1、分析化学高职高专化学教材编写组 编第十四章第十四章 物质的定量分析过程物质的定量分析过程“十二五”职业教育国家规划教材高等职业教育应用化工技术专业教学资源库建设项目规划教材1掌握试样的分解方法；掌握试样的分解方法；2掌握干扰组分的分离方法；掌握干扰组分的分离方法；3掌握硅酸盐试样的分析方法；掌握硅酸盐试样的分析方法；4明白物质的定量分析的过程。明白物质的定量分析的过程。在实际分析工作中，试样是多种多在实际分析工作中，试样是多种多样的，对试样的预处理、干扰组分的分样的，对试样的预处理、干扰组分的分离和分析测定方法的选择也各不相同，离和分析测定方法的选择也各不相同，因此需要对分析过程有比较全面的了
2、解，因此需要对分析过程有比较全面的了解，综合运用已学习的分析方法，才能承担综合运用已学习的分析方法，才能承担分析检测任务，为生产提供及时而准确分析检测任务，为生产提供及时而准确的数据。的数据。本章导读本章导读本章导读本章导读n理论基础：分析试样的采取、制备和分解、干扰组分的分理论基础：分析试样的采取、制备和分解、干扰组分的分离方法。离方法。n重要知识点：物质的定量分析过程。重要知识点：物质的定量分析过程。n难点：干扰组分的分离方法。难点：干扰组分的分离方法。n实践操作：硅酸盐中实践操作：硅酸盐中SiOSiO2 2、FeFe2 2O O3 3、AlAl2 2O O3 3、TiOTiO2 2、Ca
3、OCaO、MgOMgO的测定。的测定。第一节第一节 分析试样的采取与制备分析试样的采取与制备第二节第二节 试样的分解试样的分解第三节第三节 干扰组分的分离方法干扰组分的分离方法第四节第四节 测定方法的选择原则测定方法的选择原则第五节第五节 复杂物质分析示例复杂物质分析示例 本章导读本章导读第一节第一节 分析试样的采取与制备分析试样的采取与制备一、组成比较均匀的试样的采取与制备一、组成比较均匀的试样的采取与制备 二、组成不均匀的试样的采取二、组成不均匀的试样的采取三、分析试样的制备三、分析试样的制备四、采取与制备试样的注意事项四、采取与制备试样的注意事项第一节第一节 分析试样的采取与制备分析试样
4、的采取与制备 进行物质定量分析，首先要保证所取试样具有代表性。忽略了试样的进行物质定量分析，首先要保证所取试样具有代表性。忽略了试样的代表性，则无论分析做得如何认真、仔细也是无意义的，甚至是有害的。代表性，则无论分析做得如何认真、仔细也是无意义的，甚至是有害的。因此，慎重地审查试样的来源，并用正确的方法采取具有代表性的试样，因此，慎重地审查试样的来源，并用正确的方法采取具有代表性的试样，其重要意义不低于进行准确分析时所要注意的其它环节。其重要意义不低于进行准确分析时所要注意的其它环节。分析试样多种多样，但按组分在试样中分布情况可分为两类：组成分析试样多种多样，但按组分在试样中分布情况可分为两类
5、：组成分布比较均匀、组成分布不均匀。分布比较均匀、组成分布不均匀。一、组成比较均匀的试样的采取与制备一、组成比较均匀的试样的采取与制备 金属试样：金属试样：经高温熔炼，组成比较均匀。部分样品如钢片，只要任意取一经高温熔炼，组成比较均匀。部分样品如钢片，只要任意取一部分即可。对于钢锭和铸铁来说，表面和内部所含的杂质也有所不同，使部分即可。对于钢锭和铸铁来说，表面和内部所含的杂质也有所不同，使组成不很均匀。在钻取试样时，先用砂轮将表面层磨去，组成不很均匀。在钻取试样时，先用砂轮将表面层磨去，然后采用多钻然后采用多钻几个点及钻到一定的深度的方法。将所取得的钻屑放于冲击钵中捣碎混匀几个点及钻到一定的深
6、度的方法。将所取得的钻屑放于冲击钵中捣碎混匀，作为分析试样。，作为分析试样。组成比较均匀的样品有金属试样、水样、液体与气体试样及某些组成组成比较均匀的样品有金属试样、水样、液体与气体试样及某些组成均匀的化工产品。均匀的化工产品。一、组成比较均匀的试样的采取与制备一、组成比较均匀的试样的采取与制备 水样：水样：由于各种水的性质不同，水样的采集方法也不同。供一般确由于各种水的性质不同，水样的采集方法也不同。供一般确定物理性质与化学成分分析用的水样取定物理性质与化学成分分析用的水样取2L即可。水样瓶可以是容量即可。水样瓶可以是容量2L的无色磨口塞的硬质玻璃细口瓶或聚乙烯塑料瓶。的无色磨口塞的硬质玻璃
