1、第二章第二章 沉淀分离法沉淀分离法 Precipitation separationn第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法n第二节第二节 共沉淀分离法共沉淀分离法n第三节第三节 蒸馏和挥发分离法蒸馏和挥发分离法化学与材料科学学院化学与材料科学学院2 21 1 沉淀分离法沉淀分离法n一、沉淀分离的原理与要求一、沉淀分离的原理与要求 （principle and requirements of precipitation）n二、沉淀分离法的特点二、沉淀分离法的特点 （characteristic of precipitation method）n三、沉淀的类型与形成条件三、沉淀的类型与形成条件 （t
2、ypes of precipitation and their formation conditions）n四、无机沉淀剂沉淀法四、无机沉淀剂沉淀法 （inorganic precipitator ）n五、有机沉淀剂沉淀法五、有机沉淀剂沉淀法 （organic precipitator ）化学与材料科学学院一、沉淀分离的原理与要求一、沉淀分离的原理与要求对沉淀反应的要求：对沉淀反应的要求： 所生成的沉淀溶解度小、纯度高、稳定所生成的沉淀溶解度小、纯度高、稳定化学与材料科学学院第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法沉淀分离的原理：沉淀分离的原理： 创造条件使待测组分与沉淀剂生成溶解度较创造条件使待测
3、组分与沉淀剂生成溶解度较小的物质而以沉淀的形式从溶液中析出小的物质而以沉淀的形式从溶液中析出 。二、沉淀分离法的特点二、沉淀分离法的特点第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法优点：优点：1.1.简单、价廉简单、价廉; ;2.2.可大批量处理可大批量处理; ;3.(3.(和重量法结合和重量法结合) )准确度高准确度高. .缺点缺点: :1.1.对大多数金属选择性不强对大多数金属选择性不强; ;2.2.耗时耗时. .化学与材料科学学院晶形沉淀和无定形沉淀的比较晶形沉淀和无定形沉淀的比较 晶形沉淀晶形沉淀无定形沉淀无定形沉淀外观外观颗粒状颗粒状胶状和絮状胶状和絮状直径直径大，大，0.1-1 m小，小，0
4、.02 m性质性质颗粒大，沉降速度快，沉淀颗粒大，沉降速度快，沉淀较纯净，吸附力小较纯净，吸附力小颗粒小，沉降速度慢，容易聚集，颗粒小，沉降速度慢，容易聚集，吸附能力大，易共沉淀和继沉淀吸附能力大，易共沉淀和继沉淀形成条件形成条件相对过饱和度小，临界相对过饱和度小，临界CQ/s值大值大, 稀溶液，晶核少稀溶液，晶核少相对过饱和度大，临界相对过饱和度大，临界CQ/s值小值小浓溶液中，晶核多浓溶液中，晶核多形成过程形成过程异相成核，定向速度大异相成核，定向速度大均相成核，聚集速度大均相成核，聚集速度大实验条件实验条件稀、热、慢、搅、陈稀、热、慢、搅、陈浓、热、快、搅、加入电解质浓、热、快、搅、加入
5、电解质或胶体（带相反电荷）或胶体（带相反电荷）第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法三、沉淀的类型与形成条件三、沉淀的类型与形成条件化学与材料科学学院第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法四、无机沉淀剂沉淀法四、无机沉淀剂沉淀法1.1.沉淀为氢氧化物沉淀为氢氧化物(hydroxide)(hydroxide)2.2.沉淀为硫化物沉淀为硫化物(sulfide)(sulfide)3.3.沉淀为硫酸盐沉淀为硫酸盐(sulfate)(sulfate)4.4.沉淀为氟化物沉淀为氟化物(fluoride)(fluoride)5.5.基体沉淀法基体沉淀法(matrix isolation)(matrix isolat
6、ion)1. 沉淀为氢氧化物1)1)氢氧化物沉淀与溶液氢氧化物沉淀与溶液pHpH的关系的关系 由由K KSPSP可估算可估算M Mn+n+开始开始析出析出M(OH)nM(OH)n沉淀时的沉淀时的pHpH例例: : K Ksp,Fe(OH)sp,Fe(OH)3 3 =4=41010-38-38, ,若若 FeFe3+3+=0.01mol/L,=0.01mol/L,则则要沉淀就必须要沉淀就必须: : 化学与材料科学学院第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法mol/L12338106 . 101. 0104OHpOH2.2 (开始沉淀) 在常量分离中，当溶液中某种离子浓度还剩在常量分离中，当溶液中某种离
