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1、分析化学中常用的分离富集方法 第一页，讲稿共五十二页哦11.1 概述概述分离分离富集富集 回收率回收率 100分离后所得待测组分质量分离后所得待测组分质量试样中原有待测组分质量试样中原有待测组分质量第二页，讲稿共五十二页哦11.2 气态分离法气态分离法1 挥发与升华挥发与升华 挥发：固体或液体全部或部分转化为气体的过程挥发：固体或液体全部或部分转化为气体的过程 氢气还原砷酸盐转为氢气还原砷酸盐转为AsH3飞硅（飞硅（SiF4）飞铬飞铬(CrO2Cl2)升华升华:固体物质不经过液态就变成气态的过程固体物质不经过液态就变成气态的过程第三页，讲稿共五十二页哦2 蒸馏蒸馏 a 常压蒸馏常压蒸馏 b 水
2、蒸气蒸馏水蒸气蒸馏如果一溶液的组成在它的沸点分解，必须减压蒸馏它或水蒸汽蒸馏它，水蒸气蒸如果一溶液的组成在它的沸点分解，必须减压蒸馏它或水蒸汽蒸馏它，水蒸气蒸馏的那些化合物须不与水混溶馏的那些化合物须不与水混溶c 减压和真空蒸馏减压和真空蒸馏 在大气压以下的蒸馏称为减压和真空蒸馏在大气压以下的蒸馏称为减压和真空蒸馏第四页，讲稿共五十二页哦例如无水乙醇的制备，水和乙醇形成共沸物例如无水乙醇的制备，水和乙醇形成共沸物(95乙醇乙醇)，b.p.=78.15加入苯形成另一共沸物加入苯形成另一共沸物(苯苯74，乙醇，乙醇18.5,水水7.5%)b.p.=65在在65蒸馏蒸馏,除去水除去水,在在68苯和乙
3、醇形成共沸物苯和乙醇形成共沸物(苯苯67.6,乙醇乙醇32.4)在在68蒸馏直到温度升高，在蒸馏直到温度升高，在78.5能获得纯乙醇。能获得纯乙醇。d 共沸蒸馏共沸蒸馏e 萃取蒸馏萃取蒸馏(extractive distillation)例由氢化苯例由氢化苯(80.1)生成环己烷生成环己烷(80.8)时时,一般的蒸馏不能分离，加入苯胺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，从而分离环己烷与苯形成络合物，在比苯高的温度沸腾，从而分离环己烷 第五页，讲稿共五十二页哦11.3 沉淀分离沉淀分离1 常量组分的沉淀分离常量组分的沉淀分离氢氧化物沉淀氢氧化物沉淀 NaOH
4、法法 可使两性氢氧化物可使两性氢氧化物(Al,Ga,Zn,Be,CrO2,Mo,W,GeO32-,V,Nb,Ta,Sn,Pb等等)溶解而与其它氢氧化物溶解而与其它氢氧化物(Cu,Hg,Fe,Co,Ni,Ti.Zr,Hf,Th,RE等等)沉淀分离沉淀分离 氨水氨水-铵盐缓冲法铵盐缓冲法 控制控制pH值值810，使高价离子沉淀，使高价离子沉淀(Al,Sn等等),与一、二价离子与一、二价离子(碱土金碱土金属，一、二副族属，一、二副族)分离分离ZnO悬浊液法悬浊液法 控制控制pH6,定量沉淀定量沉淀pH6以下能沉淀完全的金属离子以下能沉淀完全的金属离子有机碱法有机碱法 六次甲基四胺，吡啶，苯胺等有机碱
5、与其共轭酸组成溶液控六次甲基四胺，吡啶，苯胺等有机碱与其共轭酸组成溶液控制溶液的制溶液的pH值值第六页，讲稿共五十二页哦硫酸盐沉淀硫酸盐沉淀硫酸作沉淀剂，浓度不能太高，因易形成硫酸作沉淀剂，浓度不能太高，因易形成MHSO4盐盐 加大溶解加大溶解度度,沉淀碱土金属和沉淀碱土金属和Pb2+,CaSO4溶解度大，加入乙醇降低溶解溶解度大，加入乙醇降低溶解度。度。卤化物沉淀卤化物沉淀 氟氟化化稀稀土土和和与与Mg(II),Ca(II),Sr(II),Th(IV)氟氟化化物物沉沉淀淀，冰冰晶晶石石法法沉沉淀淀铝铝 在在pH4.5 Al(III)与与NaF生生成成（NaAlF6)法法沉沉淀淀分分离离Al(
