分析化學中的分離與富集方法

1、2022年4月14日6時01分第第第第第第九九九九九九章章章章章章 分析化學中分析化學中分析化學中分析化學中分析化學中分析化學中的分離與富的分離與富的分離與富的分離與富的分離與富的分離與富集方法集方法集方法集方法集方法集方法9.1 9.1 9.1 沉淀分離法沉淀分離法沉淀分離法沉淀分離法沉淀分離法沉淀分離法9.2 9.2 9.2 溶劑萃取分離法溶劑萃取分離法溶劑萃取分離法溶劑萃取分離法溶劑萃取分離法溶劑萃取分離法9.3 9.3 9.3 色譜法色譜法色譜法色譜法色譜法色譜法9.4 9.4 9.4 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離子交換分離法離子交換分離法9.5 9.5

2、9.5 現(xiàn)代分離技術簡介現(xiàn)代分離技術簡介現(xiàn)代分離技術簡介現(xiàn)代分離技術簡介現(xiàn)代分離技術簡介現(xiàn)代分離技術簡介( ( (自學自學自學自學自學自學) ) )分析化學電子教案分析化學電子教案GXUN2022年4月14日6時01分概論概論概論概論概論概論( ( (Brief introduction)Brief introduction)Brief introduction)問題的提出問題的提出實際樣品的復雜性實際樣品的復雜性干擾的消除干擾的消除控制實驗條件控制實驗條件使用掩蔽劑使用掩蔽劑分離分離 separation分析方法靈敏度的分析方法靈敏度的局限性局限性滿足對靈敏滿足對靈敏度的要求度的要求選擇靈敏

3、度高選擇靈敏度高的方法的方法富集富集enrichment 例：例：海水中海水中 U （IV) 的測定的測定C = 1 3 g / L難以測定難以測定富集為 C = 100 200 g / L可以測定可以測定2022年4月14日6時01分概述概述概述概述概述概述( ( (Brief introduction)Brief introduction)Brief introduction) 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法在實際分析工作中，遇到的樣品往往含有在實際分析工作中，遇到的樣品往往含有多種多種組分組分，進行測定時彼此發(fā)生，進行測定時彼此

4、發(fā)生干擾干擾，不僅影響分，不僅影響分析結果的準確度，甚至無法進行測定。為了消析結果的準確度，甚至無法進行測定。為了消除干擾，比較簡單的方法是除干擾，比較簡單的方法是控制分析條件控制分析條件或或采采用適當?shù)难诒蝿┯眠m當?shù)难诒蝿?。但是在許多情況下，僅僅控。但是在許多情況下，僅僅控制分析條件或加入掩蔽劑，不能消除干擾，還制分析條件或加入掩蔽劑，不能消除干擾，還必須把被測元素與干擾組分必須把被測元素與干擾組分分離分離以后才能進行以后才能進行測定。所以測定。所以定量分離定量分離是分析化學的重要內容之是分析化學的重要內容之一。一。2022年4月14日6時01分 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化

5、學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法 在在痕量痕量分析中，試樣中的被測元素含量很分析中，試樣中的被測元素含量很低，如飲用水中低，如飲用水中Cu 2+的含量不能超過的含量不能超過0.1mgL、Cr()的含量不能超過的含量不能超過0.65 mgL等。等。 這樣低的含量直接用一般方法是難以測定這樣低的含量直接用一般方法是難以測定,因此可以在分離的同時把被測組分富集起因此可以在分離的同時把被測組分富集起來，然后進行測定。所以分離的過程也同來，然后進行測定。所以分離的過程也同時起到富集的作用，時起到富集的作用，提高測定方法的靈敏提高測定方法的靈敏度。度。2022年4月14日6時01分分離富集在

6、分析化學中的作用：分離富集在分析化學中的作用：(1) (1) 將被測組分從復雜體系中分離出來后測定；將被測組分從復雜體系中分離出來后測定；(2) (2) 把對測定有干擾的組分分離除去；把對測定有干擾的組分分離除去；(3) (3) 將性質相近的組分相互分開；將性質相近的組分相互分開；(4) (4) 把微量或痕量的待測組分通過分離達到富集的目的把微量或痕量的待測組分通過分離達到富集的目的。分離的指標：回收率分離的指標：回收率 RT待測組分分離或富集前后所測得的含量之比值待測組分分離或富集前后所測得的含量之比值%QQRTTT1000常量組分：常量組分： RT99.9 ；痕量組份：痕量組份： RT 9

7、0110之間；之間； 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法2022年4月14日6時01分9.1 9.1 9.1 9.1 9.1 9.1 沉淀分離法沉淀分離法沉淀分離法沉淀分離法沉淀分離法沉淀分離法9.1.1 無機沉淀劑沉淀分離法無機沉淀劑沉淀分離法 1. 氫氧化物沉淀分離法氫氧化物沉淀分離法沉淀劑：沉淀劑： NaOH: 可控制可控制pH12。常用于兩性金屬離子和常用于兩性金屬離子和非兩性金屬離子的分離非兩性金屬離子的分離。 NH4OH: 可以將可以將pH控制在控制在9左右，常用來沉淀不左右，常用來沉淀不與與 NH3 形成配離子的許多種金屬離

