《现代分离技术》课件

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1、第二章沉淀分离法separationprecipitation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一节沉淀分离法一些离子的硫酸盐

2、、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：体系达到平衡时，其平衡常数Ksp称为溶度积。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值要有足够的差异，才

3、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。例题：在含有0.030mol·L-1Pb2+和0.020mol·L-1Cr3+混合溶液中逐滴加入NaOH（忽略体积变化），使pH值逐渐增大，问哪一种离子先沉淀？若要使溶液中残留的Cr3+浓度<1.0×10-5mol·L-1，而Pb2+又不沉淀出来，问该溶液应该维持的pH值范围为多大？已知Pb(OH)2的Ksp=1.6×10-17，Cr(OH)3的Ksp=6.0×10-31解：Pb(OH)2开始沉淀时，需要的[OH−]应为：Cr(OH)3开始沉淀时，需要的[OH-]应为：需要[OH-]少的先沉淀∴Cr(OH)3先沉淀

4、。Pb(OH)2开始沉淀时pOH=−lg(2.3×10-8)=7.64∴pH=14−pOH=14−7.64=6.36Cr3+浓度=1.0×10-5mol·L-1时：pOH=−lg(3.9×10-9)=8.41∴pH=14−pOH=5.592）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。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

5、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.1.2.3有机碱法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。2.金属硫化物的沉淀分离2.1与溶液

6、的酸度有关H2S=2H++S2−K1=Ka1Ka2(1)M2++S2−=MSK2=1/Ksp(2)(1)+(2)M2++H2S=2H++MSK=Ka1Ka2/Ksp[H2S]=0.1mol∙L−1如果MS不沉淀，则需要[M2+][S2−]

7、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-离子浓度最少应为因为在饱和H2S溶液中，H2S＝2H++S2-所以K＝Ka1×Ka2，∴所以溶液中最大的[H+]离子浓度为：当开始生成ZnS沉淀时，溶液中S2-离子浓度应为：所以不生成ZnS沉淀的最小的[H+]离子浓度为：硫代乙酰胺3均相沉淀