6、III),与与Fe(III),Cr(III),Ni(II),V(V)Mo(VI)等分离等分离 第七页，讲稿共五十二页哦硫化物沉淀硫化物沉淀 控控制制酸酸度度，溶溶液液中中S2-不不同同，根根据据溶溶度度积积，在在不不同同酸酸度度析析出出硫硫化化物物沉沉淀淀,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,0.00008 M HCl 磷酸盐沉淀磷酸盐沉淀 稀稀酸酸中中，锆锆、铪铪、钍钍、铋铋；弱弱酸酸中中,铁铁、铝铝、铀铀(IV)、铬铬(III
7、)等等 第八页，讲稿共五十二页哦有机沉淀剂有机沉淀剂 草酸草酸:沉淀沉淀Ca,Sr,Ba,RE,Th 铜铁试剂铜铁试剂(N-亚硝基苯基羟铵亚硝基苯基羟铵):强酸中沉淀强酸中沉淀Cu,Fe,Zr,Ti,Ce.Th,V,Nb,Ta等，微酸中沉淀等，微酸中沉淀Al,Zn,Co,Mn,Be,Th,Ga,In,Tl等。主要用于等。主要用于1:9的硫酸介质的硫酸介质中沉淀中沉淀Fe(III),Ti(IV),V(V)等与等与Al,Cr,Co,Ni分离分离 铜试剂铜试剂(二乙胺基二硫代甲酸钠，二乙胺基二硫代甲酸钠，DDTC)沉淀沉淀Cu,Cd,Ag,Co,Ni,Hg.Pb.Bi,Zn等重金属离子，与稀土、碱土
8、等重金属离子，与稀土、碱土金属离子及铝等分开金属离子及铝等分开第九页，讲稿共五十二页哦2 2 痕量组分的富集和共沉淀分离痕量组分的富集和共沉淀分离 无机共沉淀剂进行共沉淀无机共沉淀剂进行共沉淀 有机共沉淀剂进行共沉淀有机共沉淀剂进行共沉淀 l利用表面吸附进行痕量组分的共沉淀富集利用表面吸附进行痕量组分的共沉淀富集,选择性不高。选择性不高。共沉淀剂为共沉淀剂为Fe(OH)3,Al(OH)3等胶状沉淀等胶状沉淀,微溶性的硫化微溶性的硫化物，如物，如Al(OH)3作载体共沉淀作载体共沉淀Fe3+,TiO2+;HgS共沉淀共沉淀Pb2+l利用生成混晶进行共沉淀，选择性较好，如硫酸铅利用生成混晶进行共沉
9、淀，选择性较好，如硫酸铅-硫硫酸鋇，磷酸铵镁酸鋇，磷酸铵镁-砷酸铵镁等砷酸铵镁等l利用胶体的凝聚作用进行共沉淀利用胶体的凝聚作用进行共沉淀,如动物胶、丹宁如动物胶、丹宁l 离子缔合共沉淀，如甲基紫与离子缔合共沉淀，如甲基紫与InI4-。l 利用利用“固体萃取剂固体萃取剂”进行共沉淀，例进行共沉淀，例 1-萘酚的乙醇溶液中，萘酚的乙醇溶液中，1-萘酚沉淀，并将萘酚沉淀，并将U(VI)与与1-亚硝基亚硝基-2-萘酚的螯合物共沉淀下来。萘酚的螯合物共沉淀下来。第十页，讲稿共五十二页哦1.萃取分离机理萃取分离机理11.4萃取分离法萃取分离法相似溶解相似相似溶解相似带电荷的物质亲水，不易被有机溶剂萃取带
10、电荷的物质亲水，不易被有机溶剂萃取可溶的呈电中性的物质疏水易为有机溶剂萃取可溶的呈电中性的物质疏水易为有机溶剂萃取萃取剂萃取剂镍镍(II)丁二酮肟丁二酮肟 丁二酮肟丁二酮肟-镍镍(II)CHCl3带电荷带电荷,亲水亲水电中性电中性,疏水疏水萃取溶剂萃取溶剂第十一页，讲稿共五十二页哦分分配配系系数数:有有机机溶溶剂剂从从水水相相中中萃萃取取溶溶质质A，若若A在在两两相相中中的的存存在在形形态态相相同同，平平衡衡时时，在在有有机机相相的的浓浓度度为为Ao,水水相相的的浓浓度度为为Aw 之之比比，用用KD表示。表示。分配定律分配定律 分配比分配比:物质物质A在两相中可能存在多种形态，在两相中的在两相