7、子浓度还剩下下10-6mol/L，便认为不存在。，便认为不存在。化学与材料科学学院第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法113638104 . 310104OHpOH=10.5 pH=3.5(沉淀完全沉淀完全)注意: 上面的计算是近似的。上面的计算是近似的。化学与材料科学学院第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法2)2)氢氧化物沉淀与溶液氢氧化物沉淀与溶液pHpH的关系的关系 由由K KSPSP可估算可估算M Mn+n+完全完全析出析出M(OH)nM(OH)n沉淀时的沉淀时的pHpH 1）无定形沉淀的）无定形沉淀的KSP与沉淀的形态、陈化情况与沉淀的形态、陈化情况有关。有关。原因:2）KSP应考虑应考
8、虑 ，用，用活度积。活度积。3）溶液中不仅有溶液中不仅有Fe3+，还有还有Fe(OH)2+、 Fe(OH)+等。等。第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法化学与材料科学学院第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法3）控制控制pH的方法的方法a）NaOH-两性与非两性分离沉淀沉淀部分沉淀部分沉淀溶液溶液Mg2+、Cu2+、Ag+、Au+、Cd2+、Hg2+、Ti4+、Zr4+、Hf4+、Th4+、Bi3+、Fe3+、Co2+、Ni2+、Mn2+、稀土、稀土Ca2+、Sr2+、Nb()、Ta()2AlO2CrO22ZnO-22PbO23SnO23GeO2GaO22BeO23SiO24WO24MoO.3VO第
9、一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法下列各组混合溶液中下列各组混合溶液中,能用过量能用过量NaOH溶液分溶液分离的是离的是 ( ) (A) Pb2+- Al3+ (B) Pb2+- Co2+(C) Pb2+- Zn2+ (D) Pb2+- Cr3+(B)第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法Exercise 1化学与材料科学学院Exercise 2 Give “T” for true and “E” for error.金属离子氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的金属离子氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pHpH值是一致的值是一致的, ,故只要控制好溶液的故只要控制好溶液的pH,pH,即可即可获得完全分离获得完
10、全分离. .E采用氢氧化物沉淀分离时采用氢氧化物沉淀分离时,由于某些金属离子由于某些金属离子氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH重叠重叠,共共沉淀是不可避免的沉淀是不可避免的.T第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法化学与材料科学学院b)沉淀沉淀部分部分沉淀沉淀溶液溶液Hg2+、Be2+、Fe3+、Cr3+、Bi3+、Sb3+、Sn4+、Ga3+、Ti4+、Zr4+、Hf4+、Th4+、Mn4+、Nb（）、）、Ta（ ）、）、U（）、稀土）、稀土Mn2+Fe2+Pb2+Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+及及 23)(NHAg243)(NHCu243)(NHCd263
11、)(NHZn.243)(NHNi243)(NHCo43NHNH高价高价与与一、二价一、二价M M及易与及易与NHNH3 3配位配位的的M M分离分离（pH=810）第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法含有含有Fe3+、Mg2+的溶液，若用沉淀分离法的溶液，若用沉淀分离法分离，能使它们分离完全的试剂是（）分离，能使它们分离完全的试剂是（）A.NH3H2O B.NaOHC.NH3-NH4Cl D.CH3COOH(C)第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法Exercise 3化学与材料科学学院下面各组混合溶液中下面各组混合溶液中,能用能用pH9的氨缓冲液的氨缓冲液分离的是分离的是 ( ) (A) Ag+-
