复旦大学分析化学AII第七章分离方法

1、第十八章 分离方法 Separation Method,样品分离、提纯和富集在分析化学中是一项重要的基础工作，其重要性有时甚至超过了分析测试本身。,1. 严格控制分析条件或采用掩蔽法;,2. 分离和富集;,物理的或化学的方法在均相体系中产生或加入一个新相,物理的方法把两相分开,过程1,过程2,常用的方法：,固液分离,萃取分离,膜分离,分离方法,液液分离,气液分离,沉淀分离,结晶分离,离子交换,挥发、蒸馏,浮选分离,1. 分离方法中的一些概念,(1).回收率-又称回收因子 指干扰组分经分离后减少至不再干扰测定时，被测组分所保留的比值。 R=Q/Q0,分离后测得的组分含量-回收量,组分的原始含量,

2、回收率越接近100，表明由这种分离产生的失真越小。,1含量：回收率99.9; 0.01%-1%含量：回收率99.0; 0.001%含量：回收率9095；,2.分离因子,SB/A= RB /RA,欲分离组分的回收率,干扰组分的回收率,一般要求SB/A0.0001，它与A、B两组分的含量及B对A的干扰程度有关。分离因子越小，表明这种分离的效果越好。被测组分失真小，而干扰组分被有效除去。,3.纯度,指分离产物中含杂质的多少.,返回,(1).用无机沉淀剂进行分离 (a).应用氢氧化物的沉淀分离； (b).应用硫化物的沉淀分离; (c).与其它化学方法相结合的沉淀分离;,2. 沉淀分离方法,自学！,(2

3、).用有机沉淀剂进行分离(3).共沉淀分离法,共同点：通过选择合适的沉淀剂和沉淀条件，利用被测组分沉淀产物和干扰组分沉淀产物的溶度积差别，实现干扰组分的分离。,用有机溶剂把被分离组分从一个液相（水相）转移到互不混溶的另一个液相（有机相）中去，通过两相分离，达到样品分离的目的。亦称液液萃取，简称为萃取。,3. 溶剂萃取分离方法,(1).分配系数,组分A在有机相中的活度,组分A在水相中的活度,溶质A在有机相和水相间的分配系数,KD =A有/A水,忽略离子强度的影响,(2).分配比,溶质 A在有机相中各种存在形式的总浓度,溶质 A在水相中各种存在形式的总浓度,溶质A在有机相和水相间的萃取分配比,不考

4、虑组分在有机相和水相中的存在形式（每种存在形式即有一分配系数），用总浓度来表示，即为分配比。,(3).萃取效率萃取百分率 指萃取的完全程度，即被萃取物质在有机相中的总量占它在两相中总量的百分率。,若水相的体积为V水，有机相的体积为V有，则萃取效率E可表示为：,把上式分子分母同除以C水V有得：,可见，分配比小，萃取效率低。对于分配比小的溶质，采取分几次加入溶剂，几次萃取的办法提高萃取效率。如果每次用V有毫升有机溶剂萃取，共萃取n次，水相中剩余被萃取物质的量减少至Wn克。则：,若采用等体积进行萃取，即V有V水，则上式简化为：,对于不同D值的E%值可由上式计算得：,因此，在n次萃取后的总萃取效率为：

5、,D=1，V有=V水时，不同萃取次数的萃取效率比较表,D=1，V有=6V水时的萃取效率,(4).分配因素,S=DA/DB,易萃取组分的分配比,难萃取组分的分配比,说明萃取对不同组分的分离效率,S值越大，表示两种元素分离效率越高，萃取的选择性越好。当S=1时，表示通过萃取无法有效分离A和B。,注意与分离因子的差别!,若等体积萃取后，A的萃取百分率在99.9%以上，B的萃取率在0.1%以下，则可认为已满足定量分离要求。,可见，在萃取分离中，对分配比DA、DB的要求，根据萃取次数的要求不同而有所不同。,(5).溶剂萃取的主要类型,(a).螯合物萃取; (b).离子缔合物萃取; (c).中性络合物萃取

6、;,自学！,利用离子交换剂与试液中的离子之间发生交换作用进行分离的方法。,离子交换剂,无机离子交换剂,有机离子交换剂 -离子交换树脂,离子交换树脂是一种具有网状结构、性质稳定、难溶于一般溶剂、网状骨架上带有活性交换基团的高分子聚合物。,4. 离子交换分离法,根据基团和酸碱强弱不同，离子交换树脂可分以下四类：,（1）离子交换树脂的种类,阳离子交换树脂,强酸性阳离子交换树脂(SO3H ),弱酸性阳离子交换树脂(COOH),阴离子交换树脂,强碱性阴离子交换树脂(季铵基团N),弱碱性阴离子交换树脂(胺基,RNH2),(2).离子交换树脂的结构,聚苯乙烯磺酸型阳离子交换树脂,(3)离子交换树脂的性质,(

7、a).交联度(树脂中二乙烯苯的百分含量) 交联度大，树脂结构紧密，网眼小，体积大的离子不容易扩散到树脂内部进行交换，交换的选择性就会提高，而且这种树脂机械强度好，不易破裂。 (b).溶胀性(每克树脂的吸水量) 离子交换树脂具有亲水性，干树脂颗粒浸入水中时会因吸水而膨胀，称为溶胀。交联度大,溶胀性小。 (c).交换容量 指单位重量(或体积)离子交换树脂所能交换离子的量(mmol，一般以一价金属离子计)。它决定于网状结构中活性基团的数量。,(4) 离子交换的选择性 亲和力,阳离子交换树脂只能与溶液中的阳离子进行交换，阴离子交换树脂只能与溶液中的阴离子进行交换。 在同一树脂上进行交换时，不同离子的交

8、换能力并不相同。交换能力的大小可以用离子交换树脂对离子亲和力的大小来衡量。亲和力越大，越容易交换；亲和力越小，越不容易交换。 亲和力与离子价态、离子半径、树脂类型、溶液组成等有关。,(5).离子的交换分离,如含有相同浓度Na+和Ca2+的溶液，通过交换柱时： 2 RSO3 H + Ca2+ (RSO3)2 Ca + 2 H+ RSO3 H + Na+ RSO3 Na + H+ 2 RSO3Na + Ca2+ (RSO3)2 Ca + 2 Na+,(a). 交换过程,(2). 洗脱过程,洗脱过程是指把交换在树脂上的离子从交换柱上洗脱下来的过程，也称淋洗过程。它是交换过程的逆过程。 当洗脱液流经交换柱时，交换上去的离子就被洗脱下来，接着又交换到下层树脂上去，随着洗脱液的流动，反复不断进行再洗脱和再交换，渐渐向下移动。 亲和力大的离子移动的速度慢，亲和力小的离子移动的速度快。 亲和力最小的离子首先被洗脱下来，亲和力最大的离子最后才被洗脱下来，达到分离的目的。,(1).挥发和蒸馏分离法 利用物质挥发性的差异来进行分离的方法。 (2).膜分离法 一种建立在选择性渗透原理基础上，以外界能量或化学位差为推动力，使被分离组分从膜的一边渗透至膜的另一边，达到分离、富集的方法。 (3).浮选分