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1、10.1 概述概述10.2 气态分离法气态分离法 Gas10.3 沉淀分离法沉淀分离法 Precipitation10.4 萃取分离法萃取分离法 extraction10.5 离子交换法离子交换法 Ion exchange10.6 色谱分离法色谱分离法Chromatography第十章第十章 分析化学中常用的分离和富集方法分析化学中常用的分离和富集方法Methods for Separation and Enrichment(Concentrate)110.1 概述概述定量分析过程：定量分析过程：取样取样溶样溶样消除干扰消除干扰 测定测定 计算计算 控制实验条件控制实验条件控制实验条件控制实验
2、条件 方法方法 掩蔽掩蔽 分离分离例：海水中例：海水中 U（IV)的测定的测定 C=12g U()/L 不易测量不易测量 富集富集:C=200 400 g/L 可准确测定可准确测定考虑方法的灵敏度考虑方法的灵敏度富集痕量组分富集痕量组分enrichment 2气液分离气液分离：挥发和蒸馏挥发和蒸馏 克氏定氮法，克氏定氮法，Cl2预氧化预氧化I-法法液液分离液液分离螯合物萃取螯合物萃取离子缔合物萃取离子缔合物萃取三元络合物萃取三元络合物萃取支撑型液膜支撑型液膜乳状液型液膜乳状液型液膜生物膜生物膜萃取分离萃取分离 膜分离膜分离其他分离方法其他分离方法：萃淋树脂、螯合树脂、浮选、色谱分离法萃淋树脂、
3、螯合树脂、浮选、色谱分离法色谱色谱分离法：气相色谱法，液相色谱法、电泳分析法分离法：气相色谱法，液相色谱法、电泳分析法分分 离离 方方 法法固液分离固液分离沉淀分离沉淀分离离子交换分离离子交换分离氢氧化物：氢氧化物：NaOH、NH3硫化物：硫化物：H2S有机沉淀剂：有机沉淀剂：H2C2O4，丁二酮肟，丁二酮肟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固相萃取固相萃取气固分离气固分离超临界流体萃取超临界流体萃取31 1、对分离的要求、对分离的要求干扰组分减少至不再干扰被测组分的测定干扰组分减少至不再干扰被测组分的测定待测组分有效回收待测组分有效回收2、分离效果：分离效果：（101）
4、回收率越高越好回收率越高越好常量组分（常量组分（1）回收率应）回收率应99.9微量组分（微量组分（0.011）回收率应）回收率应99痕量组分（痕量组分（9095分离的意义分离的意义：消除干扰、富集微量待测组分消除干扰、富集微量待测组分4例例1：PbS作共沉淀载体，富集海水中的作共沉淀载体，富集海水中的Au（Au 0.2g.L-1 10L）富集后的）富集后的Au为为1.7 g，回收，回收 率？率？510.2 气态分离法气态分离法 P P340340P P343343自学自学 将液体或固体试样中的待测成分以气体形式分离将液体或固体试样中的待测成分以气体形式分离出去的方法。出去的方法。包括：挥发法包
5、括：挥发法 升华升华I2 蒸馏蒸馏6 11.3.1 氢氧化物沉淀分离法氢氧化物沉淀分离法两性元素两性元素：Pb2+,Zn2+,Al3+,Cr3+,Aslll，v，Snll，lv,Sb3+不不Ag+,Hg22+,Hg2+,Bi3+,Cd2+,Fe3+,Fe2+,Co2+,Ni2+,Mn2+,Ti(),Mg2+,稀土等定量稀土等定量CNaOH大时，部分大时，部分Ba2+,Sr2+,Ca2+，Cu2+部分部分 蛋白质的分离蛋白质的分离-调调pHpH至等电点至等电点10.3 沉淀分离法沉淀分离法据溶度积分步沉淀原理据溶度积分步沉淀原理据溶度积分步沉淀原理据溶度积分步沉淀原理1、NaOH（pH12pH1
6、2）分离两性与非两性元素分离两性与非两性元素7“小体积沉淀法小体积沉淀法”：即在尽量小的体积和尽量大的浓度时，同：即在尽量小的体积和尽量大的浓度时，同时加入大量无干扰作用的盐，使生成的沉淀含水量少，结构紧时加入大量无干扰作用的盐，使生成的沉淀含水量少，结构紧密，以减少对待测组分密，以减少对待测组分or干扰组分的吸附。干扰组分的吸附。NaOH大量大量NaCl吸附吸附Na+而不吸附而不吸附Al3+8 2、NH3-NH4Cl（pH=89）高价金属离子：高价金属离子：Hg2+,Al3+,Fe3+,Cr3+,Bi3+,Sb(),Sn4+,Ti4+,Zr(),Hf(),Th4+,V(),Nb(),Ta()
