分析化學(xué)課件：第十一章 分離和富集-2013

1、主目錄主目錄本章目錄本章目錄上一張上一張下一張下一張O返回返回1分析化學(xué)分析化學(xué)Analytical Chemistry11中國地質(zhì)大學(xué)材料與化學(xué)學(xué)院中國地質(zhì)大學(xué)材料與化學(xué)學(xué)院中國地質(zhì)大學(xué)材料與化學(xué)學(xué)院中國地質(zhì)大學(xué)材料與化學(xué)學(xué)院分析化學(xué)電子教案分析化學(xué)電子教案 第第 11 章章分析化學(xué)中常用的分析化學(xué)中常用的分離和富集分離和富集Separation and preconcentration上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄作業(yè)作業(yè)3P378：第：第1題、第題、第3題題P379：第：第10題、第題、第15題題上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目

2、錄第第1111章章 分析化學(xué)中常用的分離和富集分析化學(xué)中常用的分離和富集411.1 概述概述11.2氣態(tài)分離法氣態(tài)分離法11.3 沉淀分離法沉淀分離法11.4 萃取分離法萃取分離法11.5 離子交換分離法離子交換分離法上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄第第1111章章 分析化學(xué)中常用的分離和富集分析化學(xué)中常用的分離和富集511.9 其他分離法其他分離法11.7 電化學(xué)分離法電化學(xué)分離法11.8 氣浮分離法氣浮分離法11.6 色譜分離法色譜分離法上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄611.1 概述概述分析試樣必須具有代表性分析試樣必須具有代表

3、性用溶解或熔融法制備試液用溶解或熔融法制備試液分離干擾組分，富集待測組分分離干擾組分，富集待測組分用適當(dāng)?shù)姆椒ù_定待測組分含量用適當(dāng)?shù)姆椒ù_定待測組分含量處理數(shù)據(jù)，計(jì)算與評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。處理數(shù)據(jù)，計(jì)算與評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 測測 定定 試樣的干燥試樣的干燥 取樣與制樣取樣與制樣分離富集分離富集數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理試樣分解試樣分解干燥試樣，除去濕存水干燥試樣，除去濕存水u定量分析中的分離是最重要的步驟之一：定量分析中的分離是最重要的步驟之一：上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄7萊蒂南教授萊蒂南教授曾十分精辟的說曾十分精辟的說 由于分析方法通常是按照最后的測定步驟來命由于分析方法通

4、常是按照最后的測定步驟來命名的，所以初學(xué)者往往認(rèn)為測定工作是分析的全部，名的，所以初學(xué)者往往認(rèn)為測定工作是分析的全部，實(shí)際上分析中的每一步驟，如予備階段、取樣、分實(shí)際上分析中的每一步驟，如予備階段、取樣、分離對(duì)分析結(jié)果都有重要作用。離對(duì)分析結(jié)果都有重要作用。 Herbert A.Laitinen上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄811.1 概述概述分離與預(yù)富集分離與預(yù)富集 Separation and Preconcentration 分析化學(xué)中分離是指分離干擾組分，以提高分析方法分析化學(xué)中分離是指分離干擾組分，以提高分析方法的專一性。的專一性。富集是從大量基體物質(zhì)

5、中將欲測量的組分集中或濃縮富集是從大量基體物質(zhì)中將欲測量的組分集中或濃縮到一小體積中，從而提高檢測靈敏度。常將測定之前的到一小體積中，從而提高檢測靈敏度。常將測定之前的富集過程稱為富集過程稱為“預(yù)富集預(yù)富集”(Preconcentration)。 在分析中，分離與富集往往是同時(shí)實(shí)現(xiàn)的。在分析中，分離與富集往往是同時(shí)實(shí)現(xiàn)的。上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄9分離富集在科學(xué)技術(shù)中的作用實(shí)例分離富集在科學(xué)技術(shù)中的作用實(shí)例u環(huán)境科學(xué)：污水處理（如絮凝作用處理廢水），環(huán)境科學(xué)：污水處理（如絮凝作用處理廢水），海水淡化（利用反滲透技術(shù)最有可能進(jìn)行快速的海水淡化（利用反滲透技術(shù)

6、最有可能進(jìn)行快速的海水淡化，也可用于廢水處理）。海水淡化，也可用于廢水處理）。u材料科學(xué)：制備合成新材料，提純的工藝是必材料科學(xué)：制備合成新材料，提純的工藝是必不可少的。不可少的。u生命科學(xué)：如滲透現(xiàn)象在動(dòng)植物生命過程中的生命科學(xué)：如滲透現(xiàn)象在動(dòng)植物生命過程中的重要作用，重要作用，u核工業(yè)：鈾同位素分離在核原料生產(chǎn)中的重要核工業(yè)：鈾同位素分離在核原料生產(chǎn)中的重要作用。作用。上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄10濃縮鈾濃縮鈾235天然鈾中天然鈾中U235 0.7%U238 99.3%分離富集分離富集上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄11概述

7、概述回收率回收率Recovery回收率越高越好。但在分離過程中，被測組分難免回收率越高越好。但在分離過程中，被測組分難免有損失，在一般情況下：有損失，在一般情況下：對(duì)對(duì)1%以上的組分，要求回收率以上的組分，要求回收率 99%對(duì)痕量組分要求回收率對(duì)痕量組分要求回收率 95%, 或不低于或不低于90%。100%原來所含待測組分質(zhì)量質(zhì)量分離后測得的待測組分回收率上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄1211.2 氣態(tài)分離法氣態(tài)分離法定義：液體或固體試樣中被分離組分以氣體形式分定義：液體或固體試樣中被分離組分以氣體形式分離出去的方法，稱為離出去的方法，稱為氣態(tài)分離法氣態(tài)分離法。

8、例如，砷的氫化物，硅的氟化物，鍺，砷，銻，錫等的氯例如，砷的氫化物，硅的氟化物，鍺，砷，銻，錫等的氯化物都具有揮發(fā)性。可控制不同的餾出溫度將它們蒸出，化物都具有揮發(fā)性。可控制不同的餾出溫度將它們蒸出，用一合適的吸收液吸收，便可選用適宜的方法進(jìn)行測定。用一合適的吸收液吸收，便可選用適宜的方法進(jìn)行測定。1. 揮發(fā)：揮發(fā)：固體或液體全部轉(zhuǎn)化為氣體的過程，固體或液體全部轉(zhuǎn)化為氣體的過程，具有具有氣態(tài)新化合物的生成及揮發(fā)氣態(tài)新化合物的生成及揮發(fā)，稱為，稱為化學(xué)揮發(fā)法化學(xué)揮發(fā)法。 上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄13適于氣態(tài)分離的元素和無機(jī)化合物適于氣態(tài)分離的元素和無機(jī)化合物