7、细口瓶或聚乙烯塑料瓶。水样采集后应水样采集后应及时化验，保存时间愈短，分析结果则愈可靠。对于现场无条件测及时化验，保存时间愈短，分析结果则愈可靠。对于现场无条件测定的项目，可采用定的项目，可采用“固定固定”的方法，使原来易变化的状态转变成稳的方法，使原来易变化的状态转变成稳定的状态。定的状态。一、组成比较均匀的试样的采取与制备一、组成比较均匀的试样的采取与制备 化工产品：化工产品：组成比较均匀的化工产品可以任意取一部分为分析试样组成比较均匀的化工产品可以任意取一部分为分析试样。若是贮存大容器内的物料，可能因相对密度不同而影响其均匀程。若是贮存大容器内的物料，可能因相对密度不同而影响其均匀程度，
8、可在上、中、下不同高度处各取部分试样，然后混匀。度，可在上、中、下不同高度处各取部分试样，然后混匀。气体试样：气体试样：气体的组成虽然比较均匀，不同存在形式的气体，其取气体的组成虽然比较均匀，不同存在形式的气体，其取样方法和装置都有所不同。样方法和装置都有所不同。二、组成不均匀的试样的采取二、组成不均匀的试样的采取 对于对于不均匀的物料，可采用下列试样的采集量经验计算公式：不均匀的物料，可采用下列试样的采集量经验计算公式：mQ=kda 式中式中:d 实验室样品中实验室样品中最大颗粒的直径，最大颗粒的直径，mm mQ 采取实验室样品的最低可靠质量，采取实验室样品的最低可靠质量，kg k,a根据物
9、料的均匀程度和易破碎程度而定。根据物料的均匀程度和易破碎程度而定。K取取0.02 1，a取取1.82.5。矿石、煤炭、土壤等组成不均匀试样，需按一定程序，从不同部位、采矿石、煤炭、土壤等组成不均匀试样，需按一定程序，从不同部位、采取一定数量的试样。取一定数量的试样。粗碎粗碎筛分筛分(46号号)中碎中碎筛分筛分(20号号)研磨研磨分析试样分析试样缩分缩分缩分缩分缩分缩分1号号(分析分析)2号号(备查备查)筛分时，所有的颗粒都必筛分时，所有的颗粒都必须通过筛孔须通过筛孔破碎破碎过筛过筛混匀混匀缩分缩分三、分析试样的制备三、分析试样的制备(原始平均试样原始平均试样 分析试样分析试样)三、分析试样的制
10、备三、分析试样的制备1、破碎破碎粗碎：颚式破碎机粉碎，粗碎：颚式破碎机粉碎，4 46 6目筛目筛中碎：盘式破碎机磨碎，中碎：盘式破碎机磨碎，2020目筛目筛细碎：盘式破碎机磨碎，全部通过筛孔，细碎：盘式破碎机磨碎，全部通过筛孔，100100 200200目筛目筛破碎工具破碎工具:锷式破碎机、辊式破碎机、圆盘破碎机、球磨机、钢臼、铁锤、研钵等锷式破碎机、辊式破碎机、圆盘破碎机、球磨机、钢臼、铁锤、研钵等。三、分析试样的制备三、分析试样的制备2、过筛过筛 物料在破碎过程中，每次磨碎后均需过筛，物料在破碎过程中，每次磨碎后均需过筛，未通过筛孔的粗粒再磨碎，直至样品全部通过指未通过筛孔的粗粒再磨碎，直
11、至样品全部通过指定的筛子为止定的筛子为止(易分解的试样过易分解的试样过170170目筛，难分解目筛，难分解的试样过的试样过200200目筛目筛)。3、混混匀匀混匀法通常有铁铲法或堆锥法、掀角法。混匀法通常有铁铲法或堆锥法、掀角法。铁铲法或环锥法常用于手工混合大量实验室样品。如铁铲法是在光铁铲法或环锥法常用于手工混合大量实验室样品。如铁铲法是在光滑而干净的混凝土或木制平台上，用铁铲将物料往一中心堆积成一圆锥滑而干净的混凝土或木制平台上，用铁铲将物料往一中心堆积成一圆锥，然后从锥底一铲一铲将物料铲起，重新堆成另一个圆锥，来回翻倒数，然后从锥底一铲一铲将物料铲起，重新堆成另一个圆锥，来回翻倒数次。操
12、作时物料必须从锥堆顶部自然洒落，使样品充分混合均匀。也可次。操作时物料必须从锥堆顶部自然洒落，使样品充分混合均匀。也可采用机械混匀器进行混匀。采用机械混匀器进行混匀。三、分析试样的制备三、分析试样的制备缩缩分：四分法分：四分法 缩分是在不改变物料的平均组成的情况下，逐步缩分是在不改变物料的平均组成的情况下，逐步缩小试样量的过程。缩小试样量的过程。4、缩分缩分 常用的有锥形四分法、正方形挖取法和分样器常用的有锥形四分法、正方形挖取法和分样器缩分法。缩分法。三、分析试样的制备三、分析试样的制备四、试样采取与制备时应注意的事项四、试样采取与制备时应注意的事项 必须保证试样不受污染。必须保证试样不受污
13、染。过筛时，未通过筛孔者绝不能丢弃，必须反复破碎或研磨，直至全过筛时，未通过筛孔者绝不能丢弃，必须反复破碎或研磨，直至全部过筛。部过筛。制备好的试样应立即装袋或置于试样瓶中，编号、干燥、避光保存。制备好的试样应立即装袋或置于试样瓶中，编号、干燥、避光保存。第二节第二节 试样的分解试样的分解一、无机试样的分解一、无机试样的分解二、有机试样的分解二、有机试样的分解三、试样分解方法的选择三、试样分解方法的选择第二节第二节 试样的分解试样的分解 干法分析干法分析 湿法分析：试样湿法分析：试样 溶液溶液分解分解分析方法分析方法将固体试样处理成溶液，或将组成复将固体试样处理成溶液，或将组成复杂的试样处理成
