现代分离技术-2ppt课件
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现代分离技术-2c
图5－1 薄层干铺法
1－玻板2－玻棒3－厚层套圈4－导轨套圈5－薄层
图3—28 各种点样方式示意图
图5－2 各种点样方式示意图
（a）倾斜上行法展开（b）直立式展开
1—色谱缸2—薄层板3—展开剂1—色谱缸2—薄层板3—展开剂4—展开剂蒸气
递次单向法/多次单向法：
先用一种展开剂上行展开后，再在同一方向用同
一种或换成另外一种展开剂展开，如此反复多
次，可得到较好的分离效果，这种方法称为递次
不易分离的化合物的分离。
：被分离物质和展开剂之间的极性关系。
该原则可用于确定即：强极性试样用强极性展开剂；弱极性试样
预试验（微园环试验和小板试验）→确
图3—25 微量园环技术
单一溶剂的极性大小顺序为：
石油醚（小）→环己烷→四氯化碳→三氯乙烯
二氯甲烷→氯仿→乙醚→乙酸乙酯→
正丙醇→甲醇→吡啶→乙酸（大）
混合溶剂的极性顺序：
苯∶氯仿（1+1）→环己烷∶乙酸乙酯（8+2）
仿∶丙酮（95+5）→苯∶丙酮（9+1）→
酯（8+2）→氯仿∶乙醚（9+1）→苯∶甲醇（95+5）
苯∶乙醚（6+4）→环己烷∶乙酸乙酯（1+1）
仿∶乙醚（8+2）→氯仿∶甲醇（99+1）
→氯仿∶丙酮（85+15）→苯∶乙醚（4+6）
苯∶乙酸乙酯（1+1）→氯仿∶甲醇（95+5）
仿∶丙酮（7+3）→苯∶乙酸乙酯（3+7）
→乙醚∶甲醇（99+1）→乙酸乙酯∶甲醇
→苯∶丙酮（1+1）→氯仿∶甲醇（9+1）
喷壶图5-3 吸附色谱中三种主要因素的关系图
薄层色谱的R f值
分配色谱的原理：
的方向。
在裁剪滤纸时，要把周边裁剪整齐，不能留毛边。
现代分离技术
现代分离技术
4.1.4分类 按两相所处状态分类
流动相
液体
气体
固定相 液体 液-液层析法
气-液层析法
固体 液-固层析法
气-固层析法
现代分离技术
2. 按固定相的使用形式（即实验技术）分： 柱层析、纸上层析、薄层层析 3. 按分离机制分（即物理化学性质）： 吸附层析、分配层析、离子交换层析、凝胶
现代分离技术
有机溶剂
反微团：
表面活性剂的极 性头朝内，疏水 的尾部向外，中 间形成极性的“核” (po1ar core)
非极性“尾”
极性“头”
极性的“核”
此极性核具有溶解极性物质的能力，极性核溶解水后， 就形成了“水池”(water pool)。
双水相体系：将两种不同的水溶性聚合物的水 溶液混合时，当聚合物浓度达到一定值，体系 会自然的分成互不相溶的两相，这就是~。
胶团萃取（micellar extration） 是被萃取物以胶团或者胶体形式从水相被萃取到有机
相的溶剂萃取方法。
表面活性剂的分类：
阴离子表面活性剂； 阳离子表面活性剂； 非离子型表面活性剂。
临界胶束浓度（critical micelle concentration）：表 面活性剂在溶液中开始形成胶团时的浓度称为~ ， 简称CMC。
过滤、其它层析（如亲和层析）等。 4. 按展开方式分： 洗脱法、迎头法、置换法
现代分离技术
4.2◆吸附色层法（adsorption chromatography）
吸附是在1909年提出的一个术语，指在固体或液体内 部或表面的选择性传递。
在吸附过程中，气体或液体中的分子或原子或离子扩 散到固体表面，通过与固体表面的氢键或弱分子间力 作用而吸附，被吸附的物质称为溶质，而固体材料成 为吸附剂。
4.1.4分类 按两相所处状态分类
流动相
液体
气体
固定相 液体 液-液层析法
气-液层析法
固体 液-固层析法
气-固层析法
现代分离技术
2. 按固定相的使用形式（即实验技术）分： 柱层析、纸上层析、薄层层析 3. 按分离机制分（即物理化学性质）： 吸附层析、分配层析、离子交换层析、凝胶
现代分离技术
有机溶剂
反微团：
表面活性剂的极 性头朝内，疏水 的尾部向外，中 间形成极性的“核” (po1ar core)
非极性“尾”
极性“头”
极性的“核”
