分离科学基础
分离科学基础 形成螯合物的萃取

二、萃取条件
1、萃取剂的选择
n K D βn K a [HL]有 n D ( ) 'n KD [H ]水
形成螯合物愈稳定, 愈易溶于有机溶剂, 萃取剂酸性愈强, 萃取剂愈易溶于水,
n愈大
KD愈大 Ka愈大 KD’愈小 D增大有 利于萃取
萃取剂与萃取的离子形成螯合物稳定性好; 螯合物易溶于有机溶剂; 选择萃取剂 萃取剂本身酸性强; 萃取剂较易电离和较易溶于水。
E=50%
lgK*’= -npH1/2
lgE - lg(100-E) = npH - npH1/2
通常可以用萃取曲线中各种金属离子的pH1/2的大小 判断能否分离完全。 如何判断? 组分A、B,当A被萃取99%时,B被萃取1%,即可认 为A、B分离完全。
2 E A 99%时,pHA pH nA
整理得:
n K D n K a [HL]有 n D ( ) 'n KD [H ]水
讨论:(1) 分配比与被萃取组分的浓度无关。
(2) 对于同一种被萃取组分、同一种溶剂
和萃取剂KD、n Ka KD'均为常数。
[HL]有 n DK ( ) [H ]水
(3) 若有机相中萃取剂的浓度一定
[H ]水 [L ]水 Ka [HL] 水
… … … …(2)
(3)被萃取离子和萃取剂的螯合平衡
n nL M水 MLn水 水
[MLn] 水 n n n [M ]水 [L ]水
… … … …(3)
(4)生成的螯合物在水相和有机相中的分配平衡
MLn有 MLn水
[MLn ]有 KD [MLn ]水
K D K 稳 K a [(C6 H 5 ) 4 AsCl]有 整理得: D ' KD [Cl ]水
分离科学与技术

薄层色谱的应用一、概念薄层色谱(Thin Layer Chromatography)常用TLC表示,又叫薄板层析,是色谱法中的一种,是快速分离和定性分析少量物质的一种很重要的实验技术,属固—液吸附色谱。
它兼备了柱色谱和纸色谱的优点,一方面适用于少量样品(几到几微克,甚至0.01微克)的分离;另一方面在制作薄层板时,把吸附层加厚加大,将样品点成一条线,则可分离多达500mg的样品。
因此,又可用来精制样品。
此法特别适用于挥发性较小或较高温度易发生变化而不能用气相色谱分析的物质。
此外,在进行化学反应时,薄层色谱法还可用来跟踪有机反应及进行柱色谱之前的一种“预试”,常利用薄层色谱观察原料斑点的逐步消失来判断反应是否完成。
二、原理色谱法的基本原理是利用混合物中各组分在某一物中的吸附或溶解性能的不同,或和其它亲和作用性能的差异,使混合物的溶液流经该种物质,进行反复的吸附或分配等作用,从而将各组份分开。
薄层色谱是一种微量、快速和简便的色谱方法。
由于各种化合物的极性不同,吸附能力不相同,在展开剂上移动,进行不同程度的解析,根据原点至主斑点中心及展开剂前沿的距离,计算比移值(Rf):化合物的吸附能力与它们的极性成正比,具有较大极性的化合物吸附较强,因此Rf值较小。
在给定的条件下(吸附剂、展开剂、板层厚度等),化合物移动的距离和展开剂移动的距离之比是一定的,即Rf值是化合物的物理常数,其大小只与化合物本身的结构有关,因此可以根据Rf值鉴别化合物。
三、实例在皂苷分离中的应用:皂苷是一类结构复杂且性质特殊的分子,由糖基与三萜类、甾体或甾体生物碱通过碳氧键相连而成。
它们广泛存在于植物界,近年来在海洋生物中也发现有大量存在。
由于皂苷具有多种多样的生理活性,如降血脂、抗衰老、增强机体免疫功能等⋯.因此日益成为天然产物研究的热点之一。
但是皂苷分子结构复杂,极性大,并且在同一植物中大多结构相近(有时仅为一个羟基的差别),因此皂苷的分离一直是富有挑战性的课题。
分离科学-概述-第一章-沉淀-07

