第32讲常用的分离和富集方法第1讲
分离与富集方法
分离与富集方法第一章绪论第一节．概述物质的分离富集是化学学科的重要研究内容之一。
回顾化学的发展历史便可发现：化学的发展离不开分离富集。
元素周期表中各个元素的发现，经典的化学分离和提纯方法都曾起过重要作用。
从本世纪开始、各种天然放射性元素的逐个发现，人工放射性元素的获得，原子核裂变现象的最终确证，各种超铀元素的制备和合成，几乎都离不开各种化学分离技术。
近年来生命科学的许多重要成就，也都与分离科学有着紧密联系。
在应用科学方面，各种分离技术的应用对于开发宝贵的地下资源起着重要的作用。
与能源密切相关的石油工业，其中每一重要生产环节，几乎都离不开分离技术。
原子能的利用是在解决了作为核燃料的铀和钚的提取以及铀同位素分离获得成功之后，才得以蓬勃发展的；近代材料科学(包括电子材料．光纤材料，超导材料，功能材料等)的研究，诸如超纯硅、锗及化合物半导体砷化稼、磷化稼的制备提纯和分析；高纯稀土及其化合物的分离提取与分析等等，均与精馏、区域熔融、溶剂萃取、离子文换、色谱等分离技术密切相关。
稀有、稀散、稀贵金属的分离提取和分析，也需采用各种先进的分离富集技术。
由此可见，分离富集技术内容极其丰富，已广泛应用于化学工业、选矿冶金、农业、医学等领域、并已形成一门独立的新学科——分离科学，成为自然科学和应用科学中的一个重要分支。
对物质的分离．罗尼(Rony)曾提出这样的定义：“分离是一种假设的状态，在这种状态下，物质被分开了，也就是说，合有m种化学组分的混合物被分成m个常量范围。
换言之，任何分离过程的目的就要把m个化学组分分成m种纯的形式，并把它们置于m个独立的容器中”。
这里用一种“假设的状态”，是因为从理论上讲，把一个混合物的组分进行完全的分离是不可能的。
所谓的已被分离的化合物或组分实际上并没有完全的分开。
即使是99.9999％的纯硅，也意味着有0.0001％的其它组分。
因此分离过程大致有两种情况，即组分离——把性质相似的组分一起分离；单一分离——把某一组分以纯物质形式分离。
分析化学中的分离与富集方法
分析化学中的分离与富集方法
1.蒸馏法：根据不同物质的沸点差异进行分离和富集。
常用的蒸馏方
法有常压蒸馏、减压蒸馏、水蒸气蒸馏等。
2.萃取法：利用两种或多种溶剂相互不溶的特性，将目标物质从混合
物中转移到溶剂中，从而达到分离和富集的目的。
典型的例子有固-液萃
取和液-液萃取。
3.变温结晶法：根据不同物质溶解度随温度变化的规律，通过调节温
度使目标物质结晶，从而将其与其他组分分离。
4.气相色谱法：利用物质在固定相和流动相之间的分配系数差异，以
气态物质的流动为介质，将目标物质从混合物中分离并富集。
1.沉淀法：通过在混合物中加入沉淀剂，使得目标物质与沉淀剂反应
生成不溶性沉淀，从而分离富集目标物质。
这种方法常用于分离金属离子。
2.化学还原法：通过还原剂将目标物质转化为不溶性化合物，从而使
其与混合物分离。
例如，将有机污染物还原为不溶性沉淀。
3.化学萃取法：利用目标物质与萃取剂之间的化学反应进行分离。
例如，萃取剂选择性地与目标物质发生络合反应，形成可溶性络合物，从而
将其与其他组分分离。
4.吸附分离法：通过吸附剂对目标物质的选择性吸附将其从混合物中
分离。
主要有固相萃取、层析和磁性吸附等方法。
以上仅是分析化学中常用的一些分离与富集方法，实际应用中还有很
多其他方法，如超临界流体萃取、电分离、膜分离等。
在实际的分析过程
中，要根据混合物的性质和目标物质的特点选择合适的方法，并合理优化条件，以提高分离效果和分析结果的准确性。
分析化学中常用的分离和富集方法