8、子。形成配離子的許多種金屬離子。影響因素：影響因素： 溶液溶液pH ，共沉淀共沉淀(該法選擇性較差該法選擇性較差, 非晶形沉淀非晶形沉淀) 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法2022年4月14日6時01分表 各種金屬離子氫氧化物開始沉淀和沉淀完全時的 pH氫氫氧氧化化物物溶溶度度積積 KSP開開始始沉沉淀淀時時的的 pH M=0.01molL-1沉沉淀淀完完全全時時的的 pH M=0.01molL-1Sn(OH)4110-570.51.3TiO(OH)2110-290.52.0Sn(OH) 2110-271.73.7Fe(OH) 3110

9、-382.23.5Al(OH) 3110-324.15.4Cr(OH) 3110-314.65.9Zn(OH) 2110-176.58.5Fe(OH) 2110-157.59.5Ni(OH) 2110-186.48.4Mn(OH) 2110-138.810.8Mg(OH) 2110-119.611.6 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法2022年4月14日6時01分2. 2. 2. 硫化物沉淀分離法硫化物沉淀分離法硫化物沉淀分離法硫化物沉淀分離法硫化物沉淀分離法硫化物沉淀分離法 能形成硫化物沉淀的金屬離子約有能形成硫化物沉淀的金屬離子約有

10、40余種余種; 利用其溶解度相差懸殊，因而可以通過控制溶液利用其溶解度相差懸殊，因而可以通過控制溶液中中S2-的辦法使硫化物分步沉淀實現(xiàn)分離。的辦法使硫化物分步沉淀實現(xiàn)分離。 可通過控制適當?shù)乃岫葋砜刂瓶赏ㄟ^控制適當?shù)乃岫葋砜刂芐2-：缺點：缺點：選擇性較差；非晶形沉淀，吸附現(xiàn)象嚴重。選擇性較差；非晶形沉淀，吸附現(xiàn)象嚴重。 H H2 2S S 有毒，氣味難聞有毒，氣味難聞 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法沉淀劑：沉淀劑：H2S2022年4月14日6時01分9.1.2 9.1.2 9.1.2 有機沉淀劑沉淀分離法有機沉淀劑沉淀分離法有機沉

11、淀劑沉淀分離法有機沉淀劑沉淀分離法有機沉淀劑沉淀分離法有機沉淀劑沉淀分離法 有機沉淀劑的選擇性和靈敏度較高，生成的沉淀有機沉淀劑的選擇性和靈敏度較高，生成的沉淀性能好。有機沉淀劑與金屬離子形成的沉淀主要有：性能好。有機沉淀劑與金屬離子形成的沉淀主要有：1.1.螯合物沉淀螯合物沉淀 8-羥基喹啉與羥基喹啉與Mg2+生成六元環(huán)結構的螯合物沉淀生成六元環(huán)結構的螯合物沉淀,在氨緩沖在氨緩沖溶液中可實現(xiàn)鎂與堿金屬及堿土金屬的分離；溶液中可實現(xiàn)鎂與堿金屬及堿土金屬的分離；2.2.締合物沉淀締合物沉淀 四苯基硼化物與四苯基硼化物與K+的反應產(chǎn)物的反應產(chǎn)物, 溶度積溶度積2.2510-8；3.3.三元配合物沉

12、淀三元配合物沉淀 提高選擇性和靈敏度的一條途徑；提高選擇性和靈敏度的一條途徑； 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法2022年4月14日6時01分9.1.3 9.1.3 9.1.3 共沉淀分離法共沉淀分離法共沉淀分離法共沉淀分離法共沉淀分離法共沉淀分離法 利用共沉淀現(xiàn)象富集痕利用共沉淀現(xiàn)象富集痕 量組分，達到分離目的。量組分，達到分離目的。1. 利用吸附作用進行共沉淀分離利用吸附作用進行共沉淀分離 利用利用 CaC2O4 作載體，可將微量稀土離子的草酸鹽吸附。作載體，可將微量稀土離子的草酸鹽吸附。2. 利用生成混晶進行共沉淀分離利用生成混晶

13、進行共沉淀分離 海水中億萬分之一的海水中億萬分之一的 Cd2+，可用可用 SrCO3 作載體，生成作載體，生成 SrCO3 和和 CdCO3 混晶沉淀而富集?；炀С恋矶患?. 利用有機共沉淀劑進行共沉淀分離利用有機共沉淀劑進行共沉淀分離 作用機理與無機共沉淀劑不同：形成固溶體。作用機理與無機共沉淀劑不同：形成固溶體。 有機大分子物質；選擇性較好；可藉灼燒而除去。有機大分子物質；選擇性較好；可藉灼燒而除去。 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法2022年4月14日6時01分9.2 9.2 9.2 9.2 9.2 9.2 溶劑萃取分離法溶劑

