《分析样品制备技术》教学课件—3.3-沉淀分离法.ppt

1、常量组分的沉淀分离（上）常量组分的沉淀分离1定义 沉淀分离法是利用沉淀反应有选择地沉淀某些离子，而其它离子则留于溶液中从而达到分离的目的。在实际的操作中： 在试液中加入适当的沉淀剂，使待测组分沉淀出来，或将干扰组分沉淀除去，从而达到分离的目的。 主要用途：金属离子分离测定2常用的分离方法及沉淀试剂（2）常用的沉淀试剂无机沉淀剂: 氢氧化物、 硫化物、其它沉淀剂等。有机沉淀剂：螯合物、缔合物、三元配合物 （1）常用的分离方法 常量沉淀分离法：适用于常量组分的分离 共沉淀分离法：适用于微量组分的分离常量组分的沉淀分离沉淀剂沉淀剂控制控制pH 定量沉淀的离子定量沉淀的离子部分沉淀的部分沉淀的离子离子

2、留于溶液中的离子留于溶液中的离子氢氧化钠 12Mg2+,Cu2+,Ag+,Au+,Cd2+,Hg2+,Ti4+,Zr4+,Hf4+,Th4+,Bi3+,Fe3+,Co2+,Ni2+,Mn2+,稀土等Ca2+,Sr2+,Ba2+,Nb（V）,Ta（V）AlO2-,CrO2-,ZnO2-PbO22-,SnO22-,GeO32-,GaO2-,BeO22-SiO32- ,WO42-,MoO42-,VO3- N H3-NH4Cl8-10Hg2+,Be2+,Fe3+,Al3+,Cr3+,Bi3+,Sb3+,Sn4+,Ti4+,Zr4+,Hf4+,Th4+,Ga3+,In3+,TI3+,Mn4+,Nb（V）

3、,Ta（V）,U（VI）,稀土Mn2+,Fe2+,Pb2+ Ag（NH3）2+,Cu（NH3）42+,Cd（NH3）42+,Co（NH3）63+,Ni（NH3）42+,Zn（NH3）42+,Ca2+,Sr2+,Ba2+,Mg2+ 等3、无机沉淀剂分离法（1）氢氧化物沉淀分离法常量组分的沉淀分离1）NaOH溶液 可使两性的氢氧化物溶解而于其它氢氧物沉淀分离。用氢氧化钠进行沉淀分离的情况用氢氧化钠进行沉淀分离的情况定量沉淀的离子定量沉淀的离子部分沉淀的离子部分沉淀的离子留于溶液中的离子留于溶液中的离子Mg2+,Cu2+,Ag+,Au+,Cd2+,Hg2+,Ti4+,Zr4+,Hf4+,Th4+,B

4、i3+,Fe3+,Co2+,Ni2+,Mn2+,稀土等稀土等Ca2+,Sr2+,Ba2+,Nb(V),Ta(V) AlO2-,CrO2-,ZnO2-PbO22-,SnO22-,GeO32 -,GaO2-,BeO22 -SiO32- ,WO42-,MoO42-,VO3- 3、无机沉淀剂分离法（1）氢氧化物沉淀分离法常量组分的沉淀分离2）氨水铵盐 氨水铵盐组成的pH值为810的溶液，使高价离子沉淀而与一、二价的金属离子分离；另一方面Ag+,Cu2+,Co2+,Ni2+等离子因形成氨络离子而留于溶液中。 用氨水用氨水 铵盐进行沉淀分离的情况铵盐进行沉淀分离的情况定量沉淀的离子部分沉淀的离子留于溶液中

5、的离子Hg2+,Be2+,Fe3+,Al3+,Cr3+,Bi3+,Sb3+,Sn4+,Ti4+,Zr4+,Hf4+,Th4+,Ga3+,In3+,TI3+,Mn4+,Nb(V),Ta(V),U(VI),稀土稀土Mn2+,Fe2+Pb2+ Ag(NH3)2+,Cu(NH3)42+,Cd(NH3) 42+,Co(NH3)63+,Ni(NH3)42+,Zn(NH3) 42+,Ca2+,Sr2+,Ba2+,Mg2+ 等等常量组分的沉淀分离 常量组分的沉淀分离定义 常用的分离方法及沉淀试剂 无机沉淀剂分离法总结常量组分的沉淀分离（中） 定义：利用生成硫化物进行沉淀分离的方法称为硫化物沉淀分离法。3、无机