历史回顾
概论
自从人类利用物质开始就有分离过程。特别是人们对 物质的认识有了单质、化合物、混合物等概念之后,分 离技术对人类对物质世界的认识、利用,对推动社会生 产、经济、科学技术的进步都起着重大的作用。 我们生活的自然界是混合物的世界,我们通常利用的 许多物质都是混合物,但有时候我们需要将混合物分离 后才能利用。因此分离技术的出现是人类社会生活、生 产的需要。分离方法和技术成为一门独立的科学技术分 支则首先是原子能科学技术发展的要求。现在分离过程 已经融入到原子能、化工、矿冶、石化、制药、生化、 环保等许多部门,成为许多工业的中心问题、联系经济 效益的关键,也是许多科学研究课题的组成部分。
机械分离
1 过滤 2 沉降 3 离心分离 级 4 旋风分离 5 静电除尘 固体颗粒大小 密度差 密度差 密度差 细颗粒带电 过滤介质 浆状物回收 重力 按密度分级 离心力 按重度或分子量分 惯性力 电场 除尘 除尘
第一章 沉淀和共沉淀
§1。沉淀分离法 1。1 溶解度、影响溶解度的因素
(1)溶解度曲线和超溶解度曲线 物质的溶解度取决于物质在一定溶液条件下的条件 溶度积常数 K’sp。 沉淀过程只能发生在过饱和溶液内。但是在过饱 和溶液中并不一定立即发生沉淀。
相同)、化学性质都不同。 例如NH4Cl·MClO3 (M=Fe3+,Cr3+) 等
例如NaNO3·CaCO3 ,KClO4·PbSO4 ,BaSO4·KMnO4
§2。2 均匀体积分配共沉淀
‧发生共沉淀时若微量组分在溶液中的浓度分布是均
在中国科学院研究生院化学与化工学院讲授《纯化与分离科学》课程时使用的教学课件
课程基本内容
概述 结晶沉淀和共沉淀 挥发(蒸馏、升华、) 萃取(液液萃取、双水相萃取、超临界萃取,浸取) 色层分离(色谱、离子交换、电泳) 膜分离 泡沫浮选分离法 电化学分离 其他分离方法 溶剂和容器、样品预处理
分离科学-场流分级

这里Rg是气体常数,T是绝对温度。
结合λ的定义可以得到:
l Rg T R g w λ= = = w Fw ∆E
其中∆E=Fw,是外场使溶质移动距离w所消耗的能 量。这个式子表明λ是热能和场能之比。
载流的作用 载体(溶剂)在柱中沿着z轴方向流动。当流 速不大时,在相距为w的无限大平板之间载流的速 度分布V(x)是抛物线型,由下式确定:
随着溶质分子的浓度在某一壁附近的增大,扩散效应立 即产生。它的作用方向和外场方向相反,单位时间内通过 垂直于x轴的单位面积的溶质流Jx和U、溶质分子的区域浓 度C以及溶质的扩散速度有关,可以写成:
dC Jx = D − UC dx
式中D是溶质的扩散系数。当达到稳态时,纯物质流为0, 于是得到:
dC D = UC dx
此式子表明,V是溶质浓度和载流速度这两种分布 的综合。不同溶质分子的C(x)和V(x)不同,因 此Vs不同,于是产生分离。
溶质分子的保留值 溶质分子的相对保留比R为溶质的平均流速和载 体的平均流速之比,或按照色谱的定义,为柱子的 死体积和溶质的保留体积之比:
Vs V0 R= = r <V > V
很显然
0 ≤ R ≤1
从前面的式子可以得到:
R = 6λψ ( x )(2λ )
这里ψ(x)是朗之万函数
1 ψ ( x) = coth( ) − x x
当保留值非常小的时候,可以近似为
R = 6(λ − λ )
2
λ →0
简化为
R = 6λ
分子量大的溶质分子由于被外场压缩得紧靠一些, λ或者l很小,因而保留很强,R很小。 分子量较小的溶质分子则相反。也就是说,分子 量大的分子具有较大的保留体积,在柱子内停留时 间长,后流出。 这和凝胶色谱的流出次序是相反的,属于正流出。 保留参数不仅和分子大小有关,还和其他的物理化 学参数有关。
