分析化学中常用的分离和富集方法1

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1、第五章分析化学中的分离与富集方法§5.1概述如土壤中PbZnMnSe的测定茶叶中SeMnMoGe的测定这些待测组分含量都很低并且干扰组分多影响测定，必须进行分离和富集。往往分离和富集是一个统一过程，即能分离又能达到富集的目的。那么在分离和富集的过程中待测组分是有损失的，不可能全部分离富集出来。这种损失用回收率来表示：回收率＝分离和富集后测得的待测组分的含量被测组分原来的量×100％常量组分分析（大于1％）要求回收率≥99.9%微量组分分析（0.01－1％）……………≥99％痕量组分分析（小于0.01%)……………≥90％

2、常用的分离和富集方法1.沉淀分离2.挥发和蒸馏分离3.液－液萃取分离4.离子交换分离5.色谱分离§5.2液－液萃取分离法将物质由亲水性转化为疏水性的过程,然后被有机溶剂萃取从而达到分离的目的。亲水性：易溶于水,难溶于有机溶剂的性质疏水性：难溶于水,易溶于有机溶剂的性质如何将被萃取物质有亲水性测钢样中Ni，因其它离子的干扰，可将Ni2+萃取到有机相中进行分离，然后测定。Ni2+＋2CH3-C=N-OHCH3-C=N-OH(丁二酮肟)弱碱性pH=9－10CH3-C=NCH3-C=NNiN=C-CH3N=C-CH3O….HOO

3、OH….＋2H+不带电荷,具有疏水性,可被CHCl3萃取（水）一、萃取过程的本质疏水性为了便于测定还可将Ni2+反萃取到水相中（反萃取）在分离后丁二酮肟－Ni的CHCl3层中HCl振荡Ni2+重新进入了水相中二、萃取过程的分配定律1.分配系数：萃取是溶质在两相中经过充分振摇，达到平衡后按一定比例重新分配的过程。A水A有说明：(1)KD在一定的温度下是一个常数(2)只使用于浓度较稀且溶质在两相中均以单一的相同形体存在的简单萃取体系。如用CCl4萃取I2丁二酮肟－Ni被破坏2.分配比通常将溶质在有机相中各种存在形体的总浓度C

4、有与在水相中各种存在形体的总浓度C水之比，称为分配比（D不仅与其它常数有关，还与溶液的酸度、溶质的浓度有关。D不是一个常数）3.萃取百分率:说明：此公式只适用于一次性萃取百分率的计算。表示了萃取完全的程度例题：50mL0.1000mol/LI2溶液用100mL有机溶剂萃取，萃取一次的百分率为95%求：(1)分配比D(2)达到平衡时10mL有机相中含有I2多少mmol解：(1)∴D＝9.5(2)4.多次萃取E计算设m0为被萃取物质的总量mi为萃取后水相中剩余的量（i=1、2、3…..）先推导：萃取一次后水相中剩余的量m1m

5、0－mi为萃取到有机相中的量同理萃取二次后水相中剩余的量m2若萃取n次后水相中剩余的量mn萃取n次后：用同样量的萃取剂,少量多次萃取可以提高萃取率从此式中你看出什么问题?2000年中科院考研题（8分）用有机溶剂20mL萃取100mL水相中的某溶质，如果一次萃取率E=90%,计算（1）此溶质的分配比,（2）若将20mL溶剂分成4次萃取，问能否达到常量组分定量萃取的要求解：(1)一次萃取D＝45(2)分4次萃取,每次5mL=99.1%所以不能达到常量组分定律萃取的要求2006年中科院考研题（10分）若某物质在两相中的分配比为

6、17，今有50mL的水溶液应用10mL的萃取剂连续萃取几次，才能使总萃取率达到99％以上解：解得n=3.1应萃取4次，才能使总萃取率达到99％以上三、重要的萃取体系1.螯合物萃取体系：金属离子与螯合剂形成不带电荷的中性螯合物，然后被有机溶剂萃取，这种体系称螯合物萃取体系。这类萃取剂用HR表示,与金属离子螯合萃取过程简单表示如下例如(1)丁二酮肟－Ni(2)8-羟基喹啉－Al（Mg)(3)双硫腙－Zn（CdHg）它们均能被CHCl3萃取2.离子缔合物萃取体系：阳离子与阴离子通过静电引力结合形成中性化合物，称为离子缔合物。因

7、为它的体积较大，带有疏水性，易被有机溶剂萃取。如Cu+与二甲基邻二氮菲螯合后,它带正电荷与Cl-形成离子缔合物，然后可被CHCl3萃取。CHCl3萃取到有机相中四、萃取条件的选择（只讨论螯合物萃取体系）1.萃取平衡常数Kex如：Zn2+(水)+2H2D(双硫腙)＝[Zn(HD)2]有+2H+水从上式看出：金属离子的分配比取决于萃取平衡常数Kex螯合剂的浓度及溶液的酸度。2.萃取条件（1）螯合剂选择a.Kex越大,D越大，E就越大b.螯合剂含的疏水集团越多，亲水集团越少，E就越大酸度越低，D越大，E就越大。但是酸度也不能太

8、低，否则Mn+要水解，影响萃取。如双硫腙与Zn2+形成螯合物适宜的pH=6.5－10.0（3）萃取有机溶剂的选择：选择与螯合物结构相似的溶剂作为萃取溶剂，使金属螯合物在有机溶剂中的溶解度要大。（4）必要时加入掩蔽剂消除其它离子的干扰（2）溶液的酸度：2002年中科院考研题（15分）对于某萃取体系，萃取平衡可用下式表示