7、,Be2+等等定量定量M(OH)n分离氨络离子：分离氨络离子：Ag+,Cu2+,Cd2+,Co2+,Ni2+,Zn2+Ba2+,Sr2+,Ca2+,Mg2+,K+,Na+等等不不Pb2+,Mn2+,Fe2+部分沉淀部分沉淀使使pH89，防止，防止Mg(OH)2和和Al(OH)3溶解溶解促进胶体促进胶体凝聚并减少沉淀对杂质的吸附凝聚并减少沉淀对杂质的吸附沉淀经灼烧可除去铵离子沉淀经灼烧可除去铵离子9Al3+Co2+NH3-NH4ClpH=89O加加NH4+作用：作用：控制控制pH89，防止，防止Mg(OH)2，减，减少少Al(OH)3溶解溶解促进胶体促进胶体凝聚（电解质）并减少沉凝聚（电解质）并
8、减少沉淀对杂质的吸附（抗衡离子）（沉淀经灼烧可除去铵淀对杂质的吸附（抗衡离子）（沉淀经灼烧可除去铵离子）（氨水沉淀分离法中常加入大量离子）（氨水沉淀分离法中常加入大量NH4+盐，其作盐，其作用是什么？）用是什么？）10 有机碱及其共轭酸缓冲溶液有机碱及其共轭酸缓冲溶液(CH2)6N4(CH2)6N4H+；吡啶等；吡啶等 Al3+,Fe3+,Ti(),Th()等等M(OH)nMn2+,Co2+,Ni2+,Zn2+,Cd2+不不3 控制控制pH=56 ZnO悬浊液法悬浊液法高价离子高价离子Fe3+,Al3+,Cr3+,Th4+等定量等定量Ni2+,Co2+,Mn2+,Mg2+,Ca2+,Sr2+不
9、不1110.3.2 硫化物沉淀分离法硫化物沉淀分离法分离某些重金属离子分离某些重金属离子TAAH+中中H2SNH3 中中(NH4)2SOH-中中S2-1HCl+TAA，(90)沉淀剂：硫代乙酰胺（沉淀剂：硫代乙酰胺（TAA）控制酸度以控制控制酸度以控制S2-浓度浓度Ag+,Pb2+,Hg22+,Hg2+,Cu2+,Bi3+,Cd2+,As(,),Sb(,),Sn(,)MmSn（，组阳离子组阳离子）黑黑褐褐黄黄橙红橙红棕棕黄黄122.(NH3-NH4Cl)+TAA，,组阳离子组阳离子 Fe3+,Fe2+,Co2+,Ni2+,Zn2+,Mn2+MmSn黑黑白白肉肉Al3+,Cr3+Al(OH)3，
10、Cr(OH)3白白灰绿灰绿As,Sb,Sn()的的 MS 溶于过量溶于过量Na2S中中3.其它无机沉淀剂其它无机沉淀剂H2SO4，H3PO4，HF or NH4F，HCl（白）（白）稀稀HCl：Ag Hg22+Pb白白（组阳离子）组阳离子）HClAgCl,Hg2Cl2,PbCl2溶于热水溶于热水NH3Ag(NH3)2+Pb(OH)2 HgNH2Cl(白白)+Hg(黑黑)灰黑灰黑13无机沉淀剂无机沉淀剂:易产生共沉淀易产生共沉淀,选择性不高选择性不高;应首先沉淀微量组分应首先沉淀微量组分.练习：练习：分分析析岩岩石石中中的的Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+、Mn2+等等组组分分，为为 将将
11、 Fe3+、Al3+与与 Ca2+、Mg2+分分 离离，常常 使使 用用 NH3-NH4Cl体体系系，这这时时Mn将将留留在在何何处处？若若以以EDTA 滴滴定定法法测测定定Al3+、Fe3+以以及及Ca2+、Mg2+，让让Mn留留在在沉沉淀淀中中还还是溶液中为好？如何才能达到此目的？是溶液中为好？如何才能达到此目的？14答：答：Mn(OH)2部分沉淀，部分沉淀，Mn将分别存在于沉淀与溶液将分别存在于沉淀与溶液中。中。Mn不干扰不干扰Fe3+、Al3+测定，但却干扰测定，但却干扰Ca2+、Mg2+测测定定(EDTA络合滴定络合滴定)。应使应使Mn完全处于沉淀中完全处于沉淀中,可同时加可同时加H
12、2O2氧化氧化Mn2+为为Mn()MnO(OH)2 课下练习：大练习本课下练习：大练习本P112,二二.11215课堂训练：课堂训练：1.不能用热稀不能用热稀HCl分离的混合离子是分离的混合离子是A.Ag+，Hg22+；B.Hg22+，Pb2+；C.Ag+，Cd2+；D.Hg22+，Co2+2.能用过量能用过量NaOH溶液分离的混合离子是溶液分离的混合离子是A.Pb2+，Al3+；B.Al3+，Ni2+；C.Al3+，Zn2+；D.Pb2+，Cr3+3.能用能用pH=9的缓冲溶液分离的混合离子是的缓冲溶液分离的混合离子是A.Cu2+，Co2+；B.Fe3+，Ni2+；C.Cd2+，Ag+；D.
