分析化学 第十二章 分析化学中的常用分离方法

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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

分析化学中常用的分离和富集方法1.蒸馏法:蒸馏是根据溶液中各组分的沸点差异来进行分离的方法。

通过加热混合液体使其汽化,然后再冷凝收集汽化物,从而分离不同沸点的组分。

蒸馏法适用于溶液中的挥发性组分富集和纯化。

2.萃取法:萃取是利用两种或多种不相溶液体的亲和性差异将待分析的组分从混合体系中转移到单一溶剂中的分离方法。

常见的有液液萃取和固相萃取。

萃取法适用于挥发性差异较小的物质分离。

3.结晶法:结晶是根据物质在溶液中的溶解度差异来进行分离的方法。

通过逐渐降低溶解度使其中一种或几种溶质结晶出来,从而实现分离和富集。

结晶法适用于固体组分富集和纯化。

4.洗涤法:洗涤是通过溶解或稀释洗涤剂来将带有目标分子的样品与杂质分离的方法。

洗涤法适用于固态、液态和气态混合物中分离和富集。

5.离子交换法:离子交换是通过离子交换树脂的吸附作用来分离和富集组分的方法。

树脂上的离子可与溶液中的离子发生交换,从而实现目标组分的富集。

离子交换法适用于溶液中离子的分离和富集。

6.气相色谱法:气相色谱是一种利用气相色谱柱对待分析物进行分离的方法。

根据化合物在不同固定相上的吸附特性差异进行分离和富集。

气相色谱法适用于气态和挥发性物质的分离和富集。

7.液相色谱法:液相色谱是一种利用液相色谱柱对待分析物进行分离的方法。

根据待分析物在流动相和固定相之间的分配系数差异进行分离和富集。

液相色谱法适用于液态和溶液中的分离和富集。

8.电泳法:电泳是一种利用电场对待分析物进行分离和富集的方法。

根据待分析物在电场中的迁移速度差异来分离和富集。

电泳法适用于溶液中离子和带电粒子的分离和富集。

以上是常见的分离和富集方法,每一种方法在不同场合的适应性和分离效果各有差异。

在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的方法。

不同的分析问题可能需要结合多种方法的优势来达到理想的分析结果。

分析化学中常用分离富集方法

分析化学中常用分离富集方法

分析化学中常用分离富集方法在分析化学中,常用的分离富集方法有溶剂萃取、吸附、离子交换、凝胶渗透层析、电动毛细管层析等。

这些方法根据分析样品的性质以及分离纯化的目的选择合适的方法。

下面将对这些方法进行详细介绍。

溶剂萃取是一种常用的分离富集方法,它基于溶液中不同物质的相溶性差异。

一般来说,溶液中的物质可以根据其分配系数(即溶于有机溶剂相对于水溶液中浓度比值)在两个不同的相中分散。

通过调整溶液的pH、温度或添加其他化学试剂,可以改变物质在两个相中的分配系数,从而实现分离富集功能。

溶剂萃取适用于分离大分子有机化合物、脂肪酸、金属离子等。

吸附是一种以吸附剂与待分离物质之间的吸附作用为基础的分离方法。

吸附剂可以是固体(如硅胶、活性炭、分子筛)或液体(如活性炭糊剂、萃取液)。

吸附分离原理包括亲和性吸附、离子交换吸附等。

亲和性吸附是通过亲和剂和待测物之间的特异性相互作用实现分离,如抗体-抗原、酶-底物、核酸-亲和基团的结合。

离子交换吸附是利用固定在吸附剂上的离子官能团与溶液中的离子发生相互作用实现分离,如阳离子交换剂、阴离子交换剂。

离子交换是利用带电荷的树脂与待分离物质之间的吸附-解吸作用,实现分离富集的方法。

树脂具有氧阴离子或聚合物等功能基团,它们可以与离子相互作用形成络合物,通过控制pH、离子浓度等参数的变化,实现离子交换和分离。

离子交换常用于水样中稀释度高的金属离子分离、无机阴阳离子的分离等。

凝胶渗透层析:是一种以凝胶为固定相进行分析的方法。

凝胶是由网状三维网络结构构成的,分子可以在凝胶孔隙中进行渗透和扩散。