9、揮發(fā)形式揮發(fā)形式單質(zhì)單質(zhì)氫化物氫化物氟化物氟化物氯化物氯化物溴化物溴化物碘化物碘化物氧化物氧化物元素和化合物元素和化合物H,N,鹵素鹵素,Hg等等As,Sb,Bi,Te,Sn,Pb,Ge,F,Cl,S,N,OB,Mo,Nb,Si,Ta,Ti,V,WAl,As,Cd,Cr,Ga,Ge,Hg,Mo,Sb,Sn,Ta,Ti,V,W,Zn,ZrAs,Bi,Hg,Sb,Se,SnAs,Sb,Sn,TeAs,C,H,Os,Re,Ru,S,Se,Te上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄14產(chǎn)生氣體的方式：產(chǎn)生氣體的方式：u直接加熱（直接加熱（NH4NO3分解為分解為N2和和H2O）

10、u鹵化（鹵化（SiF4）u氫化（氫化（AsH3）u氧化或還原（氧化或還原（SO2）u置換（置換（HCl+CaCO3）上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄2. 升華升華3. 蒸餾蒸餾15上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄1611.3 沉淀與過濾分離沉淀與過濾分離 沉淀分離：沉淀分離：利用沉淀（利用沉淀（precipitation）反應(yīng)，選擇性地沉）反應(yīng)，選擇性地沉淀某些離子，而將其它離子保留在溶液中。淀某些離子，而將其它離子保留在溶液中。 常量組分常量組分基體沉淀分離基體沉淀分離 微量至痕量組分微量至痕量組分共沉淀分離共沉淀分離 無機(jī)物沉淀：

11、無機(jī)物沉淀：如氫氧化物法、硫化物法、氨水沉淀法等等。如氫氧化物法、硫化物法、氨水沉淀法等等。 有機(jī)物沉淀：有機(jī)物沉淀：使用有機(jī)沉淀劑，使無機(jī)物沉淀的方法。如使用有機(jī)沉淀劑，使無機(jī)物沉淀的方法。如銅試劑法沉淀銅，丁二酮肟法沉淀鎳等等。銅試劑法沉淀銅，丁二酮肟法沉淀鎳等等。 共沉淀：共沉淀：利用共沉淀機(jī)理，將某些組分隨沉淀的形成，利用共沉淀機(jī)理，將某些組分隨沉淀的形成，共同沉淀的分離方法。共同沉淀的分離方法。上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄1711.3 沉淀分離法沉淀分離法1. 常量組分的沉淀分離常量組分的沉淀分離（1）無機(jī)物沉淀）無機(jī)物沉淀氫氧化物沉淀氫氧化物沉淀

12、KspKsp與與pHpH有關(guān)！有關(guān)！ 可以通過控制酸度使某些金屬離子相互分離?？梢酝ㄟ^控制酸度使某些金屬離子相互分離。常用常用NaOHNaOH、氨水、有機(jī)堿、氨水、有機(jī)堿、ZnOZnO懸濁液、硫化懸濁液、硫化物物等作為沉淀劑等作為沉淀劑 。上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄1811.3 沉淀分離法沉淀分離法NaOH沉淀法：沉淀法：采用采用NaOH其作沉淀劑可使兩性元素與非兩性元其作沉淀劑可使兩性元素與非兩性元素分離，兩性元素以含氧酸陰離子形態(tài)留在溶素分離，兩性元素以含氧酸陰離子形態(tài)留在溶液中，非兩性元素則生成氫氧化物沉淀。一般液中，非兩性元素則生成氫氧化物沉淀。一般

13、得到的氫氧化物沉淀為膠體沉淀，共沉淀嚴(yán)重，得到的氫氧化物沉淀為膠體沉淀，共沉淀嚴(yán)重，所以分離效果不理想。所以分離效果不理想。采用采用“小體積沉淀法小體積沉淀法”，可提高，可提高分離效果分離效果。上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄1911.3 沉淀分離法沉淀分離法“小體積沉淀法小體積沉淀法” 是在盡量小的體積和盡量大的濃度，是在盡量小的體積和盡量大的濃度，同時(shí)加入大量沒有干擾作用的鹽類下進(jìn)行的。這樣形同時(shí)加入大量沒有干擾作用的鹽類下進(jìn)行的。這樣形成的沉淀含水量少，結(jié)構(gòu)緊密。少量無干擾作用的鹽成的沉淀含水量少，結(jié)構(gòu)緊密。少量無干擾作用的鹽類的加入，使沉淀對(duì)其他組分的吸附

14、量減少，因此提類的加入，使沉淀對(duì)其他組分的吸附量減少，因此提高了分離效果。高了分離效果。NaOH “小體積沉淀法小體積沉淀法”常用于使常用于使Al3+與與Fe3+、Ti()等的分離。此時(shí)，將試液蒸發(fā)至等的分離。此時(shí)，將試液蒸發(fā)至23ml后加入固體氯后加入固體氯化鈉約化鈉約5g，攪拌呈糖狀，再加濃，攪拌呈糖狀，再加濃NaOH溶液進(jìn)行小體溶液進(jìn)行小體積沉淀，最后加入適量熱水稀釋后過濾。積沉淀，最后加入適量熱水稀釋后過濾。上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄2011.3 沉淀分離法沉淀分離法氨水法：氨水法：在銨鹽存在下，加入氨水調(diào)節(jié)和控制溶液的在銨鹽存在下，加入氨水調(diào)節(jié)和控

15、制溶液的pH為為89，可使高價(jià)金屬離子（如，可使高價(jià)金屬離子（如Fe3+,Al3+等）與大等）與大部分一，二價(jià)金屬離子分離。部分一，二價(jià)金屬離子分離。氨水沉淀分離法中常加入氨水沉淀分離法中常加入NH4Cl等銨鹽，其作用是：控制溶液等銨鹽，其作用是：控制溶液的的pH為為89，防止，防止Mg(OH)2沉淀和減少沉淀和減少Al(OH)3溶解；大量溶解；大量NH4+作為抗衡離子，減少了氫氧化物對(duì)其它的金屬離子的吸作為抗衡離子，減少了氫氧化物對(duì)其它的金屬離子的吸附；大量存在的電解質(zhì)促進(jìn)了膠體沉淀的凝聚。用氨法（加附；大量存在的電解質(zhì)促進(jìn)了膠體沉淀的凝聚。用氨法（加入大量入大量NH4Cl）小體積沉淀分離法