14、简单、便于分离和测定的杂的试样处理成简单、便于分离和测定的形式，为各组分的分析操作创造最佳条件。形式，为各组分的分析操作创造最佳条件。分解试样的目的分解试样的目的一、无机试样的分解一、无机试样的分解1、水溶法、水溶法 水作溶剂，只能溶解一般可溶性盐类。水作溶剂，只能溶解一般可溶性盐类。如硝酸盐、醋酸盐、铵盐、绝大如硝酸盐、醋酸盐、铵盐、绝大部分的碱金属化合物和大部分的氯化物、硫酸盐等。部分的碱金属化合物和大部分的氯化物、硫酸盐等。采用适当的溶剂将试样溶解制成溶液，这种方法比较简单、快速。常采用适当的溶剂将试样溶解制成溶液，这种方法比较简单、快速。常用的溶剂有水、酸和碱等。用的溶剂有水、酸和碱等
15、。（一）溶解法（一）溶解法 主要用于溶解弱酸盐，某些氧化物，某些硫化物和比氢更活泼的金属主要用于溶解弱酸盐，某些氧化物，某些硫化物和比氢更活泼的金属等。等。加入加入H H2 2O O2 2或或BrBr2 2后具有氧化性，可用于溶解铜合金和硫化物矿石等，并后具有氧化性，可用于溶解铜合金和硫化物矿石等，并可同时破坏试样中的有机物。可同时破坏试样中的有机物。在密封增压条件下升高温度，可以溶解灼烧过的在密封增压条件下升高温度，可以溶解灼烧过的AlAl2 2O O3 3，BeOBeO，SnOSnO2 2以及以及某些硅酸盐等。某些硅酸盐等。（1 1）HCl HCl 强酸强酸一、无机试样的分解一、无机试样的
16、分解 酸溶法就是利用酸的氢离子效应、氧化还原性和配位性使试样中被酸溶法就是利用酸的氢离子效应、氧化还原性和配位性使试样中被测组分转入溶液。测组分转入溶液。2、酸溶法、酸溶法一、无机试样的分解一、无机试样的分解（2 2）HNOHNO3 3强酸强氧化性强酸强氧化性 可溶解不溶于可溶解不溶于HClHCl的的铜、铅、铋、镍、钴、锌、砷等矿物铜、铅、铋、镍、钴、锌、砷等矿物。AuAu，PtPt，NbNb，TaTa，ZrZr等不溶解，等不溶解，FeFe、AlAl和和CrCr因表面钝化不能进一步溶解，因表面钝化不能进一步溶解，SbSb，SnSn，W W与与HNOHNO3 3反应后生成不溶性酸。反应后生成不溶
17、性酸。绝大多数硫化物可以用绝大多数硫化物可以用HNOHNO3 3溶解。溶解。若试样中有机物干扰分析，可加浓若试样中有机物干扰分析，可加浓HNOHNO3 3并加热使之氧化除去。并加热使之氧化除去。一、无机试样的分解一、无机试样的分解（3 3）H H2 2SOSO4 4 氧化性强酸氧化性强酸 可在高温下分解矿石，沸点高，可在高温下分解矿石，沸点高，338338，加热蒸发到冒，加热蒸发到冒SOSO3 3白烟时，可白烟时，可除去低沸点的除去低沸点的HClHCl、HNOHNO3 3、HFHF、H H2 2O O等。等。硫酸的沸点较高，热的浓硫酸具有氧化性和脱水性。它可以分解独居硫酸的沸点较高，热的浓硫酸
18、具有氧化性和脱水性。它可以分解独居石、萤石石、萤石(CaF(CaF2 2)和锑、铀、钛等矿物，破坏试样中的有机物。和锑、铀、钛等矿物，破坏试样中的有机物。一、无机试样的分解一、无机试样的分解（4）H3PO4 磷酸是无氧化性的不挥发性酸，具有较强的配位能力，能与许多金属离磷酸是无氧化性的不挥发性酸，具有较强的配位能力，能与许多金属离子生成可溶性配合物。子生成可溶性配合物。磷酸在高温时分解试样的能力很强，能溶解不为盐酸所分解的铌铁矿、磷酸在高温时分解试样的能力很强，能溶解不为盐酸所分解的铌铁矿、铬铁矿、钛铁矿、金红石等矿物。铬铁矿、钛铁矿、金红石等矿物。钨、钼、铁等在酸性溶液中都能与磷酸形成无色配
19、合物，因此，常用磷钨、钼、铁等在酸性溶液中都能与磷酸形成无色配合物，因此，常用磷酸作某些合金钢的溶剂。酸作某些合金钢的溶剂。一、无机试样的分解一、无机试样的分解（5）HClO4 高氯酸是已知酸中的最强酸，它具有强的酸效应，热浓高氯酸是强氧化剂和脱高氯酸是已知酸中的最强酸，它具有强的酸效应，热浓高氯酸是强氧化剂和脱水剂（冷或稀的高氯酸无氧化性而有强酸效应）。水剂（冷或稀的高氯酸无氧化性而有强酸效应）。除钾、铷、铯等少数离子外，一般金属离子的高氯酸盐均溶于水除钾、铷、铯等少数离子外，一般金属离子的高氯酸盐均溶于水 高氯酸的沸点较高，常用它蒸发赶掉低沸点酸。高氯酸的沸点较高，常用它蒸发赶掉低沸点酸。