13、Ag+，Mg2+4.能用于能用于Pb2+和和Al3+分离的试剂是分离的试剂是A.稀稀H2SO4溶液；溶液；B.过量过量NaOH溶液；溶液；C.pH=9的缓冲液；的缓冲液；D.pH=9的的(NH4)2S溶液溶液5.能用过量能用过量NaOH溶液分离的混合离子是溶液分离的混合离子是A.Ag+，Sr2+；B.Ag+，Hg22+；C.Ag+，Ca2+；D.Ag+，Pb2+166.能用过量能用过量NaOH溶液分离的混合离子是溶液分离的混合离子是A.Zn2+，Be2+；B.Zn2+，Cd2+；C.Zn2+，Al3+；D.Zn2+，Cr3+7.能用过量能用过量NaOH溶液分离的混合离子是溶液分离的混合离子是A
14、.Co2+，Be2+；B.Al3+，Be2+；C.Cr3+，Be2+；D.Zn2+，Be2+8.能用能用pH=9的缓冲溶液分离的混合离子是的缓冲溶液分离的混合离子是A.Co2+，Ag+；B.Fe2+，Ag+；C.Mn2+，Ag+；D.Cd2+，Ag+9.能用能用pH=9的缓冲溶液分离的混合离子是的缓冲溶液分离的混合离子是A.Ca2+，Cu2+；B.Ag+，Cu2+；C.Zn2+，Cu2+；D.Al3+，Cu2+10.能用能用pH=9的缓冲溶液分离的混合离子是的缓冲溶液分离的混合离子是A.Co2+，Ca2+；B.Ni2+，Ag+；C.Mn2+，Ni2+；D.Ca2+，Cr3+17H2C2O4 :
15、分离分离Ca2+,Ba2+,Sr2+,Th4+（）与与Fe3+,Al3+,Zr4+10.3.3 有机沉淀剂有机沉淀剂 P345 种类多种类多,沉淀吸附无机杂质少沉淀吸附无机杂质少，选择性好选择性好,晶形好晶形好,过过量沉淀剂可灼烧除去。量沉淀剂可灼烧除去。在在1:9的的H2SO4 中，分离中，分离Fe3+、Ti4+、V(V)（）与与Al3+、Co2+、Cr3+、Ni2+N-ONH4N=O铜铁试剂铜铁试剂（N-亚硝基亚硝基-苯胲胺）苯胲胺）CupferronCupferron18铜试剂铜试剂（二乙基胺二硫代甲酸钠（二乙基胺二硫代甲酸钠,简称简称DDTC）分离重金属离子与分离重金属离子与Al3+、
16、稀土、碱土稀土、碱土金属。金属。NCSSNaC2H5C2H5在弱酸性溶液中只与在弱酸性溶液中只与Ni2+、Pd2+生成生成在在pH=9 NH3-NH4Cl中中,酒石酸酒石酸存在下存在下,与与Ni2+的反应几乎是的反应几乎是特效的特效的.丁二酮肟丁二酮肟CH3CCNOHNOHH3C19 通过控制通过控制pH和加入掩蔽剂，和加入掩蔽剂，使一些金属离子得到分离使一些金属离子得到分离.8羟基喹啉羟基喹啉 8-hydroquinolineNOH 不与不与Al3+生成生成，可与，可与Zn2+、Mg2+生成生成1甲基甲基8羟基喹啉羟基喹啉NOHCH320、痕量组分的共沉淀分离和富集、痕量组分的共沉淀分离和富
17、集 加入某种离子及沉淀剂加入某种离子及沉淀剂生成沉淀（作载体）生成沉淀（作载体）使痕量组分定量使痕量组分定量沉淀与母液分离后，溶解在少量沉淀与母液分离后，溶解在少量溶剂中，以达到分离和富集的目的。溶剂中，以达到分离和富集的目的。如：如：测水中测水中Pb2+，加入大量，加入大量Ca2+Na2CO3CaCO3微微量量PbCO3同时共沉淀，再溶于少量酸中。同时共沉淀，再溶于少量酸中。中国科技大：测定自来水中中国科技大：测定自来水中Pb2+时，通常向水中加时，通常向水中加入大量入大量 Na2CO3，其目的是什么？，其目的是什么？1、无机共沉淀剂、无机共沉淀剂CaCO3(Pb),Al(OH)3,Fe(O
18、H)3如以如以Fe(OH)3为载体，吸附富集工业废水中的为载体，吸附富集工业废水中的 UO22+，Al3+，Sn4+，Bi3+等。等。21丹宁丹宁,辛可宁，动物胶等辛可宁，动物胶等,可灼烧除去。可灼烧除去。无机共沉淀剂选择性差无机共沉淀剂选择性差,干扰下一步测定。干扰下一步测定。2、有机共沉淀剂、有机共沉淀剂（选择性高，选择性高，应用广）应用广）例例1：分离微量：分离微量H2WO4 HNO3介质中，介质中，H2WO4辛可宁。辛可宁。带负电胶粒，带负电胶粒，不易凝聚不易凝聚胶体凝聚胶体凝聚离子缔合物离子缔合物罗丹明阳离子罗丹明阳离子例例2：分离微量：分离微量cd22OHONiN CON CCH3