16、，可改善分離效果。本法常）小體積沉淀分離法，可改善分離效果。本法常用用Cu2+,Co2+,Ni2+,Fe3+,Al3+,Ti()等的定量分離。等的定量分離。上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄2111.3 沉淀分離法沉淀分離法有機(jī)堿沉淀法：有機(jī)堿沉淀法：六亞甲基四銨，吡啶六亞甲基四銨，吡啶 ，苯胺，苯肼等有機(jī)堿，與其，苯胺，苯肼等有機(jī)堿，與其共軛酸組成緩沖溶液，可控制溶液的共軛酸組成緩沖溶液，可控制溶液的pH，使某些金，使某些金屬離子生成氫氧化物沉淀，達(dá)到沉淀分離的目的。屬離子生成氫氧化物沉淀，達(dá)到沉淀分離的目的。u 例如，將六亞甲基四銨加入到酸性溶液中，生成例如，將

17、六亞甲基四銨加入到酸性溶液中，生成六亞甲基四銨鹽，而形成六亞甲基四銨鹽，而形成 pH為為56的緩沖溶液。的緩沖溶液。u 本法常用于本法常用于Mn2+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+、Cd2+、Al3+、Fe3+、Ti()和和Th()等的分離。等的分離。上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄2211.3 沉淀分離法沉淀分離法ZnO懸濁液法：懸濁液法：在酸性溶液中加入在酸性溶液中加入ZnO懸濁液，懸濁液，ZnO與酸作用逐漸與酸作用逐漸溶解，使溶液溶解，使溶液pH提高，達(dá)到平衡后，可控制溶液提高，達(dá)到平衡后，可控制溶液的的pH約為約為6，使一部分氫氧化物沉淀，達(dá)到分離

18、的，使一部分氫氧化物沉淀，達(dá)到分離的目的。除目的。除ZnO懸濁液外，其它微溶性碳酸鹽或氧化懸濁液外，其它微溶性碳酸鹽或氧化物的懸濁液，如碳酸鋇、碳酸鈣、碳酸鉛及氧化鎂物的懸濁液，如碳酸鋇、碳酸鈣、碳酸鉛及氧化鎂的懸濁液等，也有同樣的作用，但所控制的的懸濁液等，也有同樣的作用，但所控制的pH范范圍各不相同。以圍各不相同。以Zn2+不干擾的體系方可使用此法。不干擾的體系方可使用此法。上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄23上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄24金屬氫氧化物開始沉淀與完全沉淀的金屬氫氧化物開始沉淀與完全沉淀的pH值值上一張上一張下

19、一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄2511.3 沉淀分離法沉淀分離法硫化物沉淀法：硫化物沉淀法：根據(jù)各種硫化物的溶度積相差比較大的特點(diǎn)，通過控根據(jù)各種硫化物的溶度積相差比較大的特點(diǎn)，通過控制溶液的酸度來控制硫離子濃度，而使金屬離子相互制溶液的酸度來控制硫離子濃度，而使金屬離子相互分離。在進(jìn)行分離時(shí)大多用緩沖溶液控制酸度。分離。在進(jìn)行分離時(shí)大多用緩沖溶液控制酸度。上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄2611.3 沉淀分離法沉淀分離法u例如，往一氯乙酸緩沖溶液例如，往一氯乙酸緩沖溶液(pH2)中通入中通入H2S，則使，則使Zn2+沉沉淀為淀為ZnS而與而與M

20、n2+,Co2+,Ni2+,Fe2+分離分離;u往六次甲基四銨緩沖溶液往六次甲基四銨緩沖溶液(pH56)通入通入H2S，則，則ZnS、CoS、NiS、FeS等會(huì)定量沉淀而與等會(huì)定量沉淀而與Mn2+分離。分離。u硫化物沉淀分離的選擇性不高，硫化物沉淀大多是膠體，共硫化物沉淀分離的選擇性不高，硫化物沉淀大多是膠體，共沉淀現(xiàn)象比較嚴(yán)重，而且還存在繼續(xù)沉淀現(xiàn)象，故分離效果沉淀現(xiàn)象比較嚴(yán)重，而且還存在繼續(xù)沉淀現(xiàn)象，故分離效果不理想，但利用其分離某些重金屬離子還是有效的。不理想，但利用其分離某些重金屬離子還是有效的。上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄27（2） 有機(jī)沉淀劑有機(jī)沉

21、淀劑特點(diǎn)：特點(diǎn)：選擇性高，共沉淀現(xiàn)象少選擇性高，共沉淀現(xiàn)象少上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄28共沉淀分離法，共沉淀分離法，又稱為又稱為載體沉淀法或沉淀捕集法載體沉淀法或沉淀捕集法，是分離，是分離富集微量組分十分有效的沉淀分離法。富集微量組分十分有效的沉淀分離法。u 共沉淀概念：共沉淀概念：當(dāng)沉淀從溶液中析出時(shí)，某些本來不應(yīng)沉淀的組分同時(shí)也當(dāng)沉淀從溶液中析出時(shí)，某些本來不應(yīng)沉淀的組分同時(shí)也被沉淀下來的現(xiàn)象，叫做被沉淀下來的現(xiàn)象，叫做共沉淀。共沉淀。例如，在例如，在0.25mol/L0.25mol/L的的HClHCl溶液中溶液中ZnSZnS不沉淀，但是當(dāng)有不沉淀，但

22、是當(dāng)有CuCu2+2+存在時(shí)，極存在時(shí)，極微量的微量的ZnSZnS可與可與CuSCuS一同沉淀出來。一同沉淀出來。 CuSCuS稱為載體（稱為載體（Carrier Carrier ），或捕集），或捕集劑（劑（CollectorCollector ）, ,鋅為共沉淀物。鋅為共沉淀物。痕量組分的富集和共沉淀分離痕量組分的富集和共沉淀分離上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄2911.3 沉淀分離法沉淀分離法1. 無機(jī)共沉淀劑無機(jī)共沉淀劑a. 利用利用表面吸附表面吸附進(jìn)行共沉淀進(jìn)行共沉淀 在這種方法中，常用共沉淀劑在這種方法中，常用共沉淀劑為為氫氧化物氫氧化物和和硫化物硫化物

23、等膠體沉淀。由于膠體沉淀的比表面大等膠體沉淀。由于膠體沉淀的比表面大,吸附能力強(qiáng)吸附能力強(qiáng),故有利于痕量組分的共沉淀。但這種共沉淀方法故有利于痕量組分的共沉淀。但這種共沉淀方法的選擇性不高。的選擇性不高。b. 利用生成利用生成混晶體混晶體進(jìn)行共沉淀進(jìn)行共沉淀 該方法選擇性比吸附共沉淀該方法選擇性比吸附共沉淀法高。常見的混晶體有法高。常見的混晶體有:BaSO4-PbSO4，MgNH4PO4-MgNH4AsO4等。等。上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄3011.3 沉淀分離法沉淀分離法2. 有機(jī)共沉淀劑有機(jī)共沉淀劑u共沉淀劑可經(jīng)灼燒而揮發(fā)去，被測組分則被留的殘?jiān)?，用?/p>