6、沉淀剂分离法（2）硫化物沉淀分离法 原理： 硫化物沉淀分离法所用的主要的沉淀剂是H2S。H2S是二元弱酸，溶液中的S2-于溶液的酸度有关，随着H+的增加，S2-迅速的降低。因此，控制溶液的pH值，即可控制S2-，使不同溶解度的硫化物得以分离。常量组分的沉淀分离3、无机沉淀剂分离法（2）硫化物沉淀分离法溶液条件定量沉淀的离子（CHCl/mol（L-1）部分测定离的子0.3mol/L HClAg+、Cu2+ （7.0）、Bt3+ （2.5） 、Cd2+ （0.7）、Pb2+ （0.35）、Hg2+ （7.5） 、Os4+、Pd2+、Rh3+、Ru3+、As3+ （12）、Sb3+ （3.7） 、S

7、n4+ （2.3） 、Ge4+、Au3+、Ir4+、Pt4+、Se （IV） 、Te（IV）Ga3+、In3+、Mo（IV）（胶体溶液）W（IV）（被还原成钨蓝）V（V）（被还原成V（IV）后部分沉淀NH3（H2ONH4ClZn2+ （0.02） 、Co2+ （0.001） 、Ni2+ （0.001） 、Fe（II,I）（0.0001） 、Mn2+ （0.00008） 、In3+、Al3+、Cr3+、Be2+、Ti4+、Zr4+、Hf4+、Th4+、稀土Ga3+常量组分的沉淀分离特点（1）各种硫化物的溶度积相差比较大，通过 控制溶液的酸度来控制硫离子浓度，而使金属离子相互分离。（2） H2S

8、有毒，气味难闻；选择性差。（3）均相沉淀：硫化物沉淀大多是胶体，共沉淀现象比较严重，甚至还存在继沉淀现象。可以采用硫代乙酰胺在酸性或碱性溶液中水解进行均相沉淀。3、无机沉淀剂分离法（2）硫化物沉淀分离法常量组分的沉淀分离 硫代乙酰胺水解在酸性溶液中： CH CH3 3CSNHCSNH2 2+2H+2H2 2O+HO+H+ + = = CH CH3 3COOH+HCOOH+H2 2S+NHS+NH4 4+ +在碱性溶液中： CH CH3 3CSNHCSNH2 2+3OH+3OH- - = = CH CH3 3COOCOO- -+S+S2-2-+NH+NH3 3+H+H2 2O O适用于分离除去重

9、金属（如Pb2+） 3、无机沉淀剂分离法（2）硫化物沉淀分离法常量组分的沉淀分离 硫化物沉淀分离法定义 硫化物沉淀分离法原理 硫化物沉淀分离法特点总结常量组分的沉淀分离（下）4、有机沉淀剂分离法 有机沉淀剂品种较多，按与无机离子反应的机理，可以分为三大类。简单盐沉淀分离体系；螯合物的沉淀分离体系；三元配合物的沉淀分离体系。常量组分的沉淀分离（1）生成简单盐的沉淀剂 这类试剂为有机酸或有机碱，它们可以与无机离子以共价键方式生成盐。例如四苯硼酸与 K+ 的反应生成KB（C6H5）4，KB（C6H5）4的溶解度很小，组成恒定，烘干后即可直接称量，所以四苯硼酸是测定 K+ 较好沉淀剂。（2）生成鳌合物

10、的沉淀剂 这类有机沉淀剂是螯合剂，分子中至少含有两个基团，一个是酸性基团，另一个是碱性基团，由于整个分子无电荷，且具有较大的疏水基（烃基），故螯合物溶解度很小，而从水溶液中析出沉淀。常量组分的沉淀分离在氨性水溶液中，有柠檬酸或酒石酸存在（可防止Al3+、Fe3+、Cr3+等水解沉淀）下，丁二酮肟沉淀分离Ni2+几乎是特效的。又如苦杏仁酸及其衍生物:常量组分的沉淀分离再如-亚硝基，-萘酚，可在pH=68介质中沉淀：Co2+此时虽然Fe3+、Cr3+、Ti4+、Cu2+、Pb2+等也生成沉淀，但当沉淀生成后，可用HCl酸化至2mol/LHCl溶液，则其他金属离子的沉淀都被分解而转入溶液，但生成钴螯

11、合物沉淀并不因酸化而分解。因此，该方法可将Co2+与大多数元素分离。常量组分的沉淀分离（3）生成三元配合物的沉淀分离体系金属离子与两种官能团形成的配合物称三元配合物。吡啶在SCN-存在下可与Ca2+、Co2+、Mn2+、Cd2+、Zn2+、Ni2+形成三元配合沉淀M（C6H5N）2CN2。三元配合物灵敏度高、选择性好、水溶性小，而且生成沉淀组成稳定，摩尔质量大。常量组分的沉淀分离 有机沉淀剂分离法 生成简单盐的沉淀剂 生成鳌合物的沉淀剂 生成三元配合物的沉淀分离体系总结微量组分的共沉淀分离微量组分共沉淀分离法1、共沉淀分离法共沉淀分离法是加入某种离子与沉淀剂生成沉淀作为载体，将痕量组分定量地沉