样品进入凝胶后,分子的速率取决于其分子尺寸,较大的分子会被凝胶阻滞在孔隙中,而较小的分子则能够通过孔隙。

通过调节凝胶孔隙的大小和形状,可以实现对分子大小的选择性分离。

电动毛细管层析(CE)是近年来发展起来的一种高效分离富集方法。

它利用毛细管内的电细胞电动力学作用,使待分离物质在电场作用下,根据体积、电荷、形状等特性进行分离。

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

3 溶于CHCl3
亲水 水合离子的正电性被中 和,亲水的水分子被疏 水有机大分子取代
疏水
8-羟基喹啉
萃取剂
CHCl3
溶剂
3.反萃取
Back extraction
萃取的反过程(将组分从有机溶液中萃取到水溶液中)
如:8-羟基喹啉铝螯合物中加入1mol/L HCl
12
4. 分配系数与分配比 分配系数 partition coefficient HA (w) HA (o)
常用分离方法
沉淀分离法 溶剂萃取分离法
Precipitation Solvent extraction Ion exchange
离子交换分离法
色谱分离法
挥发和蒸馏分离法
Chromatography
Volatilization and distillation
11.3沉淀分离与富集 ——依据溶度积分硫酸盐、卤化物、磷酸盐等 有机沉淀剂:草酸、铜铁试剂、铜试剂、丁二酮肟、苦杏仁酸等
例如常见阳离子的两酸两碱分离
分组 组试剂 Ⅰ HCl Ag Hg (I) (Pb) Ⅱ H2SO4 Ca Sr Ba Pb Ⅲ NH4Cl - NH3 Ⅳ NaOH Ⅴ 可溶组* Na K Zn NH4+
萃取分离法 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,
震荡,利用物质在两相中的分配不同
的性质,使一些组分进入有机相中, 使另一些组分仍留在水相中,从而达
到分离的目的。
梨形分液漏斗
例:I2的萃取
11.4.1 萃取分离的基本原理
1. 萃取分离的依据 hydrophilic 物质 hydrophobic 亲水性 离子型化合物 极性

第十二章 复杂物质的综合分析及分析化学中常用的分离方法

第十二章 复杂物质的综合分析及分析化学中常用的分离方法

2.溶剂萃取分离
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,震荡, 利用物质在两相中的分配不同的性质, 使一些组分进入有机相中,使另一些组 分仍留在水相中,从而达到分离的目的。
梨形分液漏斗
溶剂萃取分离
萃取分离的基本原理
萃取分离的依据
物质
亲水性 离子型化合物 相互转换
疏水性 共价键化合物
(CH3CH2)2O + H+ = (CH3CH2)2O+H (CH3CH2)2O+H + FeCl4- = [(CH3CH2)2OH] +[FeCl4] -
被 (CH3CH2)2O 萃取
3.离子交换法
利用离子交换剂与溶液中的离子发生交换反应进行分离的方法, 称为离子交换分离法。 离子交换分离法分离效率高,既能用于带相反电荷的离子之间 的分离,还可用于带相同电荷或性质相近的离子之间的分离, 同时还广泛用于微量组分的富集和高纯物质的制备等。方法的 缺点是操作较麻烦,周期长。所以,分析化学中一般只用它来 解决一些比较困难的分离问题。
沉淀将痕量组分共沉淀分离富集。 利用生成混晶进行共沉淀分离
利用生成混晶对痕量组分进行共沉淀分离富集。例如利用 Pb2+与Ba2+生成硫酸盐混晶,用BaSO4共沉淀分离富集Pb2+。 有机共沉淀剂 a. 利用胶体的凝聚作用进行共沉淀:辛可宁,丹宁,动物胶; b. 利用形成离子缔合物进行共沉淀:甲基紫,孔雀绿,品红, 亚甲基蓝;
Db
表示相同条件下,两组分于同一萃取体系内在两相中分配比 的比值,当两分配比相差越大,分离因素就越大,分离效率高 萃取的选择性越好,两组分可以定量分离。
溶剂萃取分离 溶剂萃取的主要类型