11、中可能存在多种形态，在两相中的各形态浓度总和各形态浓度总和(c)之比，用之比，用D表示。表示。2 分配定律、分配系数和分配比分配定律、分配系数和分配比KD=AoAwD=cAocAwA1o+A2o+AnoA1w+A2w+Anw第十二页，讲稿共五十二页哦如果用如果用Vo(mL)溶剂萃取含有溶剂萃取含有mo(g)溶质溶质A的的Vw(mL)试液，一次萃试液，一次萃取后，水相中剩余取后，水相中剩余m1(g)的溶质的溶质A，进入有机相的溶质，进入有机相的溶质A为为(mo-m1)(g),此时分配比为：此时分配比为：m1=moVw/(DVo+Vw)萃取两次后，水相中剩余物质萃取两次后，水相中剩余物质A为为m2
12、(g)m2=moVw/(DVo+Vw)2 萃取萃取n次后，水相中剩余物质次后，水相中剩余物质A为为mn(g)mn=moVw/(DVo+Vw)nD=cAocAw (mo-m1)/Vo m1/Vw第十三页，讲稿共五十二页哦3 萃取率萃取率式中，式中，Vw/Vo称相称相当当Vw/Vo1时时,E=D/(D+1)100在在D10时，时，E90%,D100,E99%萃取率用于衡量萃取得总效果，用萃取率用于衡量萃取得总效果，用E表示表示 E 100溶质溶质A A在有机相中的总量在有机相中的总量溶质溶质A A的总量的总量 100coVocoVo+cwVwE 100DD+(Vw/Vo)第十四页，讲稿共五十二页哦
13、例例,用用乙乙醚醚萃萃取取从从一一肉肉样样品品中中除除去去脂脂，脂脂的的D=2,现现有有乙乙醚醚90ml,有有人人介介绍绍分分三三次次每每次次30ml对对分分散散在在30ml水水中中的的含含有有0.1g脂脂的的1.0g肉肉制制品品进行萃取，那么一次进行萃取，那么一次90ml和三次和三次30ml分别萃取，哪一个好？分别萃取，哪一个好？计算：计算：一次一次90ml，x=0.1(30/(290)+301=0.014g三次三次30ml，x=0.1(30/(230)+303=0.0037g 第十五页，讲稿共五十二页哦4 萃取体系和萃取平衡萃取体系和萃取平衡萃取平衡萃取平衡 萃萃取取剂剂多多为为有有机机弱
14、弱酸酸碱碱,中中性性形形式式易易疏疏水水而而溶溶于于有有机机溶剂，一元弱酸（溶剂，一元弱酸（HL）在两相中平衡有：）在两相中平衡有：HL(o)HL(w)D=HLo HLw+Lw HLo HLw(1+Ka/H+)KD 1+Ka/H+=KD(HL)pHpKa时，时，D=1/2KD;pH pKa-1时，水相中萃取剂几乎全部以时，水相中萃取剂几乎全部以HL形式存在，形式存在，DKD;在在pHpKa时，时，D变得很小。变得很小。第十六页，讲稿共五十二页哦萃取体系萃取体系 螯合物萃取体系螯合物萃取体系 离子缔合物萃取体系离子缔合物萃取体系 溶剂化合物萃取体系溶剂化合物萃取体系 共价化合物共价化合物(简单分
15、子简单分子)萃取体系萃取体系第十七页，讲稿共五十二页哦a 螯合萃取体系螯合萃取体系 螯合物萃取是金属离子萃取的主要方式，萃取螯合物萃取是金属离子萃取的主要方式，萃取剂是螯合剂，形成的螯合物为中性，溶于有机溶剂剂是螯合剂，形成的螯合物为中性，溶于有机溶剂被萃取。被萃取。如双硫腙与如双硫腙与Hg2+的络合物，的络合物，8-羟基喹啉与羟基喹啉与La3+的的络合物等属螯合物萃取体系。络合物等属螯合物萃取体系。第十八页，讲稿共五十二页哦总的萃取平衡方程式为：总的萃取平衡方程式为：M(w)+nHL(o)=MLn(o)+nH+(w)萃取平衡常数萃取平衡常数KexKex决决定定于于螯螯合合物物的的分分配配系系
