痕量物质的分离富集

痕量物质的分离富集第1页，共26页，2023年，2月20日，星期一课程简介

1。内容

分离科学---分离化学---分离与富集---分离与测定溶剂萃取液-液液膜分离 液-液沉淀-共沉淀 液-固离子交换 液-固离子色谱 液-固膜分离 液-固浮选 液-汽-固挥发 固-汽第2页，共26页，2023年，2月20日，星期一2.教学方式1.讲授，每周2节，每次2小时2.用1-2单元时间阅读参考书和文献，选一个代表性的分离与富集的方法，写一份文献报告。3.掌握重要分离方法的原理，特点，适用性。典型的例子，重要的试剂第3页，共26页，2023年，2月20日，星期一3.成绩

笔试和文献的总结相结合笔试60%文献40%第4页，共26页，2023年，2月20日，星期一第一章分离概述主要是分析化学中常用的分离方法1.1分析测定的全过程（四部分）1.制样和溶样（1）制样：取样（采样）制得有代表性的具有平均组成的试样（少量）固体采样第5页，共26页，2023年，2月20日，星期一固体采样量：

m=K·a2

m

最低采样量（kg）

a

物料中最大颗粒的直径（mm）

K，a为经验常数，一般K=0.02—0.15

a=1.8—2.5第6页，共26页，2023年，2月20日，星期一

液体采样气体采样防止污染(过程和容器)第7页，共26页，2023年，2月20日，星期一b.溶样---湿法分析酸溶HClHNO3H2SO4HClO4碱溶如不铝合金,两性物及硅等压力溶样熔融浸取(两性或碱性熔剂,高温)微波溶样第8页，共26页，2023年，2月20日，星期一有机试样的分解干法灰化湿法灰化有机溶剂溶解其实还有样品及溶液的保存等制样学第9页，共26页，2023年，2月20日，星期一2.分离和富集提高选择性和灵敏度富集

x<0.1浓缩

x=0.1---0.9纯化

x>0.93.测定第10页，共26页，2023年，2月20日，星期一4.数据处理不单纯是计算平均值及误差要求能从分析数据中得出结论,提出解决问题的办法和措施.CHEMOMETRICS多元分析聚类分析构效关系,分子设计第11页，共26页，2023年，2月20日，星期一1.2分离方法在两相形成(或加入一个新相)时,使物质分别存在在两相中:A+BABAB第12页，共26页，2023年，2月20日，星期一1.根据相的不同可将分离方法分为初始相第二相方法气 液 气液色谱液 气 蒸馏,泡沫浮选液 液 萃取,液膜液固 沉淀,共沉淀,分 步结晶,离子交换, 分子筛固 气 挥发,升华,固 液 区域熔融第13页，共26页，2023年，2月20日，星期一2.按方法原理分为原理 方法

分子大小,几何形状 分子筛,凝胶色谱, 电泳表面活性 浮选,吸附色谱, 活性炭,共沉淀挥发性 升华,蒸馏溶解度 沉淀,共沉淀,选择 溶解,区域熔融分配 萃取,萃取色谱离子交换 离子交换色谱

第14页，共26页，2023年，2月20日，星期一1.3基本理论和基本概念1.相有界面存在2.分配分配系数KD和分配比D3.

回收率

(回收因数)

RA=QA/(QA)0

常量组分

RA≥0.999微量组分(0.01—1%)RA≥0.99痕量组分(＜10-4%)RA＞0.90(0.95)第15页，共26页，2023年，2月20日，星期一4.分离因数S