化学中常用的分离方法

化学中常用的分离方法

化学中常用的分离方法化学中常用的分离方法:①蒸馏是一种基于液体混合物中各组分沸点差异来进行分离的技术,适用于沸点相差较大的液体混合物,例如工业酒精的提纯过程中会利用蒸馏来提高乙醇浓度,将乙醇与水以及其他杂质分开;②萃取利用溶质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度差异来实现物质的转移与分离,常见于从植物组织中提取精油或者药物成分时,通过选择合适的溶剂体系可以有效地将目标化合物与其他杂质分离;③结晶是通过控制溶液过饱和度促使固体从溶液中析出的过程,此方法广泛应用于制药行业以获取高纯度药物晶体,如阿司匹林的生产过程中会采用重结晶来纯化产品;④吸附法依靠固体吸附剂表面与待吸附物质之间作用力实现分离净化,活性炭作为常见吸附材料常用于去除水体中有机污染物以及脱色处理;⑤离子交换技术主要用于水处理领域中去除硬水中钙镁离子或者回收工业废水中有价值金属离子,该过程涉及固态树脂表面功能基团与溶液中特定离子发生可逆交换反应;⑥沉淀法通过加入试剂使溶液中某种成分转变为难溶化合物从而沉淀下来,进而达到分离目的,在分析化学实验中经常用于鉴定某些特定离子存在与否;⑦过滤操作简单直接,通过物理截留方式将固液两相分离,适用于含有较大颗粒杂质的混合物,比如在制备纯净水时去除悬浮物;⑧超滤利用半透膜允许小分子物质通过而截留大分子物质的特性,实现物质分级与浓缩,广泛应用于蛋白质溶液浓缩以及乳化液破乳等领域;⑨反渗透技术利用高压迫使水分子透过特制反渗透膜,而盐类等杂质则被截留下来,因此在海水淡化及工业纯水制备方面有着重要应用;⑩电泳根据带电粒子在电场作用下向相反电极迁移速度不同来分离分析物,特别适合于生物大分子如DNA RNA蛋白质等复杂样品的分析;⑪层析技术包括纸层析薄层层析柱层析等多种形式,其原理均为利用待分离组分与固定相之间相互作用力差异实现组分间分配系数不同进而依次洗脱,广泛用于复杂有机混合物中药效成分的分离纯化;⑫色谱法作为现代高效精密的分离手段之一,涵盖气相色谱液相色谱等不同类型,能够对微量甚至痕量组分进行高效快速定性定量分析,在环境监测食品安全等领域具有不可替代的作用;。