24、沉淀劑可經(jīng)灼燒而揮發(fā)去，被測組分則被留的殘?jiān)?，用適當(dāng)?shù)娜軇┤芙夂蠹纯蓽y定。適當(dāng)?shù)娜軇┤芙夂蠹纯蓽y定。u有機(jī)共沉淀劑的相對(duì)分子質(zhì)量較大，體積也大，有利于微量有機(jī)共沉淀劑的相對(duì)分子質(zhì)量較大，體積也大，有利于微量組分的共沉淀。組分的共沉淀。u與金屬離子生成的難溶性化合物表面吸附少，選擇性高，分與金屬離子生成的難溶性化合物表面吸附少，選擇性高，分離效果好。離效果好。有機(jī)共沉淀一般以下列三種方式進(jìn)行共沉淀分離。有機(jī)共沉淀一般以下列三種方式進(jìn)行共沉淀分離。上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄31膠體凝聚共沉淀膠體凝聚共沉淀: 鎢，鈮，鉭等的含氧酸常沉淀不完全，有少量的含氧酸鎢，

25、鈮，鉭等的含氧酸常沉淀不完全，有少量的含氧酸以帶負(fù)電荷的膠體微粒留于溶液中，形成膠體溶液?？捎靡詭ж?fù)電荷的膠體微粒留于溶液中，形成膠體溶液。可用辛可寧，丹寧，動(dòng)物膠等將它們共沉淀下來。辛可寧，丹寧，動(dòng)物膠等將它們共沉淀下來。11.3 沉淀分離法沉淀分離法例如，例如，在鎢酸的膠體溶液中，加入在鎢酸的膠體溶液中，加入辛可寧，辛可寧，辛可寧辛可寧在酸性的溶液中在酸性的溶液中帶帶有正電荷有正電荷，能與，能與帶負(fù)電荷的鎢酸膠帶負(fù)電荷的鎢酸膠體凝聚體凝聚而而沉淀沉淀下來，此外，丹寧可下來，此外，丹寧可凝聚鈮，鉭的含氧酸。凝聚鈮，鉭的含氧酸。辛可寧辛可寧上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目

26、錄主目錄32離子締合物進(jìn)行共沉淀離子締合物進(jìn)行共沉淀 一些分子量較大的有機(jī)化合物，如甲基紫，孔雀綠，品一些分子量較大的有機(jī)化合物，如甲基紫，孔雀綠，品紅及亞甲基藍(lán)等，在酸性溶液中帶正電荷，當(dāng)它們遇到以絡(luò)紅及亞甲基藍(lán)等，在酸性溶液中帶正電荷，當(dāng)它們遇到以絡(luò)陰離子形式存在金屬絡(luò)離子時(shí)，能生成微溶性的離子締合物陰離子形式存在金屬絡(luò)離子時(shí)，能生成微溶性的離子締合物而被共沉淀出來。而被共沉淀出來。11.3 沉淀分離法沉淀分離法 在這種共沉淀體系中，作為金屬絡(luò)陰子配位體有在這種共沉淀體系中，作為金屬絡(luò)陰子配位體有ClCl- -、BrBr- -、I I- -、SCNSCN- -等；被共沉淀的金屬離子有等；被

27、共沉淀的金屬離子有ZnZn2+2+、In()In()、CdCd2+2+、HgHg2+2+、BiBi3+3+、Au()Au()、Sb()Sb()等。等。 例如，例如，在含有大量在含有大量SCNSCN- -的的Zn(SCN)Zn(SCN)4 42-2-的微酸性溶液中加入的微酸性溶液中加入甲基紫，由于甲基紫能與甲基紫，由于甲基紫能與SCNSCN- -生成離子締合物沉淀，從而使生成離子締合物沉淀，從而使甲基紫與甲基紫與Zn( SCN)Zn( SCN)4 42-2- 生成離子締合物被共沉淀下來。生成離子締合物被共沉淀下來。上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄33“固體萃取劑固體

28、萃取劑”進(jìn)行共沉淀進(jìn)行共沉淀例如例如NiNi2+2+與與丁二酮肟丁二酮肟生成螯合物的沉淀，但當(dāng)生成螯合物的沉淀，但當(dāng)NiNi2+2+含量很低時(shí)，含量很低時(shí)，丁二酮肟不能將其沉淀出來，若再加入丁二酮肟不能將其沉淀出來，若再加入丁二酮肟二烷脂丁二酮肟二烷脂的酒的酒精溶液，因丁二酮肟二烷脂難溶于水，則在水溶液中析出并精溶液，因丁二酮肟二烷脂難溶于水，則在水溶液中析出并將將NiNi2+2+與丁二酮肟生成螯合物共沉淀下來。與丁二酮肟生成螯合物共沉淀下來。11.3 沉淀分離法沉淀分離法 丁二酮肟二烷脂與丁二酮肟二烷脂與NiNi2+2+及其螯合物都不發(fā)生反應(yīng)，故稱及其螯合物都不發(fā)生反應(yīng)，故稱為這類載體為為這

29、類載體為“惰性共沉淀劑惰性共沉淀劑”。對(duì)于惰性共沉淀劑的作用，。對(duì)于惰性共沉淀劑的作用，可理解為利用可理解為利用“固體萃取劑固體萃取劑”進(jìn)行的共沉淀。進(jìn)行的共沉淀。上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄3411.4 萃取分離法萃取分離法萃取分離法萃取分離法液液- -液萃取液萃取固相萃取、固相微萃取固相萃取、固相微萃取微滴萃取微滴萃取超臨界流體萃取超臨界流體萃取微波萃取微波萃取上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄3511.4.1 液液萃?。ㄈ軇┹腿。┓蛛x原理液液萃?。ㄈ軇┹腿。┓蛛x原理u萃取分離的基本原理：萃取分離的基本原理：利用物質(zhì)在兩相利用物

30、質(zhì)在兩相中分配特性不同達(dá)到分離目的。中分配特性不同達(dá)到分離目的。u萃取分離是一個(gè)化合物從液相萃取分離是一個(gè)化合物從液相轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移到與其不相混溶的液相與其不相混溶的液相的過程。的過程。u液相液相通常是水，液相通常是水，液相通常是與水不通常是與水不混溶的有機(jī)溶劑?；烊艿挠袡C(jī)溶劑。 11.4 萃取分離法萃取分離法上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄36I2的萃取的萃取碘的水碘的水溶液溶液四氯四氯化碳化碳上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄378-羥基喹啉羥基喹啉-CHCl3對(duì)對(duì)Al 3+ 的萃取的萃取Al(H2O)6 3+ 3 NOHAlNO+ 3

