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第二章沉淀分離法
separationprecipitation沉淀分離法:是在試料溶液中加入沉淀劑,使某一成分以一定組成的固相析出,經過濾而與液相分離的方法。沉淀法是經典的化學分離法,適用于常量組分的分離。優點:不需要特殊的儀器,操作簡單,易于掌握。缺點:沉淀易于被溶液中共存的雜質所沾污以及沉淀都有一定的溶解度而使分離不完全。
第二章沉淀分離法
separationprecipitat1第一節沉淀分離法第二節共沉淀分離法
1、吸附共沉淀分離或富集痕量組分2、混晶共沉淀分離或富集痕量組分3、應用4、有機共沉淀劑分離或富集痕量組分1、金屬氫氧化物的沉淀分離2、金屬硫化物的沉淀分離3、均相沉淀4、利用有機沉淀劑進行沉淀分離第一節沉淀分離法第二節共沉淀分離法12現代分離技術-2課件3第一節沉淀分離法
一些離子的硫酸鹽、碳酸鹽、草酸鹽和鹵化物都具有較小的溶解度,可以據此進行沉淀分離,但用的比較多的就是氫氧化物分離和硫化物沉淀進行分離
1金屬氫氧化物的沉淀分離1.1氫氧化物沉淀與溶液pH值的關系第一節沉淀分離法一些離子的硫酸鹽、碳酸鹽、草酸鹽和鹵化41)溶度積:在含有金屬離子Mm+的溶液中,加入含有沉淀劑Xn?的另一溶液時,生成難溶性沉淀MnXm,這時溶液中存在如下的平衡:體系達到平衡時,其平衡常數Ksp稱為溶度積。1)溶度積:體系達到平衡時,其平衡常數Ksp稱為溶度積5它的大小主要取決于沉淀的結構、溫度等因素。在特定溫度下,由已知的Ksp可以計算出某化合物的溶解度。根據溶度積規則,又可判斷沉淀的生成與溶解。為了能夠進行有效分離.Ksp應為10—6或更小。如有幾種離子均可沉淀時,則它們的Ksp值要有足夠的差異,才能使其中溶解度最小的物質在特定條件下沉淀出來,而其他的離子留在溶液之中。現代分離技術-2課件6現代分離技術-2課件7現代分離技術-2課件82)實際上,由Ksp計算得到的pH值,只是近似值①、計算pH值時,是假定金屬離子只以一種陽離子形式存在于溶液中,實際上溶液中金屬離子可能OH?形成各種羥基配離子。②、沉淀的溶解度與析出沉淀形態、顆粒大小及沉化時間等條件有關,所以實際獲得的沉淀的溶度積與文獻記載的數值往往有一點差值。③、一般文獻記載的Ksp值是指稀溶液中不存在其他離子時,難溶化合物的溶度積,實際上由于溶液中其他離子的存在,影響離子的活度系數和活度,使離子的活度積和溶度積有一定的差距。2)實際上,由Ksp計算得到的pH值,只是近似值91.2常用的控制溶液的pH值的方法1.2.1氫氧化鈉法1.2.2氨水法1.2.3有機堿法1.2.4懸濁液法
1.2常用的控制溶液的pH值的方法10用有機堿可使剛開始沉淀的pH值可以相應低一點有機堿往往還具有配位劑及表面活性劑的作用,因此有機堿沉淀劑能明顯改善分離效果,常用的有機堿有吡啶、苯胺、六次甲基四胺等.1.2.3有機堿法1.2.4懸濁液法一些微溶的金屬氧化物、碳酸鹽的懸濁液,也能控制溶液的pH值。如用ZnO懸濁液可控制溶液的pH值5.5-6.5,適用于Fe3+、Al3+、Cr3+的分離。1.2.3有機堿法1.2.4懸濁液法一些微溶的金屬氧化物、碳112.金屬硫化物的沉淀分離2.1與溶液的酸度有關H2S=2H++S2?K1=Ka1Ka2(1)M2++S2?=MSK2=1/Ksp(2)(1)+(2)M2++H2S=2H++MSK=Ka1Ka2/Ksp[H2S]=0.1mol?L?12.金屬硫化物的沉淀分離2.1與溶液的酸度有關12如果MS不沉淀,則需要[M2+][S2?]