12、 Co2+ (B) Fe3+- Ag+ (C) Cd2+- Ag+ (D) Ag+- Mg2+ (B)第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法Exercise 4化学与材料科学学院用氨水分离用氨水分离FeFe3+3+、AlAl3+3+ 、CaCa2+2+ 、MgMg2+2+ 、CuCu2+2+ 、ZnZn2+2+时时, ( ), ( )A.A. FeFe3+3+AlAl3+3+CaCa2+2+MgMg2+2+ 被沉淀被沉淀, , CuCu2+2+ZnZn2+2+留在溶液中留在溶液中B. FeB. Fe3+3+AlAl3+3+被沉淀被沉淀, , CaCa2+2+MgMg2+2+CuCu2+2+ZnZn
13、2+2+留在溶液中留在溶液中C. CaC. Ca2+2+MgMg2+2+被沉淀被沉淀, , FeFe3+3+AlAl3+3+CuCu2+2+ZnZn2+2+留在溶液中留在溶液中D. CuD. Cu2+2+ZnZn2+2+被沉淀被沉淀, , FeFe3+3+AlAl3+3+CaCa2+ 2+ MgMg2+2+留在溶液中留在溶液中B第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法Exercise 5化学与材料科学学院 水溶液中含有水溶液中含有FeFe3+3+和和CrCr3+3+，若用沉淀分离法若用沉淀分离法使铁和铬分离，应采取什么方法使铁和铬分离，应采取什么方法? ? 应将应将Cr3+ 氧化成氧化成CrO42-
14、, 再用氨水或氢氧化再用氨水或氢氧化钠溶液沉淀钠溶液沉淀Fe3+, 铬以铬酸根形式保留在溶液中。铬以铬酸根形式保留在溶液中。 第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法Exercise 6化学与材料科学学院C)ZnO悬浊液（悬浊液（pH=6) -使某些高价使某些高价Mn+沉淀沉淀 其它微溶性碳酸盐或氧化物的悬浊液其它微溶性碳酸盐或氧化物的悬浊液,如如:BaCO3、CaCO3、PbCO3、MgO的悬浊液具的悬浊液具有同样的功效，仅控制的有同样的功效，仅控制的pH范围各不相同而已。范围各不相同而已。HAc-NaAc也能达到同样的效果也能达到同样的效果.第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法化学与材料科学学院Z
15、nO + H2O原理原理: Zn2+ OH- 2 =Ksp = 1.210-17LmolZnOH/101 . 11 . 0102 . 1102 . 1817217pOH=8 pH=6Zn2+ +2OH-Zn(OH)2第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法化学与材料科学学院沉淀部分沉淀溶液Fe3+、Cr3+、Ce4+ 、 Ti4+、Zr4+、Hf4+、 Bi3+、Sn4+、V () U() 、 Nb()Ta() 、W()等Be2+、Cu2+、Ag+、 Hg2+、 Pb2+ 、 Sb3+、Sn2+、Mo () V () 、 U () Au () 、稀土等Ni2+、Co2+、Mn2+、 Mg2+ 等使某
16、些高价使某些高价Mn+沉淀沉淀第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法化学与材料科学学院沉淀剂沉淀剂H H2 2S S许多金属离子都能生成硫化物沉淀（约许多金属离子都能生成硫化物沉淀（约4040余余种金属离子可生成难溶硫化物沉淀），但各种金种金属离子可生成难溶硫化物沉淀），但各种金属硫化物沉淀的溶解度属硫化物沉淀的溶解度相差较大相差较大, ,（KspKsp不同。如：不同。如：BiBi2 2S S3 3 1 1 1010-97-97；SbSb2 2S S3 3 2 2 1010-93-93；HgS 4HgS 4 1010-53-53；AgAg2 2S S 2 2 1010-49-49；CuS 6CuS
17、 6 1010-36-36；CdS 8CdS 8 1010-27-27；FeS 6FeS 6 1010-18-18；MnS 2MnS 2 1010-10-10） 因此可以通过因此可以通过控制控制S S2-2-的浓度的浓度来控制沉淀离子的来控制沉淀离子的种类。种类。 第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法2. 沉淀为硫化物第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法H2S是二元弱酸H + +HS Ka1 =1.3 10 -7HS -H + + S 2- Ka2 =7.110 -15H2S总反应 H2S2H + + S 2-Ka =H+2S2-H2SS 2- = H2S/H +2 9.2 10 22 = 9.2