此极性核具有溶解极性物质的能力，极性核溶解水后， 就形成了“水池”(water pool)。
双水相体系：将两种不同的水溶性聚合物的水 溶液混合时，当聚合物浓度达到一定值，体系 会自然的分成互不相溶的两相，这就是~。
胶团萃取（micellar extration） 是被萃取物以胶团或者胶体形式从水相被萃取到有机
相的溶剂萃取方法。
表面活性剂的分类：
阴离子表面活性剂； 阳离子表面活性剂； 非离子型表面活性剂。
临界胶束浓度（critical micelle concentration）：表 面活性剂在溶液中开始形成胶团时的浓度称为~ ， 简称CMC。
过滤、其它层析（如亲和层析）等。 4. 按展开方式分： 洗脱法、迎头法、置换法
现代分离技术
4.2◆吸附色层法（adsorption chromatography）
吸附是在1909年提出的一个术语，指在固体或液体内 部或表面的选择性传递。
在吸附过程中，气体或液体中的分子或原子或离子扩 散到固体表面，通过与固体表面的氢键或弱分子间力 作用而吸附，被吸附的物质称为溶质，而固体材料成 为吸附剂。
《现代分离方法与技术》
《现代分离方法与技术》现代分离方法与技术是指在化学、物理、生物等领域中用于分离、纯化和富集目标物质的方法和技术。
随着科学技术的不断发展，现代分离方法与技术也在不断完善和创新，为各个领域的研究和应用提供了更多的选择和优化方案。
一、传统分离方法1.蒸馏法：是利用物质在不同温度下的沸点差异，通过升华、再凝结的方式达到分离纯化的目的。
常见的如常压蒸馏和高压蒸馏等。
2.结晶法：通过溶解物质在溶剂中的溶解度随温度变化的规律，将溶质从溶液中逐渐结晶出来，达到分离的目的。
3.萃取法：是利用溶剂对物质的选择性溶解性差异，将目标物质从混合物中抽提出来的一种方法。
4.离心法：是利用旋转离心机的高速旋转，利用离心力将混合物中的组分分离开来。
5.过滤法：利用过滤膜或过滤纸等过滤媒介，通过物理隔离的方法将固体颗粒从液体中分离出来。
二、现代分离方法与技术1.色谱法：是一种利用物质在固定相与流动相之间的差异相互作用，使不同组分分离的方法。
常见的有气相色谱法、液相色谱法、超临界流体色谱法等。
2.电泳法：是利用电场对带电粒子或分子的运动进行分离的方法，常见的有凝胶电泳、毛细管电泳、等电聚焦等。
3.膜分离法：是利用膜的多孔性或选择渗透性，将混合物中的组分通过膜的分离作用实现纯化和富集的方法。
常见的有微滤、超滤、纳滤、渗透、气体分离等。
4.不溶溶液分离法：基于溶质与溶剂之间的相容性产生的相互不溶而分离目标物质，例如冷沉淀法、沉淀法等。
5.扩散操作技术：利用渗透扩散，通过膜的渗透性，使得溶液中的分子在不同组分之间发生传递、富集和分离。
例如蒸发扩散、结晶扩散、渗透扩散等。
6.静态和动态分离技术：利用吸附剂对目标物质进行吸附，然后进行再生和分离的方法。
静态方法包括吸附剂固定在固定床上，动态方法则是通过流体对吸附剂进行冲洗和脱附。
7.色谱质谱联用技术：将色谱和质谱相结合，既可以获得分离和纯化的结果，又可以进行成分的鉴定和结构的分析。
以上只是现代分离方法与技术中的一部分，随着科学技术的不断更新和发展，还有更多的方法和技术会被引入和应用到分离领域。
现代分离方法与技术-第2章-沉淀分离法-最终版本
Q—加入沉淀剂瞬间生成沉淀物的浓度；
s— 沉淀物的溶解度；
Q-s — 沉淀物的过饱和度；
K— 比例常数,它与沉淀物的性质、温度、溶液中存在
的其它物质有关。
Q
s
s
— 沉淀物的相对过饱和度；
（ 2）哈伯理论
聚集速度
条件
在沉淀的形成过程中，晶核逐渐长大成沉淀微粒，
这些微粒可以聚集成更大的聚集体。这种聚集过程的快慢
CoS：型 Ksp = 4.0×10-20 型 Ksp = 7.9×10-24
2.1.4 沉淀的生成
1）. 沉淀的类型
类别 颗粒直径
特性
示例
晶形沉淀
凝乳状沉 淀
无定形沉 淀
0.1~1µm
∠0.02 µm
颗粒大，内部排列规 则，紧密，极易沉于 容器底部
介于两者之间
内部排列杂乱无章， 疏松，絮状沉淀，体 积庞大，含大量水，