<Ksp,而M2+為可溶鹽,生成的沉淀的量又很少,即Ksp很小。所以[M2+]≈C(題目所給的濃度)。則溶液中就沒有沉淀生成。(1)而S2?來源于H2S=2H++S2?.聯立方程(1)和(2)得(2)如果MS不沉淀,則需要[M2+][S2?]<Ksp,而M2+13例題:溶液中含有Zn2+離子和Cd2+離子各0.010mol·L-1,向溶液中通H2S達到飽和,當保持溶液的[H+]離子濃度在多少之間時,才可以使CdS沉淀完全,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例題:14解:當Cd2+離子沉淀完全時,溶液中S2-離子濃度最少應為因為在飽和H2S溶液中,H2S=2H++S2-所以K=Ka1×Ka2,
∴所以溶液中最大的[H+]離子濃度為:當開始生成ZnS沉淀時,溶液中S2-離子濃度應為:
所以不生成ZnS沉淀的最小的[H+]離子濃度為:硫代乙酰胺
解:當Cd2+離子沉淀完全時,溶液中S2-離子濃度最少應為因153均相沉淀
(precipitationfromhomogeneoussolution)3.1沉淀基本原理臨界過飽和度:對于任何一種沉淀來說,只有當相對過飽和度超過一定數值時,晶核才能開始形成,這個相對過飽和度,稱為~。均相沉淀法原理:在沉淀作用開始的時候,整個溶液中沉淀物質的相對過飽和度均勻的保持在剛能超過臨界過飽和度,使晶核可以形成,聚集速度較小,形成的晶核也較少,這樣就能獲得顆粒粗大,而且形狀完整的晶形沉淀。均相沉淀法,就是根據這個原理。3均相沉淀
(precipitationfromhomo16均相沉淀法得到的晶形沉淀顆粒較粗,表面積較小,共沉淀的雜質較少,沉淀較純。利用均相沉淀法甚至可以得到具有晶形性質的Fe(OH)3、Al(OH)3。Willard和唐寧康曾在幾天時間內慢慢把0.002mol/L氨溶液加入含有100mgAl3+溶液中,從而獲得特別致密的Al(OH)3沉淀。他們又提出在溶液中水解尿素產生OH?以沉淀Al3+的辦法,也得到了相同的結果。均相沉淀法得到的晶形沉淀顆粒較粗,表面積較小,共沉淀的雜質較173.2例子1)改變溶液的pH值利用某種試劑的水解反應,使溶液的pH值逐漸改變,當溶液的pH值達到某一數值的時候,沉淀就逐漸形成。一般多用尿素的水解反應,來達到逐漸改變pH值的目的。(NH2)2CO+H2O=2NH3+CO23.2例子1)改變溶液的pH值18現代分離技術-2課件192)在溶液中直接產生出沉淀劑用硫代乙酰水解產生的H2S或S2-來沉淀硫化物的方法就是這種3)逐漸除去溶劑——用8-羥基喹啉沉淀Al3+
8-羥基喹啉Al3+溶液加入NH4Ac緩沖溶液8-羥基喹啉丙酮溶液70℃-80℃Δ3小時丙酮蒸發8-羥基喹啉鋁15min后2)在溶液中直接產生出沉淀劑8-羥基喹啉Al3+溶液加入N204)破壞可溶性絡合物
用加熱的辦法破壞絡合物,或用一種離子從絡合物中置換出被測離子,以破壞被測離子的絡合物,都可以進行均相沉淀。如:測定合金鋼中的鎢時用濃HNO3必要時加些HClO4溶解試樣60℃Δ90min過氧鎢酸逐漸被破壞鎢酸沉淀用此法沉淀鎢酸,回收率比所有的經典方法都好,在鎢含量少的時候,特別突出。4)破壞可溶性絡合物用加熱的辦法破壞絡合物,或用一種離子從214.利用有機沉淀劑進行沉淀分離優點:有機沉淀劑具有選擇性高,沉淀溶解度小,吸附無機雜質少,以及分子量大等優點缺點:有機沉淀劑在水中的溶解度較小,易夾在沉淀中,有些沉淀的組成部恒定,有些沉淀易粘附于器皿壁或漂浮在溶液表面上,使操作困難。