19、CH3HOCH3CCNNH3C 丁二酮肟丁二酮肟-Ni(内络盐不内络盐不例例3：分离微量：分离微量Ni与丁二酮肟二烷酯共与丁二酮肟二烷酯共“固体萃取剂固体萃取剂”23 2.利用络合掩蔽作用利用络合掩蔽作用 例：分离例：分离Ca2+、Mg2+过量过量(NH4)2C2O4Ca2+沉淀沉淀,Mg2+生成生成Mg(C2O4)22-10.3.5 提高沉淀分离的选择性提高沉淀分离的选择性1.控制酸度控制酸度:Pb2Ag+分离分离NaOH（pH12pH12）PbO22-AgO3.利用氧化还原反应利用氧化还原反应,改变离子存在状态改变离子存在状态Fe3+Cr3+NaOHH2O2Fe(OH)3CrO42-24练
20、习：练习：P377 37，114.NaOH+H2O2MnO(OH)2 Fe(OH)3 Mg(OH)2 Cu(OH)2NaOH较大较大 Ca(OH)2（少量）（少量）Fe(OH)3,Al(OH)3,Cr(OH)3,Mn(OH)23.Fe3+,Al3+,Ca2+,Mg2+,Mn2+,Cr3+,Cu2+,Zn2+NH3-NH4Cl pH=8-9255.a.求开始出现求开始出现Fe(OH)3时的时的pH Fe(OH)3 Fe3+3OH-b.Fe(OH)3 Al(OH)3 Ti(OH)4 ，Ca Mg 在滤液中。在滤液中。c.在滤液中在滤液中267.加入电解质加入电解质NH4Cl11.FeS2Na2O2
21、6.Cu合金合金Cu2+,Fe3+NH4SCN+盐酸羟胺盐酸羟胺45min,冷却冷却CuSCN+Fe2+或或Cu2+Fe3+NH3-NH4ClpH8-9Fe(OH)32710.4 萃取分离法萃取分离法10.4.1 液液萃取分离法液液萃取分离法Solvent extraction10.4.2 固相萃取和固相微萃取分离法固相萃取和固相微萃取分离法10.4.3 超临界流体萃取法超临界流体萃取法10.4.4 微滴萃取法微滴萃取法10.4.5 微波萃取分离法微波萃取分离法281 1、萃取分离的基本原理、萃取分离的基本原理10.4.1 液液萃取分离法液液萃取分离法梨形分液漏斗梨形分液漏斗梨形分液漏斗梨形分
22、液漏斗在含有被分离物质的水溶液中，加入在含有被分离物质的水溶液中，加入在含有被分离物质的水溶液中，加入在含有被分离物质的水溶液中，加入萃取剂和与水不相混溶的有机溶剂，萃取剂和与水不相混溶的有机溶剂，萃取剂和与水不相混溶的有机溶剂，萃取剂和与水不相混溶的有机溶剂，震荡，利用物质在两相中分配性质的震荡，利用物质在两相中分配性质的震荡，利用物质在两相中分配性质的震荡，利用物质在两相中分配性质的不同，使某些组分进入有机相中，而不同，使某些组分进入有机相中，而不同，使某些组分进入有机相中，而不同，使某些组分进入有机相中，而另一些组分仍留在水相中，从而达到另一些组分仍留在水相中，从而达到另一些组分仍留在水
23、相中，从而达到另一些组分仍留在水相中，从而达到分离的目的。分离的目的。分离的目的。分离的目的。29用用用用CCICCI4 4萃取萃取萃取萃取I I2 2水相水相CCICCI4 4相相30萃取过程的本质萃取过程的本质：将物质由亲水性转化为疏水性化合：将物质由亲水性转化为疏水性化合 物，而进入有机相的过程。物，而进入有机相的过程。亲水性亲水性 hydrophilichydrophilic：离子型化合物、极性物质离子型化合物、极性物质(含亲水基含亲水基 团团-OH,-SO3H,-NH2)，易溶于水，难溶于有机溶剂。，易溶于水，难溶于有机溶剂。疏水性疏水性hydrophobichydrophobic：
24、共价化合物、弱极性或非极性物质共价化合物、弱极性或非极性物质 (含疏水基团含疏水基团-CH3,苯基苯基)，如酚酞，如酚酞,油脂等难溶于水油脂等难溶于水 而易溶于有机溶剂。而易溶于有机溶剂。依据：依据：“相似相溶相似相溶”原理原理,物质在极性不同的溶剂中溶解度不同。物质在极性不同的溶剂中溶解度不同。31反萃取反萃取Back extractionBack extraction：将物质由有机相再转入水相将物质由有机相再转入水相 如萃取如萃取Ni2+：pH=8-9 NH3-NH4Cl丁二酮肟丁二酮肟Ni可被可被CHCl3萃取萃取Ni2+丁二酮肟丁二酮肟亲水性亲水性疏水性疏水性丁二酮肟丁二酮肟Ni0.5