16、数数KD(MLn)和和累累积积稳稳定定常常数数n以以及及螯螯合合剂的分配系数剂的分配系数KD(HL)和它的离解常数（和它的离解常数（Ka）螯合物萃取体系存在的几个平衡关系如下图：螯合物萃取体系存在的几个平衡关系如下图：Kex=MLnoH+wn MwHLonKD(MLn)nKD(HL)Ka(HL)n第十九页，讲稿共五十二页哦如果水溶液中仅是游离的金属离子，有机相中仅是螯合物一如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种MLn形态，则：形态，则：D=Kex MLno Mw HLon H+wn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，进入水相萃取时有机相中萃取剂的量远远大于水
17、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,上式变为上式变为D=Kex c(HL)on H+wn该式边取对数该式边取对数:lgD=lgKex+nlgc(HL)o+npH 第二十页，讲稿共五十二页哦实际萃取过程涉及副反应，采用条件萃取常数实际萃取过程涉及副反应，采用条件萃取常数Kex 描述描述萃取平衡：萃取平衡：Kex =MLnoH+wn M wc(HL)onKex a aM a aHLnlgD=lgKex-lga aM-nlga aHL+nlgc(HL)o+npHw D=Kex MLno M w c(HL)on a
18、 aM a aHLnH+wn水溶液的水溶液的pH值是影响螯合物萃取的一个很重要因素值是影响螯合物萃取的一个很重要因素分配比决定于萃取平衡常数、萃取剂浓度和水溶液的酸度分配比决定于萃取平衡常数、萃取剂浓度和水溶液的酸度 第二十一页，讲稿共五十二页哦b 离子缔合物萃取体系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。剂萃取。碱性阳离子染料与络阴离子形成的缔合物，如次甲碱性阳离子染料与络阴离子形成的缔合物，如次甲基蓝与基蓝与BF4-
19、、罗丹明、罗丹明B与与AuCl4-,四苯胂四苯胂(C6H5)4As+与与WO42-;金属大络阳离子金属大络阳离子(Cu+-新亚铜灵络阳离子与新亚铜灵络阳离子与Cl-)及季铵及季铵盐与阴离子或金属络阴离子形成的缔合物。盐与阴离子或金属络阴离子形成的缔合物。第二十二页，讲稿共五十二页哦中中性性有有机机溶溶剂剂分分子子通通过过配配位位原原子子与与金金属属离离子子键键合合，而溶于该有机溶剂中，从而实现萃取。而溶于该有机溶剂中，从而实现萃取。如如，磷磷酸酸三三丁丁酯酯(TPB)在在盐盐酸酸介介质质中中萃萃取取Fe3+,FeCl33TPB 杂多酸萃取体系杂多酸萃取体系c 溶剂化合物萃取体系溶剂化合物萃取体
20、系第二十三页，讲稿共五十二页哦在在HCl溶溶液液中中乙乙醚醚萃萃取取FeCl4-,乙乙醚醚与与H形形成成(CH3CH2)2OH+,它它与与FeCl4-形形成成缔缔合合物物(CH3CH2)2OH+FeCl4-。在在这这里里乙乙醚醚既既是是萃萃取取剂剂又又是是萃萃取取溶溶剂剂。如如此此的的还还有有甲甲基基异异丁丁基基酮酮，乙乙酸酸乙乙酯酯等等。含氧有机溶剂化合物成盐的能力大小为：含氧有机溶剂化合物成盐的能力大小为：R2OROHRCOOHRCOORRCORRCHO也有把该体系列入离子缔合萃取体系。也有把该体系列入离子缔合萃取体系。d 共价化合物萃取体系共价化合物萃取体系 也叫简单分子萃取体系，如也叫
21、简单分子萃取体系，如I2,Br2,GeCl4,OsO4等不带电荷，在等不带电荷，在水溶液中以分子形式存在，可为水溶液中以分子形式存在，可为CCl4,C6H6等萃取等萃取 第二十四页，讲稿共五十二页哦a 萃取剂的选择萃取剂的选择 螯合物稳定，疏水性强，萃取率高螯合物稳定，疏水性强，萃取率高 b 溶液的酸度溶液的酸度 酸酸度度影影响响萃萃取取剂剂的的离离解解，络络合合物物的的稳稳定定性性，金金属属离离子的水解子的水解5 萃取条件的选择萃取条件的选择c 萃取溶剂的选择萃取溶剂的选择l金金属属络络合合物物在在溶溶剂剂中中有有较较大大的的溶溶解解度度，尽尽量量采用结构与络合物结构相似的溶剂，采用结构与络