18、 10 22 / H +2 因此，因此，控制控制 H H+ + 即可控制即可控制 S S2-2- 。常见阳离子：常见阳离子：Ag+Hg22+Pb2+Bi3+Cu2+Cd2+Hg2+As(,)Sb (,)Sn(,)Fe3+Al3+Cr3+Fe2+Mn2+Zn2+Co2+Ni2+Ba2+Sr2+Ca2+ Mg2+K+Na+NH4+硫化物不溶于水硫化物不溶于水 硫化物溶于水硫化物溶于水碳酸盐碳酸盐溶于水溶于水碳酸盐碳酸盐不溶于水不溶于水0.3mol/LH+ l硫化物沉淀硫化物沉淀0.3mol/LH+ l硫化物不沉淀硫化物不沉淀氯化物氯化物不溶热不溶热水水氯化物溶于热水氯化物溶于热水分组步骤示意图分组
19、步骤示意图 组试液 组试液 组试液 组试液AgClHg2Cl2PbSBi2S3CuSCdSHgSAs2S3Sb2S3SnS2Al(OH)3Cr(OH)3Fe2S3FeSMnSCoSNiSZnSBaCO3SrCO3CaCO3K+NaNH4 +Mg2+HCl, H2O2, 0.3mol/L HCl, NH4I及H2SNH3+NH4Cl, (NH4)2SNH3+NH4Cl, (NH4)2CO3第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法两酸两碱分组步骤示意图两酸两碱分组步骤示意图 组试液 组试液 组试液 组试液AgClHg2Cl2PbCl2Cu(OH)2Co(OH)2Cd(OH)2Fe(OH)3Al(OH)3
20、MnO (OH)2Cr(OH)3PbSO4BaSO4SrSO4CaSO4AsO43-ZnO22-K+(Na+,NH4+)HCl乙醇, H2SO4H2O2, NH3+NH4ClNaOHBi(OH)3Sb(OH)3NH2HgClSn(OH)2Mg(OH)2Ni (OH)2第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法设计下列各组离子的分离方案(1). Ag+、K+ 、Fe3+ 、Cr3+ 、Hg2+ 组试液 组试液AgClHgSCr(OH)3Fe2S3K+HCl, 0.3mol/L HCl, H2SNH3+NH4Cl, (NH4)2S第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法(1). Ag+、K+ 、Fe3+ 、Cr
21、3+ 、Hg2+K+ 、Fe3+ 、Cr3+ 、Hg2+K+ 、Fe3+ 、Cr3+ K+ 、CrO2- AgClHgSFe (OH)3Cr(OH)3K+HCl0.3mol/L HCl, H2S过量NaOH酸中和,并过量第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法(2). Ag+、Cu2+ 、Al3+ 、Ba2+Cu2+ 、Al3+ 、Ba2+Al3+ 、Ba2+ Al3+AgClCuSBaSO4HCl0.3mol/L HCl, H2SH2SO4第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法(3). Cu2+ 、Ca2+ 、Pb2+Cu2+ 、Ca2+PbCl2CuSHCl（NH4）2SCa2+第一节第一节 沉淀分
22、离法沉淀分离法(4). Cu2+ 、Cd2+ 、Zn2+Zn2+CuS、CdS稀HCl0.3mol/L HCl, H2SCuSCd 2+第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法硫化物沉淀分离法中硫化物沉淀分离法中, ,由于各种金属硫化由于各种金属硫化物沉淀的溶解度相差较大物沉淀的溶解度相差较大, ,根据根据H H2 2S S的分布的分布曲线曲线, ,溶液中的溶液中的S S2-2-的浓度与的浓度与pHpH有关有关, ,控制溶控制溶液液pHpH可控制分步沉淀可控制分步沉淀. .判断题:T第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法1)沉淀为沉淀为硫酸盐硫酸盐2)沉淀为沉淀为氟化物氟化物Ca2+、Sr 2+ 、Ba
