第十五章定量分析中的分离与富集方法选编课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十五章 定量分析中的分离与富集方法,Separation and Enrichment Methods in Quantitative Analysis,第十五章 定量分析中的分离与富集方法Separation a,消除干扰的方法,控制分析条件,加掩蔽剂,分离,实际样品,：,多种成分共存，彼此干扰,影响准确度,无法测定,分离被测组分,除去干扰组分,分离性质相近的组分,富集微量和痕量组分,15-1,概述,消除干扰的方法控制分析条件分离实际样品：多种成分共存，彼此干,定量分析过程,取样,溶样,消除干扰,测定,计算,掩蔽,分离,(,富集,),方法,步骤,数据处理,结果,定量分析过程取样溶样消除干扰测定计算 掩蔽方法数据处理,分离的意义,对分离的要求,干扰组分应减小至不再干扰被测组分的测定,被测组分在分离过程中的损失要小到可以不计,回收率,消除干扰、富集微量待测组分,主要组分,R,A,99.9%,1%,左右,R,A,99%,微量组分,R,A,95%,或更低,分离因数,分离的意义对分离的要求消除干扰、富集微量待测组分主要组分R,固液分离,*沉淀分离,*离子交换分离,氢氧化物,:NaOH、NH,3,硫化物,:H,2,S,有机沉淀剂,:H,2,C,2,O,4,、,丁二酮肟,气液分离,:,挥发和蒸馏、克氏定氮法、,Cl,2,预氧化,I,-,法,液液分离,螯合物萃取,离子缔合物萃取,三元络合物萃取,支撑型液膜,乳状液型液膜,生物膜,*萃取分离,液膜分离,其他分离方法,:,萃淋树脂、螯合树脂、浮选、,*色谱分离法,分离分析法,:,气相色谱法，液相色谱法、电泳分析法,分离方法,阳离子交换树脂,阴离子交换树脂,螯合树脂,固液分离*沉淀分离*离子交换分离氢氧化物:NaOH、NH3,氢氧化物沉淀,硫化物沉淀,其它沉淀剂,螯合物沉淀,缔合物沉淀,三元配合物沉淀,容易共沉淀，选择性不高,应首先沉淀微量组分。,种类多，选择性好,晶型好，可灼烧除去,15-2,常用的分离和富集方法,无机沉淀剂分离法,有机沉淀剂分离法,15-2-1,沉淀分离法,容易共沉淀，选择性不高种类多，选择性好15-2 常用的分离,控制,pH,实现分离,c,M,10,-5,mol,L,-1,沉淀完全,c,M,10,-5,mol,L,-1,沉淀不完全,缓冲液,难溶化合物悬浮液,15-2-1-1,无机沉淀剂分离法,氢氧化物沉淀,控制pH实现分离cM10-5 molL-1 沉淀完全 缓,OH,-,:,分离两性,(Zn、Pb、Sn、Al),与非两性金属离子,;,分离蛋白质,(,调,pH,至等电点,),。,NH,3,H,2,O:,分离高价金属离子,(Th,4+,、Al,3+,、Fe,3+,),与易生成氨络合物的金属,(Cu、Co、Ni、Zn、Cd、Hg、Ag),。,氢氧化物沉淀法的作用,硫化物沉淀,OH-:分离两性(Zn、Pb、Sn、Al)与非两性金属离子,其它沉淀剂,无机沉淀法的优化条件,:,浓溶液,热溶液,加入大量没有干扰作用的盐，均相反应。,其它沉淀剂无机沉淀法的优化条件:浓溶液,热溶液,加入大,in,氨性溶液,+,酒石酸,15-2-1-2,有机沉淀剂分离法,螯合物,(,内络盐,),沉淀,in 氨性溶液+酒石酸15-2-1-2 有机沉淀剂分离法螯,缔合物沉淀,三元配合物沉淀,(R,可以是,H,、,C,3,H,7,、,C,6,H,5,等,),缔合物沉淀三元配合物沉淀(R可以是H、C3H7、C6H5等),例,：,水中痕量,Hg,2+,(0.02,gL,-1,),的分离,含量太低，无法直接沉淀,15-2-1-3,共,沉淀分离法,微痕量物质的分离富集,例：水中痕量Hg2+(0.02 