31、 H+ 6 H2O 3親水親水疏水疏水溶于溶于CHCl3萃取劑萃取劑: 8-羥基喹啉羥基喹啉水合離子的正電性被中水合離子的正電性被中和，親水的水分子被疏和，親水的水分子被疏水有機(jī)大分子取代水有機(jī)大分子取代上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄382 分配定律、分配系數(shù)、萃取率分配定律、分配系數(shù)、萃取率一定溫度下，用有機(jī)溶劑從水相中萃取溶質(zhì)一定溫度下，用有機(jī)溶劑從水相中萃取溶質(zhì)A A時(shí)，如果溶質(zhì)時(shí)，如果溶質(zhì)A A在兩相中存在的型體相同，平衡時(shí)二相中在兩相中存在的型體相同，平衡時(shí)二相中A A濃度之比為常數(shù)。濃度之比為常數(shù)。下式稱作下式稱作分配定律。分配定律。woDAA K分

32、配系數(shù)：分配系數(shù)：平衡濃度的比值為分配系數(shù)平衡濃度的比值為分配系數(shù)KD。Ao：有機(jī)相中的濃度：有機(jī)相中的濃度 Aw ：水相中的濃度：水相中的濃度T一定時(shí)，物質(zhì)一定時(shí)，物質(zhì)A在兩相中存在形式相同，在兩相中存在形式相同，KD是一常數(shù)。是一常數(shù)。上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄39wjw2w1oio2o1w,o,MMMMMMMM 總總總總DV VO O=V=VWW時(shí)，若時(shí)，若D D大于大于1 1，說明溶質(zhì)進(jìn)入有機(jī)相的量比留，說明溶質(zhì)進(jìn)入有機(jī)相的量比留在水相中的量多。在水相中的量多。一般要求一般要求 D D1010。分配比除與一些常數(shù)有關(guān)外，還與。分配比除與一些常數(shù)有關(guān)外

33、，還與酸度，溶質(zhì)的濃度等因素有關(guān)，酸度，溶質(zhì)的濃度等因素有關(guān)，它并不是一個(gè)常數(shù)它并不是一個(gè)常數(shù)。分配比分配比D：萃取平衡時(shí)，被萃物在兩相中各種存在形式的總濃度之萃取平衡時(shí)，被萃物在兩相中各種存在形式的總濃度之比稱為比稱為分配比。分配比。2 分配定律分配定律上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄40如用如用CCl4萃取萃取I2這樣的簡單體系，當(dāng)溶質(zhì)在兩相中這樣的簡單體系，當(dāng)溶質(zhì)在兩相中均以單一的相同形式存在，此時(shí)，均以單一的相同形式存在，此時(shí)，KD=D。對(duì)于復(fù)雜體系如用對(duì)于復(fù)雜體系如用CCl4萃取萃取OSO4時(shí)，分配比為：時(shí)，分配比為：W6SW25SW4SO44SO4SO

34、HOOOOO)OO(4OO D分配比分配比D與分配系數(shù)與分配系數(shù)KD的關(guān)系：的關(guān)系：2分配定律分配定律uKD D上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄41被被萃萃物物在在兩兩相相中中的的總總量量被被萃萃物物在在有有機(jī)機(jī)相相中中的的量量 E萃取率萃取率E與分配比與分配比D的關(guān)系的關(guān)系設(shè)設(shè)Vw、Vo分別為水相和有機(jī)相體積，則分別為水相和有機(jī)相體積，則oowwooVcVcVcE owwoowwoVVDDccVVccE/ / 分子分母同除分子分母同除cwVo，得到：，得到：萃取率萃取率E分配定律分配定律上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄42相比為相比

35、為1時(shí)，時(shí)，D與與E的關(guān)系：的關(guān)系：當(dāng)當(dāng)Vw=Vo時(shí)，即相比為時(shí)，即相比為1時(shí)時(shí)DE/%1001010.10.011/ DDVVDDEowDE150%266.7%583.3%990%2分配定律分配定律上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄43多次萃取的萃取率：多次萃取的萃取率： 有機(jī)溶劑有機(jī)溶劑Vo ，Vw 中中A物質(zhì)的量為物質(zhì)的量為m0 ， 一次萃取后為一次萃取后為 m1。用用 Vo萃取萃取 n 次，水相剩余的次，水相剩余的 A 物質(zhì)的量為物質(zhì)的量為 mn:nnVDVVmm wow000mmmEn n 次萃取的萃取率次萃取的萃取率w1o10wo/ )(VmVmmCCD

36、 wow01VDVVmm 得得2分配定律分配定律mnED Von上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄443重要萃取體系重要萃取體系 1.螯合物萃取體系螯合物萃取體系 螯合物萃取體系廣泛應(yīng)用于金屬陽離子的萃取。螯合物萃取體系廣泛應(yīng)用于金屬陽離子的萃取。所選用的所選用的螯合劑螯合劑能與待萃取的金屬離子形成不帶能與待萃取的金屬離子形成不帶電的中性螯合物，同時(shí)應(yīng)有較多的疏水基團(tuán)，才電的中性螯合物，同時(shí)應(yīng)有較多的疏水基團(tuán)，才能有利于有機(jī)溶劑萃取金屬離子。能有利于有機(jī)溶劑萃取金屬離子。例如：例如：Ni2+與丁二酮肟、與丁二酮肟、Hg2+與雙硫腙等。與雙硫腙等。上一張上一張下一張下

37、一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄45螯合萃取體系螯合萃取體系螯合萃取過程及有關(guān)平衡：螯合萃取過程及有關(guān)平衡：HR為為萃取劑萃取劑，Mn+為被萃金屬離子。為被萃金屬離子。WOHR H+RKaHRwHRoM+nR MRn KfMRnwMRnoKD(HR)KD(MRn)u萃取劑一般為有機(jī)酸，隨萃取劑一般為有機(jī)酸，隨pH改變形體會(huì)發(fā)生變化改變形體會(huì)發(fā)生變化上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄46設(shè)金屬離子設(shè)金屬離子Mn+與螯合劑與螯合劑HR作用生成螯合物作用生成螯合物MRn而被有機(jī)溶而被有機(jī)溶劑所萃取。如果劑所萃取。如果HR易溶于有機(jī)相而難溶于水相，則萃取反應(yīng)易溶于

38、有機(jī)相而難溶于水相，則萃取反應(yīng)可用下式來表示可用下式來表示即金屬離子的分配比取決于即金屬離子的分配比取決于螯合劑種類螯合劑種類、濃度濃度及及溶液的酸度溶液的酸度woOwn)(H)(MR(HR)(M nnnnownnwonexHRMHMR K萃取平衡常數(shù)萃取平衡常數(shù)nnnnKDwoexwOHHRMMR 分配比分配比螯合萃取體系螯合萃取體系上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄47二苯硫腙二苯硫腙-CCl4萃取幾種金屬離子萃取幾種金屬離子的萃取酸度曲線的萃取酸度曲線Hg2+Bi2+Pb2+Cd2+100500pHE%024681012Sn2+Zn2+Zn2+上一張上一張下一