20、热浓高氯酸遇有机物时由于激烈地氧化作用常会引起爆炸，所以在用热、浓高热浓高氯酸遇有机物时由于激烈地氧化作用常会引起爆炸，所以在用热、浓高氯酸处理含有机物试样时，应先用浓硝酸破坏有机物，然后再加入高氯酸。氯酸处理含有机物试样时，应先用浓硝酸破坏有机物，然后再加入高氯酸。一、无机试样的分解一、无机试样的分解（6）HF 氢氟酸是较弱的酸，但氢氟酸是较弱的酸，但F F-具有强的配位能力。氢氟酸能分解绝大部分硅具有强的配位能力。氢氟酸能分解绝大部分硅酸盐，是分解玻璃、陶瓷、耐火材料试样的常用溶剂。酸盐，是分解玻璃、陶瓷、耐火材料试样的常用溶剂。F F-与硅作用可生成易挥发的与硅作用可生成易挥发的SiFS
21、iF4 4，使用氢氟酸分解试样的目的是为了除，使用氢氟酸分解试样的目的是为了除去去SiOSiO2 2以测定其它组分。分解时以测定其它组分。分解时SiOSiO2 2生成挥发性的生成挥发性的SiFSiF4 4而与其它组分分而与其它组分分离：离：SiOSiO2 2+4HF=SiF+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2OO 注意：用氢氟酸分解试样应在注意：用氢氟酸分解试样应在铂器皿或聚四氟乙烯器皿铂器皿或聚四氟乙烯器皿中进行。中进行。（二）（二）熔融法熔融法一、无机试样的分解一、无机试样的分解 熔融法按使用的熔剂性质不同，分为熔融法按使用的熔剂性质不同，分为碱熔法碱熔法和和酸熔法酸熔法两种。两种。在
22、熔剂熔融的高温条件下分解试样，通过反应使被测组分转化为能溶在熔剂熔融的高温条件下分解试样，通过反应使被测组分转化为能溶于水或酸的形式，在用水或酸浸取时，定量地进入溶液。于水或酸的形式，在用水或酸浸取时，定量地进入溶液。熔融法一般用来分解那些难溶解的试样。熔融法一般用来分解那些难溶解的试样。熔融时应该选择合适的坩埚。熔融时应该选择合适的坩埚。1、碱熔法、碱熔法 用来分解酸性氧化物、酸不溶性残渣等。用来分解酸性氧化物、酸不溶性残渣等。Na2CO3 或或K2CO3：常用于分解硅酸盐，氧化物，磷酸盐和硫酸盐等。：常用于分解硅酸盐，氧化物，磷酸盐和硫酸盐等。NaOH或或KOH：常用于分解硅酸盐，铝土矿、
23、粘土等。用：常用于分解硅酸盐，铝土矿、粘土等。用NaOH熔融时熔融时，通常采用铁镍或银坩埚。，通常采用铁镍或银坩埚。Na2O2：强氧化剂熔剂，又是强碱性熔剂，常用于分解难溶解的硫化物：强氧化剂熔剂，又是强碱性熔剂，常用于分解难溶解的硫化物，Fe，Ni，Cr，Mo，W的合金和的合金和Cr，Sn，Zr的矿石等。的矿石等。一、无机试样的分解一、无机试样的分解2、酸熔法、酸熔法 焦硫酸钾是一种强烈的酸性熔剂，熔点为焦硫酸钾是一种强烈的酸性熔剂，熔点为419，熔融时分解析出，熔融时分解析出SO3，能与，能与各种难于分解的碱性氧化矿物如铝土矿、磁铁矿、铌铁矿、钛铁矿等反应，各种难于分解的碱性氧化矿物如铝土
24、矿、磁铁矿、铌铁矿、钛铁矿等反应，使之转变为硫酸盐。使之转变为硫酸盐。例如，分解金红石（天然例如，分解金红石（天然TiO2）的反应为：）的反应为：TiO2 +2SO3 =Ti（SO4）2 熔融可在瓷坩埚或石英坩埚中进行，也可以在铂坩埚中进行。熔融可在瓷坩埚或石英坩埚中进行，也可以在铂坩埚中进行。熔融温度一般控制在熔融温度一般控制在400左右，时间不宜过长左右，时间不宜过长。一、无机试样的分解一、无机试样的分解一、无机试样的分解一、无机试样的分解 硫酸氢钾在加热时放出水蒸气，生成硫酸氢钾在加热时放出水蒸气，生成K2S2O7，故可代替，故可代替焦焦硫酸钾硫酸钾作熔剂，但要先做脱水处理作熔剂，但要先
25、做脱水处理OHOSK C210 2KHSO2722o4一、无机试样的分解无机试样的分解 LiBO2是熔融能力较强的非氧化性熔剂，可以分解多种硅酸是熔融能力较强的非氧化性熔剂，可以分解多种硅酸盐矿物，包括许多难熔矿物，如：氧化铝、铬铁矿、钛铁盐矿物，包括许多难熔矿物，如：氧化铝、铬铁矿、钛铁矿等。矿等。所制得的试样溶液可以进行包括钾、钠在内的各元素的测所制得的试样溶液可以进行包括钾、钠在内的各元素的测定，是其他熔剂不能相比的。定，是其他熔剂不能相比的。一、无机试样的分解一、无机试样的分解3、半熔法、半熔法 将试样同熔剂在尚未熔融的高温条件下进行烧结，这时试样已能同熔剂将试样同熔剂在尚未熔融的高温