gL-1)的分离含量太,利用吸附作用,微量稀土离子,(,CaC,2,O,4,),Cu,中微量,Al,3+,(,Fe(OH),3,),水中微量,Pb,2+,(,CaCO,3,),富集效率高，但是选择性不好,利用混晶作用,痕量,Ra,2+,(,BaSO,4,),海水中痕量,Cr,3+,(,SrCO,3,),选择性较好,利用吸附作用利用混晶作用,有机共沉淀剂,选择性好，富集率高，易除去,丹宁、动物胶,难溶三元络合物,惰性共沉淀剂,+,丁二酮肟二烷酯,(,乙醇溶液,),+,+,-,+,难溶三元络合物,甲基紫,SCN,Zn,2,有机共沉淀剂+丁二酮肟二烷酯+-+难溶三元,提高沉淀分离选择性的方法,利用络合掩蔽作用,利用氧化还原反应，改变离子存在状态,NaOH,H,2,O,2,氨性溶液,H,2,S,提高沉淀分离选择性的方法NaOHH2O2氨性溶液H2S,物质在极性不同的溶剂中溶解度不同。,水,:,极性，离子型化合物（亲水性）易溶。,有机溶剂：,丙酮、,CHCl,3,、,CCl,4,、,苯,有机化合物,(,疏水性,),易溶。,15-2-2,溶剂萃取分离法,基本原理,相似相溶,萃取,：,将亲水性物质转化成疏水性物质，进入有机相。,反萃取,：,恢复亲水性，再回到水相。,物质在极性不同的溶剂中溶解度不同。15-2-2 溶剂萃取,分配平衡示意图,A,0,Organic Phase,A,w,Water Phase,分配定律,温度一定，浓度不太大时，,K,D,为常数,严格来说,：,中性分子,1,分配系数,(K,D,),分配平衡示意图A0 Organic P,碘在,CCl,4,-H,2,O,中的分配,(25,o,C,),I,2,o,(g/L),I,2,w,(g/L),K,D,25.61,0.2913,87.9,16.54,0.1934,85.5,10.88,0.1276,85.3,6.97,0.0818,85.2,碘在CCl4-H2O中的分配(25 oC)I2o(g/,例,：,有,I,-,存在时，,I,2,在,CCl,4,H,2,O,中的分配比,解,：,分配比,(D),例：有I-存在时，I2在CCl4H2O中的分配比解：分配比,相比,D,E,R,E,萃取效率,(E),相比D E萃取效率(E),D,对,E,的关系曲线,(R=1),0 50 100,1000,10,0.1,0.001,E,100%,D,D对E的关系曲线(R=1)0,m,0,：,被萃物总量,m,1,：,一次萃取后水中余量,一次萃取,n,次萃取,m0：被萃物总量一次萃取n次萃取,例,：,用,8-,羟基喹啉,-,氯仿溶液与,pH=7.0,时，从水溶液中萃取,La,3+,(,已知,D=43),。今取含,La,3+,水溶液,20 mL,，计算用,10 mL,萃取液萃取一次和等体积萃取两次的萃取率。,解,：,萃取一次,等体积萃取二次,用同量溶剂多次萃取效果好,！,例：用8-羟基喹啉-氯仿溶液与pH=7.0时，从水溶液中萃取,+,催化剂,分散剂,磺化,15-2-3,离子交换分离法,离子交换树脂结构,(,惰性网状骨架,+,活性基团,),+催化剂分散剂磺化15-2-3 离子交换分离法离子交换树脂,交联度,交联度大，树脂结构致密，孔隙小，溶涨小，交换速度慢，但是分离选择性高。,交联度小，反之,(,通常交联度约为,8-12%,),。,交换容量,每千克干树脂所能交换的物质的量,(3-6 mmol/g),。,颗粒度,用目表示，简单交换,(50-100,目,),。,离子交换树脂性质,离子交换树脂性质,阳离子交换树脂,含酸性活性基团的树脂。,阴离子交换树脂,含碱性活性基团的树脂。,螯合树脂,含有特殊的螯合活性基团。,离子交换树脂类型,离子交换树脂类型,A+B,A,B,A,B,离子交换层析法,：,将交换上去的离子，用适当的洗脱剂依次洗脱而分离。,A+BABAB离子交换层析法：将交换上去的离子，用适当的洗脱,阳离子交换树脂,：,含酸性活性基团的树脂。