14、萃取分離法溶劑萃取分離法溶劑萃取分離法溶劑萃取分離法溶劑萃取分離法9.2.1 分配系數(shù)，分配比和萃取效率，分離因數(shù)分配系數(shù)，分配比和萃取效率，分離因數(shù) 1. 1.分配系數(shù)分配系數(shù) 萃取是溶質在兩相中經(jīng)過充分振搖，達到平衡后萃取是溶質在兩相中經(jīng)過充分振搖，達到平衡后按一定比例重新分配的過程。分配系數(shù)：按一定比例重新分配的過程。分配系數(shù)：水有AADKA水A有 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法2022年4月14日6時01分討論：討論：討論：討論：討論：討論：(1) (1) 不同溶質在不同的溶劑中具有不同的不同溶質在不同的溶劑中具有不同的 K

15、K 值；值；(2) (2) K K 值越大表示該溶質在有機溶劑層中的溶解度越大值越大表示該溶質在有機溶劑層中的溶解度越大(3) (3) 當混合物中各組分的當混合物中各組分的K K 值很接近時，須通過不斷更值很接近時，須通過不斷更新溶劑進行多次抽提才能彼此分離；新溶劑進行多次抽提才能彼此分離；(4) (4) 分配系數(shù)與物質在兩相體系中的溶解度有關，但分分配系數(shù)與物質在兩相體系中的溶解度有關，但分配系數(shù)不等于溶質在兩種溶劑中溶解度的比值。溶解度配系數(shù)不等于溶質在兩種溶劑中溶解度的比值。溶解度是指飽和狀態(tài)，萃取則常用于稀溶液；是指飽和狀態(tài)，萃取則常用于稀溶液； 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9

16、分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法2022年4月14日6時01分2. 2. 2. 分配比和萃取效率分配比和萃取效率分配比和萃取效率分配比和萃取效率分配比和萃取效率分配比和萃取效率 分配系數(shù)分配系數(shù)用于描述溶質為用于描述溶質為單一形式存在單一形式存在的情況，的情況，如果有如果有多種存在形式多種存在形式，則引入，則引入分配比分配比： c有有 、c水水 分配平衡后，溶質（包括所有的存在形分配平衡后，溶質（包括所有的存在形式）分別在有機層、水層中的總濃度。式）分別在有機層、水層中的總濃度。 當溶質以單一形式存在時，當溶質以單一形式存在時，KD = D水有ccD 分析化學分析化學電子教

17、案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法2022年4月14日6時01分萃取效率萃取效率萃取效率萃取效率萃取效率萃取效率 當溶質當溶質A的水溶液用有機溶劑萃取時的水溶液用有機溶劑萃取時, 則萃取效率則萃取效率E應該等于：應該等于：%E100AA在兩相中的總含量在有機相中的總含量100%100%c Vc Vc Vc Vc Vc Vc Vc Vc V有有水有有有有有水水有有水水水有水有%VVDDE100有水萃取效率由分配比萃取效率由分配比D和體積比和體積比V水水/V有有決定。決定。 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法

18、水有ccD 2022年4月14日6時01分多次間歇萃取的萃取效率多次間歇萃取的萃取效率多次間歇萃取的萃取效率多次間歇萃取的萃取效率多次間歇萃取的萃取效率多次間歇萃取的萃取效率( ( (少量多次少量多次少量多次少量多次少量多次少量多次) ) )若D =10，A在在水溶液水溶液V水水中的濃度為中的濃度為c0， 以有機溶劑以有機溶劑(V有有)萃取，萃取，平衡后平衡后A在在水相中濃度水相中濃度c1及及在在有機相中濃度有機相中濃度c1 ，當當V水水=V有有時：時： c0V水水 = c1V水水 + c1V有有 = c1V水水 + c1DV有有)111()11()(00001cDcDV/VV/VcDVVVc

19、c有水有水有水水 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法水有ccD 萃取一次后水溶液中萃取一次后水溶液中A的濃度的濃度c1：2022年4月14日6時01分 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法 第二次萃取時，以有機溶劑第二次萃取時，以有機溶劑(V有有)萃取，平衡后萃取，平衡后A在在水相中濃度水相中濃度c2及及在在有機相中濃度有機相中濃度c2 ，當當V水水=V有有時：時：萃取二次后水溶液中萃取二次后水溶液中A的的濃度濃度c2： c1V水水 = c2V水水 + c2V有有 = c2V水水 +

