《Lecture概论沉淀》PPT课件.ppt
分离科学与技术Separation Science and Technique 主讲：王英滨主讲：王英滨 办公室：测试楼办公室：测试楼513513 电话：电话：82322758(O)82322758(O)E-mail E-mail：1主要内容：主要内容：沉淀沉淀蒸馏与挥发蒸馏与挥发溶剂萃取溶剂萃取离子交换与吸附离子交换与吸附离子色谱离子色谱气相色谱气相色谱液相色谱液相色谱萃取色谱萃取色谱超临界流体萃取超临界流体萃取电化学分离电化学分离浮选分离浮选分离选择性溶解选择性溶解膜分离膜分离分离方法的选择分离方法的选择2目的要求：目的要求：了解各种化学分离富集方法的基本原理、了解各种化学分离富集方法的基本原理、及实际应用。及实际应用。了解的内容了解的内容：液相色谱、萃取色谱、浮选液相色谱、萃取色谱、浮选分离、超临界流体萃取、膜分离。分离、超临界流体萃取、膜分离。掌握的内容掌握的内容：沉淀与共沉淀、蒸馏与挥发、沉淀与共沉淀、蒸馏与挥发、溶剂萃取、离子交换与吸附、离子色谱、溶剂萃取、离子交换与吸附、离子色谱、气相色谱、电化学分离、选择性溶解。气相色谱、电化学分离、选择性溶解。3参考书：参考书：(1)化学分离富集方法及应用化学分离富集方法及应用编委会编著，编委会编著，化化学分离富集方法及应用，中南工业大学出版社，学分离富集方法及应用，中南工业大学出版社，2001(2)J.明切斯基著，陈永兆等译，无机痕量分析的分明切斯基著，陈永兆等译，无机痕量分析的分离和预富集方法，地质出版社，离和预富集方法，地质出版社，1986(3)王应玮，梁树权编著，分析化学中的分离方法，王应玮，梁树权编著，分析化学中的分离方法，科学出版社，科学出版社，19914绪绪 论论一、一、分离富集在分析化学中的作用分离富集在分析化学中的作用 (1)样品中存在干扰物质；样品中存在干扰物质；(2)待测组分在样品中分布不均匀；待测组分在样品中分布不均匀；(3)待测痕量组分的含量低于测定方法的检测限；待测痕量组分的含量低于测定方法的检测限；(4)没有合适的标准参考物质；没有合适的标准参考物质；(5)样品的物理、化学状态不适于直接进行测定；样品的物理、化学状态不适于直接进行测定；(6)样品本身剧毒或具有强放射性等等。样品本身剧毒或具有强放射性等等。分离富集的目的在于消除干扰，并使待测痕量组分浓集。分离富集的目的在于消除干扰，并使待测痕量组分浓集。5二、分离富集方法二、分离富集方法 (本课程主要介绍以实验室规模的分离技术本课程主要介绍以实验室规模的分离技术)物理分离法：物理分离法：以被分离组分所具有的不同物理性质为依以被分离组分所具有的不同物理性质为依据，采用物理手段进行分离。如：气体扩据，采用物理手段进行分离。如：气体扩散法，离心分离法，电磁分离法等。散法，离心分离法，电磁分离法等。化学分离法：化学分离法：(本课程内容本课程内容)678三、三、分离方法的评价分离方法的评价1.回收率回收率(RT)QT0和和QT分别为富集前和富集后欲分离组分别为富集前和富集后欲分离组分的量。分的量。92.富集倍数富集倍数(F)富集倍数：富集倍数：欲分离组分的回收率与基体的回收欲分离组分的回收率与基体的回收率之比。率之比。QM0和和QM分别为富集前和富集后基体的量；分别为富集前和富集后基体的量；RM为基体的回收率。为基体的回收率。在多数分析过程中，一般要求在多数分析过程中，一般要求F102103，有时要求有时要求F大于大于105。10四、四、分离富集技术的发展趋势分离富集技术的发展趋势经典的分离富集技术在理论和实践上不断完善、经典的分离富集技术在理论和实践上不断完善、发展发展色谱当今研究最活跃、发展最快的分离技术色谱当今研究最活跃、发展最快的分离技术各种分离技术相互渗透，发展新的分离富集方法各种分离技术相互渗透，发展新的分离富集方法分离富集技术与测量方法的有机结合分离富集技术与测量方法的有机结合分离富集技术的机械化和自动化分离富集技术的机械化和自动化发展化学形态分析的分离富集方法发展化学形态分析的分离富集方法11沉沉 淀淀一、一、沉淀生成的条件沉淀生成的条件溶度积和同离子效应溶度积和同离子效应 n Mm+XnMnXm(固固)盐效应盐效应氢离子浓度及配合剂的影响氢离子浓度及配合剂的影响有机溶剂的影响有机溶剂的影响温度的影响温度的影响12二、二、沉淀生成过程沉淀生成过程1.核的生成和过饱和状态核的生成和过饱和状态 溶液呈过饱和溶液呈过饱和状态是沉淀生状态是沉淀生成的首要条件成的首要条件132.