溶度积：在微溶化合物的饱和溶液中，组成沉淀的有关
离子浓度的乘积，在一定温度下为一常数，称 为溶度积常数或溶度积。构晶离子
MA型： MA ⇆ M+ + A-
Ksp= [M+ ][A-]
MmAn型： MmAn ⇆ mMn++ nAm-
Ksp= [Mn+ ]m[Am-]n 意义：溶度积是微溶化合物和它的饱和溶液达到平衡
（2）晶核的生长过程
晶核形成后，溶液中的构晶离子向晶核表面扩散，并沉 积在晶核上，使晶核逐渐长大，到一定程度时,成为沉淀微 粒。
结论: 异相成核显著, 易形成大颗粒晶形沉淀; 均相成核显著, 易形成小颗粒非晶形沉淀.
3）. 晶形沉淀和无定形沉淀的生成 （1）冯氏经验公式
现代分离技术-亲和层析
22
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七、亲和层析的应用
1.分离和纯化 2.分辨化学或遗传学上修饰的酶 3.纯化亲和标记的活性中心肽段和蛋白质
结构研究 4.纯化人工合成的多肽和蛋白质 5.解释酶作用机理
4
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酶与底物 (包括酶的竞争性抑制剂和辅助因 子)，抗原与抗体，激素与受体，核酸中的 互补链多糖与蛋白复合体。
5
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对载体的要求
不溶于水，但高度亲水； 惰性物质，非特异性吸附少； 具有相当量的化学基团可供活化； 理化性质稳定； 机械性能好，具有一定的颗粒形式以保持一定
的流速； 通透性好，最好为多孔的网状结构，使大分子
20
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优缺点
亲和色谱法具有高度的专一性，而且色谱 过程简单、快速，是一种理想的有效分离 纯化生物大分子的手段。亲和层析具有高 选择性高活性回收率和高纯度等特点。
21
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但是亲和层析技术也有一些缺点主要是载 体 (如琼脂糖Sepharose) 价格昂贵机械强 度低 (易压床)配基的制备困难偶联条件激 烈需要使用剧毒的活化剂 (如CNBr)等。
抗原与抗体之间必须有强的亲和力：这种亲和 力决定于抗原决定簇的性质和数量。对抗体来 说还决定于抗体来源动物的种类和免疫时间。
配体必须有一个适当的化学基团，这个基团不 参与配体和大分子的特异结合，但可用来连接 支持物，而且这种连接不应当影响配体与大分 子结合的亲和性。
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适用范围
生物分子(如结合蛋白、酶、抑制剂、抗原、 抗体、激素、激素受体、糖蛋白、核酸及 多糖类等)及组织(如细胞、细胞器、病毒等) 的分离和纯化
现代分离技术 -----亲和层析
1
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概念
第一课现代分离技ppt
大豆分离蛋白生产过程中的乳清一直是环保治理的难点，
乳清中的乳清蛋质，大豆低聚糖和盐类，排放到自然水体会造 成污染，回收利用则变废为宝。借助于对浓缩相不断稀释的全 过滤，则可以获得蛋白质含量更高的乳清蛋白粉。此外，引入 超滤和反渗透组合技术，可以在浓缩乳清蛋白的同时，从膜的 透过液中除掉乳糖和灰分等，这样就大大扩大了全干乳清的应 用范围。引入超滤和反渗透后，乳清蛋白的质量明显提高。
1.1分离过程的演变历史
一、分离工程的起源
早在数千年前，人们已利用各种分离方法制作 许多人们生活和社会发展中需要的物质。例如，利 用日光蒸发海水结晶制盐；农产品的干燥；从矿石 中提炼铜、铁、金、银等金属；火药原料硫磺和木 炭的制造；从植物中提取药物；酿造葡萄酒时用布 袋过滤葡萄汁；制造蒸馏酒等等。
反应平衡常数 离解常数 反应速率常数 电离电势 ......