23、 2+ 、Ra 2+ 、Pb 2+与与其它金属离子分离其它金属离子分离 Ca2+、Sr 2+ 、Mg 2+ 、 Th + 、稀土与其稀土与其它金属离子分离它金属离子分离第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法3. 其它无机沉淀剂4. 基体沉淀法 在适当条件下，可用沉淀法除去基体成分，使在适当条件下，可用沉淀法除去基体成分，使待测痕量元素定量留在母液中，这种做法称为待测痕量元素定量留在母液中，这种做法称为基基体沉淀法体沉淀法，常用于痕量元素的多元素同时富集。，常用于痕量元素的多元素同时富集。 基体沉淀法中，最大的误差来源是基体沉淀法中，最大的误差来源是共沉淀共沉淀现象。为了避免共沉淀，有以下几种措施：
24、现象。为了避免共沉淀，有以下几种措施：1. 1. 利用络合剂掩蔽待测离子利用络合剂掩蔽待测离子2. 2. 采用均相沉淀的技术采用均相沉淀的技术3. 3. 长时间加热或陈化长时间加热或陈化第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法 现有现有Pb2+-Al3+混合液混合液,可将它们分离可将它们分离的沉淀剂是的沉淀剂是 ( ) (A) 过量过量NaOH溶液溶液 (B) pH=9的氨缓冲的氨缓冲液液 (C) 稀稀H2SO4溶液溶液 (D) pH9的的(NH4)2S溶液溶液 (C)第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法Exercise 71.1.高选择性高选择性; ;2.2.高灵敏度；高灵敏度；3.3.应用普遍；应
25、用普遍；4.4.离心分离有时较难离心分离有时较难特点特点: :第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法五、有机沉淀剂沉淀法五、有机沉淀剂沉淀法类型：1. 离子缔合物沉淀剂离子缔合物沉淀剂2. 有机螯合物沉淀剂有机螯合物沉淀剂3. 三元配合物沉淀剂三元配合物沉淀剂1. 1. 生成螯合物的沉淀分离体系生成螯合物的沉淀分离体系 能够与金属生成螯合物的沉淀剂，分能够与金属生成螯合物的沉淀剂，分子结构具有共性，它们至少有一个以上子结构具有共性，它们至少有一个以上的的酸性基团酸性基团和一个以上的和一个以上的碱性基团碱性基团，同，同时分子内还应具有时分子内还应具有疏水基团疏水基团。分离原理：分离原理： 将金属离子
26、由原来的离子态转变成难将金属离子由原来的离子态转变成难溶于水的螯合物，从而达到分离溶于水的螯合物，从而达到分离。沉淀剂结构特征：沉淀剂结构特征：1. 1. 生成螯合物的沉淀分离体系生成螯合物的沉淀分离体系2CH3CH3CH3CH3C=N-OHC=N-OH+Ni2+OOOOC=NC=NH3CH3CHHNiN=CN=C+H+2配位特征：配位特征： 每个丁二酮肟分子均有两个每个丁二酮肟分子均有两个N原子分别与镍形成金原子分别与镍形成金属键和配位键，而每个分子中的羟基与另一个分子的属键和配位键，而每个分子中的羟基与另一个分子的羟基形成分子间氢键，有机分子中的疏水基团甲基裸羟基形成分子间氢键，有机分子中
27、的疏水基团甲基裸露在整个螯合物的外面，从而不溶于水而沉淀。露在整个螯合物的外面，从而不溶于水而沉淀。2. 2. 生成缔合物的沉淀分离体系生成缔合物的沉淀分离体系分离原理：分离原理： 分子量较大的有机试剂在水中以阳离子分子量较大的有机试剂在水中以阳离子或阴离子形式存在，它们与带相反电荷的或阴离子形式存在，它们与带相反电荷的离子反应后生成微溶的电中性离子缔合物离子反应后生成微溶的电中性离子缔合物沉淀。沉淀。3. 3. 生成三元配合物的沉淀分离体系生成三元配合物的沉淀分离体系分离原理：分离原理： 金属离子与两种官能团的化合物形成溶解度金属离子与两种官能团的化合物形成溶解度很小的三元配合物，从而实现分
28、离很小的三元配合物，从而实现分离。体系特点：体系特点： 灵敏度高，选择性好，水溶性小，沉淀组灵敏度高，选择性好，水溶性小，沉淀组成稳定，摩尔质量大。成稳定，摩尔质量大。介质介质沉淀沉淀溶液溶液 pH1Th4+、REFe3+ 、Al3+ 、Ti4+ 、Zr4+ 、Hf4+ 、Sb、Sn 、Be2+ 、Cu2+ 、Co2+ 、Ni2+ 、Cd2+ 、Zn2+ 、Hg2+ 、Mn2+ 、Nb 、Ta 、U、碱土等。 1. 草酸草酸, , H H2 2C C2 2O O4 4第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法介质介质沉淀沉淀溶液溶液pH5EDTACa2+、 Sr2+ 、Ba2+Pb2+ 、Hg2+ 、