沉淀的生成速度和颗粒大小沉淀的生成速度和颗粒大小 Q为沉淀生成前沉淀物质的过饱和浓度，为沉淀生成前沉淀物质的过饱和浓度，S为沉淀的溶解度为沉淀的溶解度,(Q-S)/S为沉淀开始生为沉淀开始生成时的相对过饱和度。成时的相对过饱和度。欲得到大颗粒的沉淀，必须减小相对过饱欲得到大颗粒的沉淀，必须减小相对过饱和度。和度。3.陈化陈化14三、三、共沉淀共沉淀 当沉淀从溶液中析出时，某些本来不应沉淀的组当沉淀从溶液中析出时，某些本来不应沉淀的组分同时也被沉淀下来的现象，称为共沉淀。分同时也被沉淀下来的现象，称为共沉淀。(1)共沉淀机理共沉淀机理 吸附吸附 生成混晶生成混晶 包藏（吸留）包藏（吸留）后沉淀后沉淀15(2)避免共沉淀污染的措施避免共沉淀污染的措施预先除去容易共沉淀的离子预先除去容易共沉淀的离子生成共沉淀物质的离子浓度要尽量低生成共沉淀物质的离子浓度要尽量低沉淀生成时，分次少量地加入沉淀剂并充沉淀生成时，分次少量地加入沉淀剂并充分搅拌溶液分搅拌溶液尽量提高沉淀生成时的溶液温度，以加强尽量提高沉淀生成时的溶液温度，以加强共沉淀物质的热运动，使之难以吸附共沉淀物质的热运动，使之难以吸附沉淀过滤后，用适当试剂溶解进行再沉淀沉淀过滤后，用适当试剂溶解进行再沉淀长时间加热反应溶液并随时搅拌，以促进长时间加热反应溶液并随时搅拌，以促进其陈化其陈化1617四、四、均相沉淀均相沉淀(1)pH上升及下降法上升及下降法pH上升法：上升法：最常用的是尿素水解法。最常用的是尿素水解法。(NH2)2CO2NH3 CO2pH下降法下降法 过硫酸铵水解过硫酸铵水解(2)酯类及含硫化合物水解生成沉淀剂酯类及含硫化合物水解生成沉淀剂 硫酸二甲酯水解：硫酸二甲酯水解：用于用于Ba2+、Ca2+、Pb2+硫酸盐均相沉淀硫酸盐均相沉淀硫脲、硫代乙酰胺水解：均相生成硫化物沉淀硫脲、硫代乙酰胺水解：均相生成硫化物沉淀18五、五、常量组分的沉淀分离常量组分的沉淀分离(一一)无机沉淀剂沉淀法无机沉淀剂沉淀法主要形式有沉淀为氢氧化物、硫化物、硫酸主要形式有沉淀为氢氧化物、硫化物、硫酸盐、磷酸盐、氟化物、单质等。盐、磷酸盐、氟化物、单质等。1.沉淀为氢氧化物沉淀为氢氧化物(1)用氨水作沉淀剂用氨水作沉淀剂(2)用用NaOH作沉淀剂作沉淀剂 分离两性金属离子分离两性金属离子19202.沉淀为硫化物沉淀为硫化物 溶液中溶液中H2S，约有数十种金属离子形成难，约有数十种金属离子形成难溶硫化物。溶硫化物。3.沉淀为硫酸盐沉淀为硫酸盐 Ca，Sr,Ba，Pb的硫酸盐难溶的硫酸盐难溶例：例：Ba2+、Pb2+的分离的分离PbSO4溶于溶于NH4Ac溶液溶液214.沉淀为磷酸盐沉淀为磷酸盐 Zr()、Hf()、Ti()、Nb()、Ta()、Th4+、Sn4+、Bi3+等在强酸性溶液等在强酸性溶液H2SO4(1+9)中能生成磷酸盐沉淀。中能生成磷酸盐沉淀。Mg离子在氨性溶液中进行磷酸盐沉淀，离子在氨性溶液中进行磷酸盐沉淀，常用于镁的分离。常用于镁的分离。225.还原为金属沉淀还原为金属沉淀 铂族元素和其它元素的分离时可用此法。铂族元素和其它元素的分离时可用此法。Pt，Pd，Rh可自可自HCl或或H2SO4溶液中用溶液中用Zn或甲酸或甲酸钠完全还原而分离出来。或甲酸或甲酸钠完全还原而分离出来。236.沉淀为氟化物沉淀为氟化物 Ca2+、Sr 2+、Mg2+、Th4+、Sc3+，稀土，稀土等能以氟化物沉淀而与其它金属离子分离，等能以氟化物沉淀而与其它金属离子分离，常用常用HF或或NH4F作沉淀剂作沉淀剂。24(二二)基体沉淀法基体沉淀法 引起痕量元素损失的可能性很大，在痕量引起痕量元素损失的可能性很大，在痕量分析中不太受欢迎。分析中不太受欢迎。25(三三)有机沉淀剂沉淀法有机沉淀剂沉淀法优点：优点：沉淀吸附无机杂质少、选择性高；沉淀吸附无机杂质少、选择性高；分子量大，有利于重量法测定。分子量大，有利于重量法测定。262728六、六、微量元素的共沉淀分离富集微量元素的共沉淀分离富集(一一)利用无机共沉淀剂分离富集利用无机共沉淀剂分离富集29301.难溶氢氧化物难溶氢氧化物(1)Fe(OH)3 As,Be,Bi,Cr,Co,Ge,RE,Pb,Sn,Zr Mo,W(2)Al(OH)3(3)Be(OH)2 分离富集磷的较好试剂分离富集磷的较好试剂2.水合氧化锰水合氧化锰313233(二二)利用有机共沉淀剂分离富集利用有机共沉淀剂分离富集3435363738