生物学性质
生物亲和力、生物吸附平衡、生物学 反应速率常数
第2章 料液的预处理与固液分离
2.1 预处理 2.2 固液分离
在化工生产过程中，原料液中除了含有目的物外， 往往还存在大量的未反应完全的反应物、原料带来的 杂质、催化剂、反应中间产物及副产物等组分。为了 得到目的物产品，常规的做法是首先将料液中的固形 悬浮颗粒或小液滴等非均相组分与可溶性组分分开。 此时，往往需要对原料进行预处理。
还有一种可以进行连续操作的分子筛，物料连续 进入填充床，分子筛可以只吸附固定体积的分子，再 释放，而将体积过大的分子拦住，石油气和天然气的 分离经常采用这种方式。
吸附作用是催化 、脱色、防毒等工业应用中必 不可少的单元操作。
常用的吸附剂是活性炭，活性炭的吸附是物理吸附和
化学吸附综合作用的结果。活性炭的吸附能力的大小 可用吸附量qe来衡量。
乳清中的乳清蛋质，大豆低聚糖和盐类，排放到自然水体会造 成污染，回收利用则变废为宝。借助于对浓缩相不断稀释的全 过滤，则可以获得蛋白质含量更高的乳清蛋白粉。此外，引入 超滤和反渗透组合技术，可以在浓缩乳清蛋白的同时，从膜的 透过液中除掉乳糖和灰分等，这样就大大扩大了全干乳清的应 用范围。引入超滤和反渗透后，乳清蛋白的质量明显提高。
1.1分离过程的演变历史
一、分离工程的起源
早在数千年前，人们已利用各种分离方法制作 许多人们生活和社会发展中需要的物质。例如，利 用日光蒸发海水结晶制盐；农产品的干燥；从矿石 中提炼铜、铁、金、银等金属；火药原料硫磺和木 炭的制造；从植物中提取药物；酿造葡萄酒时用布 袋过滤葡萄汁；制造蒸馏酒等等。
反应平衡常数 离解常数 反应速率常数 电离电势 ......
生物学性质
生物亲和力、生物吸附平衡、生物学 反应速率常数
第2章 料液的预处理与固液分离
2.1 预处理 2.2 固液分离
在化工生产过程中，原料液中除了含有目的物外， 往往还存在大量的未反应完全的反应物、原料带来的 杂质、催化剂、反应中间产物及副产物等组分。为了 得到目的物产品，常规的做法是首先将料液中的固形 悬浮颗粒或小液滴等非均相组分与可溶性组分分开。 此时，往往需要对原料进行预处理。
还有一种可以进行连续操作的分子筛，物料连续 进入填充床，分子筛可以只吸附固定体积的分子，再 释放，而将体积过大的分子拦住，石油气和天然气的 分离经常采用这种方式。
吸附作用是催化 、脱色、防毒等工业应用中必 不可少的单元操作。
常用的吸附剂是活性炭，活性炭的吸附是物理吸附和
化学吸附综合作用的结果。活性炭的吸附能力的大小 可用吸附量qe来衡量。
2-现代分析测试技术-分离
加热至100℃左右能可逆地除去这些水分，使硅胶活化 最佳的活化条件为：105～110℃，加热30min 如果加热至200℃以上，则硅胶逐渐失去结构水，形成硅氧烷，
吸附能力下降
加热至400℃以上，硅胶的表面积逐渐变小，以至于烧结。
聚酰胺
由已内酰胺聚合而成，又 称聚己内酰胺
聚酰胺分子内存在着很多 的酰胺键，可与酚类、酸 类、酮类，硝基化合物等 形成氢键，因而对这些物 质有吸附作用
展开 在密闭的层析缸中进行，加入5 mL展开剂(二氯甲烷)，并 在内壁放入二个半张φ12 cm滤纸，盖上盖子，让展开剂蒸气饱和 5~10 min。将点好样的薄板小心地放入烧杯中展开。当展开剂上 升到薄层的前沿时取出薄板，计算出Rf值。观察色斑的大小变化， 以判断反应进程。
注意事项
薄层板的制备：薄层板制备的好坏是TCL成败的关键。薄层必须 尽量均匀且厚度（0.25～1 mm）要固定。否则，色谱结果也不 易重复。