29、Cu2+ 、Cd2+ 、Sb 、Zn2+ 、Mn2+ 、Cr3+ 、Ti、Fe3+ 、Zr 、Nb 、Ta 、Th4+ 、Mo 、Al3+等。1. 草酸草酸, , H H2 2C C2 2O O4 4(接上表接上表)第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法2.铜铁试剂 (N-亚硝基苯胲铵盐)介质沉淀溶液强酸1%矿物胶W 、Fe3+ 、Ti 、V 、Zr 、Bi3+ 、Mo 、Nb 、Ta 、Sn4+ 、U 、Pd2+ K+ 、Na+ 、Ca2+ 、Sr2+ 、Ba2+ 、Al3+ 、Co2+ 、Cu2+ 、Mn2+ 、Ni2+ 、P 、U 、Mg2+ N-ONH4N=O+ n1Mn+=ONN-OM1
30、n+ NH4+3.水杨醛肟介质沉淀溶液浓氨水Pb2+ Ag+ pH13)Cu2+ 、Cd2+ 、Zn2+ 、Mg2+ Al3+ 、Fe3+ 、Cr3+ 、Pb2+ 、Sn2+ NOH第一节第一节 沉淀分离法沉淀分离法2 22 2 共沉淀分离法共沉淀分离法n一、共沉淀分离的原理一、共沉淀分离的原理 （principle of coprecipitation）n二、共沉淀分离法中载体的选择二、共沉淀分离法中载体的选择 （choice of carrier）n三、无机共沉淀剂三、无机共沉淀剂 （inorganic coprecipitator ）n四、有机共沉淀剂四、有机共沉淀剂 （organic
31、coprecipitator ）一、共沉淀分离的原理一、共沉淀分离的原理 共沉淀分离法共沉淀分离法也称为载体沉淀法，它是在试料溶也称为载体沉淀法，它是在试料溶液中，加入沉淀剂生成一种适当的沉淀（称为捕集沉液中，加入沉淀剂生成一种适当的沉淀（称为捕集沉淀或载体沉淀），使待测元素与之一起共沉淀，从而淀或载体沉淀），使待测元素与之一起共沉淀，从而得以分离或富集的方法。得以分离或富集的方法。 共沉淀现象共沉淀现象指的是某些可溶性杂质混于沉淀之指的是某些可溶性杂质混于沉淀之中与其一起沉淀下来的现象，它主要是由表面吸附、中与其一起沉淀下来的现象，它主要是由表面吸附、吸留和包夹以及生成混晶的结果。在沉淀分离
32、法中吸留和包夹以及生成混晶的结果。在沉淀分离法中是是干扰干扰因素。因素。第二节第二节 共沉淀分离法共沉淀分离法n能以少量载体沉淀迅速定量捕集待测元能以少量载体沉淀迅速定量捕集待测元素素n便于沉淀与母液分离和洗涤便于沉淀与母液分离和洗涤n载体沉淀不妨碍待测元素的测定载体沉淀不妨碍待测元素的测定n单元素分离时用选择性好的载体，而多单元素分离时用选择性好的载体，而多元素同时分离时可选择多种沉淀剂元素同时分离时可选择多种沉淀剂n载体用量应尽量小载体用量应尽量小二、共沉淀分离法中载体的选择二、共沉淀分离法中载体的选择第二节第二节 共沉淀分离法共沉淀分离法三、无机共沉淀分离法三、无机共沉淀分离法按照作用机
33、理，可分为以下几类：按照作用机理，可分为以下几类：1 1）混晶）混晶2 2）表面吸附和吸留）表面吸附和吸留3 3）形成晶核）形成晶核4 4）形成新的化合物）形成新的化合物1. 1. 混晶共沉淀混晶共沉淀 常用于晶格相似，离子半径大小相近的载常用于晶格相似，离子半径大小相近的载体和微量组分。体和微量组分。例如：共沉淀例如：共沉淀Pb时沉淀剂的选用（时沉淀剂的选用（SrSO4 or BaSO4？）二价二价PbPb，二价，二价Sr,Sr,二价二价BaBa的半径分别为的半径分别为 1.32A 1.27A 1.43A1.32A 1.27A 1.43A， 二价二价Sr Sr 和二价和二价Pb Pb 的半径
34、更的半径更为接近。故选用为接近。故选用SrSOSrSO4 4更有利。更有利。2. 2. 吸附和吸留共沉淀吸附和吸留共沉淀常利用无定形沉淀进行表面吸附常利用无定形沉淀进行表面吸附沉淀剂：氢氧化物，如沉淀剂：氢氧化物，如Fe(OH)3 ，Al(OH)3 ；水合氧化物，如水合氧化物，如MnO2 ，TiO2和硫化物，如和硫化物，如 CuS等。等。例如：例如： 明矾净水的原理明矾净水的原理吸附共沉淀和混晶共沉淀的比较吸附共沉淀和混晶共沉淀的比较n选择性好选择性好n易于过滤和洗涤易于过滤和洗涤n需满足一定条件才需满足一定条件才可用可用n选择性差选择性差n过滤和洗涤都较困难过滤和洗涤都较困难n沉淀颗粒小，比
35、表面沉淀颗粒小，比表面大，分离富集效率高大，分离富集效率高n应用广泛应用广泛 在实际测定中都需采取一定措施消除载体对微量在实际测定中都需采取一定措施消除载体对微量组分测定的干扰。组分测定的干扰。混晶共沉淀混晶共沉淀吸附共沉淀吸附共沉淀3.3.形成晶核的共沉淀形成晶核的共沉淀 将微量元素还原成单质状态从而聚集沉将微量元素还原成单质状态从而聚集沉淀。多用于分离贵重金属，如淀。多用于分离贵重金属，如Ag,Au,铂族铂族金属。金属。例：例： 将将Ag离子与二价离子与二价Cu 和二价和二价Fe分离分离解：氨性溶液中加汞，使银离子还原，实现解：氨性溶液中加汞，使银离子还原，实现分离分离4.4.形成新的化合