22、合物结构相似的溶剂，l萃萃取取溶溶剂剂的的密密度度与与水水溶溶液液的的密密度度差差别别要要大大,粘粘度度要要小，易分层。小，易分层。l毒性小，最好无毒，并且挥发性小。毒性小，最好无毒，并且挥发性小。第二十五页，讲稿共五十二页哦6 萃取方法及分析化学中的应用萃取方法及分析化学中的应用萃取方法萃取方法 单级萃取单级萃取 连续萃取连续萃取多级萃取多级萃取萃取剂比水重萃取剂比水重 萃取剂比水轻萃取剂比水轻 索氏萃取器索氏萃取器第二十六页，讲稿共五十二页哦7 固相萃取和固相微萃取固相萃取和固相微萃取固相萃取：液固相萃取：液-固分离固分离分离载体一般为硅氧基甲烷，颗粒直径分离载体一般为硅氧基甲烷，颗粒直径
23、40-80 m mm选适宜选适宜SPE管管加入样品溶液到载体加入样品溶液到载体洗涤除去共存物洗涤除去共存物洗脱待分离物质洗脱待分离物质润湿载体润湿载体一般程序为：一般程序为：第二十七页，讲稿共五十二页哦固相微萃取技术固相微萃取技术 始于始于1992年，年，(加拿大的加拿大的Janusz Pawliszyn)第二十八页，讲稿共五十二页哦原理：原理：超临界流体萃取超临界流体萃取:气气-固萃取固萃取 萃取剂萃取剂:超临界条件下的气体超临界条件下的气体 粘粘度度低低，接接近近零零的的表表面面张张力力，比比很很多多液液体体容容易易渗渗透透固固体颗粒，易于除去。体颗粒，易于除去。8 超临界流体萃取超临界流
24、体萃取超临界萃取分离设备组成及流程：超临界萃取分离设备组成及流程：第二十九页，讲稿共五十二页哦超临界流体超临界流体:1822年年,Baron C.Cagnaird 发发现现，如如果果加加热热某某气气体体在在一一定定的的温温度度以以上上时时，无无论论施施加加多多大大的的压压力力都都不不能能迫迫使使该该气气体体成成为为液液体体，那那个个温温度度叫叫临临界界温温度度。在在这这个个温温度度使使气气体体变变为为液液体体的的最最低低压压力力，叫叫临界压力临界压力。在这个条件以上的任意气体知道处于超临界。在这个条件以上的任意气体知道处于超临界。第三十页，讲稿共五十二页哦一些气体的临界温度和压力一些气体的临界
25、温度和压力第三十一页，讲稿共五十二页哦离离子子交交换换分分离离法法：利利用用离离子子交交换换剂剂与与溶溶液液中中的的离离子之间发生的交换反应进行分离的方法。子之间发生的交换反应进行分离的方法。11.5 离子交换分离法离子交换分离法第三十二页，讲稿共五十二页哦无机离子交换剂无机离子交换剂有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)1.离子交换剂的种类离子交换剂的种类特种树脂特种树脂螯合树脂螯合树脂大孔树脂大孔树脂萃淋树脂萃淋树脂纤维素交换剂纤维素交换剂负载螯合剂树脂负载螯合剂树脂阳离子交换树脂阳离子交换树脂阴离子交换树脂阴离子交换树脂强酸性阳离子交换树脂强酸性阳离子交换树脂弱酸性阳离
26、子交换树脂弱酸性阳离子交换树脂强碱性阴离子交换树脂强碱性阴离子交换树脂弱碱性阴离子交换树脂弱碱性阴离子交换树脂R-SO3H树脂树脂,如国产如国产732R-COOH,R-OH 树脂树脂R4 N+Cl-树脂树脂-NH2,-NHR,-NR2 树脂树脂第三十三页，讲稿共五十二页哦2 离子交换树脂的结构与性质离子交换树脂的结构与性质 高分子聚合物，具有网状结构，稳定性好。在网状结构的骨架上高分子聚合物，具有网状结构，稳定性好。在网状结构的骨架上连接有活性基团，如连接有活性基团，如-SO3H,-COOH,-N(CH3)3Cl等，它们可以与等，它们可以与溶液中的离子进行交换。溶液中的离子进行交换。离子交换的
