第二章沉淀分离法

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1、第二章沉淀分离法第二章沉淀分离法沉淀分离(separationbyprecipitation)法是在试液中加入适当的沉淀剂，使某一成分以一定组成的固相析出，经过滤而与液相相分离的方法。沉淀分离法是一种经典的化学分离方法，该法需经过过滤、洗涤等步骤，操作较为烦琐费时，但通过改进分离操作，使用选择性较好的沉淀剂，可以加快分离速度，提高分离效率，因此至今仍得到广泛的应用。本章主要介绍无机沉淀剂分离法、有机沉淀剂分离法、均相沉淀分离法和共沉淀分离法四类方法。§2-1无机沉淀剂分离法一些离子的氢氧化物、硫化物、硫酸盐、碳酸盐、草酸盐、磷酸盐、铬酸盐和卤

2、化物等具有较小的溶解度，借此可以进行沉淀分离。另外还有一些离子可以被还原为金属单质而被沉淀分离开。一、沉淀为氢氧化物1．氢氧化物沉淀与溶液pH值的关系可以形成氢氧化物沉淀的离子种类很多，根据各种氢氧化物的溶度积，可以大致计算出各种金属离子开始析出沉淀时的pH值。例如Fe(OH)3的Ksp=4×10-38，若[Fe3+]=0.010mol.L-1，欲使Fe(OH)3析出沉淀，则必须满足以下条件：由此可见，欲使0.010mol.L-1Fe3+析出Fe(OH)3沉淀溶液的pH值应大于2.2。当溶液中残留的Fe3+的浓度为10-6mol.L-1时，即

3、99.99%的Fe3+已被沉淀，可以认为沉淀已经完全，此时的pH值为：21第二章沉淀分离法根据类似的计算，可以得到各种氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH值，但是这种由Ksp计算得到的pH值只是近似值，与实际进行氢氧化物沉淀分离时所需控制的pH值往往还存在一定的差异，这是因为：（1）沉淀的溶解度和析出的沉淀的形态、颗粒大小等条件有关，也随陈化时间的不同而改变。因此实际获得沉淀的溶度积与文献上报导的Ksp值差别可能较大；（2）计算pH值时，往往假定溶液中金属离子只以一种阳离子形式存在，实际上金属阳离子在溶液中可能和OH-结合生成各种羟基络离子，又

4、可能和溶液中的阴离子结合成各种络离子。故实际的溶解度比计算所得的数值大的多；表2-1各种氢氧化物和含水氧化物沉淀时的pH值范围元素pH值范围试剂Nb,Si,Ta,WSb(V),Sn(IV)Mn(IV)Pb(IV)Os(IV)Ce(IV),Sb(III),Ti,ZrFe(III),Hg(I),Hg(NO3)2,Sn(II),ThU(VI)Al,Be,Cr(III),Ir(IV),Cu,Fe(II)Nd,Pb,Pd,RhRu,Sm,Y,YbCd,Ce(III),Co,La,Ni,ZnHgCl2,Mn(II),AgMgBa,Ca,Sr<1<1<1<

5、11~22~33~44~55~66~77~88~911>12浓HCl，HNO3，HClO4，H2SO4浓HNO3，HClO4浓HNO3或HClO4+KclO4浓HNO3醋酸-醋酸盐，苯甲酸-苯甲酸盐六次甲基四胺与其共轭酸CdCO3,ZnO,HgO,BaCO3,CaCO3NH3.H2O-NH4Cl(Ag除外),MgONaOHNaOH(沉淀不完全)（3）一般文献上报导的Ksp21第二章沉淀分离法值是指稀溶液中没有其他离子存在时难溶物的溶度积。实际上由于溶液中其他离子的存在影响离子的活度，离子的活度积Kap与Ksp之间存在一定的差距。由上述原因可知

6、,要使金属离子沉淀完全，实际所需的pH值要比计算值要高一些。例如Fe(OH)3沉淀完全时所需的pH值大于4。对于其他的氢氧化物沉淀。一般也存在这种情况。有些金属离子（如Cu2+、Co2+、Ni2+、Pb2+等）在析出氢氧化物沉淀之前，先生成微溶性的碱式盐沉淀，因此计算的结果也不是很准确的。所以通过溶度积计算所得的结果只能供参考用，借形成氢氧化物沉淀以分离各种阳离子时，实际应该控制的pH值范围列于表2-1中。2．常用的沉淀剂（1）NaOH溶液NaOH是强碱，用NaOH作沉淀剂，可使两性元素与非两性元素分离，分离情况见表2-2。表2-2NaOH沉

7、淀分离法的分离情况定量沉淀的离子部分沉淀的离子留于溶液中的离子Mg2+,Cu2+,Ag+,Au+,Cd2+Hg2+,Ti4+,Zr4+,Hf4+,Th4+Bi3+,Fe3+,Co2+,Ni2+,Mn4+稀土离子等Ca2+,Sr2+,Ba2+(碳酸盐)；Nb(V),Ta(V)AlO2-,CrO2-,ZnO22-,PbO22-,SnO2-,GeO32-,GaO2-,BeO22-，SiO32-,WO42-,MoO42-,VO3-等NaOH溶液中往往含有微量的CO32-，使部分Ca2+,Sr2+,Ba2+形成碳酸盐沉淀。当NaOH溶液浓度较大和Ca2

8、+含量较高时，将部分析出沉淀。Mg(OH)2、Ni(OH)2沉淀时带下部分Al(OH)3。WO42-、AsO43-、PO43-与Ca2+共存时，由于析出CaWO4等