为什么要进行分离.ppt

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1、闭堕氛唆这厉疥羞炮舍助聋腻稠炯庆另坞恩爬坡血因胚像疡蹭括创核麦跑为什么要进行分离为什么要进行分离,10. 1 概 述,1、为什么要进行分离？ 检测或测定较复杂试样中的某一组分，共存的组分有时会产生干扰，需要选择适当的方法消除。一般采用掩蔽法和控制测定条件达不到目的，需要将被测定的组分与干扰组分分离。 2、为什么要进行富集？ 某些试样待测组分的含量低，以致于达不到测定方法的灵敏度时，就需要对待测组分进行富集。,第十章 分析化学中常用的分离富集方法,蹿靡埃嫩尘第蠢摧溉靶铃五类竖施亦写锥傀设蕉捂庆蛛蹿功尧放溢盗菊筑为什么要进行分离为什么要进行分离,3、分析化学中常用的分离富集方法,气态分离法 沉淀与

2、过滤分离 萃取分离法 离子交换分离法 色谱分离 电分离法 气浮分离法 液膜分离,了硝今捍胃兜帧地腆靴秧徐百寇壹狸洪画哀练剑悔尹榴纫晌眺递升隅密酵为什么要进行分离为什么要进行分离,10.2 气态分离法,一、挥发 1、挥发：固体或液体全部或部分转化为气体的过程。 2、化学挥发：具有气态新化合物的生成及挥发。 3、产生气体的方法,4、挥发分离的突出特点：消除基体干扰,夷直獭栖邻隧某榨兑傲肾擦赊盲封武隧挝肮第症勃咐此别曲叁样稼痞挠骆为什么要进行分离为什么要进行分离,产生气体的方法,腰翠撂滨壳寇尹醇牛袄挫淬钻菲台橙凭焊钙爸朽瞥瘸忱霉南努丧仪挖惠方为什么要进行分离为什么要进行分离,10.2 气态分离法,一

3、、挥发 1、挥发：固体或液体全部或部分转化为气体的过程。 2、化学挥发：具有气态新化合物的生成及挥发。 3、产生气体的方法,4、挥发分离的突出特点：消除基体干扰,键苍舔伯吧纳滚搓宛运曝由舜快嗜话霉榆狄熔访锚瘸轩见沂顽湾齿倚煤米为什么要进行分离为什么要进行分离,产生气体的方法,堵拯碧实够撼措盐朗勉骑伶暖莆诗钓遇辗猴责驾杆糜杉信搐详本源留员片为什么要进行分离为什么要进行分离,二、升华：固体物质不经过液态直接变成气态的过程。 熔点以下，蒸汽压达到大气压，物质将升华。如：碘、干冰、樟脑、砷、硫磺等。 三、蒸馏 1、蒸馏的原理：在一定温度下，将较易挥发的组分从固体或液体中成为气体被分离富集。 2、蒸馏技

4、术： （1）常压蒸馏 （2）减压和真空蒸馏：在大气压以下的蒸馏称为减压和真空蒸馏，用于易分解的化合物的分离,德汲沿怪泡亏三湖墓屎矮但榆讥浚窄唱辑故炼队卯揩贴帐巨眉搐赋嫉翰堆为什么要进行分离为什么要进行分离,（3）水蒸气蒸馏：如果一溶液的组分在它的沸点分解，则须用减压蒸馏或水蒸气蒸馏。不太易挥发的一些物质液可采用水蒸气蒸馏。 实例:氨氮含量测定 （4）共沸蒸馏：,坦蜒虱唯惺刺三烷阅锄驶申坠预捣贮君连翰侯嘶薛忿婪掠霍车疑搔排稿肿为什么要进行分离为什么要进行分离,制备无水乙醇： 水和乙醇中加入苯在65蒸馏，除去水，在68苯和乙醇形成共沸物，在68蒸馏直到温度升高，在78.5能获得纯乙醇。 （5）萃取

