放化共沉淀法多媒體

放化共沉淀法多媒體第1頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一共沉淀法基本原理共沉淀法的分離技術(shù)與條件選擇共沉淀法的應(yīng)用共沉淀法的特點(diǎn)練習(xí)題第2頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一共沉淀法(coprecipitationmethod)是放射化學(xué)中應(yīng)用最早的一種分離方法，它在放射化學(xué)的發(fā)展過程中曾經(jīng)起過重要的作用。早期，居里夫婦就用這種方法從瀝青鈾礦渣中分離、提取了釙和鐳。后來，在第二次世界大戰(zhàn)后期，美國曾用磷酸鉍和氟化鑭共沉淀法以工業(yè)規(guī)模從反應(yīng)堆輻照元件中分離、提取了核燃料239Pu。第3頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一基本原理

共沉淀法是利用微量物質(zhì)能隨常量物質(zhì)一起生成沉淀的現(xiàn)象(即共沉淀現(xiàn)象)來進(jìn)行分離、濃集和純化微量物質(zhì)一種方法。第4頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一共沉淀法按沉淀類型的不同可分為無機(jī)共沉淀法和有機(jī)共沉淀法兩類。無機(jī)共沉淀法又可分為共結(jié)晶共沉淀法和吸附共沉淀法。第5頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一共結(jié)晶共沉淀法是微量物質(zhì)取代沉淀物晶格上的常量物質(zhì)而被沉淀的一種分離方法，如BaSO4-PbSO4-RaSO4。它的特點(diǎn)是選擇性較高、分離效果較好,可用于微量放射性核素的分離。第6頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一吸附共沉淀法是利用微量物質(zhì)吸附在常量物質(zhì)沉淀表面而從液相轉(zhuǎn)移至固相的一種分離方法，如Fe(OH)3吸附147Pm3+，具有可同時(shí)濃集多種放射性物質(zhì)的特點(diǎn)。第7頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一無機(jī)共沉淀所用的試劑價(jià)格低廉，可廣泛用于放射性廢水和污染飲水的凈化及簡單體系中放射性物質(zhì)的分離，但其選擇性差，因此不適用于復(fù)雜體系中多種放射性核素特別是化學(xué)性質(zhì)相似的元素之間的分離。

有機(jī)共沉淀法的機(jī)理與無機(jī)共沉淀法不同，可參見相關(guān)專業(yè)書。第8頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一共沉淀法的分離技術(shù)與條件選擇

在共沉淀法中,要想獲得較高的分離系數(shù)和回收率,其關(guān)鍵在于:

(1)正確選擇載體和沉淀劑；

(2)使載體與被載帶核素之間同位素交換完全；

(3)提高共沉淀產(chǎn)物的純度。第9頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一載體和沉淀劑的選擇

1)載體的選擇一般應(yīng)盡量選用同位素載體，如果欲分離放射性核素沒有穩(wěn)定同位素，或者其穩(wěn)定同位素的來源困難，則可選用非同位素載體。為了減少分離過程中放射性雜質(zhì)對(duì)欲分離核素的污染,還必須加入反載體。第10頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一載體的用量適中適量過多：降低最終樣品源的比活度，增加射線的自吸收。不足：回收量偏低，不利于制源?？紤]因素：化學(xué)收率的高低、樣品盤大小、放射性測量時(shí)射線自吸收的大小。一般用量：一個(gè)樣品的載體用量為5～20mg(指所用載體元素的質(zhì)量，下同)。至于反載體的用量，也以每個(gè)樣品約10mg為宜。第11頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一2)沉淀劑的選擇

沉淀劑的選擇主要有四個(gè)因素：

①沉淀劑與載體生成的共沉淀化合物溶解度要小，以求對(duì)欲分離核素載帶完全；

②對(duì)雜質(zhì)的載帶少，凈化系數(shù)高（相對(duì)）；

③沉淀性能好，易于固液分離；

④有利于后續(xù)分離操作和制源測量。第12頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一

為使沉淀完全，加入的沉淀劑往往是過量的，但也不能加得過多，過量的沉淀劑可能會(huì)導(dǎo)致生成易溶絡(luò)合物而使效果適得其反。如Y2(C2O4)3·9H2O沉淀時(shí)C2O42-濃度要適當(dāng)。第13頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一載體和被載帶核素之間同位素交換