,强酸型,：,RSO,3,H,pH 0-14,不受酸度限制,弱酸型,：,RCOO,H,pH4,RO,H,pH 9.5,交换,洗脱,螯合树脂,：,含有特殊的螯合活性基团。,阴离子交换树脂：含碱性活性基团的树脂。交换洗脱螯合树脂：含有,强酸型阳离子交换树脂,对一价阳离子,Li,+,H,+,Na,+,NH,4,+,K,+,Rb,+,Cs,+,Ag,+,Tl,+,对二价阳离子,Mg,2+,Ca,2+,Sr,2+,Ba,2+,Fe,2+,Co,2+,Ni,2+,Cu,2+,Zn,2+,对不同价态离子,Na,+,Ca,2+,Fe,3+,Th,4+,强碱型阴离子交换树脂,F,-,OH,-,Ac,-,HCOO,-,H,2,PO,4,-,Cl,-,NO,3,-,HSO,4,-,CrO,4,2-,SO,4,2-,树脂对离子的亲和力顺序,强酸型阳离子交换树脂树脂对离子的亲和力顺序,离子交换树脂,玻璃纤维,交换柱,树脂的选择和处理,装柱,交换,洗脱,树脂再生,离子交换树脂玻璃纤维交换柱树脂的选择和处理,平板色谱,纸色谱,薄层色谱,柱色谱,15-2-4,色谱分离法,平板色谱15-2-4 色谱分离法,分离,g,级物质,固定相,滤纸上的吸附水,流动相,溶剂,(,乙醇、丙酮及与水不相溶的溶剂,),原理,：,根据溶质,A,在流动相与固定相,(,纸纤维中吸着的水分,),中的分配系数不同，流动相因毛细现象沿纸上升，,K,D,大的上升慢，,K,D,小的上升快，因而溶质得到分离。,纸色谱,分离g级物质固定相滤纸上的吸附水纸色谱,层析缸,溶剂前沿,起始线,(,原点,),展开剂,y,x,2,x,1,层析纸,与标样比较可定性鉴定,比移值,：,层析缸溶剂前沿起始线展开剂yx2x1层析纸与标样比较可定性鉴,PC,检测方法,：,颜色,显色,(,反应显色,),剪下斑点，用适当的溶剂洗脱后测定,(,比色荧光,),氨基酸的,R,f,值,展开剂,正丁醇,+,吡啶,+水,0.20,0.29 0.60,0.20,0.33 0.24,1 :1 :1,正丁醇+,醋酸,+水,0.23,0.23,0.70 0.28 0.22 0.11,12 :3 :5,天冬氨酸,甘氨酸,白氨酸,谷氨酸,丝氨酸,组氨酸,PC检测方法：氨基酸的Rf值展开剂天冬氨酸甘氨酸白氨酸谷氨酸,氨基蒽醌试样中各种异构体的定性检出,1,7-,氨基蒽醌,1,6-,氨基蒽醌,1,8-,氨基蒽醌,1-,氨基蒽醌,硝基蒽醌,溶剂前沿,原点,样品,：,氨基蒽醌,固定相,：,-溴代萘附着于滤纸纤维素上。,展开剂,：,吡啶,：,水,(1:1),氨基蒽醌试样中各种异构体的定性检出1,7-氨基蒽醌1,6-氨,薄层板,玻璃板上涂吸附剂层,(SiO,2,Al,2,O,3,),上行法,薄层板,层析缸,展开剂,层析缸,展开剂,滤纸条,下行法,薄层板,薄层色谱法,薄层板玻璃板上涂吸附剂层上行法薄层板层析缸展开剂层析缸展开剂,第十五章定量分析中的分离与富集方法选编课件,第十五章定量分析中的分离与富集方法选编课件,薄层层析法的应用,天然产物和有机化合物的分离与鉴定,(,药物，香精，氨基酸及其衍生物,),例,:3,4-,苯并芘的检测,富集,：,环己酮或石油醚提取，脱水后浓缩至,0.1,mL,。,层析分离,：,制板，点样，展开,。,测定,：,截取-乙醚洗脱-蒸干-浓,H,2,SO,4,溶解,荧光法测定,(,对照标样,),。,发展,：,薄层层析胶片，旋转薄层层析仪。,自动进样技术，光谱扫描技术等。,薄层层析法的应用天然产物和有机化合物的分离与鉴定,装柱 加入样品 层析后,机理,:,吸附色谱,吸附剂,:,Al,2,O,3,，SiO,2,，,聚酰胺等,吸附剂和洗脱剂的选择,:,物质极性 吸附活性 洗脱剂极性,强 小 强,弱 大 弱,常用洗脱剂极性次序,:,石油醚环己烷,CCl,4,甲苯,CH,2,Cl,2,CHCl,3,乙醚醋酸乙酯正丙醇乙醇甲醇水,柱色谱法,装柱 加入样品 层析后机理:吸附色谱柱色谱,作业,弱酸,HA,在水相和有机相中的分配系数,