25、1mol.L-1HClNi2+水相水相CHCl3相相丁二酮肟丁二酮肟 萃取剂萃取剂萃取剂萃取剂CHClCHCl3 3 萃取溶剂萃取溶剂萃取溶剂萃取溶剂(溶解萃取剂溶解萃取剂溶解萃取剂溶解萃取剂,稀释剂稀释剂稀释剂稀释剂)322、分配定律、分配系数和分配比、分配定律、分配系数和分配比（1）分配系数：）分配系数：KDA水水 A有有适用范围适用范围（1）稀溶液）稀溶液（2）溶质在萃取过程中只存在一种型）溶质在萃取过程中只存在一种型 体。如用体。如用CCl4萃取萃取I2woA 有机相有机相A 水相水相 严格说严格说：（102）分配定律分配定律一定温度下一定温度下热力学常数热力学常数33I2O(g/L)
26、25.61 0.2913 87.9 16.54 0.1934 85.5 10.88 0.1276 85.3 6.97 0.0818 85.2I2W(gL-1)碘在碘在CCl4H2O中的分配（中的分配（25）KD34（2）分配比）分配比 D（113）符合分配定律符合分配定律:不符合分配定律：不符合分配定律：KDDHA(w)HA(o)HA(w)HA(o)K Ka aA A(HA)(HA)i i缔合缔合缔合缔合D要大于要大于10分配比随萃取条件变化分配比随萃取条件变化353、萃取百分率、萃取百分率 E（104）（105）DED一定，一定，E增大萃取率增大萃取率增大萃取率增大萃取率减小相比减小相比减小
27、相比减小相比增加萃取次数增加萃取次数增加萃取次数增加萃取次数相比相比 36设原水样设原水样VwmL，内含，内含m0g被萃取物，用被萃取物，用VomL溶剂萃取一次后，溶剂萃取一次后，水相中剩余被萃取物水相中剩余被萃取物m1g，进入有机相，进入有机相(m0-m1)g，则，则用用VomL溶剂连续萃取溶剂连续萃取n次，水相中剩余被萃取物次，水相中剩余被萃取物（106）萃取次数与萃取率的关系：萃取次数与萃取率的关系：1）多次连续萃取，可提高）多次连续萃取，可提高E2 2）萃取原则：少量多次）萃取原则：少量多次）萃取原则：少量多次）萃取原则：少量多次37例例1.有有100ml含含I2 10mg的水溶液，用
28、的水溶液，用90mlCCl4分别按下分别按下列情况萃取（列情况萃取（1）全量一次萃取（）全量一次萃取（2）每次用）每次用30mL分三分三次萃取。求萃取百分率各为多少。已知次萃取。求萃取百分率各为多少。已知D85解解（1 1）38例例2（P378 3T）解：解：D=99 m0=10mg(1)(2)即进入到水相中即进入到水相中Fe3+有多少有多少39例例3.吡啶是一弱碱，在水中有下列平衡：吡啶是一弱碱，在水中有下列平衡：N+H2O N+H+OH-吡啶在水和吡啶在水和CHCl3间的分配系数为：间的分配系数为：（只有一种型体）（只有一种型体）求求pH4.00时，吡啶在水和时，吡啶在水和CHCl3间的分
29、配比。间的分配比。40解：解：pH4.00 OH-1.010-1041小结小结:pH4 ROH pH9.5 选择性好选择性好,可分离各种有机碱及氨基酸。但可分离各种有机碱及氨基酸。但对对 H+亲合力大亲合力大,不适用于强酸溶液。易用酸洗脱不适用于强酸溶液。易用酸洗脱。58强碱型：强碱型：R N(CH3)3Cl pH=0-14弱碱型：弱碱型：R NH2，RNHCH3 pH=0-7RN(CH3)2 pH 1说明什么？说明什么？KB/A1说明什么？说明什么？树脂的选择性系数树脂的选择性系数2、影响亲和力的因素影响亲和力的因素水合离子半径越小，电荷越高，其亲和力越大。水合离子半径越小，电荷越高，其亲和
30、力越大。65不同价态离子，电荷越高，亲和力越大。不同价态离子，电荷越高，亲和力越大。Na+Ca2+Al3+Th（IV）相同价态离子水合离子半径越小相同价态离子水合离子半径越小,亲和力越大。亲和力越大。一价阳离子一价阳离子:Li+H+Na+NH4+K+Rb+Cs+Ag+Tl+二价阳离子：二价阳离子：UO22+Mg2+Zn2+Co2+Cu2+Cd2+Ni2+Ca2+Sr2+Pb2+Ba2+稀土元素稀土元素:亲和力随原子序数增大而减小。亲和力随原子序数增大而减小。La3+Ce3+Pr3+Nd3+Sm3+Eu3+Gd3+Tb3+Dy3+Y3+Ho3+Er3+Tm3+Yb3+Lu3+Sc3+(1)强酸型