39、張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄48 2.離子締合物萃取體系離子締合物萃取體系陽離子和陰離子通過靜電吸引力結(jié)合形成的電中性化合物，陽離子和陰離子通過靜電吸引力結(jié)合形成的電中性化合物，稱為稱為離子締合物離子締合物。許多金屬陽離子和金屬絡(luò)陰離子以及一些。許多金屬陽離子和金屬絡(luò)陰離子以及一些酸根離子，能形成疏水性的離子締合物而被萃取。離子的體酸根離子，能形成疏水性的離子締合物而被萃取。離子的體積越大，電荷越少，越容易形成疏水性的離子締結(jié)合物。積越大，電荷越少，越容易形成疏水性的離子締結(jié)合物。重要萃取體系重要萃取體系例如，例如，Cu2+與與2.9-二甲基二甲基-1,10-鄰二氮菲的螯合物

40、帶正電荷，鄰二氮菲的螯合物帶正電荷，能與氯離子生成可被氯仿萃取的離子締合物。能與氯離子生成可被氯仿萃取的離子締合物。上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄493.溶劑化合物萃取體系溶劑化合物萃取體系某些溶劑分子通過其配位原子與無機(jī)化合物中的金某些溶劑分子通過其配位原子與無機(jī)化合物中的金屬離子相鍵合，形成溶劑化合物，從而溶于該有機(jī)屬離子相鍵合，形成溶劑化合物，從而溶于該有機(jī)溶劑中，以這種形式進(jìn)行萃取的體系，稱為溶劑中，以這種形式進(jìn)行萃取的體系，稱為溶劑化溶劑化合物萃取體系合物萃取體系。重要萃取體系重要萃取體系例如用磷酸三丁酯（例如用磷酸三丁酯（TPB）萃?。┹腿eCl3

41、。以。以FeCl3 3TPB形式萃取。形式萃取。上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄504. 簡單分子萃取體系簡單分子萃取體系 一些無機(jī)化合物，如一些無機(jī)化合物，如I2，Cl2，Br2等穩(wěn)定的共價(jià)等穩(wěn)定的共價(jià)化合物，它們在水溶液中主要是以分子形式存在，化合物，它們在水溶液中主要是以分子形式存在，不帶電荷。利用不帶電荷。利用CCl4,CHCl3和苯等惰性溶劑，可和苯等惰性溶劑，可將它們萃取出來。將它們萃取出來。重要萃取體系重要萃取體系上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄51萃取方式萃取方式a.單級(jí)萃取法。單級(jí)萃取法。b.連續(xù)萃取（索氏提取器）連

42、續(xù)萃?。ㄋ魇咸崛∑鳎┹腿〔僮饕话悴捎美嫘畏忠郝┒?。對(duì)于分配系數(shù)較小萃取操作一般采用梨形分液漏斗。對(duì)于分配系數(shù)較小物質(zhì)的萃取，可以在各種不同型式的連續(xù)萃取器中進(jìn)物質(zhì)的萃取，可以在各種不同型式的連續(xù)萃取器中進(jìn)行連續(xù)萃取。行連續(xù)萃取。上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄52c.多級(jí)萃?。ㄥe(cuò)流萃取）多級(jí)萃?。ㄥe(cuò)流萃取）上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄532. 分層分層萃取后讓溶液靜置，待其分層，然后將兩相分開。在兩相的萃取后讓溶液靜置，待其分層，然后將兩相分開。在兩相的交界處，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一層乳濁液，其產(chǎn)生的原因可能是：因交界處，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一層乳濁

43、液，其產(chǎn)生的原因可能是：因振蕩過于激烈，使一相在另一相中高度分散，形成乳濁液；振蕩過于激烈，使一相在另一相中高度分散，形成乳濁液； 反應(yīng)中形成某種微溶化合物，既不溶于水，也不溶于有機(jī)相。反應(yīng)中形成某種微溶化合物，既不溶于水，也不溶于有機(jī)相。以致于在界面上出現(xiàn)沉淀。甚至形成乳濁液。一般來說，采以致于在界面上出現(xiàn)沉淀。甚至形成乳濁液。一般來說，采用增大萃取劑用量，加入電解質(zhì)。改變?nèi)芤核岫?，振蕩不過用增大萃取劑用量，加入電解質(zhì)。改變?nèi)芤核岫?，振蕩不過于激烈等措施，使相應(yīng)的乳濁液消失。于激烈等措施，使相應(yīng)的乳濁液消失。11.4.5萃取體系技術(shù)萃取體系技術(shù)上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目

44、錄主目錄主目錄543. 洗滌洗滌萃取分離時(shí)，當(dāng)被萃物進(jìn)入有機(jī)相時(shí)，其它干擾組分也可能萃取分離時(shí)，當(dāng)被萃物進(jìn)入有機(jī)相時(shí)，其它干擾組分也可能進(jìn)入有機(jī)相中。雜質(zhì)被萃取的程度決定于其分配比。若雜質(zhì)進(jìn)入有機(jī)相中。雜質(zhì)被萃取的程度決定于其分配比。若雜質(zhì)的分配比很小，可用洗滌的方法除去。洗滌液的基本組成與的分配比很小，可用洗滌的方法除去。洗滌液的基本組成與試液相同，但不含試樣。將分出的有機(jī)相與洗滌液一起振蕩，試液相同，但不含試樣。將分出的有機(jī)相與洗滌液一起振蕩，由于雜質(zhì)的分配比小，容易轉(zhuǎn)入水相，因被洗去。但此時(shí)待由于雜質(zhì)的分配比小，容易轉(zhuǎn)入水相，因被洗去。但此時(shí)待測組分也會(huì)損失一些，在待測物質(zhì)的分配比較大的

45、前提下，測組分也會(huì)損失一些，在待測物質(zhì)的分配比較大的前提下，一般洗滌一般洗滌12次不致于影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。次不致于影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。11.4.5萃取體系技術(shù)萃取體系技術(shù)上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄554. 反萃取反萃取通常將有機(jī)相用解脫液振蕩使被萃物再轉(zhuǎn)入水相，然后再通常將有機(jī)相用解脫液振蕩使被萃物再轉(zhuǎn)入水相，然后再用其它的方法測定。反萃取是用一定體積的含氧酸或堿或其用其它的方法測定。反萃取是用一定體積的含氧酸或堿或其它試劑的水溶液，其酸度與原試液不同，其作用是降低被萃它試劑的水溶液，其酸度與原試液不同，其作用是降低被萃取物的穩(wěn)定性，破壞被萃取物的疏水