4.利用有機沉淀劑進行沉淀分離22常用的有機沉淀劑,按其與無機離子反應的機理來說,主要有以下幾點:1.與金屬離子形成螯合物的有機沉淀劑,2.與金屬離子形成離子締合物沉淀的有機沉淀劑3.與金屬離子及不同的配位體形成具有固定組成的稱作三元絡合物的有機沉淀劑,它具有選擇性好,沉淀速度快,組成穩定,沉淀物式量大等優點,這種試劑適用于微量元素的分析,是近年來發展較快的一類有機沉淀劑。常用的有機沉淀劑,按其與無機離子反應的機理來說,主要有以下幾23第二節共沉淀分離法共沉淀分離法:利用溶液中的一種(載體)沉淀析出時,將共存于溶液中的某些微量組分一起沉淀下來的分離方法,即~。解決了因為受溶解度限制而不能用沉淀法進行分離或者濃集的問題。種類:1吸附共沉淀分離或富集痕量組分2.混晶共沉淀分離或富集痕量組分3.有機共沉淀劑分離或富集痕量組分第二節共沉淀分離法共沉淀分離法:利用溶液中的一種(載體)沉淀241、吸附共沉淀分離或富集痕量組分
表面吸附共沉淀:當常量組分沉淀(載體)具有發達的表面時——大的表面積的時候,溶液中的痕量組分被吸附到沉淀的表面上,這就是~。根據常量組分沉淀性質的不同,吸附共沉淀可分為在離子晶體上的吸附共沉淀和在無定形沉淀上的吸附共沉淀,目前后者比前者應用更廣泛。在表面吸附共沉淀常用的載體有難溶的氫氧化物(Fe(OH)3、Al(OH)3、Mn(OH)2)、硫化物(CuS、PbS、HgS)和磷酸鹽。1、吸附共沉淀分離或富集痕量組分
表面吸附共沉淀:當常量組分25表面吸附共沉淀痕量組分的選擇性服從下述經驗規律:1)痕量組分被載帶的量與其所形成的化合物的溶解度有關,而與載體的溶解度無關。2)溶液的pH值如大于痕量組分氫氧化物沉淀時的pH值時,則被載帶的痕量組分可達定量完全,否則就較低。3)被載帶量與載體沉淀表面的帶電性質有關。4)痕量組分被載帶的量還與沉淀的表面積有關,而沉淀的表面積大小主要取決于具體的實驗條件。表面吸附共沉淀痕量組分的選擇性服從下述經驗規律:262.混晶共沉淀分離或富集痕量組分在常量組分(載體)M形成結晶沉淀MX時,痕量組分N以體積分配形式從溶液轉移到結晶沉淀內部,實際上時痕量組分離子N進入了MX的沉淀晶體,并在晶格的一定位置上取代了M,從而形成了MX-NX的混晶或固溶體。2.1混晶或固溶體的類型1)典型的混晶2)不規則的混晶2.混晶共沉淀分離或富集痕量組分2.1混晶或固溶體的類型271)典型的混晶當M和N離子的電荷相同、半徑相近、化學構型相同時,形成的混晶為真正的混晶或典型的混晶。MX和NX之間能否形成混晶共沉淀,其決定因素是離子M和N之間的相對大小以及MX和NX之間的相對溶解度一般認為只要滿足NX比MX更難溶,N就可以顯著的量進入MX中,也即有利于富集及分離。1)典型的混晶28例如:PbSO4-SrSO4-BaSO4PbSO4SrSO4BaSO4Ksp10-7.810-6.610-10.0陽離子半徑?1.321.271.432)不規則的混晶:①如MN離子電荷不同,化學構型也不同,但離子大小相近可形成固溶體。如LaF3能在CaF2中形成固溶體。②如MN離子電荷不同但化學構型相同,離子大小相近也可形成固溶體。如:KMnO4在BaSO4種的固溶體例如:PbSO4-SrSO4-BaSO4PbSO4SrSO292.2共沉淀現象在分離和富集痕量物質中的運用目的:①分離一大組痕量元素②離析某一特定的痕量組分。能否成功的進行分離取決于載體的選擇共沉淀載體一般滿足下列要求:①應對痕量組分具有明顯的共沉淀能力和較高的選擇性,即使痕量元素完全共沉淀所需要的用量盡可能的小②盡量不干擾以后痕量組分的進一步分析,或易于除去③形成的沉淀應易于被過濾和洗滌2.2共沉淀現象在分離和富集痕量物質中的運用303.應用3.1吸附共沉淀的應用例如:例如:用Fe(OH)3富集Mn,在200mL含Mn2+的溶液中,加入10mgFe3+,5mL10%NaOH,加熱至沸使氫氧化物凝聚,沉淀經分離后用光度法測定,Mn的回收率可達90-100%。3.2混晶共沉淀的應用利用形成混晶沉淀分離或富集痕量元素在放射性化學中應用較多。