31、阳离子交换树脂强酸型阳离子交换树脂3.树脂对离子的亲和力顺序树脂对离子的亲和力顺序 P36366(2)弱酸型阳离子交换树脂弱酸型阳离子交换树脂同强酸型同强酸型,但对但对H+的亲和力比其它阳离子大。的亲和力比其它阳离子大。(3)强碱型阴离子交换树脂强碱型阴离子交换树脂F-OH-CH3COO-HCOO-C1-NO2-CN-Br-C2O42-NO3-HSO42-I-CrO42-SO42-柠柠檬酸根离子檬酸根离子(4)(4)弱碱型阴离子交换树脂弱碱型阴离子交换树脂F-C1-Br-I-CH3COO-Mo052-P043-AsO43-NO3-酒石酸根离子酒石酸根离子CrO42-SO42-OH-6710.5
32、.3 离子交换分离操作技术离子交换分离操作技术1、树脂的选择和处理、树脂的选择和处理（1）据分离对象的要求，选择适当类型和粒度的树脂）据分离对象的要求，选择适当类型和粒度的树脂如：测定钢铁中微量铝，用离子交换法消除铁的干扰。如：测定钢铁中微量铝，用离子交换法消除铁的干扰。将钢铁溶解，加入足量将钢铁溶解，加入足量NaCl（orHCl）使）使Fe3+转化为转化为 ，再通过，再通过阴离子交换树脂阴离子交换树脂，在，在流出液中测流出液中测Al3+。（2）净化、除杂质和转型）净化、除杂质和转型a.强酸型阳离子交换树脂：用强酸型阳离子交换树脂：用4mol.L-1HCl浸泡浸泡12天天用蒸馏水洗净用蒸馏水洗
33、净转化为转化为R-SO3H（H+型）型）b.强碱型阴离子交换树脂：用强碱型阴离子交换树脂：用NaOH浸泡浸泡12天天用用蒸馏水洗净蒸馏水洗净转化为转化为R-N+(CH3)3OH-（OH-型）型）682、装柱、装柱3、交换、交换离离子子交交换换树树脂脂玻璃纤维玻璃纤维交换柱交换柱当溶液中离子浓度相同时，亲和力大的优先被交换。当溶液中离子浓度相同时，亲和力大的优先被交换。69IVV0流出曲线流出曲线始始漏漏量量交换过程与总交换量交换过程与总交换量 exchange capacity总交换容量：总交换容量：指柱上树脂所能交换的总量指柱上树脂所能交换的总量始漏点：始漏点：流出液中流出液中 开始出现未被
34、交开始出现未被交 换的离子。换的离子。始漏量：始漏量：达始漏点时，被交换到柱子上的达始漏点时，被交换到柱子上的 离子的量（离子的量（mmolmmol）Na+，K先被交换到树脂上先被交换到树脂上用用HCl洗脱时，洗脱时，Na+先被洗脱，先被洗脱，K+后被洗脱。后被洗脱。练习：对强酸型阳离子交换树脂交换柱，下列离子用练习：对强酸型阳离子交换树脂交换柱，下列离子用 H洗脱的顺序是？洗脱的顺序是？Th4+，Na+，Ca2+，Al3+71强酸型阳离子交换树脂分离示例强酸型阳离子交换树脂分离示例H+,K+,Na+,Ag+的分离的分离亲和力：亲和力：H+Na+K+Ag+HCl交换交换 exchange游离状
35、态游离状态72洗脱洗脱 elute H+Na+K+Ag+CtNa+K+Ag+淋洗曲线淋洗曲线洗脱剂洗脱剂 eluant洗出液洗出液 eluate73通常阳离子交换树脂，用通常阳离子交换树脂，用HCl洗脱，洗脱后树脂转洗脱，洗脱后树脂转为为H+型。型。阴离子交换树脂，用阴离子交换树脂，用NaOH（NaCl or HCl）洗脱，）洗脱，洗脱后树脂转为洗脱后树脂转为OH-或或Cl-型。型。5 5、树脂的再生、树脂的再生阳离子交换树脂，用阳离子交换树脂，用3mol.L-1 HCl处理，转化为处理，转化为H+型。型。阴离子交换树脂，用阴离子交换树脂，用1mol.L-1 NaOH处理，转化为处理，转化为O
36、H-型型7410.5.4 离子交换分离法的应用离子交换分离法的应用1、制备去离子水、制备去离子水H+OH-阳阳离离子子交交换换阴阴离离子子交交换换R-SO3H+M+R-SO3M +H+RN+H3OH-+X-RN+H3X-+OH-H+OH-H2O除去水中的杂质离子除去水中的杂质离子去离子水去离子水 de-ionized water752、微量组分的富集、微量组分的富集例：矿石中痕量铂、钯的富集与测定例：矿石中痕量铂、钯的富集与测定Pt(IV)Pd(II)Cl-PtCl62-PdCl42-RN+(CH3)3OH-RN+(CH3)32PtCl62-RN+(CH3)32PdCl42-分光光度法测定分光