分析化学中物质的分离方法

分析化学中物质的分离方法
薄层色谱是在被洗涤干净的玻板(10 × 3cm 左 右)上均匀的涂一层吸附剂或支持剂,带干燥、活 化后将样品溶液用管口平整的毛细管滴加于离薄层板 一端约 1cm 处的起点线上,凉干或吹干后置薄层板于 盛有展开剂的展开槽内,浸入深度为 0.5cm 。待展开 剂前沿离顶端约 1cm 附近时,将色谱板取出,干燥 后喷以显色剂,或在紫外灯下显色。 1.2.2 TLC 展开剂的选择
第二章色谱分离方法
2.1 色谱分离法的原理ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ分类 色谱分离法(Ch rom atog r ap h ic Resolution,CR ):
也称色层分离或层析分离,在分析检测中常称为色谱 分析(Ch rom atog r ap h ic Analy sis, CA)它是一种物理 的分离方法,利用多组分混合物中各组分物理化学性 质(如吸附力,分子极性,分子形状和大小,分 子亲和力,分配系数等)的差别,使各组分以不同 程度分配在两个相中。其中一个相为固定的,称为 固定相;另一个相则 流 过 此 固定相,称为流动相。 当多组分混合物随流动相流动时,由于各组分物理化
生命科学仪器 2008 第 6 卷 / 12 月刊
综述
醇,乙酸乙酯等来调节,适用于蒽醌,香豆素,以 及一些极性较大的木质素和 tiel的分离;极性强的溶 剂由正丁醇和水组成,要同样靠甲醇,乙醇,乙酸乙 酯来调节,适用于极性很大的生物碱类化合物的分离。
很多时候,展开剂的选择要靠自己不断变换展开剂 的组成来达到最佳效果。一般把两种溶剂混合时,采 用高极性 /低极性的体积比为 1/3 的混合溶剂,如果 有分开的迹象,再调整比例(或者加入第三种溶剂),达 到最佳效果;如果没有分开的迹象(斑点较“拖”),最 好是换溶剂。对于在硅胶中这种酸性物质上易分解的 物质,在展开剂里往往加一点点三乙胺,氨水,吡啶 等碱性物质来中和硅胶的酸性。(选择所添加的碱 性物质,还必须考虑容易从产品中除去,氨水无疑是 较好的选择。)分离效果的好坏和所用硅胶和溶剂 的质量很有关系:不同厂家生产的硅胶可能含水量 以及颗粒的粗细程度,酸性强弱不同,从而导致产品 在某个厂家的硅胶中分离效果很好,但在另一个厂家 的就不行。溶剂的含水量和杂质含量对分离效果都有 明显的影响。温度,湿度对分离效果影响也很明显,在 实验中我们发现有时同一展开条件,上下午的R f截然 不同。