第8章 分析化学中常用的分离和富集方法8.1 概述分离和富集是定量分析化学的重要组成部分。
当分析对象中的共存物质对测定有干扰时，如果采用控制反应条件、掩蔽等方法仍不能消除其干扰时，就要将其分离，然后测定；当待测组分含量低、测定方法灵敏度不足够高时，就要先将微量待测组分富集，然后测定。
分离过程往往也是富集过程。
对分离的要求是分离必须完全，即干扰组分减少到不再干扰的程度；而被测组分在分离过程中的损失要小至可忽略不计的程度。
被测组分在分离过程中的损失，可用回收率来衡量。
1. 回收率（R ） 其定义为：%100⨯==分离前待测组分的质量分离后待测组分的质量R对质量分数为1%以上的待测组分，一般要求R >99.9%；对质量分数为0.01%~1%的待测组分，要求R >99%；质量分数小于0.01%的痕量组分要求R 为90%~95%。
例1. 含有钴与镍离子的混合溶液中，钴与镍的质量均为20.0mg ，用离子交换法分离钴镍后，溶液中余下的钴为0.20mg ，而镍为19.0mg,钴镍的回收率分别为多少？解：%0.10.2020.0 %,0.950.200.19Co Ni ====R R2. 分离因子S A/B分离因子S B/A 等于干扰组分B 的回收率与待测组分A 的回收率的比，可用来表示干扰组分B 与待测组分A 的分离程度。
%100/⨯=ABA B R R SB 的回收率越低，A 的回收率越高，分离因子越小，则A 与B 之间的分离就越完全，干扰消除越彻底。
8.2 沉淀分离法沉淀分离法是一种经典的分离方法，它是利用沉淀反应选择性地沉淀某些离子，而与可溶性的离子分离。
沉淀分离法的主要依据是溶度积原理。
沉淀分离法的主要类型如下表。
8.2.1常量组分的沉淀分离1. 氢氧化物沉淀分离大多数金属离子都能生成氢氧化物沉淀，各种氢氧化物沉淀的溶解度有很大的差别。
因此可以通过控制酸度，改变溶液中的[OH-]，以达到选择沉淀分离的目的。
分析化学课件常用的分离和富集方法
解：(1) 全量一次萃取： m0=10mg，V水=100mL，V有=90mL
水相中剩I余 2的的 质量为：
m1
m0(DV有 V水 V水)
10 100 0.13mg
8590100
Em0 m110% 0 100.1310% 0 98.7%
m0
10
26
例12-1 有100mL含I210mg的水溶液,用90mLCCl4 分别按下列情况萃取(D=85):(1)全量一次萃取; (2) 每次用30mL分3次萃取。求萃取率各为多少?
13
第三节 溶剂萃取分离法 萃取分离法 按二相状态分
液-液 萃取分离法
液-固 萃取分离法
气-液 萃取分离法
溶剂萃取分离法(液-液萃取分离法)：利用 物质对水的亲疏性不同而进行分离的一种方法。
物质易溶于水而难溶于非极性有机溶剂的性质称 为亲水性；
物质难溶于水而易溶于非极性有机溶剂的性质称 为疏水性。
解： m2m 0DV V 有 水 V水2m 0(D2 1 0 0100)20
m2 ( 100)2 m0 20D100
E m 0m 2 1m 2 1 ( 10)0 20 .9 m 0 m 0 D 2 0 100
设体积为V水的水溶液中含有质量为m0的A物质，
若用体积为V有的有机溶剂萃取一次，平衡时，水相
中剩余A的质量为m1，则萃取到有机相的A质量为 m0- m1。
则： D C 有 (m0 m1)/MV有 (m0 m1)/V有
C水
m1/MV水
m1 V水
V水 mL mo
故 m1 m0DV 有 V水 V水
V
酸盐、碳酸盐、草酸盐、磷酸盐、氢氧化物、硫化物
等。
12