流动相及其选择
流动相的洗脱作用实质上是流动相分子与被分离的溶 质分子竞争占据吸附剂表面活性中心的过程
使试样中吸附能力稍有差异的各种组分分离。就必须 根据试样的性质，吸附剂的活性，选择适当极性的流 动相
流动相极性较弱时，可使试样中弱极性的组分洗脱下 来，在层析柱中移动较快，而与极性较强的组分分离。
缺点 固定相在担体上的牢固程度欠佳，影响柱的寿命，也影响 分离性能
镧系元素的萃取色谱分离图
TBP为固定相，12.3 mol/L HNO3为流动相
离子交换分离法
利用离子交换剂（树脂）与溶液中离子间发生 交换反应而进行分离的方法。
特点：
分离效率高 （不同电荷、相同电荷、性质相近与否）
洗脱
洗脱液面不能低于最上层固体物质，到洗脱结束。 缓慢滴入己烷逐渐展开得到黄色、橙色分离的色谱带。黄色的二
吸附能力下降
加热至400℃以上，硅胶的表面积逐渐变小，以至于烧结。
聚酰胺
由已内酰胺聚合而成，又 称聚己内酰胺
聚酰胺分子内存在着很多 的酰胺键，可与酚类、酸 类、酮类，硝基化合物等 形成氢键，因而对这些物 质有吸附作用
展开 在密闭的层析缸中进行，加入5 mL展开剂(二氯甲烷)，并 在内壁放入二个半张φ12 cm滤纸，盖上盖子，让展开剂蒸气饱和 5~10 min。将点好样的薄板小心地放入烧杯中展开。当展开剂上 升到薄层的前沿时取出薄板，计算出Rf值。观察色斑的大小变化， 以判断反应进程。
注意事项
薄层板的制备：薄层板制备的好坏是TCL成败的关键。薄层必须 尽量均匀且厚度（0.25～1 mm）要固定。否则，色谱结果也不 易重复。
流动相及其选择
流动相的洗脱作用实质上是流动相分子与被分离的溶 质分子竞争占据吸附剂表面活性中心的过程
使试样中吸附能力稍有差异的各种组分分离。就必须 根据试样的性质，吸附剂的活性，选择适当极性的流 动相
流动相极性较弱时，可使试样中弱极性的组分洗脱下 来，在层析柱中移动较快，而与极性较强的组分分离。
缺点 固定相在担体上的牢固程度欠佳，影响柱的寿命，也影响 分离性能
镧系元素的萃取色谱分离图
TBP为固定相，12.3 mol/L HNO3为流动相
离子交换分离法
利用离子交换剂（树脂）与溶液中离子间发生 交换反应而进行分离的方法。
特点：
分离效率高 （不同电荷、相同电荷、性质相近与否）
洗脱
洗脱液面不能低于最上层固体物质，到洗脱结束。 缓慢滴入己烷逐渐展开得到黄色、橙色分离的色谱带。黄色的二
新型分离技术 ppt课件
课件
38
3、加盐精馏
(Salted Distillation)
盐对汽液平衡的影响 溶盐精馏 加盐萃取精馏
课件
39
盐对汽液平衡的影响
课件
40
溶盐精馏
采用溶盐为萃取剂 溶盐无挥发性
从塔顶加入 从塔底排出 应用实例：图1－27 加入CaCl2 制取无水酒精
课件
41
溶盐精馏的优缺点
课件
4
概论：分离技术的作用和地位
分离装置的投资大
一般占炼油厂、石化厂投资的50％～90％
分离过程的能耗高
一般占化工厂总能耗的60％以上
分离技术为产品的质量把关
课件
5
概论：分离过程分类
（一）平衡分离过程
名称 蒸发 精馏 吸收 萃取 吸附 离子交换 萃取精馏
物料 液体 液或汽 气体 液体 气或液 液体 液体
5 结晶 6 离子交换
7、8 吸附
9、10 膜分离
11 层析 12 超临界萃取
13 场致分离 14 亲和分离
课件 15 液膜分离
8
The basis of different separation method