分析化学中常用的分离富集方法

分析化学中常用的分离富集方法

分析化学中常用的分离富集方法1.蒸馏法:蒸馏法是一种基于物质沸点差异的分离富集方法。

通过加热混合物,使成分具有不同沸点的组分分别转化为气态和液态,然后通过冷凝收集液态成分,从而实现分离。

蒸馏法广泛应用于分离液体的混合物,例如石油的分离和酒精的纯化。

2.萃取法:萃取法是一种基于物质在不同相中的分配系数差异的分离富集方法。

它通过萃取剂与混合物中其中一成分发生作用,将其从混合物中提取出来。

常用的萃取剂包括有机溶剂、水和金属络合剂等。

萃取法广泛应用于固体、液体或气体的分离富集,例如从矿石中提取金属离子、从天然产物中提取天然色素等。

3.结晶法:结晶法是一种基于物质在溶液中溶解度差异的分离富集方法。

通过逐渐降低溶液中的溶质浓度,使其超过饱和度,从而导致溶质结晶出来。

结晶法广泛应用于分离纯化固体物质,例如提取药物原料和脱盐。

4.吸附法:吸附法是一种基于物质在固体吸附剂表面吸附能力差异的分离富集方法。

通过将混合物与吸附剂接触,利用其表面活性或化学反应特性,将目标成分吸附在吸附剂上,然后通过洗脱、干燥等步骤分离目标成分。

常用的吸附剂包括硅胶、活性炭和分子筛等。

吸附法广泛应用于气体和溶液的分离富集,例如气体的净化和水处理。

5.色谱法:色谱法是一种基于物质在固相或液相载体上移动速度差异的分离富集方法。

它利用混合物成分在固定相和流动相之间相互作用的差异,通过在柱上或薄层上移动,分离各个组分。

常用的色谱法包括气相色谱法、液相色谱法和薄层色谱法等。

色谱法广泛应用于有机化合物和生物大分子的分离分析,例如对复杂的混合物进行定性和定量分析。

除了上述常用的分离富集方法,还有一些其他的方法如离子交换法、电泳法、过滤法等。

这些方法在不同的应用领域具有独特的优势和适用性。

分析化学中的分离富集方法是实现样品预处理、纯化和定性定量分析的基础,对于提高分析的准确性和灵敏度具有重要意义。

化学中分离的定义

化学中分离的定义

化学中分离的定义分离是化学中常用的一种操作方法,用于将混合物中的不同组分分开,以便进一步研究或利用。

分离方法的选择取决于混合物中组分的性质差异,常见的分离方法包括蒸馏、萃取、结晶、过滤等。

本文将对这些分离方法进行详细介绍。

蒸馏是一种常用的分离方法,它利用不同组分的沸点差异将混合物中的液体组分分离出来。

在蒸馏过程中,混合物被加热,液体组分沸腾后蒸发,然后冷凝成液体,在收集器中得到纯净的液体。

蒸馏适用于液体混合物的分离,如水和酒精的分离。

萃取是利用不同组分在不同溶剂中的溶解度差异来分离混合物的方法。

在萃取过程中,将混合物与适当的溶剂接触,使其中一个组分被溶解进溶剂中,从而实现分离。

例如,酚和水可以通过萃取分离,因为酚在有机溶剂中溶解度较高。

结晶是一种通过溶解度差异来分离混合物的方法。

在结晶过程中,将混合物溶解在适当的溶剂中,然后通过控制温度使其中一个组分结晶出来,从而分离出纯净的晶体。

结晶适用于固体混合物的分离,如盐和糖的分离。

过滤是利用不同组分的粒径差异来分离混合物的方法。

在过滤过程中,将混合物通过过滤纸或过滤器,其中较小的颗粒会被滤掉,而较大的颗粒则会被保留下来。

过滤适用于悬浮液或混合物中固体颗粒的分离。

除了上述常见的分离方法外,还有许多其他的分离方法,如离心、萃取色谱、电泳等。

离心是利用离心力将混合物中的组分分离出来,适用于悬浮液或混合物中颗粒的分离。

萃取色谱是利用不同组分在固定相和流动相中的分配系数差异来分离混合物,适用于复杂混合物的分离。

电泳是利用电场将混合物中的带电组分分离出来,适用于带电物质的分离。

分离是化学中常用的一种操作方法,用于将混合物中的不同组分分开。

根据混合物的性质差异,可以选择不同的分离方法,如蒸馏、萃取、结晶、过滤等。

这些方法的应用可以帮助化学家更好地研究和利用混合物中的各种组分。

通过熟练掌握这些分离方法,化学家们能够更好地开展实验工作,并为科学研究和工业生产做出贡献。

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第十二章 定量分析中的分离方法 (1~2学时)在络合滴定一章中讨论过用掩蔽方法消除干扰问题。

在实际工作中,单用掩蔽的方法有时难以消除干扰离子的影响,此时,需要选用适当的分离方法使待测组分与干扰组分分离;对于微量或痕量组分的测定,常需要富集后才能测定。

对于常量组分的分离和痕量组分的富集,总的要求是分离、富集要完全,即待测组分回收率要符合一定的要求。

对于含量大于1%的常量组分,回收率应接近100%;对于痕量组分,回收率可在90~110%之间,在有的情况下,例如待测组分的含量太低时,回收率在80~120%之间亦属符合要求。