37、光度法测定高温灰化高温灰化王水浸取王水浸取3、不同离子的分离、不同离子的分离Cr3+CrO42-Al3+FeCl4-SO42-与与Fe3+，Al3+阴阳离子阴阳离子7610.6 液相色谱分离法液相色谱分离法色谱法（层析法、色层法）色谱法（层析法、色层法）Chromatography叶绿素的石油叶绿素的石油醚溶液醚溶液石油醚石油醚1906年年俄国植物学家俄国植物学家M.G.茨维特茨维特 CaCO3CaCO3 固定相固定相 stationary phase石油醚石油醚 流动相流动相 mobile phase77分离原理：其利用物质在两相中的分配系数（由物分离原理：其利用物质在两相中的分配系数（由物
38、理化学性质：溶解度、蒸汽压、吸附能力、离子交理化学性质：溶解度、蒸汽压、吸附能力、离子交换能力、亲和能力及分子大小等决定）的微小差异换能力、亲和能力及分子大小等决定）的微小差异进行分离。当互不相溶的两相做相对运动时，被测进行分离。当互不相溶的两相做相对运动时，被测物质在两相之间进行连续多次分配，这样原来微小物质在两相之间进行连续多次分配，这样原来微小的分配差异被不断放大，从而使各组分得到分离，的分配差异被不断放大，从而使各组分得到分离，作业作业：P379 1478色谱分离法的分类色谱分离法的分类（按流动相与固定相聚集态分类）（按流动相与固定相聚集态分类）气相色谱气相色谱液相色谱液相色谱超临界流
39、体色谱超临界流体色谱毛细管电泳毛细管电泳气气-固色谱固色谱气气-液色谱液色谱液液-固色谱固色谱液液-液色谱液色谱流动相：气体、液体、流动相：气体、液体、超临界流体超临界流体固定相：液体、固体固定相：液体、固体7910.6.1 纸上色谱分离法纸上色谱分离法 paper chromatography,PC 1 1、方法原理、方法原理固定相固定相：滤纸上吸着的水分：滤纸上吸着的水分(一般吸着约等于自身质一般吸着约等于自身质 量量2025的水分，其中约的水分，其中约6通过氢键通过氢键 与滤纸纤维羟基结合，不随流动相移动）与滤纸纤维羟基结合，不随流动相移动）流动相：有机溶剂流动相：有机溶剂分离机理：根据
40、不同物质在固定相和流动相间的分配分离机理：根据不同物质在固定相和流动相间的分配 系数不同而进行分离的。系数不同而进行分离的。80纸上色谱分离装置纸上色谱分离装置操作：点样、展开、干燥、显色测定（定性和定量）操作：点样、展开、干燥、显色测定（定性和定量）1.层析筒层析筒 2.滤纸滤纸 3.原点原点 4.展开剂展开剂 5.前沿前沿 6，7.斑点斑点812.比移值比移值 Rf将标准和样品的将标准和样品的 Rf 值进行比值进行比较，可以对样品进行较，可以对样品进行定性分析定性分析Rf=0 1Rf=0，表明在原点不动，表明在原点不动Rf=1，表明随溶剂一起移动，表明随溶剂一起移动定量分析定量分析a a为
41、斑点中心到原点的距离为斑点中心到原点的距离cmcmL L为溶剂前沿到原点的距离为溶剂前沿到原点的距离cmcml标标准准样样品品BbaA两组分的两组分的R Rf f值相差越大，分离效果越好值相差越大，分离效果越好823 3、应用、应用甘氨酸、丙氨酸和谷氨酸混合氨基酸的分离甘氨酸、丙氨酸和谷氨酸混合氨基酸的分离 展开剂：正丁醇：冰醋酸：水展开剂：正丁醇：冰醋酸：水4：1：2 显色：三茚酮显色：三茚酮葡萄糖、麦芽糖和木糖混合糖类的分离葡萄糖、麦芽糖和木糖混合糖类的分离 展开剂：正丁醇：冰醋酸：水展开剂：正丁醇：冰醋酸：水4：1：5 显色：用硝酸银氨溶液喷洒，即出现显色：用硝酸银氨溶液喷洒，即出现Ag
42、的褐色斑点。的褐色斑点。定性：由定性：由Rf值可判断是哪种糖；葡萄糖的值可判断是哪种糖；葡萄糖的Rf为为0.16，麦，麦芽糖的芽糖的Rf为为0.11木糖的木糖的Rf是是0.28。分离性质相近的金属元素，如矿石中铌分离性质相近的金属元素，如矿石中铌N(V)Ta(V)的分离的分离8310.6.2 薄层色谱法薄层色谱法TLC Thin-layer chromatography1 1、方法原理、方法原理固定相：固体吸附剂（硅胶、活性氧化铝、纤维素等）。固定相：固体吸附剂（硅胶、活性氧化铝、纤维素等）。制成糊状，均匀涂在平滑的玻璃板上，涂层厚度约制成糊状，均匀涂在平滑的玻璃板上，涂层厚度约 0.25mm