在共沉淀法中，為了充分載帶欲分離核素，并使載體的化學(xué)回收率反映欲分離核素的水平，應(yīng)使載體核素與被載帶的欲分離核素具有完全相同的化學(xué)狀態(tài)。

欲分離核素在溶液中的化學(xué)狀態(tài)往往難以預(yù)知。因此在共沉淀之前，首先必須使溶液中的載體與欲分離核素處于相同的化學(xué)狀態(tài)。第14頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一為了消除載體和欲分離核素之間因同位素交換的不完全而導(dǎo)致共沉淀的不完全，一般可采用下述方法：

加入一種價(jià)態(tài)的同位素載體，然后通過氧化還原反應(yīng)，使載體與欲分離核素的價(jià)態(tài)趨于一致。

例如：從裂變產(chǎn)物中分離放射性碘。

第15頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一提高共沉淀產(chǎn)物的純度加反載體或絡(luò)合劑利用絡(luò)合劑與欲分離核素(包括載體核素)和雜質(zhì)核素在絡(luò)合能力上的差異，使雜質(zhì)核素以絡(luò)合物形式存在于溶液中,可提高共沉淀產(chǎn)物的純度。這種絡(luò)合劑稱為掩蔽劑?？刂迫芤旱乃岫雀淖冄趸瘍r(jià)態(tài)加熱進(jìn)行多次沉淀洗滌沉淀第16頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一共沉淀法的應(yīng)用

共沉淀法是目前分離和濃集微量放射性物質(zhì)的常用方法之一，特別是在環(huán)境和生物樣品的放射化學(xué)分析中有著廣泛的應(yīng)用。第17頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一例如在測定環(huán)境和生物樣品的60Co時(shí)，常用穩(wěn)定鈷作載體，亞硝酸鉀作沉淀劑，生成亞硝酸鈷鉀沉淀，以載帶、濃集樣品中的微量60Co，然后將沉淀進(jìn)一步純化，測量60Co的β-放射性，即可求得樣品中60Co的比活度。147Pm也可以用氫氧化鐵共沉淀載帶。第18頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一共沉淀法也是凈化放射性廢水和沾污飲水的有效方法。

有些促排藥物也是根據(jù)共沉淀原理來消除體內(nèi)放射性核素的，如用亞鐵氰化鐵與放射性銫形成共沉淀來阻止體內(nèi)的137Cs的吸收等。第19頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一共沉淀法特點(diǎn)

共沉淀法存在分離效率差、化學(xué)收率低、廢液量大、操作繁瑣、生產(chǎn)工藝過程難于實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)化等缺點(diǎn)，因此在工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)中，逐漸被溶劑萃取法和色譜法等方法所取代。第20頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一

但共沉淀法具有方法和設(shè)備簡單、對(duì)微量物質(zhì)濃集系數(shù)高、可用于直接制源等優(yōu)點(diǎn)，因此在環(huán)境和生物樣品等放射化學(xué)分析、廢水處理和放射化學(xué)研究中仍有著廣泛的應(yīng)用。第21頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一計(jì)算：測定500ml含90Sr的樣品溶液，已知該溶液中含穩(wěn)定88Sr2+的濃度為8.00mg/L，另加入7.00mg88Sr作載體，經(jīng)碳酸鍶共沉淀，稱得SrCO3沉淀的重量為14.8mg，沉淀用酸溶解，加入1ml10.0mg

89Y3+/ml，放置14天，鍶、釔分離，草酸釔Y2（C2O4)3?9H2O沉淀制源，凈計(jì)數(shù)率為2.64×103cpm，草酸釔沉淀重30.5mg，求樣品中90Sr的濃度？儀器探測效率為15%。第22頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一A=(N-Nb)/(×Y)C=A/VBq/L第23頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一產(chǎn)品中釔的重量30.5×89×2/[89×2+（24+64）×3+9×18]=9.0mg釔的化學(xué)回收率9.0/10.0×100%=90%中間體碳酸鍶中鍶的重量14.8×88/(12+48+88)=