现代分离技术知识点总结

分离的概念:分离是利用混合物中各组分在物理性质或化学性质上的差异,通过适当的装置或方法,使各组分分配至不同的空间区域或者在不同的时间一次分配至同一空间区域的过程。
分离的形式1.组分离(族分离):性质相近的一类组分从混合物体系中分离。
例如:药物和石油的分离。
2.单一分离:将某种化合物以纯物质的形式从混合物中分离出来。
3.多组分相互分离:混合物中所有组分相互分离(复杂天然产物分离为纯组分)4.特定组分分离:将某一感兴趣物质从中分离(其余物质混合在一起)5.部分分离:每种物质都存在于被分开的几个部分中,对每一个部分而言,是以某种物质为主,含有少量其他组分(每种物质都存在于被分开的几个部分)富集:目标化合物浓度在某空间增加浓缩:溶剂与溶质的相互分离纯化:目标产物中除去杂质纯度:表示纯化产物主组分含量高低或所含杂质多少的概念。
重结晶是化学合成中最常用的提纯手段分离科学的表述:是研究从混合物中分离、富集或纯化某些组分以获得相对纯物质的规律及其应用的学科。
分离技术应用原因:1.实际样品的复杂性2.分析方法灵敏度的局限性干扰的消除:1.控制实验条件2.使用掩蔽剂3.分离满足对灵敏度的要求:1.选择灵敏度高的方法2.富集评价分离效果:1.干扰成分减少至不再干扰2.待测组分有效回收质量分数> 1% 回收率> 99.9 % 以上质量分数0.01% ~1% 回收率> 99 %质量分数< 0.01 % 回收率> 95 % 或更低分离的目的:①分析操作的样品前处理②确认目标物质的结构③获取单一纯物质或某类物质以作他用④除掉有害或有毒物质:例如污水排放分离技术的特点:①分离对象物质种类繁多②分离目的各不相同③分离规模差别很大④分离技术形形色色⑤应用领域极为广泛分离科学的内容:1.研究分离过程的共同规律(热力学、动力学、平衡)2.研究基于不同分离原理的分离方法、分离设备及其应用分分离的基本原则:1.离因子尽可能高;2.分离剂或能量尽可能少;3.产品纯度尽可能高;4.设备极可能便宜;5.操作尽可能简单;6.分离速度尽可能快。
分离科学基础答案

分离科学基础答案【篇一:分离科学思考题答案 2】一、名词解释截留率:指溶液经超滤处理后被膜截留的溶质量占溶液中该溶质总量的百分率。
水通量:纯水在一定压力温度0.35mpa25℃下试验透过水的速度。
浓差极化:电极上有电流通过时电极表面附近的反应物或产物浓度变化引起的极化。
分配系数:物质在两种不相混的溶剂中平衡时的浓度比 hlb值:表面活性剂亲水-亲油性平衡的定量反映。
萃取因素:影响双水相萃取的因素包括聚合物体系无机盐离子体系ph体系温度及细胞温度的影响。
带溶剂:易溶于溶剂中并能够和溶质形成复合物且此复合物在一定条件下又容易分解的物质也称为化学萃取剂。
结晶:.物质从液态溶液或溶融状态或气态形成晶体。
晶核:过饱和溶液中形成微小晶体粒子是晶体生长必不可少的核心。
重结晶:利用杂质和洁净物质在不同溶剂和温度下的溶解度不同将晶体用合适的溶剂再次结晶以获得高纯度的晶体操作。
双水相萃取:利用物质在互不相溶的两水相间分配系数的差异进行的分离操作。
超临界流体萃取:利用超临界流体作为萃取剂对物质进行溶解和分离。
离子交换技术:通过带电的溶质分子与离子交换剂中可交换的离子进行交换而达到分离纯化的方法。
膜污染:指处理物料中的微粒胶体或溶质大分子与膜存在物理化学作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附沉积造成膜孔径变小或堵塞使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化现象。
凝聚值:胶粒发生凝聚作用的最小电解质浓度。