3.應用314.有機共沉淀劑分離或富集痕量組分
與無機共沉淀劑相比,有機共沉淀劑具有以下三個優點:1)富集效率較高,對PPb級(即10-9)的痕量組分,常可以獲得滿意的結果2)選擇性較高,在共沉淀中幾乎完全不會吸附其他離子3)有機載體一般都可以通過高溫灼燒去除,從而得到無載體的被共沉淀元素。4.有機共沉淀劑分離或富集痕量組分與無機共沉淀劑相比,有機32有機共沉淀劑實質是在溶液中加入有機共沉淀劑后形成難溶的沉淀,具有誘導沉淀析出痕量元素的能力,且被共沉淀的痕量元素(離子)通常不直接以簡單離子形式進入載體而必須先轉化成為一定形態的化合物后才得以共沉淀。由此可知,有機共沉淀劑的選擇原則取決于被共沉淀的離子在共沉淀時所呈現的化合物形態和性質。一般來說這些化合物必須符合三個基本要求:溶解度小,難解離,所生成的化合物分子中具有一個較大的有機基團。有機共沉淀劑實質334.1形成正鹽(離子締合物)形式4.2形成螯合物形式4.3以膠體質點或水解聚集陽離子形式被共沉淀的痕量元素形成的化合物大致可分為以下三種形式:4.1形成正鹽(離子締合物)形式例如:Hg2+和I-生成HgI42-配離子,加入結晶紫(CV)——龍膽紫;氯化甲基玫瑰苯胺,甲紫,結晶紫與HgI42-形成難溶性的離子締合物,進入大量過量的結晶紫碘化物載體中而被共沉淀。4.1形成正鹽(離子締合物)形式被共沉淀的痕量元素形成的化合344.2形成螯合物形式
例如:用8-羥基喹啉等沉淀海水的Ag、CuCo等離子時,由于含量極微,實際上不能沉淀,當加入酚酞的酒精溶液時,這些離子的螯合物被酚酞的析出所誘導,被一起沉淀下來,形成固溶體。這里酚酞不和其他物質絡合,稱為惰性共沉淀劑。這類共沉淀現象形式上類似于萃取,只是將液相換成固體,所以液稱為:固相萃取劑沉淀法。4.2形成螯合物形式354.3以膠體質點或水解聚集陽離子形式這類共沉淀劑與金屬離子間并不形成固定形式的化合物,而可認為形成“膠體化學機理”的共沉淀。如:當鎢酸鹽溶液用單寧處理并酸化是,大部分鎢被沉淀,以膠體分散相存在的少量鎢再用一種單寧型的沉淀劑,如植物堿辛可寧絮凝下來,用這個方法可把鎢與很多離子分開。
4.3以膠體質點或水解聚集陽離子形式36小結:無論是采用無機共沉淀劑還是有機共沉淀劑,在共沉淀時溶液的pH值對于提高選擇性及富集效率都有影響,因此必須注意控制共沉淀時的pH值。利用掩蔽劑可以消除一些干擾離子的共沉淀來提高選擇性。此外,某些中性鹽的存在,沉淀時的溫度,沉淀進行的方式,加入試劑的順次和放置的時間對提高選擇性和富集效率都有一定的影響。小結:無論是采用無機共沉淀劑還是有機共沉淀劑,在共沉淀37作業:第一節:1常用的控制溶液的pH值的方法2臨界過飽和度:3均相沉淀法原理:第二節:
1共沉淀分離法:2表面吸附共沉淀痕量組分的選擇性服從下述經驗規律:3典型的混晶作業:第一節:1常用的控制溶液38第二章沉淀分離法
separationprecipitation沉淀分離法:是在試料溶液中加入沉淀劑,使某一成分以一定組成的固相析出,經過濾而與液相分離的方法。沉淀法是經典的化學分離法,適用于常量組分的分離。優點:不需要特殊的儀器,操作簡單,易于掌握。缺點:沉淀易于被溶液中共存的雜質所沾污以及沉淀都有一定的溶解度而使分離不完全。