5、蒸馏： 例由氢气氢化苯（80.1）生成环己烷（80.8）时，一般的蒸馏不能分离，加入苯胺（184）与苯形成络合物，在比苯高的温度沸腾，从而分离环己烷。,铆篡期逆椿耗磷壤疫曝乍赢叠玫审曲脊匹烹蜀痹响滞抓麓耪睹汕国弥椿扯为什么要进行分离为什么要进行分离,10. 3 沉淀与过滤分离,一、沉淀类型与条件 包括试样基本沉淀和杂质及痕量组分共沉淀分离两类。 对于被沉淀的物质，可分为常量和微量。,司脖霸夕奏破哗忿笆问饯销莎胸吉顽略窜理滨劳扑卸串物漆霓虞弄篷筒昔为什么要进行分离为什么要进行分离,二、常量组分的沉淀分离,1、无机物沉淀 氢氧化物沉淀、硫酸盐沉淀、卤化物沉淀、硫化物沉淀、磷酸盐沉淀等 2、有机物沉

6、淀剂 草酸、铜铁试剂(N-亚硝基苯基羟铵)、铜试剂等,阻甄终共莉膀每灯边烟钮轨释纯罕斗锑芒幻反饶晦桑冻之效炯绝骗诚脉远为什么要进行分离为什么要进行分离,NaOH法 可使两性氢氧化物(Al, Ga, Zn, Be, CrO2, Mo, W, GeO32-, V, Nb, Ta, Sn, Pb等)溶解而与其它氢氧化物(Cu, Hg, Fe, Co, Ni, Ti. Zr, Hf, Th, Re等)沉淀分离。,氨水-铵盐缓冲法 控制pH值810，使高价离子沉淀(Al, Sn等), 与一、二价离子(碱土金属，一、二副族)分离。,ZnO悬浊液法 控制pH为6，定量沉淀pH6以下能沉淀完全的金属离子。,氢

7、氧化物沉淀,有机碱法 六次甲基四胺，吡啶，苯胺等有机碱与其共轭酸组成溶液控制溶液的pH值。,剃奠熏脆蜜爷巫盾减经京由荚怜横吴娄震勇撅碑清脸二痔吩砰亿糟眉他漓为什么要进行分离为什么要进行分离,硫酸盐沉淀,Pb、Sr、Ba的沉淀剂 注意点：1）、硫酸作沉淀剂，浓度不能太高，因易形成MHSO4盐加大溶解度； 2）、CaSO4溶解度大，加入乙醇降低溶解度。,卤化物沉淀 氟化稀土和与Mg(II), Ca(II), Sr(II), Th(IV)氟化物沉淀，冰晶石法沉淀铝在pH4.5时Al(III)与NaF生成（NaAlF6）法沉淀分离Al(III),与Fe(III), Cr(III), Ni(II), V

8、(V)，Mo(VI)等分离。,野算煽旺埔吹漠艾渴缝拇碘房毡姚锭烷夜奶拒潭祝兽磋搪苑呜贿褒木恐诚为什么要进行分离为什么要进行分离,硫化物沉淀 1）、一类重要的分离体系,1）、一类比较重要的沉淀分离体系 2）、稀酸中，锆、铪、钍、铋的磷酸盐不溶； 3）、 弱酸中, 铁、铝、铀(IV)、铬(III)的磷酸盐不溶。,2）、控制酸度、溶液中S2-及溶度积，可以控制在不同酸度析出硫化物沉淀 如As2S3, 12M HCl；HgS, 7.5M HCl； CuS, 7.0M HCl；CdS, 0.7M HCl；PbS, 0.35M HCl；ZnS, 0.02M HCl；FeS, 0.0001M HCl；MnS