精馏:利用液体混合物中各组分挥发度的差异及回流手段来实现分离液体混合物的单元操作。
最小回流比:当回流比减小到某一数值后使两操作线的交点d落在平衡曲线上时图解时不论绘多少梯级都不能跨过点d表示所需的理论板数为无穷多相应的回流比即为最小回流比萃取精馏:向原料液中加入第三组分称为萃取剂或溶剂以改变原有组分间的相对挥发度而得到分离。
共沸精馏:体系中加入一个新的组分称为共沸剂共沸剂与待分离的组分形成新的共沸物用精馏的方法使原体系中的组分得到分离。
分离科学与技术-01概论
分离科学与技术柳 仁 民1 概论 分离科学: 研究从混合物中分离、纯化或富集某些组分以获得相对纯 物质的过程的规律及其应用的一门学科。
分离:物质被分开的过程 组分离:性质相似的组分一起分离 单一分离:某一组分以纯物质形式分离 分离是一种假设的状态,相对的, 99.9%, 99.99% 分析化学中的分离:以定量分析为目的,分离干扰组分, 提高方法的专一性。
富集:低浓度组分浓集的过程 分析化学中的富集:将待测组分从大量基体物质中集中到 一较小体积溶液中,提高检测灵敏度。
预浓集:测定之前进行的分离过程。
分离与浓集往往是同时实现的1 2分离与富集的关系: 富集需要借助分离的手段,在分析过程中分离与富集往往 是同时实现的。
富集与分离的目不同,富集只是分离的目的之一。
纯化:通过分离操作使某种物质的纯度提高的过程。
纯度(purity): 主组分含量高低或所含杂质多少的一个概念; 纯是相对的,不纯是绝对的; 不同目的对纯度的要求不同; 纯度越高,成本越高。
依据欲分离组分在原始溶液中的浓度不同,Rony用三个概念 表示,以示区别: 富集: 对摩尔分数小于0.1组分的分离 浓缩: 对摩尔分数处于0.1-0.9组分的分离 纯化: 对摩尔分数大于0.9组分的分离3分离科学是随着其它学科的快速发展,逐渐发展成为一门 相对独立的学科。
与人类生活、社会发展、科学技术进步及工农业生产联系 十分密切 古代:炼铜、冶铁、酿酒、制糖 现代:有机合成、石油炼制、金属冶炼、食品、制药、生命科 学研究、环境科学等 分离科学的重要性: 分离科学是其他学科发展的基础 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 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 化学合成过程的分离 新化合物的结构确定4近年来生命科学的重要成就,与分离科学有着紧密联系: 基因组学 蛋白质组学 应用科学方面的发展: 矿产资源的开发离不开各种分离技术的应用 石油工业每一重要生产环节,几乎都离不开分离科学技术 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,才得以蓬动发展 近代材料科学的研究,诸如超纯硅、锗及化合物半导体砷 化镓、磷化镓的制备提纯;高纯稀土及其化合物的分离提取 环境科学:三废处理 目前,分离科学成为自然科学和应用科学中的一个重要分支。
分离科学与技术
2.3 无机化合物萃取(了解)
无机萃取一般包括如下过程: (1)水相中的被萃取溶质与加入的萃取剂形成萃取物(通 常是配合物); (2)在两相界面,萃合物因疏水分配作用进入有机相,最 终溶质在两相间达成平衡。
P’= He + Hd + Hn
Xe =He/P’ Xd = Hd/P’ Xn= Hn/P’
溶剂的质子接受强度分量 溶剂的给予强度分量 溶剂的偶极相互作用强度
两种溶剂中的P’值相同时,表明这两种溶剂的极性相同, 但若Xe大,表明接受质子的能力强,对于质子给予性物质的 溶解有较好选择性。
三个分量代表了溶剂对三种不同类型化合物的溶剂选择性 大小。
(1)平衡常数
