分析化学课件第八章

*,Analytical Chemistry,分析化学,佛山科学技术学院,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,第八章,第八章,定量分析化学中,常用分离和富集方法,常用分离和富集方法,Methods for Separation and Enrichment(Concentrate),1,8.1,概论,8.2.1 常量组分的沉淀分离,8.2.2 微量组分的共沉淀分离与富集,8.2,沉淀分离法,8.3 溶剂萃取分离法,8.3.1,萃取分离的基本原理,8.3.2,萃取分离的类型及条件,8.3.3,萃取分离的实验方法,8.3.4,萃取分离在分析化学中的应用,8.3.5,萃取分离技术的发展,（自主研究学习）,2,8.1 概论,问题的提出,实际样品的复杂性,干扰的消除,控制实验条件,使用掩蔽剂,分离,separation,分析方法灵敏度的局限性,满足对灵敏度的要求,选择灵敏度高的方法,富集enrichment,例：,海水中,U（IV),的测定,C,=1 3,g/L,难以测定,富集为,C,=100 200,g/L,可以测定,3,分离效果,干扰成分减少至不再干扰,待测组分有效回收,质量分数 1%，,回收率 99.9%以上,质量分数 95%或更低,质量分数 0.01%1%,回收率 99%,样品中的待测组分含量是未知的如何测量回收率,？,Recovery,4,常用分离方法,沉淀分离法,溶剂萃取分离法,离子交换分离法,色谱分离法,挥发和蒸馏分离法,Precipitation,Solvent extraction,Ion exchange,Chromatography,Volatilization and distillation,5,沉淀分离与富集,依据溶度积分步沉淀原理,氢氧化物沉淀分离,通过控制 OH,-,选择性沉淀分离,pH12，NaOH,分离两性离子：Al,Zn,Cr,Sn,Pb,Sb 不沉淀,pH 89,NH,3,分离络氨离子：Ag,Co,Ni,Zn,Cd,Cu,(Mg)不沉淀,pH 5 6,ZnO悬浊液或有机碱,沉淀：Al,Fe(III),Ti(IV),Th(IV),Bi.,例如常见阳离子的两酸两碱分离,分组,组试剂,HCl,H,2,SO,4,NH,4,Cl-NH,3,NaOH,可溶组*,沉淀出的离子,Ag,Hg(I),(Pb),Ca,Sr,Ba,Pb,Fe(III),Mn(II),Al,Hg(II),Cr(III),Cu,Mg,Cd,Co,Ni,Na,K,Zn,NH,4,+,有机（酸碱）小分子的分离？,6,8.3 溶剂萃取分离法,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：I,2,的萃取,7,8,8.3.1 萃取分离的基本原理,萃取分离的依据,物质,亲水性,疏水性,离子型化合物,极性,共价键化合物,弱极性或非极性,相互转换,萃取分离的实质,将待萃取组分,由亲水性转化为疏水性，使其萃入有机相中,。,例，8-羟基喹啉-CHCl,3,对Al,3+,的萃取,反萃取,萃取的反过程（将组分从有机溶液中萃取到水溶液中）,hydrophilic,hydrophobic,Back extraction,9,例，8-羟基喹啉-CHCl,3,对Al,3+,的萃取,3,亲水,疏水,溶于CHCl,3,8-羟基喹啉,CHCl,3,萃取剂,溶剂,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,10,分配系数与分配比,分配系数 partition coefficient,HA(w)HA(o),萃取平衡,分配定律,Water 在水相中,Organic 在有机相中,下标,K,D,分配系数,热力学常数,分配比 distribution ratio,条件分配系数,HA(w)HA(o),K,a,A,(HA),i,缔合,醋酸在苯和水中的分配,D,分配比,条件常数,11,萃取率 The percent extracted,称为相比,R,可近似地反映溶质浓缩的效率,当 R=1 时，,其中,D,E%,100,1.0,0.01,100,50,0,D,1,10,100,1000,E%,50,91,99,99.9,增大萃取率,减小相比,增加萃取次数,12,多次萃取,设用,V,o,mL,有机溶剂萃取,V,w,mL,中含量为,m,0,的,A,物质，一次萃取后剩余的,A,物质的量为,m,1,g,据分配比定义,整理，得,萃取,n,次，同理可得,n,次萃取的萃取率,例：用 CCl,4,萃取 I,2,(R=1),V,o,=100 mL，,m,0,=0.20 g，,D=85,1)、萃取一次，,m,1,=0.0023 g，,E%=98.8,2)、分两次萃取，每次用50 mL 有机溶剂,m,2,=0.00016 g，,E%=99.9,结论,13,1）用同样量的萃取剂，分多次萃取比一次萃取的效率高,结论：,2）萃取原则：少量多次,N,?,14,8.3.2 萃取分离的类型与条件,萃取类型,螯合物萃取,离子缔合物萃取,简单分子萃取,溶剂配合萃取,螯合物萃取,chelate extraction,生成螯合物的萃取,被三氯甲烷萃取,15,离子缔合物萃取 ion association extraction,阳离子和阴离子通过静电引力相结合形成电中性疏水化合物而被有机溶剂萃取。,M,+,(,w,)+A,-,(,w,)=M,+,A,-,(o),例：HCl 介质中乙醚萃取FeCl,4,-,(CH,3,CH,2,),2,O +H,+,=(CH,3,CH,2,),2,O,+,H,(CH,3,CH,2,),2,O,+,H +FeCl,4,-,=(CH,3,CH,2,),2,OH,+,FeCl,4,-,被,(CH,3,CH,2,),2,O,萃取,例：碱性染料在酸性介质中萃取络阴离子,+,BF,4,-,次甲基蓝阳离子,被苯、甲苯等惰性溶剂萃取,通常在酸性介质中进行,16,连续萃取法,Higher-density solvent extraction,Low-density solution being extracted,Extraction solvent,Vapor,Boiling flask containing high-density extracting solvent and extracted solute,Diverter for drops of condensate of high-density solvent,Condensate,Reflux condenser,Heat,返回,17,Lower-density solvent extraction,Heat,High-density solution being extracted,Extracting solvent,Condensate,Reflux condenser,Vapor,Flask containing low-density extracting solvent and extracted solute,连续萃取法,返回,18,8.3.5 萃取分离技术的发展,固相萃取,液固萃取,超临界流体萃取,超临界流体,低粘度，低表面张力，类似于气体的穿透力，易溶于有机溶剂,19,