12、淀下来，然后将沉淀分离（溶解在少量溶剂中、灼烧等方法），以达到分离和富集的目的的一种分析方法。2共沉淀过程原理23coPd2+离子附着在离子附着在CaCO3沉淀的表面，形成共沉淀。沉淀的表面，形成共沉淀。3232CaCOCOCa2Ca2Pd3CaCO沉淀大量痕量（被测）微量组分共沉淀分离法3共沉淀作用及分类（1） 共沉淀作用 对于常量组分沉淀，共沉淀现象是不利因素，造成沉淀混入杂质，产生误差。 对于微量组分，可以利用共沉淀现象进行分离与富集。对于污水处理，可以利用共沉淀现象进行水中悬浮物沉淀。（2）共沉淀的分类 无机共沉淀剂 有机共沉淀剂微量组分共沉淀分离法无机共沉淀按其共沉淀的作用机理又可进

13、一步分为如下几类:（1）混晶共沉淀、（2）吸附共沉淀、（3）单质晶核共沉淀（1）混晶共沉淀：微量组分以离子、原于、分子或品格单冗进入常量物质载体）的晶体中而随常量物质沉淀的现象。出而混晶共沉淀又称固溶体共沉淀。如，BaSO4，SrSO4，SrCO3等，可与生成相似晶格的离子形成混晶（如BaSO4-RaSO4、BaSO4-PbSO4等）而共沉。4无机共沉淀的分类微量组分共沉淀分离法（2）吸附共沉淀： 微量组分吸附在常量物质沉淀的表面上，或随常量物质的沉淀一边进行表面吸附，一边继续沉淀而包藏在沉淀内部（又称吸留或包夹），从而使微量组分由液相转移固相的现象，称为吸附共沉淀。 如，Fe(OH)3,Al

14、(OH)3,MnO(OH)2等，主要利用表面吸附作用使痕量金属离子共沉淀。 如，PbS、HgS等，共沉淀是除吸附、吸留作用外还有后沉淀作用。4无机共沉淀的分类微量组分共沉淀分离法KAl(SO4)2Al2(SO4)3AlCl3Fe2(SO4)3FeCl3污水处理吸附共共沉淀现象微量组分共沉淀分离法 （3）单质晶核共沉淀：通过形成单质晶核共沉淀来分离富集微量物质的方法。 4无机共沉淀的分类微量组分共沉淀分离法 共沉淀分离法定义 共沉淀过程原理 共沉淀作用及分类 无机共沉淀的分类总结生物大分子沉淀分离生物大分子沉淀分离方法等电点法盐析法 蛋白质的带电性与溶液的pH值有关，一般来说，pH值大，蛋白质带

15、负电，pH值小，蛋白质带正电。当溶液的pH为某一值的，蛋白质不带电荷，这时的溶液pH值常用pI表示，称为等电点，不同蛋白质的pI值不同。等电点沉淀法主要利用两性电解质分子上的电中性时溶解度最低，而各种两性电解质具有不同等电点而进行分离的一种方法。在处于等电点时的pH值，再加上其他沉淀因素，则很易沉淀析出。一、等电点法生物大分子沉淀分离利用等电点除杂蛋白的方法须事先了解所制备的物质对酸碱的稳定性，不然，盲目使用是很危险的。不少蛋白质与金属离子结合后，等电点会发生偏移，如胰岛素等电点为5.3，与Zn2+结合后，形成胰岛素锌盐，其等电点度为6.2，故加入金属离子后选择等电点沉淀时，必须注意调整pH值。等电点法常和盐析法、有机溶剂法或和其他沉淀剂一起使用，以提高其沉淀能力。生物大分子沉淀分离二、盐析法 盐析一般是指溶液中加入无机盐类而使某种物质溶解度降低而析出的过程。生活案例：豆腐制作生物大分子沉淀分离二、盐析法 （l）利用表面活性剂或有机溶剂引起变性。 （2）利用对热的稳定性不同，加热破坏某些组份，而保存另一些组份。 （3）选择性的酸碱变性。生物大分子沉淀分离沉淀分离直接沉淀共沉淀无机沉淀剂有机沉淀剂0H-其它S2-NaOHNH3-NH4ClZnO鳌合物缔合物三元配合物有机共沉淀剂无机共沉淀剂生物大分子沉淀等电点法盐析法混晶吸附单质晶核总结