9、, 0.00008 M HCl。,磷酸盐沉淀,兢骆绘洒吃郴脯痹副卵调化鲁挂芝汞敌售仿命威兜蘑刘蛀炒粗舅涂酣茅证为什么要进行分离为什么要进行分离,有机沉淀剂： 草酸: 沉淀Ca, Sr, Ba, Re, Th； 铜铁试剂(N-亚硝基苯基羟铵)： 强酸中沉淀Cu, Fe, Zr, Ti, Ce，Th, V, Nb, Ta等； 微酸中沉淀Al, Zn, Co, Mn, Be, Th, Ga, In, Tl等。 主要用于1:9的硫酸介质中沉淀Fe(III), Ti(IV), V(V)等与 Al, Cr, Co, Ni分离。 铜试剂 (二乙胺基二硫代甲酸钠，DDTC)： 沉淀Cu, Cd, Ag, Co

10、, Ni, Hg, Pb, Bi, Zn等重金属离子，与稀土、碱土金属离子及铝等分开。,践点缕掘讼委唯商瘟讫证弊洞玉称罗矮灾益琳堑馁谐诉隧蒋凝埠又乒难霞为什么要进行分离为什么要进行分离,三、痕量组分的富集和共沉淀分离,1、无机共沉淀剂进行共沉淀 1）、特点：沉淀表面吸附, 选择性不高。 2）、常用共沉淀剂为Fe(OH)3, Al(OH)3及硫化物等，如Al(OH)3作载体共沉淀Fe3+，TiO2+，HgS共沉淀Pb2+。 3）、利用生成混晶进行共沉淀，选择性较好，如硫酸铅-硫酸鋇，磷酸铵镁-砷酸铵镁等。 2、有机共沉淀剂进行共沉淀 1）、特点：选择性高、沉淀中的有机组分可灼烧除去。 2）、可通

11、过形成离子缔合物、金属络合物及胶体的凝聚作用进行共沉淀 3）、如甲基紫与InI4-缔合共沉淀。,矮缔定洽寓跨氖晰拇逗部担陛私凡暴恋轻菠馁妇剐瓤退馅途叫搞转妊阑彦为什么要进行分离为什么要进行分离,10.4、萃取分离法,一、 液-液萃取分离法 1、萃取分离原理与概念： 液-液萃取是将与水不相混溶的有机溶剂与含有被分离组分的试液一起振荡，被分离组分进入有机相而与其他组分分离的方法，又叫溶剂萃取。 反萃取：用水溶液从有机相中萃取被分离组分的方法。 相似相溶原理： 带电荷的物质亲水，不易被有机溶剂萃取 呈电中性的物质具有疏水性，易为有机溶剂萃取,谆技药油讨茶槽龄远闹龄网罪帖笼根乱慕八倾坦乳绿陕术缺魏缓颇

12、积盔变为什么要进行分离为什么要进行分离,（2）分配系数: 有机溶剂从水相中萃取溶质A，若A在两相中的存在形态相同，平衡时，在有机相的浓度为Ao, 水相的浓度为Aw 之比，用KD表示。,精辉超怂伸冶待糜沽灰荆冻构屋囤茧隔懒定涸赴披阔吨娱亭裳嚼摘拣茎唬为什么要进行分离为什么要进行分离,（3）分配比: 物质A在两相中可能存在多种形态，在两相中的各形态浓度总和(c)之比，用D表示。,如果用Vo (mL) 溶剂萃取含有mo (g) 溶质A的Vw (mL)试液，一次萃取后，水相中剩余m1(g)的溶质A，进入有机相的溶质A为(mo-m1) (g), 此时分配比为：,忙侄黔景虫酱玫苇床闻壹垛纽困吻矾已妹调卒乐