Nernst 在1891年提出的溶剂萃取分配定律是:在 一定温度下,当某一溶质在互不相溶的两相溶剂(水相 /有机相) 中达到分配平衡时,该溶质在两相中的浓 度比为一个常数,该常数称为平衡常数(KD)。
KD
[ A]org [ A]aq
实验发现, KD是一个常数的条件是, 温度不变,溶质A在 溶液的浓度极低,且存在形式不变。溶质浓度高时, KD存 在偏离。应使用活度代替浓度计算。
选择一种极性溶剂和一种非极性溶剂,将二者按 不同比例混合,得到一系列不同极性的混合溶剂, 计算混合溶剂的极性参数p’;
研究目标物质在上述不同极性混合溶剂中的溶解 度,以最大溶解度对应的混合溶剂p’值可知溶质 的近似p’。
挑选具有不同选择性的另外一种极性溶剂替换原 极性溶剂,通过调整该极性溶剂的比例维持原p’, 从而找到溶解性和选择性都合适的溶剂。
分离科学与技术第2章 沉淀分离法
第二章 沉淀分离法
2.2 沉淀的生成过程 2.2.5 分级沉淀 分级沉淀:两种难溶盐(阳离子或阴离子相同),若 其溶度积相差足够大时,可通过加入沉淀剂将其先后分 别沉淀出来加以分离。 溶度积小的难溶盐先沉淀,如 AgI 较 AgCl 先沉淀。
第二章 沉淀分离法
2.2 沉淀的生成过程 2.2.5 分级沉淀
第二章 沉淀分离法
2.2 沉淀的生成过程 2.2.4 晶形沉淀与胶体 内因: 沉淀的性质
生成沉淀类型 外因
沉淀的形成条件
沉淀的后处理
沉淀类型:晶形沉淀、无定形沉淀、凝乳状沉淀
几种类型沉淀的比较 特点 直径 晶形沉淀 0.1~1 m 凝乳状沉淀 0.02~0.1 m 无定形沉淀 < 0.02 m
[I ] [Cl ] 6 6 10 , 10 [Cl ] [I ]
Ksp,AgI = [Ag+][I] = 9.31017 Ksp,AgCl = [Ag+][Cl] = 1.81010 当 [Cl]/[I] < 106 时,只有 AgI 析出; 当 [Cl]/[I] > 106 时,AgCl 才开始析出。
第二章 沉淀分离法
2.1 沉淀生成的条件 2.1.3 氢离子浓度及配位剂的影响 配位剂的影响: 难溶盐沉淀 + 配位剂 溶解度增大(或完全溶解)
第二章 沉淀分离法
2.1 沉淀生成的条件 2.1.4 有机溶剂的影响 有机溶剂的影响: 难溶盐沉淀 + 有机溶剂 溶解度减小(溶剂化作用较 小,介电常数较低)。如 PbSO4: 100 mL H2O: 4.0 mg, 100 mL 20% 乙醇: 4.0/10 mg 100 mL 乙醇: 4.0/1500 mg
第二章 沉淀分离法
八上科学物质的分离
八上科学物质的分离文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]第 4 讲 主题:物质的分离&&1.2.3.物质分离的实例分析,如粗盐的提纯、硫酸铜晶体的制备、自来水的净化过程等。
二、课堂落实(讲练结合)&例题精析考点一 物质的晶体例1.对于制备的较大颗粒的硫酸铜晶体。
请分析并回答下列问题:(1)对于 的物质,常采用冷却热饱和溶液结晶法。
先在较高温度下制得该物质的饱和溶液,然后使它冷却即可得相应的晶体。
(2)实验中我们发现,如果快速冷却热饱和溶液,那么得到的是颗粒 (填“较小”或“较大”,下同)的结晶;如果缓慢冷却热饱和溶液,那么得到的是颗粒 的结晶。
考点二 结晶法的应用B.若将溶液B2再恒温蒸发10g 水,则析出的晶体质量大于2gC.溶液C1、C2、C3的溶质的质量分数一定相同D.溶液B1、B2的溶质的质量分数相同,溶液C2、C3的溶质的质量分数分数也相同考点三 结晶水合物例3.已知16g 无水硫酸铜晶体吸水变成硫酸铜晶体后质量正好为25g 。