27、过程：离子交换的过程：R-SO3H+Na+R-SO3Na+H+R-N(CH3)3Cl+OH-R-N(CH3)3OH+Cl-第三十四页，讲稿共五十二页哦交交联联度度:树树脂脂合合成成中中，二二乙乙烯烯苯苯为为交交联联剂剂，树树脂脂中中含含有有二二乙乙烯烯苯苯的的百百分分率率就就是是该该树树脂脂的的交交联联度度。交交联联度度小小，溶溶涨涨性性能能好好，交交换换速速度度快快，选选择择性性差，机械强度也差；差，机械强度也差；交联度大的树脂优缺点正相反。交联度大的树脂优缺点正相反。一般一般414适宜。适宜。交交换换容容量量:每每克克干干树树脂脂所所能能交交换换的的物物质质的的量量(mmol)。一一般树脂
28、的交换容量般树脂的交换容量36mmol/g。第三十五页，讲稿共五十二页哦离离子子在在离离子子交交换换树树脂脂上上的的交交换换能能力力，与与离离子子的的水水合合离离子半径、电荷与离子的极化程度有关。子半径、电荷与离子的极化程度有关。3 离子交换树脂的亲合力离子交换树脂的亲合力 强酸性阳离子交换树脂强酸性阳离子交换树脂 Li+H+Na+NH4+K+Rb+Cs+Ag+Tl+U(VI)Mg2+Zn2+Co2+Cu2+Cd2+Ni2+Ca2+Sr2+Pb2+Ba2+Na+Ca2+Al3+Th4+对于弱酸性阳离子交换树脂，对于弱酸性阳离子交换树脂，H的亲合力大于阳离子的亲合力大于阳离子 水合离子半径水合离
29、子半径,电荷电荷,离子的极化程度离子的极化程度,亲和力亲和力a 阳离子交换树脂阳离子交换树脂第三十六页，讲稿共五十二页哦b.阴离子交换树脂阴离子交换树脂强碱型阴离子交换树脂强碱型阴离子交换树脂F-OH-CH3COO-HCOO-Cl-NO2-CN-Br-C2O42-NO3-HSO4-I-CrO42-SO42-Cit.强碱型阴离子交换树脂强碱型阴离子交换树脂F-Cl-BrI-CH3COO-MoO42-PO43-AsO43-NO3-Tart.CrO42-SO42-OH-第三十七页，讲稿共五十二页哦操作操作4 离子交换分离操作与应用离子交换分离操作与应用应用应用装柱装柱离子交换离子交换洗脱洗脱树脂再生
30、树脂再生制备去离子水制备去离子水微量组分富集分离（微量组分富集分离（Au,Pt,RE）阴阳离子分离阴阳离子分离 第三十八页，讲稿共五十二页哦11.6 色谱分离色谱分离色谱是一种多级分离技术基于被分离物质分子在两相色谱是一种多级分离技术基于被分离物质分子在两相（一为固定相，一为流动相）中分配系数的微小差别进（一为固定相，一为流动相）中分配系数的微小差别进行分离。行分离。固定相固定相 流动相流动相色谱柱色谱柱被分离组分被分离组分第三十九页，讲稿共五十二页哦色谱法液相色谱法气相色谱法平板色谱法柱色谱法薄层色谱法纸色谱法气液色谱法气固色谱法分配色谱法吸附色谱法离子交换色谱法排阻色谱法超临界流体色谱法亲
31、和色谱法第四十页，讲稿共五十二页哦1 萃取色谱萃取色谱溶溶剂剂萃萃取取原原理理与与色色谱谱分分离离技技术术相相结结合合的的液液相相分分配配色色谱谱，又又称反相分配色谱。称反相分配色谱。多用于无机离子的分离。多用于无机离子的分离。以以涂涂渍渍或或吸吸留留于于多多孔孔、疏疏水水的的惰惰性性支支持持体体的的有有机机萃萃取取剂剂为固定相，以无机化合物水溶液为流动相为固定相，以无机化合物水溶液为流动相支支持持体体材材料料有有：硅硅藻藻土土、硅硅胶胶、聚聚四四氟氟乙乙烯烯及及聚聚乙乙烯烯-乙酸乙烯酯共聚物，活性碳纤维。乙酸乙烯酯共聚物，活性碳纤维。惰惰性性多多孔孔且且孔孔径径分分布布均均匀匀，比比表表面面