二、有机沉淀剂分离法 与无机沉淀剂相比，有机沉淀剂的选择性和灵 敏度都较高，生成的沉淀纯净，溶解度小，易于过滤、 洗涤。所以，有机沉淀剂在沉淀分离法中的应用日益 广泛，有机沉淀剂的研究和应用是沉淀分离法的发展 方向。 有机沉淀剂按其作用原理分为：螯合物沉淀剂、 离子缔合物沉淀剂、三元络合物沉淀剂。
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．在分析化学中，为什么要进行分离富集？分离时对常量和微量组分的回收率要求如何？答：在定量分析，对于一些无法通过控制分析条件或采用掩蔽法来消除干扰，以及现有分析方法灵敏度达不到要求的低浓度组分测定，必须采用分离富集方法。
换句话说，分离方法在定量分析中可以达到消除干扰和富集效果，保证分析结果的准确性，扩大分析应用范围。
在一般情况下，对常量组分的回收率要求大于99.9%，而对于微量组分的回收率要求大于99%。
样品组分含量越低，对回收率要求也降低。
2．常用哪些方法进行氢氧化物沉淀分离？举例说明。
答：在氢氧化物沉淀分离中，沉淀的形成与溶液中的[OH-]有直接关系。
因此，采用控制溶液中酸度可使某些金属离子彼此分离。
在实际工作中，通常采用不同的氢氧化物沉淀剂控制氢氧化物沉淀分离方法。
常用的沉淀剂有：a 氢氧化钠：NaOH是强碱，用于分离两性元素（如Al3+，Zn2+，Cr3+）与非两性元素，两性元素的含氧酸阴离子形态在溶液中，而其他非两性元素则生成氢氧化物胶状沉淀。
b 氨水法：采用NH4Cl-NH3缓冲溶液（pH8-9），可使高价金属离子与大部分一、二金属离子分离。
c 有机碱法：可形成不同pH的缓冲体系控制分离，如pH5-6六亚甲基胺-HCl缓冲液，常用于Mn2+，Co2+，Ni2+，Cu2+，Zn2+，Cd2+与Al3+，Fe3+，Ti（IV）等的分离。
d ZnO悬浊液法等：这一类悬浊液可控制溶液的pH值，如ZnO悬浊液的pH值约为6，可用于某些氢氧化物沉淀分离。
3．某矿样溶液含Fe3+，A13+，Ca2+，Mg2+，Mn2+，Cr3+，Cu2+和Zn2+等离子，加入NH4C1和氨水后，哪些离子以什么形式存在于溶液中？哪些离子以什么方式存在于沉淀中？分离是否完全？答：NH4Cl与NH3构成缓冲液，pH在8-9间，因此溶液中有Ca2+，Mg2+,，Cu(NH3)42-、Zn(NH3)42+等离子和少量Mn2+，而沉淀中有Fe(OH)3，Al(OH)3和Cr(OH)3和少量Mn(OH)2沉淀。
-1-32常用的分离和富集方法--物理,化学经济学实验课件
第32 讲
第十一章 常用的分离和富集方法
第一讲
11-3
溶剂萃取分离法
萃取分离法包括液相 - 液相、固相 - 液相和气相 液相等几种方法，但应用最广泛的为液 -液萃取分离 法(亦称溶剂萃取分离法)。该法常用一种与水不相溶 的有机溶剂与试液一起混合振荡，然后搁置分层， 这时便有一种或几种组分转入有机相中，而另一些 组分则仍留在试液中，从而达到分离的目的。 溶剂萃取分离法既可用于常量元素的分离又适 用于痕量元素的分离与富集，而且方法简单、快速。 如果萃取的组分是有色化合物，便可直接进行比色 测定，称为萃取比色法。这种方法具有较高的灵敏 度和选择性。
11-2 沉淀分离法
一、常量组分的沉淀分离 沉淀分离法是利用沉淀反应使被测离子与干扰 离子分离的一种方法。它是在试液中加入适当的沉 淀剂，并控制反应条件，使待测组分沉淀出来，或 者将干扰组分沉淀除取，从而达到分离的目的。在 定量分析中，沉淀分离法只适合于常量组分而不适 合于微量组分的分离。
第32讲
第32 讲
第十一章 常用的分离和富集方法
第一讲