26、条件下进行烧结，这时试样已能同熔剂发生反应。在半熔法中，坩埚材料的损耗相当小，可以在瓷坩埚中进行熔融，发生反应。在半熔法中，坩埚材料的损耗相当小，可以在瓷坩埚中进行熔融，不需要贵重器皿。不需要贵重器皿。例如，例如，Na2CO3-MgO或或Na2CO3-ZnO等混合试剂可以用于煤或矿石中全等混合试剂可以用于煤或矿石中全硫量的测定。在烧结时，因为硫量的测定。在烧结时，因为MgO或或ZnO的熔点高，使整个混合物不能熔的熔点高，使整个混合物不能熔融，在碱性条件下，硫被空气氧化成硫酸根，用水浸出后，就可以进行测定融，在碱性条件下，硫被空气氧化成硫酸根，用水浸出后，就可以进行测定。二、有机试样的分解二、有
27、机试样的分解1、溶解法、溶解法 根据相似相溶原理，选择根据相似相溶原理，选择水、甲醇、乙醇、氯仿、四氯化碳、苯、甲水、甲醇、乙醇、氯仿、四氯化碳、苯、甲苯等溶剂。苯等溶剂。2、分解法分解法（1）湿式消化法）湿式消化法 常用硫酸、硝酸或混合酸，与试样一起置于凯氏瓶内，常用硫酸、硝酸或混合酸，与试样一起置于凯氏瓶内，在一定温度下进行消解，其中硝酸能破坏大部分有机物。试样中的有机物在一定温度下进行消解，其中硝酸能破坏大部分有机物。试样中的有机物即被氧化成即被氧化成CO2和和H2O，金属元素则转变为硫酸盐或硝酸盐，非金属元素转，金属元素则转变为硫酸盐或硝酸盐，非金属元素转变为相应的阴离子。适于测定有机
28、物中的金属、硫、卤素等变为相应的阴离子。适于测定有机物中的金属、硫、卤素等二、有机试样的分解二、有机试样的分解（2）干式灰化法）干式灰化法 氧瓶燃烧：在充满氧瓶燃烧：在充满O2的密闭瓶内，用电火花引燃有机试样，瓶内盛适的密闭瓶内，用电火花引燃有机试样，瓶内盛适当吸收剂用以吸收燃烧产物然后用适当方法测定。当吸收剂用以吸收燃烧产物然后用适当方法测定。高温灰化：将试样置于敞口皿或坩埚内，在空气中，于高温灰化：将试样置于敞口皿或坩埚内，在空气中，于500550温温度范围内，加热分解、灰化，所得残渣用适当溶剂溶解后进行测定。度范围内，加热分解、灰化，所得残渣用适当溶剂溶解后进行测定。三、试样分解方法的选
29、择三、试样分解方法的选择 根据试样的化学组成、结构及有关性质来选择试样的分解方法。根据试样的化学组成、结构及有关性质来选择试样的分解方法。根据待测组分的性质来选择试样的分解方法。根据待测组分的性质来选择试样的分解方法。根据测定方法来选择试样的分解方法。根据测定方法来选择试样的分解方法。在试样分解过程中，常引进某些阴离子或金属离子，选择分解方法时在试样分解过程中，常引进某些阴离子或金属离子，选择分解方法时要考虑这些离子对以后测定方法的影响。要考虑这些离子对以后测定方法的影响。四、试样分解注意事项四、试样分解注意事项 定量：试样的溶解或分解必需完全，使待测组分全部转入试液；定量：试样的溶解或分解必
30、需完全，使待测组分全部转入试液；不损失：溶解或分解过程中防止待测组分挥发损失；不损失：溶解或分解过程中防止待测组分挥发损失；不沾污：不得引入待测组分和干扰物质；不沾污：不得引入待测组分和干扰物质；分解试样最好与分离干扰物质相结合。分解试样最好与分离干扰物质相结合。第三节第三节 干扰组分的分离方法干扰组分的分离方法一一、液、液液萃取分离法液萃取分离法二二、离子交换分离、离子交换分离法法 分离的意义：分离的意义：富集微量待测组分，同时消除共存物质的干扰。富集微量待测组分，同时消除共存物质的干扰。分离分离 将干扰组分分离出去（被测组分含量高时）将干扰组分分离出去（被测组分含量高时）将被测组分分离出去
31、（被测组分含量低时）将被测组分分离出去（被测组分含量低时）第三节第三节 干扰组分的分离方法干扰组分的分离方法 分析化学对分离的要求：分析化学对分离的要求：（1 1）被测组分在分离过程中的损失应小至可忽略不计被测组分在分离过程中的损失应小至可忽略不计（2 2）干扰组分应减小至不再干扰被测组分的测定）干扰组分应减小至不再干扰被测组分的测定 （3 3）对痕量组分的分离，一般要采取适当措施，使痕量组分得到浓）对痕量组分的分离，一般要采取适当措施，使痕量组分得到浓缩和富集，富集效果用富集倍数表示。缩和富集，富集效果用富集倍数表示。第三节第三节 干扰组分的分离方法干扰组分的分离方法 常用常用分离方法分离方