1.Molecular properties(分子特性）
Molecular weight（分子量） Polarizability（极化性） Van der waals volume（范德华体积） Van der waals area（范德华面积） Molecular shape(acentric factor)（分子形状） Dipole moment（偶极距）
课件
9
The basis of different separation method
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• 一些离子的硫酸盐、碳酸盐、草酸盐和卤化物都具有 较小的溶解度，可以据此进行沉淀分离，但用的比较 多的就是氢氧化物分离和硫化物沉淀进行分离
• 1金属氢氧化物的沉淀分离
• 1.1氢氧化物沉淀与溶液pH值的关系
• 1）溶度积：
• 在含有金属离子Mm+的溶液中，加入含有沉淀剂 Xn−的另一溶液时，生成难溶性沉淀MnXm，这时 溶液中存在如下的平衡：
够的差异，才能使其中溶解度最小的物质在特定 条件下沉淀出来，而其他的离子留在溶液之中。
• 2）实际上，由Ksp计算得到的pH值，只是近似值
• ①、计算pH值时，是假定金属离子只以一种阳离子形式存 在于溶液中，实际上溶液中金属离子可能OH−形成各种羟 基配离子。
• ②、沉淀的溶解度与析出沉淀形态、颗粒大小及沉化时间 等条件有关，所以实际获得的沉淀的溶度积与文献记载的 数值往往有一点差值。
(2)
联立方程（1）和（2）得
[S 2]K1[K aH 2a][2H 2S][K M 2s]p
[H ]2K1aK2a[H 2S][2M ] Ksp
[H] K1aK2a[H2S][2M ] Ksp
• 例题： • 溶液中含有Zn2+离子和Cd2+离子各0.010mol·L-1， • 向溶液中通H2S达到饱和，当保持溶液的[H+]离子浓
Mn (s)X n mM m mn X
体系达到平衡时，其平衡常数Ksp称为溶度积。
Ks[p M m ]n[Xn]m
• 它的大小主要取决于沉淀的结构、温度等因素。 • 在特定温度下，由已知的Ksp可以计算出某化合物
的溶解度。 • 根据溶度积规则，又可判断沉淀的生成与溶解。 • 为了能够进行有效分离．Ksp应为10—6或更小。 • 如有几种离子均可沉淀时，则它们的Ksp值要有足
沉淀都有一定的溶解度而使分离不完全。
第一节 沉淀分离法
1、金属氢氧化物的沉淀分离 2、金属硫化物的沉淀分离 3、均相沉淀 4、利用有机沉淀剂进行沉淀分离
第二节共沉淀分离法
1、吸附共沉淀分离或富集痕量组分 2、混晶共沉淀分离或富集痕量组分 3、应用 4、有机共沉淀剂分离或富集痕量组分
第一节 沉淀分离法
1.2.3有机碱法 • 用有机碱可使刚开始沉淀的pH值可以相应低一点 • 有机碱往往还具有配位剂及表面活性剂的作用，
因此有机碱沉淀剂能明显改善分离效果， • 常用的有机碱有吡啶、苯胺、六次甲基四胺等 .
1.2.4悬浊液法 一些微溶的金属氧化物、碳酸盐的悬浊液，也能 控制溶液的pH值。 如用ZnO悬浊液可控制溶液的pH值5.5-6.5，适用 于Fe3+、Al3+、Cr3+的分离。
• 如果MS不沉淀，则需要[M2+][S2−]<Ksp，而M2+为可溶
盐，生成的沉淀的量又很少，即Ksp很小。所以
[M2+]≈C（题目所给的浓度）。
•
则溶液中
[S2]
KsBiblioteka [M2 ]就没有沉淀生成。 (1)
• 而S2−来源于H2S=2H++S2−.