第二章沉淀分離法
separationprecipitat39第一節沉淀分離法第二節共沉淀分離法
1、吸附共沉淀分離或富集痕量組分2、混晶共沉淀分離或富集痕量組分3、應用4、有機共沉淀劑分離或富集痕量組分1、金屬氫氧化物的沉淀分離2、金屬硫化物的沉淀分離3、均相沉淀4、利用有機沉淀劑進行沉淀分離第一節沉淀分離法第二節共沉淀分離法140現代分離技術-2課件41第一節沉淀分離法
一些離子的硫酸鹽、碳酸鹽、草酸鹽和鹵化物都具有較小的溶解度,可以據此進行沉淀分離,但用的比較多的就是氫氧化物分離和硫化物沉淀進行分離
1金屬氫氧化物的沉淀分離1.1氫氧化物沉淀與溶液pH值的關系第一節沉淀分離法一些離子的硫酸鹽、碳酸鹽、草酸鹽和鹵化421)溶度積:在含有金屬離子Mm+的溶液中,加入含有沉淀劑Xn?的另一溶液時,生成難溶性沉淀MnXm,這時溶液中存在如下的平衡:體系達到平衡時,其平衡常數Ksp稱為溶度積。1)溶度積:體系達到平衡時,其平衡常數Ksp稱為溶度積43它的大小主要取決于沉淀的結構、溫度等因素。在特定溫度下,由已知的Ksp可以計算出某化合物的溶解度。根據溶度積規則,又可判斷沉淀的生成與溶解。為了能夠進行有效分離.Ksp應為10—6或更小。如有幾種離子均可沉淀時,則它們的Ksp值要有足夠的差異,才能使其中溶解度最小的物質在特定條件下沉淀出來,而其他的離子留在溶液之中。現代分離技術-2課件44現代分離技術-2課件45現代分離技術-2課件462)實際上,由Ksp計算得到的pH值,只是近似值①、計算pH值時,是假定金屬離子只以一種陽離子形式存在于溶液中,實際上溶液中金屬離子可能OH?形成各種羥基配離子。②、沉淀的溶解度與析出沉淀形態、顆粒大小及沉化時間等條件有關,所以實際獲得的沉淀的溶度積與文獻記載的數值往往有一點差值。③、一般文獻記載的Ksp值是指稀溶液中不存在其他離子時,難溶化合物的溶度積,實際上由于溶液中其他離子的存在,影響離子的活度系數和活度,使離子的活度積和溶度積有一定的差距。2)實際上,由Ksp計算得到的pH值,只是近似值471.2常用的控制溶液的pH值的方法1.2.1氫氧化鈉法1.2.2氨水法1.2.3有機堿法1.2.4懸濁液法
1.2常用的控制溶液的pH值的方法48用有機堿可使剛開始沉淀的pH值可以相應低一點有機堿往往還具有配位劑及表面活性劑的作用,因此有機堿沉淀劑能明顯改善分離效果,常用的有機堿有吡啶、苯胺、六次甲基四胺等.1.2.3有機堿法1.2.4懸濁液法一些微溶的金屬氧化物、碳酸鹽的懸濁液,也能控制溶液的pH值。如用ZnO懸濁液可控制溶液的pH值5.5-6.5,適用于Fe3+、Al3+、Cr3+的分離。1.2.3有機堿法1.2.4懸濁液法一些微溶的金屬氧化物、碳492.金屬硫化物的沉淀分離2.1與溶液的酸度有關H2S=2H++S2?K1=Ka1Ka2(1)M2++S2?=MSK2=1/Ksp(2)(1)+(2)M2++H2S=2H++MSK=Ka1Ka2/Ksp[H2S]=0.1mol?L?12.金屬硫化物的沉淀分離2.1與溶液的酸度有關50如果MS不沉淀,則需要[M2+][S2?]<Ksp,而M2+為可溶鹽,生成的沉淀的量又很少,即Ksp很小。所以[M2+]≈C(題目所給的濃度)。則溶液中就沒有沉淀生成。(1)而S2?來源于H2S=2H++S2?.聯立方程(1)和(2)得(2)如果MS不沉淀,則需要[M2+][S2?]<Ksp,而M2+51例題:溶液中含有Zn2+離子和Cd2+離子各0.010mol·L-1,向溶液中通H2S達到飽和,當保持溶液的[H+]離子濃度在多少之間時,才可以使CdS沉淀完全,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例題:52解:當Cd2+離子沉淀完全時,溶液中S2-離子濃度最少應為因為在飽和H2S溶液中,H2S=2H++S2-所以K=Ka1×Ka2,