32、法（1 1）气态分离法）气态分离法 （2 2）沉淀分离）沉淀分离法；法；（3 3）萃液萃取萃液萃取分离法分离法（4 4）离子交换分离）离子交换分离法法（5 5）色谱分离）色谱分离法法（6 6）电分离法）电分离法 （7 7）气浮分离法）气浮分离法(浮选分离浮选分离)（8 8）膜分离）膜分离第三节第三节 干扰组分的分离方法干扰组分的分离方法相似溶解相似溶解带电荷的物质亲水，不易被有机溶剂萃取带电荷的物质亲水，不易被有机溶剂萃取可溶的呈电中性的物质疏水易为有机溶剂萃取可溶的呈电中性的物质疏水易为有机溶剂萃取镍镍(II)丁二酮肟丁二酮肟 丁二酮肟丁二酮肟-镍镍(II)CHCl3带电荷带电荷,亲水亲水萃
33、取剂萃取剂电中性电中性,疏水疏水萃取溶剂萃取溶剂1、液液液萃取分离的基本原理液萃取分离的基本原理一、液一、液液萃取分离液萃取分离法法一、液一、液液萃取分离液萃取分离法法2、分配系数与分配比分配系数与分配比(1)分配系数分配系数:有机溶剂从水相中萃取溶质有机溶剂从水相中萃取溶质A A，若，若A A在两相中的存在两相中的存在形态相同，平衡时，在有机相的浓度为在形态相同，平衡时，在有机相的浓度为AAo o,水水相的浓度为相的浓度为AAw w 。两者浓度之比，用。两者浓度之比，用K KD D表示。表示。KD=AoAw一、液一、液液萃取分离液萃取分离法法(2)分配比分配比:物质物质A A在两相中可能存在
34、多种形态，在两相中的各形态在两相中可能存在多种形态，在两相中的各形态浓度总和浓度总和(c)(c)之比，用之比，用D D表示。表示。D=cAocAwA1o+A2o+AnoA1w+A2w+Anw3、萃取率萃取率一、液一、液液萃取分离液萃取分离法法萃取率用于衡量萃取的总效果，用萃取率用于衡量萃取的总效果，用E E表示表示 E 100溶质溶质A A在有机相中的总量在有机相中的总量溶质溶质A A的总量的总量CoVocoVo+cwVw 100E 100DD+(Vw/Vo)4、分离系数分离系数BADD 分离效果的好坏一般用分离系数分离效果的好坏一般用分离系数来表示，它表示两种不来表示，它表示两种不同组分分配
35、比的比值。同组分分配比的比值。如果如果D DA A与与D DB B数值相差很大，则两物质可以定量分离；如数值相差很大，则两物质可以定量分离；如D DA A与与D DB B数值相近，则数值相近，则值接近于值接近于1 1，此时两物质相差不多的萃，此时两物质相差不多的萃取率进入有机相，就难于定量分离。取率进入有机相，就难于定量分离。一、液一、液液萃取分离液萃取分离法法5、液液-液萃取分离的操作技术液萃取分离的操作技术（1）萃取：萃取：用用60125mL的梨形分液漏斗，震荡，萃取一般在几分种内可的梨形分液漏斗，震荡，萃取一般在几分种内可达到平衡。达到平衡。（2）分层分层 萃取后让溶液静置数分钟，待其分
36、层。萃取后让溶液静置数分钟，待其分层。在两相的交界处，有时因振荡过于激烈或反应中形成某种微溶化合物会在两相的交界处，有时因振荡过于激烈或反应中形成某种微溶化合物会出现一层乳浊液。出现一层乳浊液。消除方法：增大萃取剂用量、加入电解质、改变溶液酸度、振荡不过于激消除方法：增大萃取剂用量、加入电解质、改变溶液酸度、振荡不过于激烈等。烈等。一、液一、液液萃取分离液萃取分离法法6、液液-液萃取分离法的应用液萃取分离法的应用 应用溶剂萃取分离干扰物质。应用溶剂萃取分离干扰物质。应用溶剂萃取光度分析。应用溶剂萃取光度分析。应用溶剂萃取富集痕量组分。应用溶剂萃取富集痕量组分。一、液一、液液萃取分离液萃取分离法
37、法二、离子交换分离二、离子交换分离法法离子交换法：离子交换法：利用溶液通过离子交换剂（离子交换树脂）时发生在利用溶液通过离子交换剂（离子交换树脂）时发生在溶液和离子交换剂之间的同种电荷的离子交换作用而使离子分离的溶液和离子交换剂之间的同种电荷的离子交换作用而使离子分离的方法。各种离子与离子交换树脂交换能力不同，被交换到树脂上的方法。各种离子与离子交换树脂交换能力不同，被交换到树脂上的离子可选用适当的洗脱剂依次洗脱，从而达到分离目的，离子可选用适当的洗脱剂依次洗脱，从而达到分离目的，离子交换法的离子交换法的特点：特点：（1）分离效率高：能用于带相反电荷离子分离，）分离效率高：能用于带相反电荷离子