46、性。采用不同的反萃液，取物的穩(wěn)定性，破壞被萃取物的疏水性。采用不同的反萃液，分別反萃有機(jī)相中現(xiàn)同待測組分，提高了萃取分離的選擇性。分別反萃有機(jī)相中現(xiàn)同待測組分，提高了萃取分離的選擇性。若進(jìn)行萃取比色測定，則可將有機(jī)相直接進(jìn)行光度測定。若進(jìn)行萃取比色測定，則可將有機(jī)相直接進(jìn)行光度測定。11.4.5萃取體系技術(shù)萃取體系技術(shù)上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄5611.4.2 固相萃取與固相微分離法固相萃取與固相微分離法固相微萃取分離法是固相微萃取分離法是20世紀(jì)世紀(jì)90年代初發(fā)展起來的試樣預(yù)分離年代初發(fā)展起來的試樣預(yù)分離富集方法，它集試樣預(yù)處理和進(jìn)樣于一體，將試樣純化、富

47、富集方法，它集試樣預(yù)處理和進(jìn)樣于一體，將試樣純化、富集后，可與各種分析方法相結(jié)合而特別適用于有機(jī)物的分析集后，可與各種分析方法相結(jié)合而特別適用于有機(jī)物的分析測定。測定。固相萃取始于固相萃取始于1978年，實(shí)際是一個(gè)待分離物質(zhì)的吸附解年，實(shí)際是一個(gè)待分離物質(zhì)的吸附解吸附過程。吸附過程。上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄57固相萃取固相萃取上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄58固相微萃取裝置圖固相微萃取裝置圖上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄59直接固相微萃取分離法直接固相微萃取分離法 將涂有高分子固相液膜的石英纖

48、維直接插入試樣溶液或?qū)⑼坑懈叻肿庸滔嘁耗さ氖⒗w維直接插入試樣溶液或氣樣中，對(duì)待分離物質(zhì)進(jìn)行萃取，經(jīng)過一定時(shí)間在固相涂層氣樣中，對(duì)待分離物質(zhì)進(jìn)行萃取，經(jīng)過一定時(shí)間在固相涂層和水溶液兩相中達(dá)到分配平衡，即可取出進(jìn)行色譜分析。和水溶液兩相中達(dá)到分配平衡，即可取出進(jìn)行色譜分析。頂空固相微萃取分離法頂空固相微萃取分離法 涂有高分子固相液膜的石英纖維停放在試樣上方進(jìn)行頂涂有高分子固相液膜的石英纖維停放在試樣上方進(jìn)行頂空萃取，這是三相萃取體系，要達(dá)到固相，氣相，和液相的空萃取，這是三相萃取體系，要達(dá)到固相，氣相，和液相的分配平衡，由于纖維不與試樣基體接觸，避免了基體干擾，分配平衡，由于纖維不與試樣基體接觸

49、，避免了基體干擾，提高了分析速度。提高了分析速度。上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄60固相微萃取分離法的應(yīng)用固相微萃取分離法的應(yīng)用固相微萃取分離法可用于環(huán)境污染物，農(nóng)藥，食品固相微萃取分離法可用于環(huán)境污染物，農(nóng)藥，食品飲料及生物物質(zhì)的分離與富集的分離分析。飲料及生物物質(zhì)的分離與富集的分離分析。例如，有機(jī)污染物苯及其同系物，多環(huán)芳香烴，硝例如，有機(jī)污染物苯及其同系物，多環(huán)芳香烴，硝基苯、氯代烷烴，多氯聯(lián)苯，有機(jī)磷和有機(jī)氯農(nóng)藥基苯、氯代烷烴，多氯聯(lián)苯，有機(jī)磷和有機(jī)氯農(nóng)藥的分離。的分離。飲用水中揮發(fā)性有機(jī)物，食品中的香料，添加劑和飲用水中揮發(fā)性有機(jī)物，食品中的香料，添加

50、劑和填充劑的分離。填充劑的分離。生物體內(nèi)的有機(jī)汞，空氣中昆蟲信息素，植物體內(nèi)生物體內(nèi)的有機(jī)汞，空氣中昆蟲信息素，植物體內(nèi)的單萜以及生物聚合體的分離及富集等。的單萜以及生物聚合體的分離及富集等。上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄3 3 超臨界流體萃取超臨界流體萃取4 4 微滴萃取微滴萃取5 5 微波萃取微波萃取61上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄6211.5 離子交換分離法離子交換分離法離子交換分離法：離子交換分離法：利用離子交換劑與溶液中的離子發(fā)生交換反應(yīng)利用離子交換劑與溶液中的離子發(fā)生交換反應(yīng)進(jìn)行分離的方法。進(jìn)行分離的方法。上一張上一

51、張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄6311.5.1 離子交換劑離子交換劑離子交換劑：離子交換劑：具有離子交換能力的物質(zhì)。具有離子交換能力的物質(zhì)。離子交換樹脂離子交換樹脂具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在水，酸和堿中難溶，對(duì)具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在水，酸和堿中難溶，對(duì)有機(jī)溶劑，氧化劑，還原劑和其它化學(xué)試劑具有一定的有機(jī)溶劑，氧化劑，還原劑和其它化學(xué)試劑具有一定的穩(wěn)定性。對(duì)熱也較穩(wěn)定。在離子交換樹脂的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)骨穩(wěn)定性。對(duì)熱也較穩(wěn)定。在離子交換樹脂的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)骨架上，有許多可以與溶液中的離子起交換作用的活性基架上，有許多可以與溶液中的離子起交換作用的活性基團(tuán)。如團(tuán)。如SOSO3 3H H等。等。無機(jī)離子交換劑

52、無機(jī)離子交換劑有機(jī)離子交換劑有機(jī)離子交換劑離子交換樹脂離子交換樹脂上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄64離子交換樹脂結(jié)構(gòu)離子交換樹脂結(jié)構(gòu)離子交換樹離子交換樹脂的組成脂的組成活性基團(tuán)活性基團(tuán)- -SO3H- -SO3H- -SO3H- -SO3H- -SO3H- -SO3H- -SO3H- -SO3H- -SO3H- -SO3H- -SO3H- -SO3H- -SO3H- -SO3H- -SO3H- -SO3H骨架骨架離子交換樹脂的化學(xué)結(jié)離子交換樹脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)，右圖所示?；钚曰鶚?gòu)，右圖所示。活性基團(tuán)團(tuán)-SO3H，H+易解離，易解離，所以是陽離子交換樹脂。所以是陽離子交