32、大大，在在流流动动相相中中不不膨膨胀胀，不吸附水溶液中的离子不吸附水溶液中的离子如如正正辛辛胺胺-纤纤维维素素分分离离Th,Zr,U(10M HCl,6M HCl,0.05 M HCl 洗脱。洗脱。第四十一页，讲稿共五十二页哦2 薄层色谱和纸色谱薄层色谱和纸色谱 平面色谱平面色谱薄薄层层色色谱谱固固定定相相有有硅硅胶胶，活活性性氧氧化化铝铝及及纤纤维维素素并并铺铺在在玻玻璃璃板板上上。纸纸色色谱谱固固定定相相多多为为滤纸。滤纸。*流动相或展开剂：流动相或展开剂：正正相相薄薄层层色色谱谱中中为为含含有有少少许许酸酸或或碱碱的的有有机机溶溶剂剂；反反相相色色谱谱多多采采用用无无机机酸酸水水溶溶液液
33、。正正丁丁醇醇乙乙醇醇氨氨水水（9：1：0.5）分分离离显显色色剂剂AClP-pF纸色谱用无机酸水溶液或其与有机溶剂的纸色谱用无机酸水溶液或其与有机溶剂的混合物为流动相。乙醇混合物为流动相。乙醇2MHCl(9:1)分离分离La,Ce,Pm,Eu,Dy等；丁酮等；丁酮HF（6：1）单）单宁显色分离宁显色分离Nb和和Ta。第四十二页，讲稿共五十二页哦2 薄层色谱和纸色谱薄层色谱和纸色谱 平面色谱平面色谱薄层色谱纸色谱固定相吸附剂(硅胶,Al2O3,纤维素)滤纸上的水流动相展开剂展开剂载体玻璃片滤纸比比移移值值:样样品品点点中中心心到到原原点点距距离离(a)与与溶溶剂剂前前沿到原点距离沿到原点距离(
34、b)的比值。的比值。Rf=a/b=h/c第四十三页，讲稿共五十二页哦11.7 电泳和毛细管电泳分离电泳和毛细管电泳分离电电泳泳:在在电电场场作作用用下下，电电解解质质中中带带电电粒粒子子以以不不同同的的速速度度向电荷相反的方向迁移的现象。向电荷相反的方向迁移的现象。利利用用这这一一现现象象对对化化学学或或生生物物物物质质进进行行分分离离分分析析的的技技术常常称为电泳技术。术常常称为电泳技术。纸纸电电泳泳；薄薄层层电电泳泳；聚聚丙丙稀稀酰酰胺胺电电泳泳；琼琼脂脂糖糖电电泳泳等。等。等电聚焦电泳；等速电泳等电聚焦电泳；等速电泳柱状电泳；柱状电泳；U形电泳；高效毛细管电泳形电泳；高效毛细管电泳 第四
35、十四页，讲稿共五十二页哦高效毛细管电泳分离高效毛细管电泳分离 在充有电解质溶液的毛细管两端施加高电压，溶解在在充有电解质溶液的毛细管两端施加高电压，溶解在电解质中的物质组分根据电位梯度及离子淌度的差别，得电解质中的物质组分根据电位梯度及离子淌度的差别，得以电泳分离。以电泳分离。HV.高高压压电电源源；C.毛毛细细管管；E.电电极极槽槽；Pt.铂铂电电极极；D.检检测测器器；S.试试样样；DA.数据采集处理系统数据采集处理系统 第四十五页，讲稿共五十二页哦淌度与淌度与Zeta电势电势带电离子移动速度淌度带电离子移动速度淌度电场强度电场强度淌度淌度=(介电常数介电常数Zeta电势电势)/(4介质粘
36、度介质粘度)淌淌度度:溶溶质质在在给给定定缓缓冲冲溶溶液液中中单单位位时时间间间间隔隔和和单单位位电电场场强强度下移动的距离。度下移动的距离。带带电电粒粒子子和和毛毛细细管管内内壁壁表表面面电电荷荷形形成成双双电电层层的的Zeta电电势势的的大大小小与与粒粒子子表表面面的的电电荷荷密密度度有有关关，质质量量一一定定的的离离子子电电荷荷越越大大，Zeta电电势势越越大大；电电荷荷一一定定质质量量越越大大，Zeta电势越小。电势越小。第四十六页，讲稿共五十二页哦电渗流的淌度与管壁的电渗流的淌度与管壁的Zeta电势有关，电渗流在毛细管分电势有关，电渗流在毛细管分离中起重要作用，多数情况下电渗流流速是