38、分离，又能用又能用于带相同电荷及性质相近离子的分离；于带相同电荷及性质相近离子的分离；（2）应用广：既可用于分离，又可用于富集，还可用高纯物）应用广：既可用于分离，又可用于富集，还可用高纯物制备及蛋白质、核酸、酶等生物活性物的纯化；制备及蛋白质、核酸、酶等生物活性物的纯化；（3）分离过程周期长、耗时多，所以仅用于解决分析中较困）分离过程周期长、耗时多，所以仅用于解决分析中较困难的分离问题。难的分离问题。二、离子交换分离二、离子交换分离法法二、离子交换分离二、离子交换分离法法1、离子交换树脂的种类、离子交换树脂的种类无机离子交换剂无机离子交换剂有机离子交换剂有机离子交换剂(离子交换树脂离子交换树
39、脂)特种树脂特种树脂螯合树脂螯合树脂大孔树脂大孔树脂萃淋树脂萃淋树脂纤维素交换剂纤维素交换剂负载螯合剂树脂负载螯合剂树脂阳离子交换树脂阳离子交换树脂阴离子交换树脂阴离子交换树脂强酸性阳离子交换树脂强酸性阳离子交换树脂弱酸性阳离子交换树脂弱酸性阳离子交换树脂强碱性阴离子交换树脂强碱性阴离子交换树脂弱碱性阴离子交换树脂弱碱性阴离子交换树脂R-SO3H树脂树脂,如国产如国产732R-COOH,R-OH 树脂树脂R4 N+Cl-树脂树脂-NH2,-NHR,-NR2 树脂树脂2、离子交换树脂的交换容量、离子交换树脂的交换容量 每克干树脂所能交换的物质的量每克干树脂所能交换的物质的量(mmol)。一般树脂
40、的交换容。一般树脂的交换容量量36mmol/g。交换容量的大小，取决于网状结构中活性基团的数目，含有活交换容量的大小，取决于网状结构中活性基团的数目，含有活性基团越多，交换容量也越大。性基团越多，交换容量也越大。二、离子交换分离二、离子交换分离法法二、离子交换分离二、离子交换分离法法3、离子交换分离操作技术、离子交换分离操作技术装柱装柱离子交换离子交换洗脱洗脱树脂再生树脂再生 交换交换 试液按一定流速流经交换柱。试液按一定流速流经交换柱。洗涤洗涤 用空白液（多用水），将上层残液及交换出的离子洗下去。用空白液（多用水），将上层残液及交换出的离子洗下去。洗脱洗脱（解析）（解析）将置换上柱子的离子用
41、淋洗剂（洗脱剂）置换下来。将置换上柱子的离子用淋洗剂（洗脱剂）置换下来。一般：阳树脂一般：阳树脂HClHCl溶液洗脱；溶液洗脱；阴树脂阴树脂HClHCl、NaClNaCl或或NaOHNaOH等。等。再生再生（转型）（转型）使树脂回复至交换前形式使树脂回复至交换前形式离子交换过程示意图离子交换过程示意图4、离子交换分离法的应用、离子交换分离法的应用二、离子交换分离二、离子交换分离法法 水的净化水的净化去离子水的制备去离子水的制备 阳离子交换柱阳离子交换柱阴离子交换柱阴离子交换柱混合柱混合柱 干扰组分的分离干扰组分的分离 阴阳离子的分离；相同电荷离子的分离阴阳离子的分离；相同电荷离子的分离 微量组
42、分的分离富集微量组分的分离富集 氨基酸的分离氨基酸的分离第四节第四节 测定方法的选择原则测定方法的选择原则一般从以下几方法考虑选择分析方法：一般从以下几方法考虑选择分析方法：测定的具体要求测定的具体要求 待测组分的性质待测组分的性质 待测组分的含量范围待测组分的含量范围 共存组分的影响共存组分的影响 实验室的条件实验室的条件第五节第五节 复杂物质分析示例硅酸盐的分析一一、硅酸盐试样的、硅酸盐试样的分解分解二、硅酸盐中二、硅酸盐中SiO2的测定的测定三三、硅酸盐硅酸盐中中Fe2O3、Al2O3和和TiO2的测定的测定四、硅酸盐中四、硅酸盐中CaO和和MgO的测定的测定（一）分解原理（一）分解原理
43、 1、分解依据：、分解依据：xM2OyMOZM”2O3 WSiO2 （1）碱熔：Na2SiO3 （2）H2F2H2SO4分解：SiF4（H2SiF6）一、一、硅酸盐试样的硅酸盐试样的分解分解（二）分解方法（二）分解方法 1、Na2CO3熔融分解 Na2MnO4：绿色；Na2CrO4：黄色 2、NaOH或KOH熔融分解 通常在镍、钛、银坩埚中进行。一、一、硅酸盐试样的硅酸盐试样的分解分解 绝大多数硅酸盐矿物都能被氢氟酸绝大多数硅酸盐矿物都能被氢氟酸-硫酸所分解，在加热情况下，硫酸所分解，在加热情况下，SiO2转变转变成成SiF4而挥发，而其它成分留在残渣中，使用该混合酸分解试样，通常是而挥发，而
44、其它成分留在残渣中，使用该混合酸分解试样，通常是测定除测定除SiO2以外的其它组分。以外的其它组分。在熔融法中，若用碱熔两次在熔融法中，若用碱熔两次HCl蒸干法脱水测定蒸干法脱水测定SiO2，则选用，则选用Na2CO3或或K2CO作熔剂；若用动物胶凝聚法测定作熔剂；若用动物胶凝聚法测定SiO2，选用，选用NaOH或或KOH作熔剂。在作熔剂。在硅含量不太高的试样如水泥、石灰石等测定中，采用硅含量不太高的试样如水泥、石灰石等测定中，采用Na2CO3烧结法分解试烧结法分解试样样NH4Cl脱水法测定脱水法测定SiO2的含量，滤液作其它成分的测定。的含量，滤液作其它成分的测定。一、一、硅酸盐试样的硅酸盐