在25℃时,向足量的硫酸铜饱和溶液中加入16g 无水硫酸铜粉末,搅拌后静置,最终所得硫酸铜晶体的质量( )A.等于16gB.等于25gC.大于16g 而小于25gD.大于25g考点四 常用的物质分离的方法例4.下列几种分离方法中,对水净化程度最高的是( )考点五水的净化例 5.净化水的方法有:①过滤;②加明矾吸附沉降;③蒸馏;④消毒杀菌。
自来水厂将混有泥沙的天然水净化成生活用的自来水,选用的方法和顺序为()A.①②③④B.②①④③C.①③④D.②①④&探究提升例.根据实验室进行的过滤操作,请回答下列问题:(1)过滤适用于分离混合物。
(2)过滤的操作要领可归纳为“一贴、二低、三靠”,其中的“一贴”指,否则会。
(3)如果漏斗内的液面高于滤纸的边缘,那么后果是。
(4)漏斗下端的管口要紧靠在烧杯,作用是。
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分离科学基础 by D-dayu 分离:利用混合物中各组分的物理性质或化学性质的差异,通过适当的装置或方法,使各组分分配至不同的空间区域或者在不同的时间依次分配至同一区域的过程分离的形式:组分离(重油和轻油), 单一分离(纯物质的制备、化学标准品的制备、药物对映异构体的分离)实际样品分离干扰的消除:①控制实验条件②使用掩蔽剂③分离满足灵敏度的要求:①选择灵敏度高的方法②富集分离的重要性:①分离是认识物质世界的必经之路②分离是实践生产中的重要手段③分离是各种分析技术的前提④富集延伸了分析方法的检出下限⑤分离科学是防止环境污染的一种有效工具⑥分离科学是其他科学发展的基础⑦分离科学大大提高了人类的生活品质分离方法的分类:①级数:单级、多级②相态:气-液-固③过程原理:机械分离、传质分离、反应分离④方法的性质:物理分类法、化学分离法、其他分离法平衡分离过程:是一种利用外加能量或分离剂,在原混合物体系中形成新的界面,利用互不相溶的两界面上的平衡关系使均相混合物得以分离的方法,一般在非均相介质中进行。
如闪蒸、吸附、结晶速率控制分离过程:是依据被分离组分在均相介质中的传递速率的差异而进行分离的,如反渗透、电渗析、膜分离化学分离法的发展趋势:多样化、精细化、洁净化富集:摩尔分数小于0.1组分的分离 浓缩:0.1-0.9 纯化:大于0.9分离方法的评价指标:回收率:100%Q Q R 0A A A ⨯=分离系数:分离完全,10300-≤==A B A B B A A B R R Q Q Q Q S 富集倍数:00B A BA Q Q Q Q i R =分离方法的选择原则:①分离的可行性②物料的物理化学性质③生产的规模处理④投资的运行经济性⑤安全环保沉淀分离法:在试液中加入沉淀剂,是某一组分以一定组成的固相析出,经过滤而与液相分离的方法溶度积:[][]m n n m sp X M K -+=,为了能够进行有效的分离,Ksp 应为410-或更小 同离子效应:沉淀的溶解度因其共同离子的一种过量存在而减小的现象盐效应:当溶液中有与构成沉淀不同的离子存在时,沉淀的溶解度增大。
实质是大量无关离子的存在,溶液离子强度I 增大,离子的活度系数r 相应减小,使原来饱和难溶盐溶液变为不饱和,沉淀溶解度增大在水中加入乙醇、丙酮等有机溶剂,无机盐的溶解度一般会减少。