无机化合物在水溶液中受水分子极性的作用，电 离成为带电荷的亲水性离子，并进一步结合成为水合 离子，而易溶于水中。如果要从水溶液中萃取水合离 子，显然是比较困难的。为了从水溶液中萃取某种金 属离子，就必须设法脱去水合离子周围的水分子，并 中和所带的电荷，使之变成极性很弱的可溶于有机溶 剂的化合物，就是说将亲水性的离子变成疏水性的化 合物。为此，常加入某种试剂使之与被萃取的金属离 子作用，生成一种不带电荷的易溶于有机溶剂的分子， 然后用有机溶剂萃取。例如Ni2+在水溶液中是亲水性 的，以水合离子Ni(H2O)62+的状态存在。如果在氨性 溶液中，加人丁二酮肟试剂，生成疏水性的丁二酮肟 镍螯合物分子，它不带电荷并由硫水基团取许代了水 合离子中的水分子，成为亲有机溶剂的硫水性化合物， 即可用CHCl3萃取。
常用的富集和分离方法
分析化学中常用的分离和富集方法分离和富集在分析化学中占有十分的地位。
分离是消除干扰最根本最彻底的方法，富集是微量组分分析和痕量组分分析中因分析方法和分析仪器的灵敏度所限而能保证分析结果具有较高准确度的常用基本方法。
因此分离和富集是分析化学中极具活力的一个重要领域。
是各种分析方法中必不可少的重要步骤。
本章重点介绍沉淀分离、溶剂萃取分离法、色谱分离法和离子交换分离法，简介超临界流体萃取分离法和毛细管电泳分离法，本章是重点掌握各种方法的原理、特点及应用。
第一节概述如何评价分离方法的分离效果，可用回收率和分离因素来衡量一、回收率待测组分A的回收率R A为Q A100%式中，Q°为样品中A的总量、Q为分离后所测得的量。
R\越大，分离效果越好。
在实际工作中，对于含量1%以上的常量组分，回收率应在99%以上，对于微量组分，回收率为95%甚至更低一些也是允许的。
第二节沉淀分离法沉淀分离法是一种经典的分离方法，它是利用沉淀反应有选择性地沉淀某些离子，而其它离子则留于溶液中，从而达到分离的目的，沉淀分离法的主要依据是溶度积原理，以下讨论几种重要的沉淀分离法。
一、常量组分的沉淀分离（一）氢氧化物沉淀分离大多数金属离子都能生成氢氧化物沉淀，氢氧化物沉淀的形式溶液中的[OH] 有直接关系。
由于各种氢氧化物沉淀的溶度积有很大差别，因此可以通过控制酸度使某些金属离子相互分离。
常用的沉淀剂有：(1) 氢氧化钠(2) 氨水法(3) 有机碱法(4)Z n O悬浊液法( 二) 硫化物沉淀分离硫化物沉淀分离是根据各种硫化物的溶度积相差比较大的特点，通过控制溶液的酸度来控制硫离子浓度，而使金属离相互分离。
( 三) 其它无机沉淀剂①硫酸2+ 2+ 2+ 2+ 2+用于ca、S、B、R、R a等金属离子的分离。
②HF或NHF用于C a2、S r2、M g2、Th(IV) 、稀土金属离子的分离。
③磷酸用于Zr(IV) 、Hf(IV) 、Th(IV) 、B13等金属离子的分离。
分离富集方法 ppt课件
02
CHAPTER
沉淀法
利用不同物质在溶剂中的溶解度不同，选择适当的溶剂，使目标物质从溶液中沉淀下来。
利用离子结合反应，使目标离子与其他离子结合形成难溶化合物，从而实现分离富集。
基于物质溶解度的差异
基于离子结合反应
盐析法
通过加入盐类物质，改变溶液的离子强度，使目标物质从溶液中沉淀下来。
薄层色谱法
将固定相涂布在玻璃或塑料板上形成薄层，然后使用液体或气体作为流动相进行分离。薄层色谱法适用于快速分离和定性分析，尤其适用于分离复杂的生物样品和环境样品。
01
优点
02
高分离效能：能够分离多种不同性质的物质，并且分离效果很好。
03
高选择性：对于某些性质相似的物质，色谱法能够实现很好的分离效果。
萃取法利用了不同物质在不同溶剂中溶解度的差异，通过将目标物质从一个溶剂转移到另一个溶剂，达到分离或富集的目的。