20、c2DV有有)1211()11()11()(020112cDcDcDV/VV/Vcc有水有水水有ccD 101()1ccD)13311()11()11()(030213cDcDcDV/VV/Vcc有水有水萃取三次后：萃取三次后：萃取兩次后：萃取兩次后：2022年4月14日6時02分 仍設仍設D =10， 若取若取V有有=10V水水，但僅萃取一次。，但僅萃取一次。萃取后水溶液中萃取后水溶液中A的濃度的濃度c1： 少量多次比單純增加萃取液體積的效率高的多少量多次比單純增加萃取液體積的效率高的多。 用分離因數(shù)用分離因數(shù)來表示分離效果。來表示分離效果。是兩種不同組分分是兩種不同組分分配比的比值，即：配

21、比的比值，即：10110110101001cccBADD 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法2022年4月14日6時02分9.2.2 9.2.2 9.2.2 萃取體系的分類和萃取條件的選擇萃取體系的分類和萃取條件的選擇萃取體系的分類和萃取條件的選擇萃取體系的分類和萃取條件的選擇萃取體系的分類和萃取條件的選擇萃取體系的分類和萃取條件的選擇 可直接用有機溶劑萃取的無機物質較少：如可直接用有機溶劑萃取的無機物質較少：如HgI2、HgCl2、GeCl4、AsCl3、SbI3等。等。 如何萃取難溶于有機溶劑的無機離子？如何萃取難溶于有機溶劑的無機離

22、子？ 水中加入某種試劑水中加入某種試劑(萃取劑萃取劑)，使被萃取物與試劑結，使被萃取物與試劑結合成不帶電荷的、難溶于水而易溶于有機溶劑的分子合成不帶電荷的、難溶于水而易溶于有機溶劑的分子.萃取體系：形成內絡鹽的萃取體系萃取體系：形成內絡鹽的萃取體系 形成離子締合物的萃取體系形成離子締合物的萃取體系 形成三元配合物的萃取體系形成三元配合物的萃取體系 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法2022年4月14日6時02分1. 1. 1. 形成內絡鹽的萃取體系形成內絡鹽的萃取體系形成內絡鹽的萃取體系形成內絡鹽的萃取體系形成內絡鹽的萃取體系形成內絡鹽的

23、萃取體系 最為廣泛的萃取體系。最為廣泛的萃取體系。 萃取劑：萃取劑：8-羥基喹啉、二硫腙、乙酰丙酮、丁二酮羥基喹啉、二硫腙、乙酰丙酮、丁二酮肟肟N- 亞硝基苯胲銨亞硝基苯胲銨(銅鐵試劑銅鐵試劑)。例：例：8-羥基喹啉與羥基喹啉與Mg2+螯合：螯合： 這類萃取劑如以這類萃取劑如以HR表示，它們與金屬離子螯合和萃表示，它們與金屬離子螯合和萃取過程簡單表示如下：取過程簡單表示如下： 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法2022年4月14日6時02分2. 2. 2. 形成離子締合物的萃取體系形成離子締合物的萃取體系形成離子締合物的萃取體系形成離子締

24、合物的萃取體系形成離子締合物的萃取體系形成離子締合物的萃取體系 屬于這一類的是帶不同電荷的離子，互相締合成屬于這一類的是帶不同電荷的離子，互相締合成疏水性的中性分子，而被有機溶劑所萃取。疏水性的中性分子，而被有機溶劑所萃取。例：用乙醚從例：用乙醚從HCl溶液中萃取溶液中萃取Fe3+時：時：該類萃取體系中，溶劑分子既是溶劑又是萃取劑。該類萃取體系中，溶劑分子既是溶劑又是萃取劑。 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法2022年4月14日6時02分 又如在又如在HNO3溶液中，用磷酸三丁酯（溶液中，用磷酸三丁酯（TBP）萃萃取取UO22+，也屬于

25、這一類。也屬于這一類。 UO22+ + H2O = UO2(H2O)62+ UO2(H2O)62+ + TBP UO2(TBP)6 2+ UO2(TBP)6 2+ + NO3- UO2(TBP)6(NO3)2 疏水性的溶劑化分子疏水性的溶劑化分子UO2(TBP)6(NO3)2，而被磷酸而被磷酸三丁酯所萃取。三丁酯所萃取。 對于這類萃取體系，加入大量的與被萃取化合物具對于這類萃取體系，加入大量的與被萃取化合物具有相同陰離子的鹽類，可顯著地提高萃取效率，這種有相同陰離子的鹽類，可顯著地提高萃取效率，這種現(xiàn)象稱現(xiàn)象稱鹽析作用鹽析作用。 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法