[S2]K1a[KHa2][2H2S]
度在多少之间时，才可以使CdS沉淀完全，而不生 成ZnS沉淀？ • Ksp(ZnS)=2.5×10-22 ，Ksp(CdS)=8.0×10-27， • H2S的Ka1=9.1×10-8，Ka2=1.1×10-12
解：当Cd2+离子沉淀完全时，溶液中S2-离子浓度最少应为
[2 S -] K s( p C) d 8 .0 S 1 20 7 8 .0 1 20 m 2 L o 1 l [C 2 ]d1 .0 1 50
• 3.1沉淀基本原理 • 临界过饱和度：对于任何一种沉淀来说，只有当相对过饱
硫代乙酰胺
[ H ] [ H 2 S ] K [ H ] 0 .1 9 .1 0 1 8 1 0 .1 1 1 0 2 0 .6 m 3 L 1ol
[ S 2 ]
2 .5 1 20 0
3均相沉淀 （precipitation from homogeneous solution ）
第二章沉淀分离法 separation precipitation
• 沉淀分离法：是在试料溶液中加入沉淀剂，使某 一成分以一定组成的固相析出，经过滤而与液相 分离的方法。
• 沉淀法是经典的化学分离法，适用于常量组分的 分离。
• 优点：不需要特殊的仪器，操作简单，易于掌握。 • 缺点：沉淀易于被溶液中共存的杂质所沾污以及
2.金属硫化物的沉淀分离
• 2.1与溶液的酸度有关
• H2S =2H+ +S2− K1=Ka1Ka2
(1)
• M2+ + S2−=MS
K2=1/Ksp
(2)
• (1)+(2)
M2+ + H2S = 2H+ + MS
• K= Ka1Ka2/Ksp [H2S]=0.1mol∙L−1
[H ]K K 1 K a2 s[ap M 2 ][2 S H ]1 .1 K 1 2 0 [2sM 2 p ]
因为在饱和H2S溶液中，H2S＝2H++S2- 所以K＝Ka1×Ka2，
[H]2[S2] K
[H2S]
∴所以溶液中最大的[H+]离子浓度为：
[ H ][ H 2 S ]K [ H ]0 .1 9 0 .1 1 8 0 1 .1 1 10 23 .5 m L 1 ol
[ S 2 ]
8 .0 1 20 2
当开始生成ZnS沉淀时，溶液中S2-离子浓度应为：
[2 S -] K s( p Z)n 2 .5 S 1 20 2 2 .5 1 20 m 0 L o 1 l [Z2 ]n 0 .010
所以不生成ZnS沉淀的最小的[H+]离子浓度为：
• ③、一般文献记载的Ksp值是指稀溶液中不存在其他离子 时，难溶化合物的溶度积，实际上由于溶液中其他离子的 存在，影响离子的活度系数和活度，使离子的活度积和溶 度积有一定的差距。
• 1.2常用的控制溶液的pH值的方法
• 1.2.1氢氧化钠法 • 1.2.2氨水法 • 1.2.3有机碱法 • 1.2.4悬浊液法
• 1金属氢氧化物的沉淀分离
• 1.1氢氧化物沉淀与溶液pH值的关系
• 1）溶度积：
• 在含有金属离子Mm+的溶液中，加入含有沉淀剂 Xn−的另一溶液时，生成难溶性沉淀MnXm，这时 溶液中存在如下的平衡：
够的差异，才能使其中溶解度最小的物质在特定 条件下沉淀出来，而其他的离子留在溶液之中。
• 2）实际上，由Ksp计算得到的pH值，只是近似值
• ①、计算pH值时，是假定金属离子只以一种阳离子形式存 在于溶液中，实际上溶液中金属离子可能OH−形成各种羟 基配离子。
• ②、沉淀的溶解度与析出沉淀形态、颗粒大小及沉化时间 等条件有关，所以实际获得的沉淀的溶度积与文献记载的 数值往往有一点差值。
(2)
联立方程（1）和（2）得
[S 2]K1[K aH 2a][2H 2S][K M 2s]p
[H ]2K1aK2a[H 2S][2M ] Ksp
[H] K1aK2a[H2S][2M ] Ksp
• 例题： • 溶液中含有Zn2+离子和Cd2+离子各0.010mol·L-1， • 向溶液中通H2S达到饱和，当保持溶液的[H+]离子浓
Mn (s)X n mM m mn X
体系达到平衡时，其平衡常数Ksp称为溶度积。
Ks[p M m ]n[Xn]m
• 它的大小主要取决于沉淀的结构、温度等因素。 • 在特定温度下，由已知的Ksp可以计算出某化合物
的溶解度。 • 根据溶度积规则，又可判断沉淀的生成与溶解。 • 为了能够进行有效分离．Ksp应为10—6或更小。 • 如有几种离子均可沉淀时，则它们的Ksp值要有足
沉淀都有一定的溶解度而使分离不完全。
第一节 沉淀分离法
1、金属氢氧化物的沉淀分离 2、金属硫化物的沉淀分离 3、均相沉淀 4、利用有机沉淀剂进行沉淀分离
第二节共沉淀分离法
1、吸附共沉淀分离或富集痕量组分 2、混晶共沉淀分离或富集痕量组分 3、应用 4、有机共沉淀剂分离或富集痕量组分
第一节 沉淀分离法
1.2.3有机碱法 • 用有机碱可使刚开始沉淀的pH值可以相应低一点 • 有机碱往往还具有配位剂及表面活性剂的作用，
因此有机碱沉淀剂能明显改善分离效果， • 常用的有机碱有吡啶、苯胺、六次甲基四胺等 .