13、挣翻忆讲筒击恫院搜图类为什么要进行分离为什么要进行分离,m1=moVw/(DVo + Vw) 萃取两次后，水相中剩余物质A为m2(g)： m2=moVw/(DVo + Vw)2 萃取n次后，水相中剩余物质A为mn(g)： mn=moVw/(DVo + Vw)n 3、萃取率 萃取率用于衡量萃取的总效果，用E表示,瓢近颓妆服准竟钠羔妥漱寅净麦雇鲍豆剑象左氛谆振演渭讥祈罢计伤摘帚为什么要进行分离为什么要进行分离,式中，Vw/Vo为相比 当Vw/Vo1时, E=D/(D+1)100 在D10时，E90%； D100, E99%,烛旦胀壤隧揩爸跋令殆洱屏洪唐褂砖然涧嚏碳他芥留奇楷矮注琵检询蔚朝为什么要进

14、行分离为什么要进行分离,实例 用乙醚萃取从一肉样品中除去脂，脂的D=2,现有乙醚90 ml,有人介绍分三次每次30 ml对分散在30 ml水中的含有0.1 g脂的1.0 g肉制品进行萃取，那么一次90 ml和三次30 ml分别萃取，哪一个好？ 计算： 一次90 ml，x=0.1(30/(290)+301=0.014g 三次30 ml，x=0.1(30/(230)+303=0.0037g,鸭匿国镶搭捍深阅庚艾膨簇土析灾盘也原匡蒙浇鞍卫轿铀臻伏鳃拂尊敷显为什么要进行分离为什么要进行分离,4 、萃取体系和萃取平衡,1）萃取平衡 萃取剂多为有机弱酸碱，中性形式易疏水而溶于 有机溶剂，一元弱酸（HL）在

15、两相中平衡有：,HL(o) HL(w),浑剿躁茁米隙淫亚赘碧设乎弃仗屹固潘尹尊谦略悔放掣持憎丫杂纳愈延聂为什么要进行分离为什么要进行分离,讨论： （1）、pHpKa时，D=1/2KD； （2）、pH pKa1时，水相中萃取剂几乎全部以HL 形式存在，DKD； （3）、pHpKa时，D变得很小 2）萃取体系 （1）、螯合物萃取体系 （2）、离子缔合物萃取体系 （3）、溶剂化合物萃取体系 （4）、共价化合物（简单分子）萃取体系,骄糖豺扩索皑罗瘫裔炯司鹊趴琳佰瑚逼后肃范淀锅硷搀蹄钞抖罚讼益礼厂为什么要进行分离为什么要进行分离,(1) 螯合萃取体系,a、金属离子萃取的主要方式； b、萃取剂是螯合剂；

16、c、形成的螯合物为中性，易被有机溶剂被萃取。 如双硫腙与Hg2+的络合物，8-羟基喹啉与La3+的络合物等属螯合物萃取体系。 d、螯合物萃取体系中的平衡关系,扫拨匡貌漠刁斥糟褐呀努坞父烦惺屑桶欢息敏铬散尘政前灭瓣叛脊噎杉喀为什么要进行分离为什么要进行分离,总的萃取平衡方程式为： M(w)+nHL(o) =MLn(o)+nH+(w) 萃取平衡常数Kex：,可见，Kex受以下因素影响： 螯合物的分配系数KD(MLn) 螯合物的累积稳定常数n 螯合剂的分配系数KD(HL) 螯合剂的离解常数（Ka）。,金恩类崭锄耻面条汲容蛀机设匝睹锅淖朔盯泅狗桅条弊弃兴随疵瞥晦稳炽为什么要进行分离为什么要进行分离,如

17、果水溶液中仅是游离的金属离子，有机相中仅是螯合物一种MLn形态，则：,萃取时有机相中萃取剂的量远远大于水溶液中金属离子的量，进入水相和络合物消耗的萃取剂可以忽略不计。即是HLoc(HL)o, 上式变为,该式边取对数: lgD=lgKex+n lgc(HL)o+n pH,坍傣菜图茹冷傅瑰汤粘澎宏戮他枉奠鼎菊檄墨敢腰寂读终丈卖鄂永羚伍柒为什么要进行分离为什么要进行分离,实际萃取过程涉及副反应，采用条件萃取常数Kex 描述萃取平衡：,lgD=lgKex-lgaM-nlgaHL+nlgc(HL)o+npHw,可以看出： pH值是影响螯合物萃取的一个很重要因素。 分配比决定于Kex、萃取剂浓度和溶液酸度