26、分析化學中的分離與富集方法2022年4月14日6時02分3. 3. 3. 形成三元配合物的萃取體系形成三元配合物的萃取體系形成三元配合物的萃取體系形成三元配合物的萃取體系形成三元配合物的萃取體系形成三元配合物的萃取體系 具有選擇性好、靈敏度高的特點。具有選擇性好、靈敏度高的特點。例：萃取例：萃取 AgAg+ +。使。使 AgAg+ +與鄰二氮雜菲配合成配陽離子與鄰二氮雜菲配合成配陽離子, ,并與溴鄰苯三酚紅的陰離子締合成三元配合物：并與溴鄰苯三酚紅的陰離子締合成三元配合物： 在在pHpH為為7 7的緩沖溶液中的緩沖溶液中, , 用硝基苯萃取，然后就在溶劑相用硝基苯萃取，然后就在溶劑相中用光度法

27、進行測定。中用光度法進行測定。 該體系非常適用于稀有元素分離和富集。該體系非常適用于稀有元素分離和富集。 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法2022年4月14日6時02分9.2.3 9.2.3 9.2.3 有機物的萃取分離有機物的萃取分離有機物的萃取分離有機物的萃取分離有機物的萃取分離有機物的萃取分離 “相似相溶相似相溶”原則原則例：丙醇和溴丙烷的混合物，用水萃取極性的丙醇。例：丙醇和溴丙烷的混合物，用水萃取極性的丙醇。 用弱極性的乙醚可從極性的三羥基丁烷中萃取用弱極性的乙醚可從極性的三羥基丁烷中萃取弱極性的酯。弱極性的酯。 用苯或二甲苯

28、非極性溶劑可從馬來酸酐和馬來酸用苯或二甲苯非極性溶劑可從馬來酸酐和馬來酸的混合物中萃取馬來酸酐，這樣就可以方便地測定馬來的混合物中萃取馬來酸酐，這樣就可以方便地測定馬來酸酐中的游離酸，而不受馬來酸酐的影響。酸酐中的游離酸，而不受馬來酸酐的影響。 分配系數(shù)較小物質的萃取，采用連續(xù)萃取器。分配系數(shù)較小物質的萃取，采用連續(xù)萃取器。 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法2022年4月14日6時02分9.3 9.3 9.3 9.3 9.3 9.3 色譜法色譜法色譜法色譜法色譜法色譜法9.3.1 紙色譜紙色譜(paper chromatography)

29、 在濾紙上進行的色譜分析法在濾紙上進行的色譜分析法流動相：流動相： 在色譜過程中沿著濾紙流動的溶劑或混合溶劑是流在色譜過程中沿著濾紙流動的溶劑或混合溶劑是流動相，又稱展開劑。純溶劑或混合溶劑。動相，又稱展開劑。純溶劑或混合溶劑。固定相：固定相： 濾紙纖維素中吸附著的水分濾紙纖維素中吸附著的水分或其他溶劑，在色譜過程中不或其他溶劑，在色譜過程中不流動。濾紙：惰性載體；流動。濾紙：惰性載體；（動畫）（動畫） 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法2022年4月14日6時02分原理：原理：原理：原理：原理：原理：(1) 由于毛細管作用，展開劑將沿著

30、濾由于毛細管作用，展開劑將沿著濾紙條上升紙條上升;(2) 展開劑攜帶試液中的各組分上升，展開劑攜帶試液中的各組分上升，并在兩相間進行反復多次分配；并在兩相間進行反復多次分配；(3) 在流動相中溶解度較小，在固定相中溶解度較大在流動相中溶解度較小，在固定相中溶解度較大的物質的物質, 將沿著濾紙條向上移動較短的距離將沿著濾紙條向上移動較短的距離, 停留在紙停留在紙條的較下端。反之，則停留在濾紙條的較上端。條的較下端。反之，則停留在濾紙條的較上端。 試樣中的各組份得以彼此分離。試樣中的各組份得以彼此分離。 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法20

31、22年4月14日6時02分操作過程：操作過程：操作過程：操作過程：操作過程：操作過程：(1) 點樣點樣(3) 顯色顯色: 無色組分無色組分 紫外照射紫外照射; 氨熏、碘熏氨熏、碘熏;噴顯色劑溶液噴顯色劑溶液; 常用的顯色劑有常用的顯色劑有FeCl3水溶液、水溶液、茚三酮正丁醇溶液等。茚三酮正丁醇溶液等。(2) 展開展開 吡啶和水吡啶和水(1:l)展開劑：氨基蒽醌試樣展開劑：氨基蒽醌試樣中的各種異構體分離。中的各種異構體分離。 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法2022年4月14日6時02分相對比移值相對比移值相對比移值相對比移值相對比移值

32、相對比移值R R Rf f fRf值與溶質在固定相和值與溶質在固定相和流動相間的分配系數(shù)有流動相間的分配系數(shù)有關。在一定條件下，某關。在一定條件下，某組分的組分的Rf值一定。可以值一定。可以進行定性鑒定。進行定性鑒定。溶劑前緣移動距離斑點中心移動距離fR簡單、方便，在藥物、染料等的分析方面較多應用。簡單、方便，在藥物、染料等的分析方面較多應用。 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法2022年4月14日6時02分9.3.2 9.3.2 9.3.2 薄層色譜法薄層色譜法薄層色譜法薄層色譜法薄層色譜法薄層色譜法 比紙色譜具有速度快、分離清晰、靈敏