§12-1 沉淀分离法沉淀分离法是利用反应使待测组分与干扰离子分离的方法。

常用的沉淀分离方法有:1 氢氧化物沉淀分离法使离子形成氢氧化物沉淀[如Fe(OH)3等]或含水氧化物(如SiO 2·H 2O 等)。

常用的沉淀剂有NaOH 、氨水、ZnO 等。

⑴ NaOH 溶液:通常用它可控制pH 值≥12,常用于两性金属离子和非两性金属离子的分离。

⑵ 氨和氯化铵缓冲溶液:它可将pH 值控制在9左右,常用来沉淀不与NH 3形成络离子的许多种金属离子,亦可使许多两性金属离子沉淀成氢氧化物沉淀。

⑶ 利用难溶化合物的悬浮液来控制pH 值:例如ZnO 悬浮液就是较常用的一种,ZnO 在水中具有下列平衡:ZnO + H 2OZn(OH)2 Zn 2+ + 2 OH - [Zn 2+][OH -]2 = Ksp [OH -]= ][2+Zn K sp当加ZnO 悬浮液于酸性溶液中,ZnO 溶解而使[OH -]达一定值时,溶液pH 值就为一定的数值。

例如[Zn 2+]=0.l mol ·L -1时,[OH -]= 1.0102.117-⨯=1.1×10-6 而当[Zn 2+]改变时,pH 值的改变极其缓慢。

一般讲,利用ZnO 悬浮液,可把溶液的pH 值控制在5.5~6.5。

其他如CaCO 3、MgO 等的悬浮液都可用以控制一定的pH 值。

氢氧化物沉淀分离法的选择性较差。

形成的沉淀多为是非晶形沉淀,共沉淀现象较为严重。

为了改善沉淀性能,减少共沉淀现象,沉淀作用应在较浓的热溶液中进行,使生成的氢氧化物沉淀含水分较少,结构较紧密,体积较小,吸附杂质的机会减小。

沉淀完毕后加入适量热水稀释,使吸附的杂质离开沉淀表面转入溶液,从而获得较纯的沉淀。

如果让沉淀作用在尽量浓的溶液中进行,并同时加入大量无干扰作用的盐类,即进行“小体积沉淀法”,可使吸附其他组分的机会进一步减小,沉淀较为纯净。

2 硫化物沉淀分离法能形成硫化物沉淀的金属离子约有40余种,由于它们的溶解度相差悬殊,因而可以通过控制溶液中[S2-]的办法使硫化物沉淀分离。

和氢氧化物沉淀法相似,硫化物沉淀法的选择性较差,硫化物系非晶形沉淀,吸附现象严重。

如果改用硫代乙酰胺为沉淀剂,利用硫代乙酰胺在酸性或碱性溶液中水解产生H+在或S2-进行均相沉淀,可使沉淀性能和分离效果有所改善。

3. 有机沉淀剂沉淀分离法近年来有机沉淀剂的应用已较普遍。

它的选择性和灵敏度较高,生成的沉淀性能好,显示了有机沉淀剂的优越性,因而得到迅速的发展。

有机沉淀剂与金属离子形成的沉淀主要有:⑴形成螯合物(即内给盐)沉淀:这类内络盐不带电荷,含有较多的憎水性基因,因而难溶于水。

这类有机沉淀剂所形成螯合物的溶解度大小及其选择性,都与沉淀剂本身的结构有关。

⑵形成缔合物沉淀:所用的有机沉淀剂在水溶液中离解成带正电荷或带负电荷的大体积离子。

沉淀剂的离子,与带不同电荷的金属离子或金属络离子缔合,成为不带电荷的难溶于水的中性分子而沉淀。

例如氯化四苯砷、四苯硼钠等,⑶形成三元络合物沉淀被沉淀的组分与两种不同的配位体形成三元混配络合物和三元离子缔合物。

形成三元络合物的沉淀反应不仅选择性好、灵敏度高。