36、物形成新的化合物 溶液中微量组分与载体形成新的难溶化合物溶液中微量组分与载体形成新的难溶化合物而被载带。若形成化合物的两种离子具有相反而被载带。若形成化合物的两种离子具有相反的酸碱性质，则更易形成此类化合物。的酸碱性质，则更易形成此类化合物。例：例： 测定自来水中微量测定自来水中微量Pb2+解：可以利用解：可以利用CaCO3作为载体，生成作为载体，生成PbCO3而被载带，从而实现测定而被载带，从而实现测定三、无机共沉淀分离法三、无机共沉淀分离法第二节第二节 共沉淀分离法共沉淀分离法载体载体主要条件主要条件共沉淀离子共沉淀离子MnO(OH)2Mn(NO3)2 +KMnO4Fe3+、Al3+ 、C
37、r3+ 、Au3+ 、Tl3+ 、Sb、 、Bi3+ 、Th 、Sn 、Mo ；主要；主要用于纯铜或纯铝中微量用于纯铜或纯铝中微量Sb的测定。的测定。实例：实例：载体载体主要主要条件条件共沉淀离子共沉淀离子Fe(OH)3NH3-NH4ClMg2+ 、Mn2+ 、Co2+ 、Ni2+ 、Zn2+ 、Cd2+ 、Al3+ 、Tl3+ 、Cr3+ 、Bi3+ 、Th 、Ti 、Zr 、Ge 、Sn 、Se、 、Te 、As 、V 、Mo 、W 、U 、贵金属；主要用于纯金属中、贵金属；主要用于纯金属中Sn、Al、Bi的测定和矿石中微量的测定和矿石中微量W和和V的测的测定。定。接上表第二节第二节 共沉
38、淀分离法共沉淀分离法载体载体主要主要条件条件共沉淀离子共沉淀离子Al(OH)3NH3-NH4ClBe2+、 Co2+ 、Ni2+ 、Zn2+ 、Cr3+ 、Fe3+ 、La3+ 、 Eu3+ 、Ga3+ 、Bi3+ 、Ti、Zr 、Hf 、Ge 、Sn 、V 、Nb 、Mo 、W 、U 、贵金属; 主要用于纯金属中微量Fe与Ti的测定接上表第二节第二节 共沉淀分离法共沉淀分离法载体载体主要条件主要条件共沉淀离子共沉淀离子PbS（NH4)2S Au+ 、Au3+(可富集1g Au /T海水)HgSH2SPb2+ 测定自来水中微量PbCaCO3酸性溶液酸性溶液 RE3+(测定矿石中的微量稀土)接上
39、表第二节第二节 共沉淀分离法共沉淀分离法接上表载体载体主要条件主要条件共沉淀离子共沉淀离子BaSO4微酸性溶液微酸性溶液Ra2+、Sr2+ 、Pb2+ 、Be2+NaK2Co(NO2)6酸性溶液酸性溶液Rb+ 、Cs+CaC2O4微酸性溶液微酸性溶液RE3+CaF2酸性溶液酸性溶液Th4+第二节第二节 共沉淀分离法共沉淀分离法形 成 离 子 缔 合 物形 成 螯 合 物胶 体 的 凝 聚机 理优点： 1、有效性 2、选择性 3、不易污染第二节第二节 共沉淀分离法共沉淀分离法四、有机共沉淀剂四、有机共沉淀剂1. 1. 形成离子缔合物形成离子缔合物第二节第二节 共沉淀分离法共沉淀分离法 2CAT4
40、Zn(SCN)+N(CH3)2NH CH3C(CH3)2N+ Zn(SCN)42-4SCN-+Zn2+Zn(SCN)42-2.2.形成螯合物形成螯合物+2HHHOOOOCH3CH3CCNNNiNNCCCH3CH3C=NOHCH3C=NOHCH3+ 2Ni+第二节第二节 共沉淀分离法共沉淀分离法3.3.胶体的凝聚胶体的凝聚 H2WO4在酸性溶液中常呈带负电的胶体，不在酸性溶液中常呈带负电的胶体，不易凝聚。若加入辛可宁生物碱，它在酸性溶液中易凝聚。若加入辛可宁生物碱，它在酸性溶液中使氨基质子化而荷正电，它能与带负电的使氨基质子化而荷正电，它能与带负电的H2WO4胶体互相凝聚而析出。胶体互相凝聚而析
41、出。第二节第二节 共沉淀分离法共沉淀分离法共沉淀化合物共沉淀化合物形式形式共沉淀剂共沉淀剂共沉淀元素共沉淀元素M(SCN)nCAT甲基紫硫氰酸盐丁基罗丹明硫氰酸盐二苯基胍硫氰酸盐孔雀绿硫氰酸盐Cu,Zn,Mo,V,CoV,Mo,WNb,Bi,Re,Fe,CoCoMInCAT甲基紫碘化物二苯基胍碘化物Cu,Cd,Hg,InTl()常用的共沉淀剂和共沉淀元素第二节第二节 共沉淀分离法共沉淀分离法共沉淀化合物共沉淀化合物形式形式共沉淀剂共沉淀剂共沉淀元素共沉淀元素MBrnCAT二氨基偶氮苯溴二氨基偶氮苯溴化物化物Tl()MClnCAT对对-二甲氨基偶氮二甲氨基偶氮苯苯-甲基橙盐甲基橙盐对氮蒽蓝氰化物
