1、分析化学分析化学Analytical Chemistry化学与材料科学学院化学与材料科学学院HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science第第11章章 分析化学中常用的分分析化学中常用的分离和富集方法离和富集方法11-1 11-1 概概 述述 1.1.分离与富集的必然性分离与富集的必然性 第第11章章第第1节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 在定量分析中，常遇到比较复杂的试样，在定量分析中，常遇到比较复杂的试样，当测定其中某一种
2、组分时，共存的组分便会当测定其中某一种组分时，共存的组分便会产生干扰，可通过控制分析条件或采用掩蔽产生干扰，可通过控制分析条件或采用掩蔽法来消除干扰。如果仍然无法解决问题，就法来消除干扰。如果仍然无法解决问题，就需要将待测组分与干扰组分分离。需要将待测组分与干扰组分分离。在有些试样中，待测组分的含量较低，在有些试样中，待测组分的含量较低，而现有测定方法的灵敏度有不够高，这时必而现有测定方法的灵敏度有不够高，这时必须先对待测组分进行富集，然后进行测定，须先对待测组分进行富集，然后进行测定，富集过程也就是分离过程。富集过程也就是分离过程。第第11章章第第1节节HEBEI NORMAL UNIVER
3、SITY,College of Chemistry&Material Science2常用的分离富集方法常用的分离富集方法 沉淀分离法、沉淀分离法、挥发和蒸馏分离法、挥发和蒸馏分离法、液液-液萃取分离法、液萃取分离法、离子交换分离法、离子交换分离法、色谱分离法色谱分离法 第第11章章第第1节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science3 3对回收率的要求对回收率的要求 分离过程中被测组分的损失，用回收率分离过程中被测组分的损失，用回收率来衡量来衡量%100原来所含待测组分质量质量分离后测得的待测组分回收率第第11章
4、章第第1节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science%1000QQR表达式表达式HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science被测组分质量分数被测组分质量分数对回收率的要求对回收率的要求1%99.9%0.01%1%99%0.01%90%95%第第11章章第第1节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science第第11章章第第1节节如果在分离时，是为了将物质如果在分
5、离时，是为了将物质A与物质与物质B分离开来。则希望两者分离越完全越好，分离开来。则希望两者分离越完全越好，其分离效果可用分离因数其分离效果可用分离因数SB/A表示：表示：AB0A0BABB/A/RRQQQQS分离因数表示分离的完全程度，在分离过程分离因数表示分离的完全程度，在分离过程中，分离因数越小，分离效果越好，对常量组分中，分离因数越小，分离效果越好，对常量组分的分离，一般要求的分离，一般要求SB/A10-3，对痕量组分，一般，对痕量组分，一般要求要求SB/A10-6。11.2 气态分离法气态分离法 液体或固体试样中的被分离组分液体或固体试样中的被分离组分以气体形式分离出去，包括：蒸发、以
6、气体形式分离出去，包括：蒸发、蒸馏、升华、气体发生等方法。蒸馏、升华、气体发生等方法。第第11章章第第2节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science11.2.1 挥发挥发 挥发时固体或液体全部或部分转化为气体的挥发时固体或液体全部或部分转化为气体的过程。具有气态新化合物生成及挥发，过程。具有气态新化合物生成及挥发，称为化学称为化学挥发法。挥发法。该法可以通过测定放出的气体或剩余残渣的该法可以通过测定放出的气体或剩余残渣的量进行痕量组分的分离或测定，也可以消除基体量进行痕量组分的分离或测定，也可以消除基体干扰。干扰
7、。挥发不包括蒸发和升华。蒸发和升华是液体挥发不包括蒸发和升华。蒸发和升华是液体或固体直接气化，无化学反应和新物质形成。或固体直接气化，无化学反应和新物质形成。第第11章章第第2节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science介绍几种产生气体的方法：介绍几种产生气体的方法：（1）直接加热，如）直接加热，如NH4NO2分解为分解为N2和和H2O。（2）强酸置换弱酸或强碱置换弱碱，如）强酸置换弱酸或强碱置换弱碱，如HCl与与CaCO3反应放出反应放出CO2；NaOH与与(NH4)2SO4反应反应放出放出NH3。（3）氧化，
8、如在空气中灼烧硫化物放出）氧化，如在空气中灼烧硫化物放出SO2。第第11章章第第2节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science第第11章章第第2节节（4）还原，如元素）还原，如元素Ge、Sn、P、As、Sb、Bi、Se、Te等用还原剂还原，可形成氢化物挥发。等用还原剂还原，可形成氢化物挥发。（5）卤化，）卤化，Ge(IV)、Sn（IV）、）、Cr（VI）、）、As（III）、）、Sb（III）的氯化物的沸点分别为）的氯化物的沸点分别为86 ，114 ，117 ，130 ，220。在合金钢溶。在合金钢溶样时，可借卤
9、化物挥发排出干扰。样时，可借卤化物挥发排出干扰。表表11-1种给出了溶液中挥发分离的部分痕量元素种给出了溶液中挥发分离的部分痕量元素HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science常用的无机元素及化合物的挥发形式第第11章章第第2节节组分挥发性物质 分离条件应 用BB(OCH3)3酸性溶液中加甲醇B的测定或去除BCCO21100通氧燃烧C的测定SiSiF4HF+H2SO4去除SiSSO21300通氧燃烧S的测定H2SHI+H3PO4S的测定Se,TeSeBr4,TeBr4H2SO4+HBrSe,Te的测定及去除FSiF4