45、试样的分解分解二、硅酸盐二、硅酸盐中中SiO2的测定的测定1、实验原理、实验原理(电性中和理论电性中和理论)(1)动物胶动物胶是一种含氨基酸的蛋白质，在水中能形成胶体溶液，属是一种含氨基酸的蛋白质，在水中能形成胶体溶液，属亲水亲水性胶体性胶体。在酸性溶液中，由于硅酸质点带负电荷，动物胶质点带正电荷，正。在酸性溶液中，由于硅酸质点带负电荷，动物胶质点带正电荷，正负电荷相互吸引，彼此中和电性，硅酸凝聚而析出。负电荷相互吸引，彼此中和电性，硅酸凝聚而析出。(2)由于由于动物胶是亲水性很强的胶体，它能从硅酸质点夺取水分，破坏动物胶是亲水性很强的胶体，它能从硅酸质点夺取水分，破坏其水化外壳，促使硅酸凝聚
46、。其水化外壳，促使硅酸凝聚。2、主要仪器及试剂、主要仪器及试剂（1）高温炉。（2）干燥器。（3）氢氧化钠，固体（粒状）。（4）盐酸溶液c（HCl）=25%，5%，2%。（5）动物胶溶液（10g/L）。二、硅酸盐二、硅酸盐中中SiO2的测定的测定3、实验步骤、实验步骤将空的将空的银坩银坩埚埚置于电子置于电子天平中，将天平中，将读数置零读数置零。加入样品加入样品。称取称取0.5000g左左右的样品。右的样品。用用无水乙醇无水乙醇将样品润湿。将样品润湿。另取一空坩另取一空坩埚做空白对埚做空白对照。照。二、硅酸盐二、硅酸盐中中SiO2的测定的测定加入加入4-6g氢氢氧化钠氧化钠固体。固体。置于马弗炉中
47、，置于马弗炉中，低温逐去水分低温逐去水分后升温至后升温至650-700熔融熔融30min。取出坩埚，取出坩埚，趁热摇动。趁热摇动。冷凝熔融物。冷凝熔融物。二、硅酸盐二、硅酸盐中中SiO2的测定的测定擦净坩埚底，擦净坩埚底，将其直立于将其直立于250mL烧杯中。烧杯中。往坩埚内加往坩埚内加满沸水，立满沸水，立即盖上表面即盖上表面皿。皿。浸泡数分钟，浸泡数分钟，待熔块溶出待熔块溶出用扁头玻璃棒用扁头玻璃棒挑起坩埚挑起坩埚二、硅酸盐二、硅酸盐中中SiO2的测定的测定先用先用5%的盐的盐酸酸冲洗净坩冲洗净坩埚外侧埚外侧再用再用5%的盐酸的盐酸清洗内部的未溶清洗内部的未溶出的熔块，并洗出的熔块，并洗入到
48、烧杯之中入到烧杯之中二、硅酸盐二、硅酸盐中中SiO2的测定的测定洗净后的洗净后的坩埚坩埚采用相同的步采用相同的步骤将空白试样骤将空白试样也洗入到烧杯也洗入到烧杯中中。向烧杯中加入向烧杯中加入15-20mL盐酸盐酸，使使氢氧化物氢氧化物全全部溶解部溶解二、硅酸盐二、硅酸盐中中SiO2的测定的测定置低温电热板置低温电热板上蒸发上蒸发在蒸发过程在蒸发过程中要经常搅中要经常搅拌溶液，破拌溶液，破坏盐类覆盖坏盐类覆盖壳壳至湿盐状至湿盐状加入加入20-25mL盐酸盐酸二、硅酸盐二、硅酸盐中中SiO2的测定的测定并捣碎团块并捣碎团块加热微沸加热微沸1min（或放（或放置过夜）置过夜）于于60-70加入加入1
49、0mL动物胶动物胶溶液（溶液（10g/L）充分搅拌充分搅拌1min二、硅酸盐二、硅酸盐中中SiO2的测定的测定保温保温10min取下，用取下，用25%盐酸盐酸冲洗杯壁，冲洗杯壁，搅拌，使盐类搅拌，使盐类溶解溶解待沉淀沉降后，待沉淀沉降后，趁热用趁热用快速定快速定量滤纸量滤纸过滤，过滤，滤液收集于滤液收集于250mL容量瓶容量瓶中中二、硅酸盐二、硅酸盐中中SiO2的测定的测定用用热盐酸热盐酸冲洗杯冲洗杯壁和沉淀各数次壁和沉淀各数次二、硅酸盐二、硅酸盐中中SiO2的测定的测定用一小片用一小片定量定量滤纸滤纸擦净玻璃擦净玻璃棒及烧杯内壁棒及烧杯内壁上粘附的硅酸上粘附的硅酸沉淀并置于漏沉淀并置于漏斗中
50、斗中接取滤液用接取滤液用硝硝酸银酸银溶液检查，溶液检查，至无至无Cl-继续用继续用热盐酸热盐酸溶液溶液25%洗涤滤纸及沉洗涤滤纸及沉淀至无淀至无三氯化铁三氯化铁黄黄色，最后用热水洗色，最后用热水洗涤滤纸及沉淀涤滤纸及沉淀8-10次次二、硅酸盐二、硅酸盐中中SiO2的测定的测定将沉淀连同滤将沉淀连同滤纸一并移入已纸一并移入已恒重的恒重的坩埚坩埚中中置于高温炉中，置于高温炉中，低温低温灰化灰化二、硅酸盐二、硅酸盐中中SiO2的测定的测定待待青烟冒尽后青烟冒尽后，关上炉门继续关上炉门继续升温至升温至950，灼烧灼烧1h。打开炉门，打开炉门，稍冷稍冷，取，取出出二、硅酸盐二、硅酸盐中中SiO2的测定的