利用两种不互溶的液体（有机相和水相）中溶质溶解度的差异，通过多次萃取和反萃取，实现目标物质的分离或富集。
液-液萃取
利用固体物质与液体溶剂中溶质溶解度的差异，通过浸泡、震荡、过滤等手段，实现目标物质的分离或富集。
实现实时监测和快速分离富集
对于一些紧急或突发情况，需要实现实时监测和快速分离富集。因此，发展快速、高效的分离富集方法是未来的重要研究方向。
THANKS
感谢您的观看。
检测限
检测限是指方法能够检测到的最低浓度或最低质量，评估方法的检测限可以了解方法的灵敏度。检测限越低，说明方法的灵敏度越高。
发展高灵敏度和高分辨率的分离富集方法
随着科学技术的发展，对分离富集方法的要求也越来越高。发展高灵敏度和高分辨率的分离富集方法是未来的发展趋势。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第32 讲
第十一章 常用的分离和富集方法
第一讲
11-3
溶剂萃取分离法
萃取分离法包括液相 - 液相、固相 - 液相和气相 液相等几种方法，但应用最广泛的为液-液萃取分离 法(亦称溶剂萃取分离法)。该法常用一种与水不相溶 的有机溶剂与试液一起混合振荡，然后搁置分层， 这时便有一种或几种组分转入有机相中，而另一些 组分则仍留在试液中，从而达到分离的目的。 溶剂萃取分离法既可用于常量元素的分离又适 用于痕量元素的分离与富集，而且方法简单、快速。 如果萃取的组分是有色化合物，便可直接进行比色 测定，称为萃取比色法。这种方法具有较高的灵敏 度和选择性。
Hale Waihona Puke 第32讲第十一章 常用的分离和富集方法
第一讲
如果在分离时，是为了将物质与物质分离开来。则希 望两者分离得越完全越好，其分离效果可用分离因数SB/A表 示。院 SB/A=RB/RA 式中： SB/A表示分离的完全程度。在分离过程中，SB/A越小， 分离效果越好。对常量组分的分析，一般要求SB/A≤10-3；对 痕量组分的分析，一般要求SB/A=10-6左右。
第十一章 常用的分离和富集方法
第一讲
二、微量组分的共沉淀分离和富集 在重量分析中由于共沉淀现象的产生，造成沉淀 不纯，影响分析结果的准确度。因此共沉淀现象对于 重量分析是一种不利因素。但在分离方法中，反而能 利用共沉淀的产生将微量组分富集起来，变不利因素 为有利因素。例如测定水中的痕量铅时，由于Pb2+浓 度太低、无法直接测定，加入沉淀剂也沉淀不出来。 如果加入适量的Ca2+之后，再加入沉淀剂Na2CO3，生 成CaCO3沉淀，则痕量的Pb2+也同时共沉淀下来。这 里所产生的CaCO3称为载体或共沉淀剂。
第32 讲
第十一章 常用的分离和富集方法
第一讲
（一）无机共沉淀剂 无机共沉淀剂的作用主要是利用无机共沉淀剂对 痕量元素的吸附或与痕量元素形成混晶两种。为了增 大吸附作用，应选择总表面积大的胶状沉淀作为裁体。 例如以Fe(OH)3作裁体可以共沉淀微量的A13+、Sn4+、 Bi3+、Ga3+、In3+、T13+、Be2+和U(VI)、W(VI)、V(V) 等离子；以 Al(OH)3 作裁体可以共沉淀微量的 Fe3+ 、 TiO2+ 和 U(VI) 等离子；还常以 MnO(OH)2 为载体富集 Sb3+ ，以 CuS 为载体富集 Hg2+ 等。根据形成混晶作用 选择载体时，要求痕量元素与载体的离子半径尽可能 接近，形成的晶格应相同。例如以 BaSO4 作载体共沉 淀 Ra2+ ，以 SrSO4 作载体共沉淀 Pb2+ 和以 MgNH4PO4 作载体共沉淀AsO43-等，都是以此为依据的。
第32 讲
第十一章 常用的分离和富集方法
第一讲
二、有机共沉淀剂