43、流动相：有机溶剂流动相：有机溶剂分离机理：吸附分离机理：吸附薄层板干燥，活化后，在下端用毛细管点样，放入盛有展开剂薄层板干燥，活化后，在下端用毛细管点样，放入盛有展开剂的密闭的层析缸中，试样各组分在两相间的密闭的层析缸中，试样各组分在两相间反复被溶解吸附反复被溶解吸附，易，易被吸附的组分移动慢，从而产生差速迁移而得到分离，各组分被吸附的组分移动慢，从而产生差速迁移而得到分离，各组分经显色后得不同斑点，可定量测定。经显色后得不同斑点，可定量测定。仍用比移值仍用比移值Rf衡量分离情况衡量分离情况84展开方法展开方法展开缸和展开槽展开展开缸和展开槽展开852 2、吸附剂和展开剂的选择原则、吸附剂和展
44、开剂的选择原则分离分离非极性组分非极性组分 用用活性强的吸附剂活性强的吸附剂非极性展开剂非极性展开剂极性组分极性组分 用用活性弱的吸附剂活性弱的吸附剂极性展开剂极性展开剂极性小的组分极性小的组分Rf大大极性大的组分极性大的组分Rf大大3、应用、应用硅硅胶胶G(G(含含煅煅石石膏膏作作粘粘合合剂剂)薄薄层层：用用适适当当展展开开剂剂分分离离各各种种有有机磷农药。机磷农药。用用硅硅胶胶G G薄薄层层，以以丙丙酮酮氯氯仿仿6 6：94)94)为为展展开开剂剂，分分离离和和测测定食品中黄曲霉定食品中黄曲霉B B1 1等致癌物质。等致癌物质。861.硅酸盐分析流程图试样Na2CO3熔融，稀HCl浸取，两
45、次蒸干脱水，溶解可溶性盐类后过滤。NaOH熔融，稀HCl浸取，蒸发至湿盐状态，动物胶凝聚，溶解可溶性盐类后过滤。沉淀（硅酸）不纯SiO2灼烧称重残 渣溶 液称重水浸取K2S2O7熔融，滤液稀释至一定体积K2S2O7法 或 EDTA法 测定 Fe2O3 EDTA法 测定Al2O3+TiO2 合量 H2O2比色法 测定 TiO2处理，灼烧HF-H2SO4 或EDTA法 连续测定Fe2O3,Al2O3,TiO2氨水法或铜试剂沉淀分离 沉淀（弃去）滤液EDTA法测定CaO+MgO合量EDTA法 测定 CaO滤液872.硅酸盐分析法1.称取两份试样，一份用KOH熔融后，用K2SiF6容量法测定SiO2。
46、另一份按下列分析方案进行。2.称取两份试样，按下述分析方案进行。883.水质分析流程图水质分析流程图0.45m滤膜悬浮物水样保存水样预处理酸化无机元素（污染元素）水样分析项目有机物污染综合指标DoCoDMnCoDCrBoD余氯NH3-N、P、S2-Hg2+、Cd2+、Cr3+、Cr6+、Pb2+、NO2-、CN-、F-、As3+、As5+89第第10章章 小结小结1、对分离效果的评价：分离效果，回收率、对分离效果的评价：分离效果，回收率2、沉淀分离法、沉淀分离法（1）NaOH NH4Cl-NH3-1HCl，TAA+NH4+-NH3 3、萃取分离、萃取分离基本理论：萃取的本质，基本理论：萃取的本
47、质，KD,D,E，及相互关系，及相互关系种类：螯合，离子缔合，简单分子，溶剂化合物种类：螯合，离子缔合，简单分子，溶剂化合物萃取条件与过程萃取条件与过程4、离子交换、离子交换基本理论：树脂的结构性能及性能参数，交联度，交换容量，基本理论：树脂的结构性能及性能参数，交联度，交换容量，始漏量，交换总容量；亲和力顺序及影响因素等始漏量，交换总容量；亲和力顺序及影响因素等离子交换剂：种类，交换反应。基本操作：洗脱离子交换剂：种类，交换反应。基本操作：洗脱应用：制备去离子水应用：制备去离子水905、色谱、色谱固定相和流动相固定相和流动相比移值比移值Rf的计算的计算91作业：作业：P378 4，8，12，
48、13T。练习：练习：大练习本大练习本 P 111-113 一、填空一、填空48，49 二、选择二、选择22，23，25，26，27，28，29，30分离度（分辨率）分离度（分辨率）P118 一、一、16，18，20 二、二、5，2092 参考书参考书1华中师大、东北师大编，分析化学（上），第华中师大、东北师大编，分析化学（上），第三三 版，高等教育出版社，版，高等教育出版社，2001。2武汉大学编，分析化学，第五版，高等教育出武汉大学编，分析化学，第五版，高等教育出版版 社，社，2011。3武汉大学武汉大学,中国科学技术大学中国科学技术大学,中山大学编，分析中山大学编，分析化化 学学，高等教育出版社，高等教育出版社 2000。4 华东理工大学分析化学教研组编，分析化学，华东理工大学分析化学教研组编，分析化学，第五版第五版,高等教育出版社高等教育出版社 2005。5 化学分离富集方法及应用编委会编化学分离富集方法及应用编委会编,化学分化学分离离 富集方法及应用富集方法及应用，中南工业大学出版社，中南工业大学出版社 2000。93