42、对氮蒽蓝氰化物Tl(), Au, Sb(), Ga, Pa, Au, Tl()接上表第二节第二节 共沉淀分离法共沉淀分离法接上表共沉淀化合物共沉淀化合物形式形式共沉淀剂共沉淀剂共沉淀共沉淀元素元素M(NOM(NO3 3) )n nCATCAT 丁基罗丹明硝酸盐丁基罗丹明硝酸盐PuPuM(NOM(NO3 3) )n nCATCAT 1,8-1,8-二氨基萘草酸盐二氨基萘草酸盐 AmAmMAHMAH双苦胺铵盐双苦胺铵盐双苦胺四甲氨盐双苦胺四甲氨盐四苯硼酸铵四苯硼酸铵K,Rb,CsK,Rb,CsCsCsK K第二节第二节 共沉淀分离法共沉淀分离法MYAHMYAH甲基橙合乙二胺甲基橙合乙二胺酚酞酚酞萘
43、萘Tl(Tl()()(phen)phen)Fe()(phen)Fe()(phen)Fe()(phenFe()(phenMRCATRMRCATR偶氮胂偶氮胂铬黑铬黑T T2,7-2,7-二氯铬变酸二氯铬变酸亚硝基亚硝基R R盐盐邻氨基苯甲酸邻氨基苯甲酸奎啉奎啉-(8-(8-偶氮偶氮- -1 1)-)-奈酚奈酚Sc,RESc,RECrCrTiTiCoCoZnZnCu,Fe,Co,NiCu,Fe,Co,Ni接上表第二节第二节 共沉淀分离法共沉淀分离法MR(R:双硫腙双硫腙 8-羟基喹啉羟基喹啉)酚酞酚酞酚酞酚酞 Ag,Cd,Co,NiAg,Cd,Co,Ni,V,Mo,Al等等M-单宁盐单宁盐甲基紫甲
44、基紫-单单宁盐宁盐亚甲基兰亚甲基兰-单宁盐单宁盐丁基罗丹丁基罗丹明单宁盐明单宁盐Be,Ge,Ti,Sn,Zr,Hf,Nb,Ta,Th,Mo,W,UNb,WGe接上表第二节第二节 共沉淀分离法共沉淀分离法 利用共沉淀法分离，对于微量组分的测定有利用共沉淀法分离，对于微量组分的测定有何意义？与无机共沉淀剂相比较，有机共沉淀剂有何意义？与无机共沉淀剂相比较，有机共沉淀剂有何优点？何优点？ 答：若含量过低难以测定，利用共沉淀法可使微量组答：若含量过低难以测定，利用共沉淀法可使微量组分浓缩富集。有机共沉淀剂特点是：分浓缩富集。有机共沉淀剂特点是：(1)(1)有效性有效性: : 有有机沉淀剂体积大富集效果
45、好；机沉淀剂体积大富集效果好； (2) (2) 选择性选择性: :引入不同引入不同功能团选择性高；功能团选择性高； (3) (3)不易污染不易污染: :有机共沉淀剂在灼有机共沉淀剂在灼烧时易去除去不干扰微量组份测定烧时易去除去不干扰微量组份测定。 第二节第二节 共沉淀分离法共沉淀分离法Exercise 8适于气态分离的元素与化合物元素元素: 卤素、卤素、O O、S S、SeSe、TeTe、PoPo、N N、P P、AsAs、SbSb、BiBi、SnSn、PbPb、TlTl、ZnZn、CdCd、HgHg、氧化物氧化物: S S、SeSe、TeTe、PoPo、TcTc、ReRe、RuRu、OsOs
46、、ZnZn、CdCd、HgHg氟化物氟化物: TiTi、ZrZr、HfHf、V V、NbNb、TaTa、MoMo、W W、TcTc、ReRe、RuRu、OsOs、 RhRh、IrIr、HgHg、SiSi、GeGe、SnSn、P P、AsAs、SbSb、BiBi、S S、SeSe、TeTe氯化物氯化物: TiTi、ZrZr、HfHf、V V、NbNb、TaTa、MoMo、W W、TcTc、ReRe、MnMn、FeFe、RuRu、OsOs、AuAu、ZnZn、CdCd、HgHg、AlAl、GaGa、InIn、TlTl、SiSi、GeGe、SnSn、PbPb、P P、AsAs、SbSb、BiBi、S
47、 S、SeSe、TeTe、PoPo、CeCe溴化物溴化物: AsAs、GeGe、HgHg、OsOs、ReRe、SbSb、SnSn、SeSe2 23 3 挥发和蒸馏分离法挥发和蒸馏分离法一一 、蒸馏分离法、蒸馏分离法 基于气液平衡的原理，将不同组分按基于气液平衡的原理，将不同组分按照沸点的不同进行分离的方法。照沸点的不同进行分离的方法。分离原理：分离原理：操作技术：操作技术：普通蒸馏法：提纯盐酸、硫酸、硝酸和氢溴普通蒸馏法：提纯盐酸、硫酸、硝酸和氢溴酸等。酸等。亚沸蒸馏法：提纯水、盐酸、高氯酸等。亚沸蒸馏法：提纯水、盐酸、高氯酸等。等温或等压蒸馏：制备少量高纯氨水。等温或等压蒸馏：制备少量高纯氨水。二二 、挥发分离法、挥发分离法把干扰元素以气态形式挥发除掉的方法把干扰元素以气态形式挥发除掉的方法. .分离原理：分离原理：1.1.痕量元素经加热蒸发痕量元素经加热蒸发 如如ZnZn、CdCd可以从可以从W W、ReRe中挥发，中挥发，RuRu、OsOs可以从可以从PtPt中挥发。中挥发。2.2.待测元素转化为挥发性化合物蒸发待测元素转化为挥发性化合物蒸发 如如MarshMarsh在在18361836年提出的检砷法，直到现在年提出的检砷法，直到现在仍不失为最灵敏的砷检定法之一。其原理是将砷仍不失为最灵敏的砷检定法之一。其原理是将砷转化为易挥发的胂。转化为易挥发的胂。