原因:减小了溶剂化作用和较低的介电常数沉淀生成的首要条件:溶液呈过饱和状态陈化:生成沉淀不立即过滤,将其和母液一起放置一段时间,通过再结晶使之长大的过程 分级沉淀:加入沉淀剂可从混合物中将其分别沉淀出来加以分离,溶度积小的先沉淀 共沉淀:当沉淀从溶液中析出时,某些本来不应该沉淀的组分同时沉淀下来的现象 共沉淀机理:吸附、生成混晶、包藏、后沉淀影响共沉淀的因素:①预先除去容易共沉淀的离子②生成共沉淀物质的离子浓度要尽量低③沉淀生成时,分次少量地加入沉淀剂并充分搅拌溶液④尽量提高沉淀生成时的温度,加强热运动⑤沉淀过滤后,用适当试剂溶解再沉淀⑥长时间加热反应溶液并不断搅拌,促进其陈化 均相沉淀法有哪些:pH 上升及下降法、酯类及含硫化合物水解生成沉淀剂、利用氧化还原反应、混合溶剂蒸发法进行氢氧化物沉淀时,为什么不能完全根据氢氧化物的Ksp 选择和控制pH ?答:①氢氧化物是无定形沉淀②金属离子不足以一种形式存在③实际的溶度积Kap 与Ksp 之间有一定的差距常用的有机沉淀剂:铜铁试剂、铜试剂、丁二酮肟、8-羟基喹啉选择沉淀剂满足的条件:①对微量组分应有充分的共沉淀能力,有较好的选择性,携带一种组分或尽可能少的组分②不干扰微量组分的测定,或易与微量组分分离,或者易被除去 形成混晶的条件:①有相近的化学性质②有相似的化学结构③有相同的晶形结构均匀分配定律和对数分配定律,可能考计算题,见课本31页例题2-1例题2-1分布系数为10,载体有50%沉淀时,求微量元素A 的共沉淀效率。
解:D=10,设载体总量为1,当固相中有50%沉淀时,[B]s=0.5,[B]L =1-[B]s=0.5 [][][][]105.05.010=⨯==L S L S B B D A A 所以[][]L S A A 10=。
又因为[][],1S L A A -=则[][]()909.01110110==-=S S A A 有机沉淀剂相比无机沉淀剂的优点:①富集效率高②选择性好③有机载体容易通过高温灼烧除去萃取分离法:利用与水不相溶的有机溶剂和试液一起振荡后静置分层,一些组分进入有机相,另一些组分则留在水相中,从而达到分离的目的萃取分离法的特点:①设备简单,操作迅速②广泛用于干扰元素的分离和微量元素的富集③分离效果好④具有较高的灵敏度和选择性⑤采取手工操作、工作量大萃取本质:将物质由亲水性向疏水性转化,而疏水性物质进入有机相萃取剂:能与亲水性物质反应生成可被萃取的疏水性性物质的试剂,如8-羟基喹啉,双硫腙,罗丹明萃取溶剂:构成有机相与水不相溶的液体,如乙醇、苯、四氯化碳助萃剂:萃取过程中不可缺少的辅助试剂,如SCN -盐析剂:增加萃取率的一类物质,如铵盐,硝酸盐、卤化物萃取分离的基本参数:(必考)分配系数:[][]W O D A A K = 分配比:()()W c O c D A A = 萃取率E :单次平衡,萃取后,有机相中溶质的摩尔分数 1+=r r DV DV p ,有机相中溶质的摩尔分数 11+=r DV q , %100⨯=p E 多次平衡,()%1001⨯-=n q E ,n=5 时,较为理想。
例3-1 见课本42页在16-∙L mol HCl 溶液中,用乙醚萃取Ga 3+,D=18,若V r =1,求一次萃取率。
解: %7.94%1001918191811181181=⨯==+⨯⨯=+=E DV DV p r r 萃取分离法的分类:无机共价化合物萃取、金属螯合物萃取、离子缔合物萃取、共萃取与抑萃取、熔融盐萃取半萃pH:萃取率为50%时其相应的pH,BA n n pH 2221+≥∆,表示能分离 影响螯合萃取的因素:螯合剂的影响、萃取溶剂的影响、溶液的酸度、掩蔽剂的应用 萃取分离操作:萃取操作仪器及其准备、萃取振荡、静置分层、乳浊液及其处理、洗涤 离子交换分离法特点:①分离效率高②选择性高③适用性强,应用广泛④多相操作,分离容易⑤分离周期长耗时过多离子交换树脂的结构:骨架和活性基团交联度:树脂交联的程度,用加入树脂中交联剂的百分含量表示交联度的大小交换容量:离子交换树脂中的活性基团数目决定了交换能力,单位体积湿树脂或单位质量干树脂中实际参加反应的活性基团数称为操作交换容量离子交换树脂的种类:阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、螯合树脂唐南膜理论要点:①树脂在水中溶胀后,数值表面与外界溶液之间可以看做一个半透膜②树脂网状结构上的固定离子不能透过膜,而可交换的活泼基团电离出来的离子则可通过膜进行扩散③树脂中固定离子的存在,使能通过膜的可交换在膜的两边处于不均匀的平衡状态,即唐南平衡++-↔+-+nH