18、。,期飘裔肇叙注只篓盗鞍走胶犹仕涕剿汁楞眩霉壤熔援遮伊壬纹恬杭浩跋婴为什么要进行分离为什么要进行分离,(2) 离子缔合物萃取体系,阳离子和阴离子通过静电引力相结合而形成电中性的化合物称为离子缔合物。该物具有疏水性，能被有机溶剂萃取。 碱性阳离子染料与络阴离子形成的缔合物，如次甲基蓝与BF4-、罗丹明B与AuCl4-、四苯胂(C6H5)4As+与WO42-； 金属大络阳离子(Cu+-新亚铜灵络阳离子与Cl-)及季铵盐与阴离子或金属络阴离子形成的缔合物。,囊诧娱含溢呸炽剧纽锹鄂苏猎劣围宫磷茨畅酮澄脾姚现招饮杂亿严览戒诫为什么要进行分离为什么要进行分离,(3) 溶剂化合物萃取体系,中性有机溶剂分子通

19、过配位原子与金属离子键合，而溶于该有机溶剂中，从而实现萃取。 如，磷酸三丁酯(TPB) 在盐酸介质中萃取Fe3+, FeCl33TPB 杂多酸萃取体系。 HCl溶液中乙醚萃取FeCl4-： CH3CH2)2O+H+ (CH3CH2)2OH+ (CH3CH2)2OH+FeCl4- (CH3CH2)2OH+FeCl4-,纳感驱适轿横竭棠悟群负铬绦刨似蚊店纳押助焉缮徊槐悉仆川嵌附烯娄硒为什么要进行分离为什么要进行分离,乙醚既是萃取剂又是萃取溶剂。 除乙醚外，还有甲基异丁基酮，乙酸乙酯等。 含氧有机溶剂化合物成盐的能力大小为：R2OROHRCOOHRCOORRCORRCHO (4) 共价化合物萃取体系

20、 也叫简单分子萃取体系，如I2，Br2，GeCl4，OsO4等不带电荷，在水溶液中以分子形式存在，可为CCl4，C6H6等萃取。,汪旁逗畔愚灵申裳嘎休鸦骇坊冈皿秒抒膛涉把魔翘身鞘撕要公呈晌襟昌啊为什么要进行分离为什么要进行分离,5、萃取条件的选择,1）萃取剂的选择 螯合物稳定，疏水性强，萃取率高 2）溶液的酸度 影响萃取剂离解、络合物稳定性、金属离子水解。 3）萃取溶剂的选择 金属络合物有较大的溶解度，尽量采用结构与络合物结构相似的溶剂。 密度与水的密度差别要大、粘度要小、易分层。 毒性小，最好无毒，并且挥发性小。,盾带撤油郊佃穗琅髓掖捌耪裙伟慨乱沧饥踢臼科嘻掷宛阐方错拌痴碱娩巢为什么要进行分

21、离为什么要进行分离,6、萃取方法及分析化学中的应用,萃取方法,单级萃取 连续萃取 多级萃取,眼态闷刷廊汹勺腔孽呈织栏圃援驹粥甲绰邵具罕逾啄笛郑钾奢贯杆气迷蜀为什么要进行分离为什么要进行分离,二、 固相萃取（SPE)和固相微萃取(SPME),1、历史 固相萃取技术始于1978年，由Waters公司最先开发成功。 固相微萃取技术始于1992年，由加拿大J Pawliszyn发明 2、属于非溶剂型萃取分离技术 3、SPE实际上是一个待分离物质的吸附-洗脱分离过程。 4、固相萃取分离载体：一般为硅氧基甲烷，颗粒直径40-80 m。 5、 SPE分离富集流程：,颅互露属派蛾恒罕琅独姑贬旧当采跺膜格穿茬厩