有机共沉淀剂具有较高的选择性，得到的沉淀 较纯净。沉淀通过灼烧即可除去有机共沉淀剂而留下 待测定的元素。由于有机共沉淀剂具有这些优越性， 因而它的实际应用和发展，受到了人们的注意和重视。 利用有机共沉淀剂进行分离和富集的作用，大致可分 为三种类型。 （一）利用胶体的凝聚作用 例如 H2WO4 在酸性溶液中常呈带负电荷的胶体， 不易凝聚，当加入有机共沉淀剂辛可宁，它在溶液中 形成带正电荷的大分子，能与带负电荷的钨酸胶体共 同凝聚而析出，可以富集微量的钨。常用的这类有机 共沉淀剂还有丹宁、动物胶，可以共沉淀钨、银、钼、 硅等含氧酸。
11-2 沉淀分离法
一、常量组分的沉淀分离 沉淀分离法是利用沉淀反应使被测离子与干扰 离子分离的一种方法。它是在试液中加入适当的沉 淀剂，并控制反应条件，使待测组分沉淀出来，或 者将干扰组分沉淀除取，从而达到分离的目的。在 定量分析中，沉淀分离法只适合于常量组分而不适 合于微量组分的分离。
第32讲
第32讲
第十一章 常用的分离和富集方法
第一讲
这样低的含量直接用一般方法是难以测定,因此可 以在分离的同时把被测组分富集起来，然后进行测定。 所以分离的过程也同时起到富集的作用，提高测定方 法的灵敏度。 一种分离方法的分离效果，是否符合定量分析的 要求，可通过回收率和分离率的大小来判断，例如， 当分离物质A时，回收率 RA=分离前A的质量/分离前A的质量×100% 式中RA表示被分离组分回收的完全程度。在分离过程 中，RA越大（最大接近于1）分离效果越好。常量组 分的分析，要求RA≥0.99;微量组分的分析，要求 RA≥0.95；如果被分离组分含量极低（例如0.0010.0001%），则RA≥0.95就可以满足要求。
第32 讲
第十一章 常用的分离和富集方法
第一讲
（二）利用形成离子缔合物 有机共沉淀剂可以和一种物质形成沉淀作为裁体， 能同另一种组成相似的由痕量元素和有机沉淀剂形成 的化合物生成共溶体而一起沉淀下来。例如在含有痕 量 Zn2+ 的弱酸性溶液中，加入 NH4SCN 和甲基紫，甲 基紫在溶液中电离为带正电荷的阳离子 R+，其共沉淀 反应为： R+ + SCN- ＝RSCN↓(形成裁体) Zn2+ + SCN- ＝Zn(SCN)42 2R+ + Zn(SCN)42+ ＝R2Zn(SCN)4（形成缔合物） 生成的R2Zn(SCN)4便与 RSCN共同沉淀下来。沉 淀经过洗涤、灰化之后，即可将痕量的 Zn2+富集在沉 淀之中，用酸溶解之后即可进行锌的测定。
第32 讲
第十一章 常用的分离和富集方法
第一讲
（三）利用惰性共沉淀剂 加入一种裁体直接与被共沉淀物质形 成固溶体而沉淀下来。例如痕量的Ni2+与 丁二酮肟镍螯合物分散在溶液中，不生成 沉淀，加入丁二酮肟二烷酯的酒精溶液时， 则析出丁二酮肟二烷酯，丁二酮肟镍便被 共沉淀下来。这里裁体与丁二酮肟及螯合 物不发生反应，实质上是“固体苯取”作 用，则丁二酮肟二烷酯称为“惰性共沉淀 剂”。
第32讲
第十一章 常用的分离和富集方法
第一讲
第十一章
常用的分离和富集方法
11-1 概述
在实际分析工作中，遇到的样品往往含有多种组 分，进行测定时彼此发生干扰，不仅影响分析结果的 准确度，甚至无法进行测定。为了消除干扰，比较简 单的方法是控制分析条件或采用适当的掩蔽剂。但是 在许多情况下，仅仅控制分析条件或加入掩蔽剂，不 能消除干扰，还必须把被测元素与干扰组分分离以后 才能进行测定。所以定量分离是分析化学的重要内容 之一。 在痕量分析中，试样中的被测元素含量很低，如 饮用水中Cu2+的含量不能超过0.1mg/L、Cr(Ⅵ)的含量 不能超过0.65 mg/L等。