M R M H nR n n平衡常数:[][][][]n r s n s r MnH H M H M K = 选择系数:[][][][]r n s s n r n M H H M H M K 11= n n M H M nH K K )(= 分配系数:[]∑=sr M M M D ,离子交换平衡时,树脂中某离子的浓度与液相中该离子总浓度的比值。
分离因数:[][][][]分离效果最好,5.1/≥===A B r S S r B A B A K B A B A D D S例4-4 见课本91页,老师说必考。
离子交换一般过程:外扩散外扩散→内扩散(慢)→离子进行交换→内扩散(慢)→外扩散 色谱分离:在一种多孔性介质中,利用溶剂流动引起各组分的差速迁移而进行的分离方法,包括,支持体、流动性、固定相凝胶色谱法:交联葡萄糖凝胶,G25,表示1g 凝胶膨胀时吸水2.5mL凝胶色谱法分离原理:分子筛效应,大分子物质由于直径较大,不易进入凝胶颗粒的微孔,而只能分布在颗粒之间,这样分子较大的在凝胶床移动距离较短,移动的速度较快纸色谱法:利用滤纸中含约20%的水分作为固定相,样品点放在滤纸上,用有机溶剂展开,样品中各组分在有机相中进行分配 比移值:溶剂前沿移动的距离区带移动的距离=f R ,kR f α=-11,k 为分配系数,α为滤纸常数 例5-2,见课本119页若已知某物质A 的分配系数A k =1.0,在纸色谱展开,求得60.0=f R ,用同一滤纸展开某物质B,B 的分配系数B f ,2.0R k B 求=。
解:AAf k R /11α+= 67.060.00.1)60.01()1(=⨯-=-=A f A A f R k R α 23.02.0/67.011/11=+=+=B B f k R α f R 的作用:①判断各物质的分离效果②选择适当的滤纸长度影响f R 值的因素:①分配系数和滤纸常数②化学结构③温度④滤纸种类和渗透距离⑤共存物质及试液性质重现比移值的注意事项:①层析分离时,温度应恒定②层析器应密闭,以防组分挥发③滤纸与层析器流动相饱和④最好使用同一批滤纸显色剂:茚三酮试剂 ,硝酸铵银溶液,双硫腙薄层色谱法的优点:快速、分离效率高、灵敏度高、显色方法多、应用面广薄层色谱法展开剂的选择:根据被分离物质的极性、吸附剂的活性及展开剂的极性三者之间的关系来选择的膜的分类:材质:高分子、金属、陶瓷。
物态:固膜、液膜、汽膜。
结构:对称膜、非对称膜 。
形状:平板膜、管式膜、中空纤维膜。
功能:离子交换膜、渗析膜、微滤膜、超滤膜 膜材料分类:高分子和无机膜无机膜特点:热稳定性好、化学稳定性好、抗微生物能力强、组件机械强度高、清洁状态好 反渗透的原理:若在溶液侧施加压力,就会减少溶剂向溶液的渗透,当增加的压力高于渗透压时,便可使溶液中的溶剂向纯溶剂侧流动,即溶剂将从溶质浓度高的一侧向浓度低的一侧流动溶解-扩散理论:将反渗透膜的活性表面皮层看成是无缺陷的致密无孔膜,并假设溶剂与溶质都能溶解于均质的非多孔膜表面皮层内,然后在浓度或压力造成的化学势差推动下,以分子扩散方式通过膜。
微滤分离的基本原理:以静压差为推动力,利用膜的筛分作用进行分离的膜过程纳滤分离技术的基本原理:传质机理为溶解-扩散方式。
特点一是物理截留或截留筛分,二是纳滤膜的表面分离层由聚电解质构成,对离子有静电相互作用。