∴所以溶液中最大的[H+]離子濃度為:當開始生成ZnS沉淀時,溶液中S2-離子濃度應為:
所以不生成ZnS沉淀的最小的[H+]離子濃度為:硫代乙酰胺
解:當Cd2+離子沉淀完全時,溶液中S2-離子濃度最少應為因533均相沉淀
(precipitationfromhomogeneoussolution)3.1沉淀基本原理臨界過飽和度:對于任何一種沉淀來說,只有當相對過飽和度超過一定數值時,晶核才能開始形成,這個相對過飽和度,稱為~。均相沉淀法原理:在沉淀作用開始的時候,整個溶液中沉淀物質的相對過飽和度均勻的保持在剛能超過臨界過飽和度,使晶核可以形成,聚集速度較小,形成的晶核也較少,這樣就能獲得顆粒粗大,而且形狀完整的晶形沉淀。均相沉淀法,就是根據這個原理。3均相沉淀
(precipitationfromhomo54均相沉淀法得到的晶形沉淀顆粒較粗,表面積較小,共沉淀的雜質較少,沉淀較純。利用均相沉淀法甚至可以得到具有晶形性質的Fe(OH)3、Al(OH)3。Willard和唐寧康曾在幾天時間內慢慢把0.002mol/L氨溶液加入含有100mgAl3+溶液中,從而獲得特別致密的Al(OH)3沉淀。他們又提出在溶液中水解尿素產生OH?以沉淀Al3+的辦法,也得到了相同的結果。均相沉淀法得到的晶形沉淀顆粒較粗,表面積較小,共沉淀的雜質較553.2例子1)改變溶液的pH值利用某種試劑的水解反應,使溶液的pH值逐漸改變,當溶液的pH值達到某一數值的時候,沉淀就逐漸形成。一般多用尿素的水解反應,來達到逐漸改變pH值的目的。(NH2)2CO+H2O=2NH3+CO23.2例子1)改變溶液的pH值56現代分離技術-2課件572)在溶液中直接產生出沉淀劑用硫代乙酰水解產生的H2S或S2-來沉淀硫化物的方法就是這種3)逐漸除去溶劑——用8-羥基喹啉沉淀Al3+
8-羥基喹啉Al3+溶液加入NH4Ac緩沖溶液8-羥基喹啉丙酮溶液70℃-80℃Δ3小時丙酮蒸發8-羥基喹啉鋁15min后2)在溶液中直接產生出沉淀劑8-羥基喹啉Al3+溶液加入N584)破壞可溶性絡合物
用加熱的辦法破壞絡合物,或用一種離子從絡合物中置換出被測離子,以破壞被測離子的絡合物,都可以進行均相沉淀。如:測定合金鋼中的鎢時用濃HNO3必要時加些HClO4溶解試樣60℃Δ90min過氧鎢酸逐漸被破壞鎢酸沉淀用此法沉淀鎢酸,回收率比所有的經典方法都好,在鎢含量少的時候,特別突出。4)破壞可溶性絡合物用加熱的辦法破壞絡合物,或用一種離子從594.利用有機沉淀劑進行沉淀分離優點:有機沉淀劑具有選擇性高,沉淀溶解度小,吸附無機雜質少,以及分子量大等優點缺點:有機沉淀劑在水中的溶解度較小,易夾在沉淀中,有些沉淀的組成部恒定,有些沉淀易粘附于器皿壁或漂浮在溶液表面上,使操作困難。
4.利用有機沉淀劑進行沉淀分離60常用的有機沉淀劑,按其與無機離子反應的機理來說,主要有以下幾點:1.與金屬離子形成螯合物的有機沉淀劑,2.與金屬離子形成離子締合物沉淀的有機沉淀劑3.與金屬離子及不同的配位體形成具有固定組成的稱作三元絡合物的有機沉淀劑,它具有選擇性好,沉淀速度快,組成穩定,沉淀物式量大等優點,這種試劑適用于微量元素的分析,是近年來發展較快的一類有機沉淀劑。常用的有機沉淀劑,按其與無機離子反應的機理來說,主要有以下幾61第二節共沉淀分離法共沉淀分離法:利用溶液中的一種(載體)沉淀析出時,將共存于溶液中的某些微量組分一起沉淀下來的分離方法,即~。解決了因為受溶解度限制而不能用沉淀法進行分離或者濃集的問題。種類:1吸附共沉淀分離或富集痕量組分2.混晶共沉淀分離或富集痕量組分3.有機共沉淀劑分離或富集痕量組分第二節共沉淀分離法共沉淀分離法:利用溶液中的一種(載體)沉淀621、吸附共沉淀分離或富集痕量組分
