别根本参数 (重点掌握) 1.分配系数: Kd=A有/A水 A代表平衡浓度 与溶质和溶剂的特性及温度有关,只适于溶质在两相中的存在方式一样,没有离解和缔合等副反响. 温度一定, Kd为常数. 2.分配比: D=c有/c水 c有: 溶质在有机相中各种化学方式的总浓度 c水: 溶质在水相中各种

3、化学方式的总浓度 所以,D除受温度影响,还受溶质浓度和水相酸度等影响. 思索: Kd和D何时相等? 第四节 液液萃取分别法3.萃取率萃取率(萃取百分率萃取百分率): E%=(c有有 V有有 )/ (c水水V水水 + c有有 V有有 )100或经数学转换或经数学转换:E%=D/(D+P)100 (P=V水水/V有有 称为相比称为相比) 所以所以E%由分配比和相比决议由分配比和相比决议. 掌握有关萃取率的计算掌握有关萃取率的计算:参考参考P341 例例 由此掌握同量有机溶剂由此掌握同量有机溶剂,萃取次数越多萃取次数越多,效果越好效果越好.延续萃取多次的方法可提高萃延续萃取多次的方法可提高萃取率取率

4、. (二).溶剂萃取的主要类型及萃取条件. 无机水合离子(亲水性)经过参与疏水性基团转为疏水性物质进入有机相. 1.简单分子萃取体系: 被萃物在水相和有机相中都以中性分子的方式存在，被萃物的萃取过程为物理过程。 2.中性络合物萃取体系(适于常量组分或基体元素分别) 被萃物是中性分子；萃取剂本身也是中性分子； 萃取剂与被萃物结合，生成难溶于水的中性络合物。 3.螯合萃取体系(适于微量和痕量组分分别) 萃取剂是螯合剂，既溶于水也溶于有机溶剂，螯合剂在水相中与金属离子生成中性螯合物，普通螯合物在两相中的分配比相当高，虽然其溶解度不大。 4.离子缔合物萃取体系(适于常量组分分别) (三三).萃取分别技

5、术萃取分别技术 1.萃取方式萃取方式:单级萃取单级萃取,多级萃取和延续萃取多级萃取和延续萃取(讲解讲解其安装其安装) 2.分层分层: 3.洗涤洗涤:进一步消除干扰组进一步消除干扰组.洗涤液根本组成同试洗涤液根本组成同试液液,但不含试样。但不含试样。 4.反萃取反萃取:为何进展这一步为何进展这一步?第五节 离子交换分别法一概述一概述 定义定义:利用离子交换剂与溶液中的离子利用离子交换剂与溶液中的离子发生交换反响来进展分别的方法发生交换反响来进展分别的方法. 优点优点:分别效果高分别效果高; 缺陷缺陷:操作时间长操作时间长.只用于处理比较困只用于处理比较困难的分别问题难的分别问题. 分为分为:无机

6、离子交换剂无机离子交换剂:运用的运用的pH范围范围窄窄,交换容量小交换容量小,需时长需时长,但耐高温但耐高温,耐辐射耐辐射和耐酸性和耐酸性. 有机离子交换剂有机离子交换剂:运用的运用的pH范围范围宽宽,交换容量大交换容量大,运用普遍运用普遍.(二二).有机离子交换剂的分类和构造有机离子交换剂的分类和构造: 1.分类分类: 凝胶型：遇水溶胀，水分子进入树脂内部，凝胶型：遇水溶胀，水分子进入树脂内部，枯燥时失去交换才干。枯燥时失去交换才干。 大孔型：制法类似凝胶型，制备过程参与大孔型：制法类似凝胶型，制备过程参与扩孔技术，具有永久性微孔，因此外表积大，离扩孔技术，具有永久性微孔，因此外表积大，离子

7、交换快，但价钱昂贵。子交换快，但价钱昂贵。(参见参见P349:图图10-2) 2.构造构造:高分子聚合物骨架具有足够的机高分子聚合物骨架具有足够的机械强度械强度+功能基团功能基团(离子交换反响根底离子交换反响根底)组成网状组成网状构造构造. (二二).有机离子交换剂的分类和构造有机离子交换剂的分类和构造: 3.交联度交联度:交联的程度，指树脂中交联交联的程度，指树脂中交联剂的百分含量剂的百分含量(如二乙烯苯如二乙烯苯) . 在树脂中，经在树脂中，经过二乙烯苯将许多长的碳链相互结合，使过二乙烯苯将许多长的碳链相互结合，使树脂成网状构造，这种想象叫交联，二乙树脂成网状构造，这种想象叫交联，二乙烯苯

8、称为交联剂。烯苯称为交联剂。 4.交换容量交换容量:单位质量或单位体积内树单位质量或单位体积内树脂所能交换相当于一价离子的物质的量脂所能交换相当于一价离子的物质的量.以以mmol/g(干树脂干树脂)或或mmol/mL (湿树脂湿树脂)表示表示.它它受树脂中活性基团的数目以及酸碱范围影受树脂中活性基团的数目以及酸碱范围影响响.(三三)离子交换平衡离子交换平衡 1.离子交换平衡和离子亲和力离子交换平衡和离子亲和力K 树脂中功能基上的离子与溶液中同电荷的离子相互交换树脂中功能基上的离子与溶液中同电荷的离子相互交换.其平其平衡时的平衡常数衡时的平衡常数K表示树脂对交换离子的交换才干或亲和力或选择表示树