53、換樹脂。上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄65離子交換樹脂的分類離子交換樹脂的分類陽離子交換樹脂陽離子交換樹脂:交換基為酸性，交換基為酸性，H+與陽離子交換與陽離子交換強(qiáng)酸型強(qiáng)酸型弱酸型弱酸型SO3HCOOHOH使用范圍寬使用范圍寬pH 4使用使用 pH 范圍范圍pH 10pHpKaR-NH2 + H2O R-N+H3 OH- 陰離子交換樹脂陰離子交換樹脂:交換基為堿性，陰交換基為堿性，陰離子發(fā)生交換離子發(fā)生交換強(qiáng)堿型強(qiáng)堿型弱堿型弱堿型N+(CH3)3OH-N+H3 OH-N+H2R OH-N+HR2 OH-pH pKb特殊交換樹脂特殊交換樹脂上一張上一張下一張下一

54、張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄66v 交聯(lián)度：交聯(lián)度：樹脂中含有交聯(lián)劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。樹脂中含有交聯(lián)劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。CH=CH2CH=CH2CH=CH2+CHCH2CHCH2CHCH2CHCH2CHCH2CHCH2CHCH2CH離子交換樹脂的交聯(lián)度離子交換樹脂的交聯(lián)度如聚苯乙烯類樹脂的長碳鏈之間是由二乙烯苯聯(lián)結(jié)起來，形成如聚苯乙烯類樹脂的長碳鏈之間是由二乙烯苯聯(lián)結(jié)起來，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這種分子與分子間的相互聯(lián)結(jié)稱為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這種分子與分子間的相互聯(lián)結(jié)稱為“交聯(lián)交聯(lián)”，二乙，二乙烯苯是交聯(lián)劑，樹脂中二乙烯苯所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為交聯(lián)度。烯苯是交聯(lián)劑，樹脂中二乙烯苯所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為交聯(lián)度。上一張上

55、一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄67離子交換樹脂的交聯(lián)度離子交換樹脂的交聯(lián)度u 樹脂的樹脂的交聯(lián)度小交聯(lián)度小，水的溶漲性好，網(wǎng)眼大，水的溶漲性好，網(wǎng)眼大，交換反應(yīng)交換反應(yīng)速度快速度快；但各種大小的離子都容易進(jìn)；但各種大小的離子都容易進(jìn)入樹脂內(nèi)部，所以交換的入樹脂內(nèi)部，所以交換的選擇性差選擇性差，而且樹脂，而且樹脂的機(jī)械強(qiáng)度也差。的機(jī)械強(qiáng)度也差。u 樹脂的樹脂的交聯(lián)度大交聯(lián)度大，網(wǎng)眼小，交換的，網(wǎng)眼小，交換的選擇性高選擇性高，機(jī)械強(qiáng)度高，但對(duì)水的溶漲性能差，且機(jī)械強(qiáng)度高，但對(duì)水的溶漲性能差，且交換反交換反應(yīng)速度慢應(yīng)速度慢，樹脂的交聯(lián)度一般以樹脂的交聯(lián)度一般以4%14%為宜為

56、宜。上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄68離子交換樹脂的交換容量離子交換樹脂的交換容量。交換容量的大小交換容量的大小僅僅僅僅取決于取決于一定量樹脂中所含有的一定量樹脂中所含有的活性基活性基團(tuán)的數(shù)目團(tuán)的數(shù)目，而與其他因素?zé)o關(guān)。，而與其他因素?zé)o關(guān)。交換容量可以通過酸堿滴定法加以測定。交換容量可以通過酸堿滴定法加以測定。它反映了一定量的樹脂所能交換的一價(jià)離子的最大量。它反映了一定量的樹脂所能交換的一價(jià)離子的最大量。v交換容量：交換容量：是指每千克樹脂所能交換的物質(zhì)的量。是指每千克樹脂所能交換的物質(zhì)的量。上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄6911

57、.5.2離子交換樹脂的親和力離子交換樹脂的親和力 MHSOR3交換交換再生再生 HMSOR3OH)(R33ClCHN交換交換再生再生Cl)3(R3OHCHN離子交換樹脂的親和力：離子交換樹脂的親和力：即離子在離子交換樹脂上即離子在離子交換樹脂上的交換能力。的交換能力。上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄70 432ThAlCaNa CsRbKNHNaHLi4常溫下，在離子濃度不大的溶液中，離子交換樹脂常溫下，在離子濃度不大的溶液中，離子交換樹脂對(duì)離子的親和力有如下規(guī)律。對(duì)離子的親和力有如下規(guī)律。1、強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂：、強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂：被交換離子的電荷越被交換

58、離子的電荷越大，親和力越強(qiáng)；對(duì)同價(jià)離子，水合離子大，親和力越強(qiáng)；對(duì)同價(jià)離子，水合離子半徑半徑越小，越小，親和力越大。例：親和力越大。例：11.5.2離子交換樹脂的親和力離子交換樹脂的親和力上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄713. 強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂檸檬酸根檸檬酸根 24432423SOIHSONOCrOBrCNNOClHCOOCOOHCHOHF4. 弱堿性陰離子交換樹脂弱堿性陰離子交換樹脂 OHSOCrONOAsPOMoOCOOHCHIBrClF242433434243檸檬酸根檸檬酸根酒石酸根酒石酸根2. 弱酸性陽子交換樹脂：弱酸性陽子交換樹

59、脂：H+的親和力比其他陽離的親和力比其他陽離子大，其他陽離子的親和力順序與子大，其他陽離子的親和力順序與1相同。相同。11.5.2離子交換親和力離子交換親和力上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄7211.5.3 離子交換分離操作離子交換分離操作IVV0始始漏漏量量1、交換過程、交換過程總交換容量總交換容量 是指柱上樹脂所是指柱上樹脂所能交換的總量。能交換的總量。上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄732. 洗脫過程洗脫過程CtNa+K+Ag+洗脫過程也就是分離過程。親和力大的離洗脫過程也就是分離過程。親和力大的離子向下移動(dòng)速度慢，親和力小的離

60、子向下子向下移動(dòng)速度慢，親和力小的離子向下移動(dòng)快。因此可以將它們逐個(gè)洗脫下來。移動(dòng)快。因此可以將它們逐個(gè)洗脫下來。親和力最小的離子最先被洗脫下來，親和親和力最小的離子最先被洗脫下來，親和力大的最后被洗脫下來。力大的最后被洗脫下來。11.5.3 離子交換分離操作離子交換分離操作上一張上一張下一張下一張O返回返回本章目錄本章目錄主目錄主目錄743. 樹脂再生樹脂再生將樹脂恢復(fù)到交換前的形式，這個(gè)過程稱為樹脂再將樹脂恢復(fù)到交換前的形式，這個(gè)過程稱為樹脂再生。有時(shí)洗脫過程就是再生過程。生。有時(shí)洗脫過程就是再生過程。陽離子交換樹脂可用陽離子交換樹脂可用3molL- -1鹽酸處理，將其轉(zhuǎn)化鹽酸處理，將其轉(zhuǎn)