表面吸附共沉淀:當常量組分沉淀(載體)具有發達的表面時——大的表面積的時候,溶液中的痕量組分被吸附到沉淀的表面上,這就是~。根據常量組分沉淀性質的不同,吸附共沉淀可分為在離子晶體上的吸附共沉淀和在無定形沉淀上的吸附共沉淀,目前后者比前者應用更廣泛。在表面吸附共沉淀常用的載體有難溶的氫氧化物(Fe(OH)3、Al(OH)3、Mn(OH)2)、硫化物(CuS、PbS、HgS)和磷酸鹽。1、吸附共沉淀分離或富集痕量組分
表面吸附共沉淀:當常量組分63表面吸附共沉淀痕量組分的選擇性服從下述經驗規律:1)痕量組分被載帶的量與其所形成的化合物的溶解度有關,而與載體的溶解度無關。2)溶液的pH值如大于痕量組分氫氧化物沉淀時的pH值時,則被載帶的痕量組分可達定量完全,否則就較低。3)被載帶量與載體沉淀表面的帶電性質有關。4)痕量組分被載帶的量還與沉淀的表面積有關,而沉淀的表面積大小主要取決于具體的實驗條件。表面吸附共沉淀痕量組分的選擇性服從下述經驗規律:642.混晶共沉淀分離或富集痕量組分在常量組分(載體)M形成結晶沉淀MX時,痕量組分N以體積分配形式從溶液轉移到結晶沉淀內部,實際上時痕量組分離子N進入了MX的沉淀晶體,并在晶格的一定位置上取代了M,從而形成了MX-NX的混晶或固溶體。2.1混晶或固溶體的類型1)典型的混晶2)不規則的混晶2.混晶共沉淀分離或富集痕量組分2.1混晶或固溶體的類型651)典型的混晶當M和N離子的電荷相同、半徑相近、化學構型相同時,形成的混晶為真正的混晶或典型的混晶。MX和NX之間能否形成混晶共沉淀,其決定因素是離子M和N之間的相對大小以及MX和NX之間的相對溶解度一般認為只要滿足NX比MX更難溶,N就可以顯著的量進入MX中,也即有利于富集及分離。1)典型的混晶66例如:PbSO4-SrSO4-BaSO4PbSO4SrSO4BaSO4Ksp10-7.810-6.610-10.0陽離子半徑?1.321.271.432)不規則的混晶:①如MN離子電荷不同,化學構型也不同,但離子大小相近可形成固溶體。如LaF3能在CaF2中形成固溶體。②如MN離子電荷不同但化學構型相同,離子大小相近也可形成固溶體。如:KMnO4在BaSO4種的固溶體例如:PbSO4-SrSO4-BaSO4PbSO4SrSO672.2共沉淀現象在分離和富集痕量物質中的運用目的:①分離一大組痕量元素②離析某一特定的痕量組分。能否成功的進行分離取決于載體的選擇共沉淀載體一般滿足下列要求:①應對痕量組分具有明顯的共沉淀能力和較高的選擇性,即使痕量元素完全共沉淀所需要的用量盡可能的小②盡量不干擾以后痕量組分的進一步分析,或易于除去③形成的沉淀應易于被過濾和洗滌2.2共沉淀現象在分離和富集痕量物質中的運用683.應用3.1吸附共沉淀的應用例如:例如:用Fe(OH)3富集Mn,在200mL含Mn2+的溶液中,加入10mgFe3+,5mL10%NaOH,加熱至沸使氫氧化物凝聚,沉淀經分離后用光度法測定,Mn的回收率可達90-100%。3.2混晶共沉淀的應用利用形成混晶沉淀分離或富集痕量元素
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