37、电泳速度的离中起重要作用，多数情况下电渗流流速是电泳速度的57倍，在倍，在CE条件下，电渗流从阳极流向阴极，利用它可条件下，电渗流从阳极流向阴极，利用它可将正、负和中性离子一起朝一个方向产生速差迁移，进行将正、负和中性离子一起朝一个方向产生速差迁移，进行分离。分离。影响电渗流的因素有影响电渗流的因素有:电场强度、毛细管材料、溶液电场强度、毛细管材料、溶液pH值、电解质成分及浓度、温度、添加剂等。值、电解质成分及浓度、温度、添加剂等。电渗流电渗流电渗流电渗流:毛细管中液体在外加电场作用下相对于带电毛细管中液体在外加电场作用下相对于带电的管壁整体向一个方向移动。的管壁整体向一个方向移动。第四十七页
38、，讲稿共五十二页哦首先用于选矿首先用于选矿80年年代代，中中国国开开始始研研究究，用用于于微微量量元素的富集分离元素的富集分离离子浮选、沉淀浮选、溶剂浮选离子浮选、沉淀浮选、溶剂浮选原理原理:液体里的一和几个组分转移到液体里的一和几个组分转移到气泡表面，载有被分离组分的气泡进气泡表面，载有被分离组分的气泡进而聚集成泡沫到达液体上部，分离和而聚集成泡沫到达液体上部，分离和破裂泡沫，收集组分。破裂泡沫，收集组分。11.8 气浮分离法气浮分离法第四十八页，讲稿共五十二页哦1进气口；进气口；2浮选池；浮选池；3聚乙烯过滤器；聚乙烯过滤器；4泡沫；泡沫；5法法蓝盘；蓝盘；6试样、试剂导入口；试样、试剂导
39、入口；7硅相交；硅相交；8排出口；排出口；9接收器。接收器。第四十九页，讲稿共五十二页哦离离子子溶溶液液中中，加加入入适适当当络络合合剂剂，调调至至适适当当酸酸度度，生生成成络络合合物物离离子子，再再加加入入与与络络离离子子带带相相反反电电荷荷的的表表面面活活性性剂剂，形形成成离离子子缔合物，通入气体，鼓泡，吸附在气泡表面上浮至溶液表面。缔合物，通入气体，鼓泡，吸附在气泡表面上浮至溶液表面。影响因素有影响因素有 酸度；表面活性剂；离子强度；络合剂；气泡大小酸度；表面活性剂；离子强度；络合剂；气泡大小HCl中，十六烷基吡啶，分离富集中，十六烷基吡啶，分离富集Zn2+(1.2mol/LHCl),S
40、b3+(0.75 mol/LHCl)、Bi3+(0.4 mol/LHCl).1 离子气浮分离法离子气浮分离法第五十页，讲稿共五十二页哦溶溶液液中中被被分分离离的的痕痕量量金金属属离离子子与与某某些些无无机机或或有有机机沉沉淀淀剂剂形形成成共共沉沉淀淀或或胶胶体体，加加入入与与沉沉淀淀或或胶胶体体带带相相反反电电荷荷的的表表面面活活性性剂剂，通通气气沉沉淀淀粘粘附附在在气气泡泡表表面面浮浮升升至至液液体体表面，与母液分离。表面，与母液分离。如如在在pH 5.59，在在捕捕集集剂剂（Fe(OH)3）存存在在下下，油油酸酸钠为起泡剂，富集水中钠为起泡剂，富集水中Tl32 沉淀气浮分离法沉淀气浮分离法
41、第五十一页，讲稿共五十二页哦在在含含有有被被分分离离组组分分的的水水溶溶液液上上部部覆覆盖盖一一层层与与水水不不混混溶溶的的有有机机溶溶剂剂，当当附附着着有有被被分分离离组组分分的的表表面面活活性性剂剂气气泡泡升升至至水水溶溶液液上上部部，气气泡泡就就会会溶溶入入有有机机相相或或悬悬浮浮在在两两相相界界面面成成为为第第三三相，从而分离。相，从而分离。溶剂气浮吸光光度法就是把溶剂气浮分离法与吸光光度溶剂气浮吸光光度法就是把溶剂气浮分离法与吸光光度法相结合，达到高灵敏选择性的测定痕量组分，如法相结合，达到高灵敏选择性的测定痕量组分，如Au(III)-I-次甲基蓝离子缔合体系的溶剂气浮吸光光度次甲基蓝离子缔合体系的溶剂气浮吸光光度法。法。3 溶剂气浮分离法溶剂气浮分离法第五十二页，讲稿共五十二页哦