而且生成的沉淀组成稳定、摩尔质量大,作为重量分析的称量形式也较合适,因而近年来三元络合物的应用发展较快。

三元络合物不仅应用于沉淀分离中,也应用于分析化学的其他方面,如分光光度法等。

4. 共沉淀分离法已知共沉淀现象是由于沉淀的表面吸附作用、混晶或固溶体的形成、吸留或包藏等原因引起的。

在重量分析中,由于共沉淀现象的发生,使所得沉淀混有杂质,因而要设法消除共沉淀现象。

但是,在分离方法中,却可以利用共沉淀现象分离和富集痕量组分。

⑴利用吸附作用进行共沉淀分离例如微量的稀土离子,用草酸难于使它沉淀完全。

若预先加入Ca2+,再用草酸作沉淀剂,则利用生成的CaC2O4作载体,可将稀土离子的草酸盐吸附而共同沉淀下来。

又如铜中的微量铝,氨水不能使铝沉淀分离。

若加入适量的Fe3+离子,则在加入氨水后,利用生成的Fe(OH)3作载体,可使微量的Al(OH)3共沉淀而分离。

⑵利用生成混晶进行共沉淀分离两种金属离子生成沉淀时如果它们的晶格相同,就可能生成混晶而共同析出。

例如痕量RaSO4可用BaSO4作载体,生成BaSO4和BaSO4的混晶共沉地得以富集。

海水中亿万分之一的Cd2+,可用SrCO3作载体,生成SrCO3和CdCO3混晶沉淀而富集。

这种共沉淀分离的选择性较好。

⑶利用有机共沉淀剂进行共沉淀分离有机共沉淀剂的作用机理和无机共沉淀剂不同,一般认为有机共沉淀剂的共沉淀富集作用是由于形成固溶体。

常用共沉淀剂有甲基紫、结晶紫、次甲基蓝、酚酞等。

由于有机共沉淀剂一般是大分子物质,它的离子半径,在其表面电荷较小,吸附杂质的能力较弱,因而选择性较好。

由于它是大分子物质,分子体积大,形成沉淀的体积亦较大,这对于痕量组分的富集很有利。

另外,存在于沉淀的有机共沉淀剂,在沉淀后可藉灼烧除去,不会影响后续分析。

§12-2 溶剂萃取分离法1分配系数,分配比和萃取效率,分离因数⑴分配系数溶剂萃取是基于各种不同物质,在不同溶剂中分配系数大小不等这一客观规律。

当溶质A同时接触两种互不混溶的溶剂时,如果一种是水,一种是有机溶剂,A就分配在这两种溶剂中。

A水A有当分配过程达到平衡时:[A]有/[A]水= K D这个分配平衡中的平衡常数称分配系数。

⑵分配比由于溶质A在一相或两相中,常会离解、聚合或与其他组分发生化学反应,情况较复杂,不能简单地用分配系数来说明整个萃取过程的平衡问题。

同时,分析工作者主要关心的是存在于两相中溶质的总量。

故引入分配比D这一参数。

分配比D是存在于两相中的溶质的总浓度之比,即:D=C有/C水C代表溶质以各种形式存在的总浓度。

只有在最简单的萃取体系中,溶质在两相中的存在形式又完全相同时,D= KD; 在实际情况中D≠KD。

⑶萃取效率当溶质A的水溶液用有机溶剂萃取时,如已知水溶液的体积为V水,有机溶剂的体积为V有,则萃取效率E(以百分率表示)应该等于:E% =(A在有机相水的总量/ A在两相中的总量)×100%= C有V有/(C水V水+ C有V有)×100% = D/[D+( V水/V有)] ×100%萃取效率由分配比D和体积比V水/V有决定。