33、度高、可比紙色譜具有速度快、分離清晰、靈敏度高、可以采用各種方法顯色等特點。以采用各種方法顯色等特點。 層析裝置層析裝置 在制藥、農(nóng)藥、染在制藥、農(nóng)藥、染料、生化工程等方面料、生化工程等方面的應用較多。的應用較多。 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法2022年4月14日6時02分1. 1. 1. 1. 1. 1. 層析板與吸附劑層析板與吸附劑層析板與吸附劑層析板與吸附劑層析板與吸附劑層析板與吸附劑 層析板通常是在玻璃板上涂通常是在玻璃板上涂敷一層吸附劑。吸附劑一般以敷一層吸附劑。吸附劑一般以150150250250目較合適。使用前需要目較

34、合適。使用前需要在一定溫度下烘焙以驅除水分進在一定溫度下烘焙以驅除水分進行行“活化活化”，在薄層色譜中用得，在薄層色譜中用得最廣泛的吸附劑是氧化鋁和硅膠最廣泛的吸附劑是氧化鋁和硅膠。氧化鋁制備的層析板稱氧化鋁制備的層析板稱“軟板軟板”。硅膠制備的稱。硅膠制備的稱“硬硬板板” 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法2022年4月14日6時02分2. 2. 2. 2. 2. 2. 層析板的涂敷層析板的涂敷層析板的涂敷層析板的涂敷層析板的涂敷層析板的涂敷 比紙色譜具有速度快、分離清晰、靈敏度高、可以采用各種方法顯色等特點。 分析化學分析化學電子教案

35、電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法2022年4月14日6時02分3. 3. 3. 3. 3. 3. 分離機理：吸附色譜分離機理：吸附色譜分離機理：吸附色譜分離機理：吸附色譜分離機理：吸附色譜分離機理：吸附色譜 兩種色譜所用的展開劑不相同。兩種色譜所用的展開劑不相同。 吸附色譜一般用吸附色譜一般用非極性或弱極性展開劑非極性或弱極性展開劑來處理來處理弱弱極性化合物極性化合物。如。如1-氨基蒽醌分離。氨基蒽醌分離。 根據(jù)試樣中各組分的極性、吸附劑的活化程度，根據(jù)試樣中各組分的極性、吸附劑的活化程度，來選擇適當?shù)娜鯓O性的溶劑或混合溶劑作展開劑。來選擇適當?shù)娜鯓O性的溶劑或

36、混合溶劑作展開劑。 需要利用各種不同極性的溶劑來配制展開劑。需要利用各種不同極性的溶劑來配制展開劑。幾種常用溶劑幾種常用溶劑, 其極性增強次序如下：石油醚、環(huán)已烷、四氯其極性增強次序如下：石油醚、環(huán)已烷、四氯化碳、苯、甲苯、氯仿、乙醚、乙酸乙酯、正丁醇、正丙醇化碳、苯、甲苯、氯仿、乙醚、乙酸乙酯、正丁醇、正丙醇、1，2-二氯乙烷、丙酮、乙醇、甲醇、水、吡啶、醋酸。二氯乙烷、丙酮、乙醇、甲醇、水、吡啶、醋酸。 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法2022年4月14日6時02分分離機理：分配色譜分離機理：分配色譜分離機理：分配色譜分離機理：分配

37、色譜分離機理：分配色譜分離機理：分配色譜 分配色譜一般是用分配色譜一般是用極性展開劑極性展開劑處理處理極性化極性化合物合物。 例如蒽醌磺酸薄層色譜中的展開劑，是用例如蒽醌磺酸薄層色譜中的展開劑，是用極性溶劑正丁醇、氨水、水按極性溶劑正丁醇、氨水、水按2:1:1配成的。配成的。 分配色譜分配色譜是利用試樣中各是利用試樣中各組分組分在在流動相流動相和和固定相固定相中中溶解度溶解度的的不同不同，在兩相間不斷進行分，在兩相間不斷進行分配而達到分離目的。展開劑是流動相，吸附在配而達到分離目的。展開劑是流動相，吸附在吸附劑中的少量水分是固定相。吸附劑中的少量水分是固定相。 分析化學分析化學電子教案電子教案