9、脂对交换离子的交换才干或亲和力或选择性系数性系数.亲和力大小与离子性质的关系亲和力大小与离子性质的关系(掌握掌握) *阳离子交换树脂阳离子交换树脂:金属离子的亲和力随离子价数的添加而变大金属离子的亲和力随离子价数的添加而变大; Th4+ Al3+ Ca2+ Na+ 当离子价数一样当离子价数一样,亲和力随离子半径减小而变大亲和力随离子半径减小而变大. (离子半径越小离子半径越小,其水合离子半径越大其水合离子半径越大,由于极性的缘故由于极性的缘故) Li+ Na+ K+ Rb+ Cs+ 以上对强酸性阳离子交换树脂而言以上对强酸性阳离子交换树脂而言. 弱酸性阳离子交换树脂对弱酸性阳离子交换树脂对H+

10、 的亲和力最大的亲和力最大,其他同上其他同上 . *阴离子交换树脂阴离子交换树脂:(了解了解)亲和力与溶液组成的关系亲和力与溶液组成的关系: 2.分配比分配比: D=单位量离子交换树脂中单位量离子交换树脂中M n+的总量的总量/单位量溶液中单位量溶液中M n+的总量的总量. 经过实验测得经过实验测得.(四四)离子交换过程离子交换过程 1.溶液中的离子经过水层向树脂外表分散; 2.离子经过树脂外表向内部分散;(内分散) 3.在树脂内部进展交换;(反响进展很快) 4.交换下来的离子从树脂内部向外分散至树脂 外表;(内分散) 5.该离子由树脂外表分散到外部溶液中. 2,4步进展最慢,为离子交换速度的

11、决议步骤. 为加快速度,可用颗粒均匀较细和交联度低的树脂(五五)离子交换分别操作方法离子交换分别操作方法静态法静态法:主要用于研讨离子交换景象如分配比主要用于研讨离子交换景象如分配比,交换容量等交换容量等.柱上操作法柱上操作法 1.树脂的选择树脂的选择:根据待分别的物质选择树脂种类根据待分别的物质选择树脂种类. 2.磨碎与挑选磨碎与挑选 3.树脂的预处置树脂的预处置:水浸泡水浸泡-2mol/mLHCl除杂质除杂质-水洗至中性水洗至中性. 4.装柱装柱:留意柱内无气泡留意柱内无气泡,不要让液面低于树脂床不要让液面低于树脂床. 5.交换交换 6.洗涤洗涤:用不含试样而其它组成及酸度与试液一样的空白

12、用不含试样而其它组成及酸度与试液一样的空白液液. 7.洗脱洗脱:用酸或碱或络合剂用酸或碱或络合剂.了解洗脱曲线了解洗脱曲线. 8.再生再生:用用 2mol/mLHCl或或 1mol/mLNaOH处置处置.(六六)离子交换树脂的运用离子交换树脂的运用 电解质与非电解质的分别：测牛奶中的重金属 水的净化-去离子水的制备 阴阳离子的分别 带一样电荷离子分别-离子交换色谱分别 (七)大孔吸附树脂：是不带离子交换基团的多孔性树脂，常用于有机化合物的分别。第六节第六节 色谱分别法色谱分别法 色谱分别本质:利用物质在固定相和流动相之间的分配大小不同而进展分别. 分配系数: Kd=c固 / c流 c固.c流

13、分别代表溶质在固定相和流动相中的浓度. 特点:色谱法使溶质在两相间有多步平衡,对分别性质相近 的物质是高效率的,分析周期短,选择性和灵敏度好. 第六节第六节 色谱分别法色谱分别法一一.色谱法色谱法 气相色谱气相色谱:分别和测定低沸点分别和测定低沸点,易挥发的有机易挥发的有机物物. 现代液相色谱现代液相色谱:处理挥发性低处理挥发性低,热稳定性差热稳定性差,分分子量大的化合子量大的化合 物分别和测定物分别和测定 液相色谱液相色谱: 有纸上色谱和薄层色谱法有纸上色谱和薄层色谱法.第六节第六节 色谱分别法色谱分别法二二.纸上纸上(分配分配)色谱法色谱法1.原理原理:根据待分别组分在两种互不相容的溶剂中

14、根据待分别组分在两种互不相容的溶剂中溶解度的差别实现分别溶解度的差别实现分别.以滤纸作载体以滤纸作载体,利用滤利用滤纸本身吸附的水分作固定相纸本身吸附的水分作固定相(极性极性)另取研讨溶另取研讨溶剂作流动相剂作流动相.2.比移值比移值:斑点中心挪动的间隔与流动相前沿挪动斑点中心挪动的间隔与流动相前沿挪动间隔的比值间隔的比值.以以Rf表示表示.影响影响 Rf 的要素的要素:待分别待分别物质的本性物质的本性;溶剂溶剂;酸度酸度;温度温度.3.操作操作:上行法上行法;下行法下行法;双向展开法双向展开法.4.运用运用:适于性质类似的微量物质分别适于性质类似的微量物质分别.例如：双例如：双向展开法可分别几十种氨基酸。向展开法可分别几十种氨基酸。三.薄层色谱分别法1.原理:基于试样中各种组分在固定相(吸附剂)上的吸附才干的强弱和在展开剂中溶解度大小的差别而实现分别的.2.比移值:主要受吸附剂吸附才干强弱和待分别组分的极性大小影响.3.色谱条件的选择:固定相选择;展开剂选择:思索待测分别组分极性,吸附剂的活性,展开剂的极性 (见图10-11) 第七节第七节 气浮分别法气浮分别法气浮分别法气浮分别法 亦称浮选分别或泡沫浮选法亦称浮选分别或泡沫浮选法,它是它是指水溶液中分散的固体指水溶液中分散的固体,沉淀沉淀,胶体以及溶质胶体