D愈大,萃取效率愈高。

如果D固定,减小V水/V有,即增加有机溶剂的用量,也可提高萃取效率,但后者的效果不太显著。

且增加有机溶剂用量,将使萃取后溶质在有机相中浓度降低,不利于进一步分离和测定。

因此,对于分配比较小的溶质,一般采取分几次加入溶剂,连续几次萃取的办法,以提高萃取效率(即少量多次的原则)。

(见p431推导) ⑷ 分离因数 共存组分间的分离效果一般用分离因数β来表示。

β是两种不同组分分配比的比值。

分离因数β= D A /D B 。

若β>>1或β<<1,D A 和D B 相差很大,分离因数很大,两种物质可以定量分离;若β≈1,D A 和D B 相差不多,两种物质就难以完全分离。

2 萃取体系的分类和萃取条件的选择无机物只有少数如HgI 2、HgCl 2等可直接用有机溶剂萃取。

为使无机离子的萃取过程能顺利地进行,必须在水中加入某种试剂,使被萃取物质与试剂结合成不带电荷的、难溶于水而易溶于有机溶剂的分子。

这种试剂称萃取剂。

根据被萃取组分与萃取剂所形成的可被萃取分子性质的不同,可把萃取体系分类如下。

⑴ 形成内络盐的萃取体系 这种萃取体系在分析中应用最为广泛。

所用萃取剂一般是有机弱酸,也是螯合剂。

例如8-羟基喹啉,,与Pd 2+、Tl 3+、Fe 3+、Ga 3+、In 3+等离子生成的螯合物难溶于水,可用有机溶剂氯仿萃取。

这类萃取剂如以HR 表示,根据其与金属离子螯合和萃取过程可导出: D=K 萃n n H HR 水有][][萃取剂HR 愈易离解,它与金属离子所形成的螯合物MeR n 愈稳定;螯合物的分配系数愈大,而萃取剂的分配系数愈小,则萃取愈容易进行,萃取效率愈高。

对于不同的金属离子由于所生成螯合物合物的稳定性不同,螯合物在两相中的分配系数不同,因而选择和控制适当的萃取条件,包括萃取剂种类、溶剂种类、溶液酸度等,就可使不同的金属离子得以萃取分离。

适当降低溶液酸度可以显著提高萃取效率。

增加萃取剂用量虽然也可提高萃取效率,但不是可取的方法,因为一般萃取剂在有机溶剂中溶解度有限,且萃取剂一般价格较高。

而改变溶液酸度是比较简便有效的方法。

⑵ 形成离子缔合物的萃取体系 属于这一类的是带不同电荷的离子,互相缔合成疏水性的中性分子,而被有机溶剂所萃取。

例如用乙醚从HCl 溶液中萃取Fe 3+时,Fe 3+与Cl -络合成络阴离子FeCl 4-。

而溶剂乙醚可与溶液中的H +结合成阳离子与FeCl 4-络阴离予缔合成中性分子盐,可被有机溶剂乙醚所萃取。

⑶ 形成三元络合物的萃取体系 三元络合物具有选择性好、灵敏度高的特点,近年来发展较快。

如为了萃取Ag +,可使Ag +与邻二氮杂菲络合成络阳离子,并与溴邻苯三酚红的阴离子缔合成三元络合物。

在pH 7的缓冲溶液中,可被硝基苯萃取,然后在溶剂相中用光度法进行测定。

三元络合物萃取体系对于稀有元素、分散元素的分离和富集很起作用。

3. 有机物的萃取分离极性有机化合物和有机化合物的盐类,通常溶解于水而不溶于非极性有机溶剂中;非极性有机化合物则不溶于水,但可溶于非极性有机溶剂如苯、四氯化碳、环己烷等,因此根据相似相溶原则,选用适当溶剂和条件,常可从混合物中选择性萃取某些组分,从而达到分离目的。

§12-3 层析分离法层析分离法的最大特点是分离效率高,它能把各种性质表类似的组分彼此分离,而后分别加以测定,是一类重要而常用的分离手段。

1纸层析纸层析(纸上层析)是在滤纸上进行的色层分析法。

滤纸被看作是一种惰性载体,滤纸纤维素中吸附着的水分或其他溶剂,在层析过程中不流动,是固定相;在层析过程中沿着滤纸流动的溶剂或混合溶剂是流动相,又称展开剂。

试液点在滤纸上,在层析过程中,试液中的各种组分,利用其在固定相和流动相中溶解度的不同,即在两相中的分配系数不同而得以分离。

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