38、9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法2022年4月14日6時02分4. 4. 4. 4. 4. 4. 應用應用應用應用應用應用試樣：試樣： 1-氨基蒽醌混合物氨基蒽醌混合物層析板：中性氧化鋁吸附劑層析板：中性氧化鋁吸附劑展開劑：丙酮、四氯化碳、乙醇（展開劑：丙酮、四氯化碳、乙醇（1:3:0.04）橙色斑：橙色斑：1-氨基蒽醌氨基蒽醌橙紅色：橙紅色： 1，5-二氨基蒽醌二氨基蒽醌桃紅色：桃紅色： 1，8-二氨基蒽醌二氨基蒽醌黃色：黃色：2-氨基蒽醌氨基蒽醌紅色：紅色：1，6一二氨基蒽醌和一二氨基蒽醌和黃橙色：黃橙色：1，7一二氨基蒽醌一二氨基蒽醌褐色：原點褐色：原點 分析化

39、學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法2022年4月14日6時02分應用：無機離子分離應用：無機離子分離應用：無機離子分離應用：無機離子分離應用：無機離子分離應用：無機離子分離1 1 1Cu2+、Pb2+、Cd2+、Bi3+、Hg2+的分離，的分離，層析板：硅膠層析板：硅膠G板。板。展開劑：正丁醇，展開劑：正丁醇，1.5molL-1HCl，乙?；阴；?100:20:0.5混合。混合。顯色：展開后噴以顯色：展開后噴以KI溶液，待薄層干燥后以氨熏，再溶液，待薄層干燥后以氨熏，再以以H2S熏。熏。 棕黑色棕黑色CuS斑、棕色斑、棕色PbS斑、

40、黃色斑、黃色CdS斑、棕黑色斑、棕黑色Bi2S3和棕黑色和棕黑色HgS斑。斑。Rf值依上述次序增加。值依上述次序增加。 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法2022年4月14日6時02分應用：無機離子分離應用：無機離子分離應用：無機離子分離應用：無機離子分離應用：無機離子分離應用：無機離子分離2 2 2Al3+、Ni2+、Cr3+、Mn2+、Co2+、Zn2+、Fe2+的分離。的分離。層析板：硅膠層析板：硅膠G板；板；展開劑：丙酮展開劑：丙酮-濃鹽酸濃鹽酸-乙?；ㄒ阴；?00:1:0.5）。）。顯色：展開后以氨熏，再用顯色：展開

41、后以氨熏，再用8-羥基喹啉乙醇溶液噴，在羥基喹啉乙醇溶液噴，在紫外線照射下可以看出熒光斑。紫外線照射下可以看出熒光斑。 其其Rf值依上述次序而增加。值依上述次序而增加。 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法2022年4月14日6時02分9.4 9.4 9.4 9.4 9.4 9.4 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之利用離子交換劑與溶液中的離子之間發(fā)生交換反應來進行分離的方法。間發(fā)生交換反應來進行分離的方法。陽離子交換反應：陽離子交換反應： Resin-SO3

42、H + Na+ = Resin-SO3 Na + H+ Resin-SO3Na + H+ = Resin-SO3 H + Na +陰離子交換反應：陰離子交換反應： Resin-N(CH3) 3OH + Cl- = N(CH3) 3 Cl + OH+ Resin-N(CH3) 3 Cl + OH- = N(CH3) 3 OH + Cl - （動畫）（動畫） 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法2022年4月14日6時02分9.4.1 9.4.1 9.4.1 離子交換樹脂離子交換樹脂離子交換樹脂離子交換樹脂離子交換樹脂離子交換樹脂 離子交換樹脂

43、是由高分子聚合物為離子交換樹脂是由高分子聚合物為骨架骨架(苯乙烯苯乙烯-二乙烯苯共聚物小球二乙烯苯共聚物小球)，反應引入各種特性活性基團構成。反應引入各種特性活性基團構成。根根據(jù)活性基團的不同分類。據(jù)活性基團的不同分類。 離子交換樹脂陽離子交換樹脂陰離子交換樹脂強酸性陽離子交換樹脂弱酸性陽離子交換樹脂 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法2022年4月14日6時02分陽離子交換樹脂陽離子交換樹脂陽離子交換樹脂陽離子交換樹脂陽離子交換樹脂陽離子交換樹脂cationcationcation-exchange resin-exchange res

44、in-exchange resin含有活性酸基的樹脂。含有活性酸基的樹脂。酸性基團上的酸性基團上的H+可以和溶液中的陽可以和溶液中的陽離子發(fā)生交換作用，離子發(fā)生交換作用，如：如：磺酸基磺酸基-SO3H。 R-COOH及及R-OH含含-SO3H的應用較多。的應用較多。保存時：保存時：Na 型型使用前：酸淋洗轉變成使用前：酸淋洗轉變成H型型使用后經(jīng)使用后經(jīng)“再生再生”，可反復使用。，可反復使用。 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法2022年4月14日6時02分螯合樹脂螯合樹脂螯合樹脂螯合樹脂螯合樹脂螯合樹脂( ( (chelatechelat