B/A

Sandell提出QB

/QA=S

B/A

·(QB)0/(QA)0S

B/A

=

(QA)0/(QB)0×QB

/QA

=RB/RA若RA→1,则RB=S

B/A

在痕量组分测定中,QB

/QA一般在0.01—0.05,若(QB)0/(QA)0≥10万时,S

B/A

至少要小到10-6—10-7、第16页，共26页，2023年，2月20日，星期一5.富集因数Ri=QA

/QB

/((QA)0/(QB)0)=

RA/RBRi=CA

/CB

/((CA)0/(CB)0)富集倍数例如100mL溶液中的溶质被富集到1mL溶液中,即为100倍.第17页，共26页，2023年，2月20日，星期一第2章挥发法物质从液态或固态转变到气态的过程汽化，蒸馏，升华，蒸发等2.1汽化被分离的组分变成气体而从溶液中释放出来必要条件:低沸点的单质或化合物形式存在第18页，共26页，2023年，2月20日，星期一分析化学上最常用的方法Ge,Sn,Pb;As,Sb,Bi;Se,Te,Poetc.Se,Te,Sn,Sb的氢化物的沸点很低,在0。C以下就容易挥发还原1.Zn+HClSe(IV)→SeH22.NaBH4常用于原子吸收或分光光度法？第19页，共26页，2023年，2月20日，星期一Marsh定砷法SiF4挥发法氧化还原法

I2,Cl2第20页，共26页，2023年，2月20日，星期一2.2蒸馏欲分离的组分与水或其它溶剂一起释放出来,再分别冷凝成液体决定于蒸汽压----进入气相的多少载气蒸馏提高溶剂沸点----组分沸点较高例:1.硼硼酸甲酯法

2.硅四氟化硅法第21页，共26页，2023年，2月20日，星期一常用蒸馏方法

HCl+HClO4HBr+HClO3HCl+H2SO4HBr+H3PO4As（III）

30 100 100 100As（V）

5 100 5 100Hg（II）

75 75 75 90Sn（IV）

100 100 30 100Ge 50 70 90 95Se（IV）

4 2---5 30 100Sb（III）

2 99.8 2 98 第22页，共26页，2023年，2月20日，星期一多次蒸馏----分馏分馏柱提取量,回流量,回流比(R)第23页，共26页，2023年，2月20日，星期一溶液中痕量元素的挥发基体痕量元素挥发方式样品处理天然水

Hg Hg 还原剂(SnCl2,NaBH4) 氟化铀,氧化铀

Br Br2 K2Cr2O7-H2SO4

黑色,有色和合金

N NH3

碱溶液Ni,Ti S H2S HCl,HCl-HI-H3PO4

岩石

Cl HCl 浓H3PO4

Al,海水和废水

As,Sb AsH3,SbH3HCl+Zn天然水,岩石

As,Bi,Ge氢化物NaBH4的酸性溶液Pb,Ni基合金

Sb,Se,TeAl,Nb,Zr,Zr合金

B BF3HF的酸性混合物 Pu,U Si SiF4HClO4-HF-HNO3

海底沉积物

Se SeBr4

浓H3PO4-NH4Br-KIO3

第24页，共26页，2023年，2月20日，星期一溶液中基体元素的挥发基体 挥发方式 样品处理 痕量元素Si,SiO2 SiF4 HF-HNO3,HF-H2SO4Al,Bi,Cd,Cu,Fe,InHF-HNO3-HClO4Ni,P,Pb,Tl,ZnB BF3 HF-HNO3 Al,Ba,Be,Ca,Cu,CrFe,Mg,Mn,Ni,Ti,VGe,GeO2 GeCl4 HCl-HNO3-HClO4Ag,Al,Bi,Be,Cd,Cu,TeGa,In,Mg,Mn,Ni,P,PbCr CrO2Cl2HCl-HClO4Al,Cu,Fe,Mg,Mn,Ni,Ti,VAs AsBr3 HCl-Br2-CCl4Al,Bi,Be,Cd,Co,Cr,Mg,Mn,Ni第25页，共26页，2023年，2月20日，星期一各种元素的挥发挥发方式挥发元素单质

H,Hg,N,卤素 氢化物

As,Bi,Cl,F,Ge,N,O,Pb