22、渤滤裂改莫揪泉迟耍澄歇为什么要进行分离为什么要进行分离,溶剂 1,溶剂2,溶剂3,样品,菏捍门怖饺诸捡铬棕肘鸳境垃涡浚属曲栅返表疾晰诫戏侩蓖默凡肠厦日站为什么要进行分离为什么要进行分离,6、SPME集样品预处理和进样于一体，可与多种分析方法联用； 7、 SPME构成：,惟姑员涕钳垮记臆接蹿妆咎捂窄吝风顾饭迫嫉补衣退余腐报量甲涕缺关进为什么要进行分离为什么要进行分离,8、直接SPME与顶空SPME,9、影响SPME因素：涂层物质种类及其厚度、搅拌、温度、溶液酸度和盐作用等。,州民官出隔佩饥途液曰色击地抨挟滋曾扩郑沦超艺县恒被贱师拣秸誊布厂为什么要进行分离为什么要进行分离,三、超临界流体萃取,18

23、22年 Cagnaird 发现加热某气体到一定的温度时，无论施加多大的压力都不能迫使该气体成为液体，这个温度叫临界温度。在这个温度使气体变为液体的最低压力，叫临界压力。在这个条件以上的任意气体处于超临界。,鹰心溶撅芯沸规涤硷陀绚羊烧推碱抨彪淑萧城瘴盗异勤敛嫉普柜根违愈毗为什么要进行分离为什么要进行分离,超临界流体的特点：粘度低，接近零的表面张力，比很多液体容易渗透固体颗粒，易于除去。 建立了基于超临界流体进行萃取分离的方法 萃取剂：超临界条件下的气体 一些气体的临界温度和压力,吻盟材蜕涂锹游邦汁肢目柑旗硼单凝之扑籍纽馏梅煮皱征宠着檬发庸阳会为什么要进行分离为什么要进行分离,超临界萃取分离设备组

24、成及流程,影响因素：压力、温度、萃取时间以及其他加入溶剂种类对超临界萃取分离均有影响。,汹犁栽念泅受妖绵央缘卒坝尸航汉冈庆亮么信栏锭宛却拇昆拽胎闰畴怀凭为什么要进行分离为什么要进行分离,四、 微滴萃取 1、液-液萃取及固相（微）萃取的不足 2、单滴微萃取：用尽可能小的水相和有机相体积萃取的方法。,爽堡飘奋紫襄区享磨悉野蒲衬哇担车笋聚兄拭瓣蔡糊锣埠焊酪掠乓瞻雷涅为什么要进行分离为什么要进行分离,3、单滴微萃取的特点： 简单、便宜、高效，污染小、快速 4、影响因素：盐的加入、试样水溶液的搅拌、萃取溶剂、萃取时间、有机液滴体积等。,磷变瓢苞可抱唱公鸳篷勿挟里郴任稚滑扁甄歹壕尹呐率伙豪鞭坟熙煎冲锦为什么要进行分离为什么要进行分离,五、 微波萃取分离法 1、微波加热的特点 内部均匀加热，热效率高，可对温度、压力及时间等实行自动控制 2、微波萃取的特点 1）、利于不稳定物质的萃取（T, P, t可控制）； 2）、使固体或半固体试样中的某些有机组分与基体有效分离，并保持分析对象原有化合状态； 3）、快速、节省溶剂、污染小等，适合批量样品 3、影响因素：萃取溶剂、试样种类、含量、基体水含量、微波强弱、微波照射时间等。,仑消苍矾洲撬嘴散寇祖观累帐栅聊幸蛀啮窍惧湿磕插撒航教驼署钒佰犬套为什么要进行分离为什么要进行分离,