45、echelate resin resin resin) ) ) 在離子交換樹脂中引入某些能與金屬離子螯合的在離子交換樹脂中引入某些能與金屬離子螯合的活性基團，就成為螯合樹脂例如含有氨基二乙酸基團活性基團，就成為螯合樹脂例如含有氨基二乙酸基團的樹脂，由該基團與金屬離子的反應特性，可估計這的樹脂，由該基團與金屬離子的反應特性，可估計這種樹脂對種樹脂對Cu2+、Co2+、Ni2+有很好的選擇性。有很好的選擇性。 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法2022年4月14日6時02分陰離子交換樹脂陰離子交換樹脂陰離子交換樹脂陰離子交換樹脂陰離子交換樹脂

46、陰離子交換樹脂anion-exchange resinanion-exchange resinanion-exchange resin含有含有堿性基團的樹脂。堿性基團的樹脂。 伯氨基伯氨基-NH2 仲胺基仲胺基-NH(CH3) 叔胺基叔胺基- N(CH3)2，強堿性陰離子交換樹脂：強堿性陰離子交換樹脂： 季銨基季銨基-N(CH3)2+OH-。保存時：保存時：Cl 型型使用前：堿淋洗轉變成使用前：堿淋洗轉變成OH型。型。使用后經(jīng)使用后經(jīng)“再生再生”，可反復使用，可反復使用。 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法2022年4月14日6時02分9

47、.4.2 9.4.2 9.4.2 離子交換分離操作法離子交換分離操作法離子交換分離操作法離子交換分離操作法離子交換分離操作法離子交換分離操作法 通常將離子交換樹脂裝通常將離子交換樹脂裝入玻璃管內組成離子交換柱入玻璃管內組成離子交換柱； 用用 46 molL-1HCl溶液溶液浸泡一二天，使樹脂溶脹。浸泡一二天，使樹脂溶脹。 洗滌至中性，浸泡于去離子水中，裝柱。洗滌至中性，浸泡于去離子水中，裝柱。將試樣溶液加到柱上端，用淋洗液淋洗；將試樣溶液加到柱上端，用淋洗液淋洗；陽離子交換樹脂：陽離子交換樹脂：HCl 溶液為洗脫液；溶液為洗脫液；陰離子交換樹脂：陰離子交換樹脂：則常用則常用NaCl或或NaOH

48、溶液作洗脫液。溶液作洗脫液。 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法2022年4月14日6時02分離子交換分離原理離子交換分離原理離子交換分離原理離子交換分離原理離子交換分離原理離子交換分離原理 離子交換反應是一可逆反應，被交換離子隨淋洗液離子交換反應是一可逆反應，被交換離子隨淋洗液pH不同而在分離柱中移動，由于不同離子與樹脂之間不同而在分離柱中移動，由于不同離子與樹脂之間的作用力不同，流出分離柱的時間不同而被分離。的作用力不同，流出分離柱的時間不同而被分離。 離子交換樹脂在交換反應中離子交換樹脂在交換反應中可交換離子的數(shù)目可交換離子的數(shù)目用

49、用交換容量交換容量表示，單位表示，單位 m mol / g 干樹脂。干樹脂。 離子交換分離中的離子交換分離中的分配系數(shù)分配系數(shù)是組分離子在是組分離子在樹脂樹脂上上的濃度與在的濃度與在溶液溶液中的濃度之比。中的濃度之比。nMMRPccK 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法2022年4月14日6時02分離子交換親和力離子交換親和力離子交換親和力離子交換親和力離子交換親和力離子交換親和力分配系數(shù)分配系數(shù)KP反映了離子與樹脂的親和力大小。反映了離子與樹脂的親和力大小。不同離子對樹脂的親和力大小具有如下規(guī)律：不同離子對樹脂的親和力大小具有如下規(guī)律：

50、(1) 稀溶液中，離子電荷越大，親和力越大；稀溶液中，離子電荷越大，親和力越大；(2) 相同電荷時，水合半徑越小，親和力越大；相同電荷時，水合半徑越小，親和力越大；Li+H+Na+K+Rb+Cs+;Mg2+Ca2+Sr2+Ba2+；F-OH-CH3COO-Cl-Br-NO3-HSO4-I-CNS-ClO4-nMMRPccK 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法2022年4月14日6時02分 分析化學分析化學電子教案電子教案9 9分析化學中的分離與富集方法分析化學中的分離與富集方法2022年4月14日6時02分9.4.3 9.4.3 9.4.3 應用示例應用示例應用示例應用示例應用示例應用示例 1.1.去離子水的制備去離子水的制備 實驗室用去離子水及鍋爐用水的軟化。采用串聯(lián)的陽離子交換柱和陰實驗室用去離子水及鍋爐用水的軟化。采用串聯(lián)的陽離子交換柱和陰離子交換柱。離子交換柱。 2. 2.干擾組分的分離干擾組分的分離 如測定礦石中的鈾時，為了除去其他金屬離子的干擾，將礦石溶解后如測定