1.2.4悬浊液法 一些微溶的金属氧化物、碳酸盐的悬浊液，也能 控制溶液的pH值。 如用ZnO悬浊液可控制溶液的pH值5.5-6.5，适用 于Fe3+、Al3+、Cr3+的分离。
• 如果MS不沉淀，则需要[M2+][S2−]<Ksp，而M2+为可溶
盐，生成的沉淀的量又很少，即Ksp很小。所以
[M2+]≈C（题目所给的浓度）。
•
则溶液中
[S2]
KsBiblioteka [M2 ]就没有沉淀生成。 (1)
• 而S2−来源于H2S=2H++S2−.
[S2]K1a[KHa2][2H2S]
度在多少之间时，才可以使CdS沉淀完全，而不生 成ZnS沉淀？ • Ksp(ZnS)=2.5×10-22 ，Ksp(CdS)=8.0×10-27， • H2S的Ka1=9.1×10-8，Ka2=1.1×10-12
解：当Cd2+离子沉淀完全时，溶液中S2-离子浓度最少应为
[2 S -] K s( p C) d 8 .0 S 1 20 7 8 .0 1 20 m 2 L o 1 l [C 2 ]d1 .0 1 50
• 3.1沉淀基本原理 • 临界过饱和度：对于任何一种沉淀来说，只有当相对过饱
硫代乙酰胺
[ H ] [ H 2 S ] K [ H ] 0 .1 9 .1 0 1 8 1 0 .1 1 1 0 2 0 .6 m 3 L 1ol
[ S 2 ]
2 .5 1 20 0
3均相沉淀 （precipitation from homogeneous solution ）
第二章沉淀分离法 separation precipitation
• 沉淀分离法：是在试料溶液中加入沉淀剂，使某 一成分以一定组成的固相析出，经过滤而与液相 分离的方法。
• 沉淀法是经典的化学分离法，适用于常量组分的 分离。
• 优点：不需要特殊的仪器，操作简单，易于掌握。 • 缺点：沉淀易于被溶液中共存的杂质所沾污以及
2.金属硫化物的沉淀分离
• 2.1与溶液的酸度有关
• H2S =2H+ +S2− K1=Ka1Ka2
(1)
• M2+ + S2−=MS
K2=1/Ksp
(2)
• (1)+(2)
M2+ + H2S = 2H+ + MS
• K= Ka1Ka2/Ksp [H2S]=0.1mol∙L−1
[H ]K K 1 K a2 s[ap M 2 ][2 S H ]1 .1 K 1 2 0 [2sM 2 p ]
因为在饱和H2S溶液中，H2S＝2H++S2- 所以K＝Ka1×Ka2，
[H]2[S2] K
[H2S]
∴所以溶液中最大的[H+]离子浓度为：
[ H ][ H 2 S ]K [ H ]0 .1 9 0 .1 1 8 0 1 .1 1 10 23 .5 m L 1 ol
[ S 2 ]
8 .0 1 20 2
当开始生成ZnS沉淀时，溶液中S2-离子浓度应为：
[2 S -] K s( p Z)n 2 .5 S 1 20 2 2 .5 1 20 m 0 L o 1 l [Z2 ]n 0 .010
所以不生成ZnS沉淀的最小的[H+]离子浓度为：
• ③、一般文献记载的Ksp值是指稀溶液中不存在其他离子 时，难溶化合物的溶度积，实际上由于溶液中其他离子的 存在，影响离子的活度系数和活度，使离子的活度积和溶 度积有一定的差距。
• 1.2常用的控制溶液的pH值的方法
• 1.2.1氢氧化钠法 • 1.2.2氨水法 • 1.2.3有机碱法 • 1.2.4悬浊液法