10、SiO2+H2SO4F的测定CN-HCNH2SO4CN-的测定分离条件第第11章章第第2节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science组分挥发性物质分离条件应 用GeGeCl4HClGe的测定AsAsCl3,AsBr3,AsBr5HCl或HBr+H2SO4去除AsAsAsH3Zn+H2SO4微量As的测定SbSbCl3,SbBr3,SbBr5HCl或HBr+H2SO4去除SbSnSnBr4HBr+H2SO4去除SnCrCrO2Cl2HCl+HClO4去除CrOs，Ru OsO4,RuO4KMnO4,H2SO4痕量测
11、定铵盐NH3NaOH氨态氮的测定续前表第第11章章第第2节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science11.2.2 升华升华 固体物质不经过液态就变成气态的过程固体物质不经过液态就变成气态的过程叫升华。如碘、干冰、樟脑、砷、硫磺等。叫升华。如碘、干冰、樟脑、砷、硫磺等。11.2.3 蒸馏蒸馏 （1）常压蒸馏）常压蒸馏 （2）水蒸气蒸馏）水蒸气蒸馏 （3）减压和真空蒸馏）减压和真空蒸馏 （4）共沸蒸馏）共沸蒸馏 （5）萃取蒸馏）萃取蒸馏第第11章章第第2节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,Colleg
12、e of Chemistry&Material Science11.3 沉淀与过滤分离沉淀与过滤分离第第11章章第第3节节沉淀分离法：沉淀分离法：适用于常量组分的分离（适用于常量组分的分离（毫克数量级以上）毫克数量级以上）共沉淀分离法：共沉淀分离法：适用于痕量组分的分离适用于痕量组分的分离（小于（小于1mg/mL）主要是通过富集痕量待测组）主要是通过富集痕量待测组分的同时进行分离。分的同时进行分离。HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science1 1常量组分的沉淀分离法常量组分的沉淀分离法 沉淀沉淀类型类型试试 剂剂可
13、沉淀离子可沉淀离子 定量定量 离子离子 部分部分离子离子 不不离子离子 氢氢氧氧化化物物 氢氧化钠氢氧化钠 Mg2+Ag+Au(I)Cd2+、Hg2+Ti(IV)Zr(IV)Hf(IV)Th(IV)Bi3+Fe3+Co2+Ni2+Mn2+、稀土 Ca2+Sr2+Ba2+(碳酸盐)Nb(V)Ta(V)NaOH溶液中含有碳酸根,因此可使碱土金属沉淀AlO2-CrO2-ZnO22-PbO2-SnO32-GeO32-GaO2、BeO22-SiO32-WO42-MnO4-WO3-氨水氨水 Be2+Cr3+Sb(III)Al3+Hg2+Ti(IV)Zr(IV)Hf(IV)、Tb(IV)Bi3+Fe3+Co
14、2+Ni2+Mn2+稀土等Mn2+、Fe2+(有氧化剂时,可沉淀完全),Pb2+碱土金属离子,与NH3生成配离子的金属离子有机碱(六次甲基四胺,吡啶等)六次甲基四胺控制pH56时,Mn2+、Zn2+、Cd2+、Co2+、Cu2+、Ni2+与Fe3+、Al3+、Ti(IV)、Th(IV)等的定量分析ZnO悬浊液(pH=6)Fe3+Cr3+Ce4+Ti4+Zr(IV)、Hf(IV)Bi3+Sn(IV)V(IV)、U(IV)Nb(V)Ta(V)W(VI)等Be2+Cu2+Ag+Hg2+Pb2+Sb(III)Sn(IV)Mo(VI)V(V)U(IV)稀土等Ni2+Co2+Mn2+Mg2+第第11章章第
15、第3节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science在以氨水作沉淀剂时加入在以氨水作沉淀剂时加入NH4Cl的作用：的作用：第第11章章第第3节节（1）控制溶液的）控制溶液的pH为为89，并且防止，并且防止Mg(OH)2沉淀和减少沉淀和减少A1(OH)3的溶解的溶解（2）大量的）大量的NH4+作为抗衡离子，减少了作为抗衡离子，减少了氢氧化物对其它金属离子的吸附氢氧化物对其它金属离子的吸附（3）大量存在的电解质促进了胶体沉淀）大量存在的电解质促进了胶体沉淀的凝聚，可获得含水量小，结构紧密的沉淀。的凝聚，可获得含水量小，结
16、构紧密的沉淀。HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science氢氧化物氢氧化物开始沉淀开始沉淀pH值值沉淀完沉淀完全全pH值值氢氧化物氢氧化物开始沉淀开始沉淀pH值值沉淀完全沉淀完全pH值值H2WO400Zn(OH)26.48.5Sn(OH)40.51稀土氢氧化物稀土氢氧化物6.8-8.59.5TiO(OH)20.52.0Pb(OH)27.28.7Ge(OH)40.81.2Ag2O8.211.2ZrO(OH)22.33.8Fe(OH)27.59.7Fe(OH)32.34.1Co(OH)27.68.2Al(OH)34.05
17、.2Ni(OH)27.78.4Th(OH)44.5Cd(OH)28.28.7Cr(OH)34.95.9Mn(OH)28.810.4Be(OH)26.26.8Mg(OH)210.412.4金属氢氧化物开始沉淀与完全沉淀的金属氢氧化物开始沉淀与完全沉淀的pH值（设金属离子的浓度为值（设金属离子的浓度为0.01mol/L）第第11章章第第3节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science加入掩蔽剂提高分离选择性加入掩蔽剂提高分离选择性沉淀剂沉淀剂可以沉淀的离子可以沉淀的离子NaOHMg2+、Fe3+NH3H2O过量过量Be
18、2+、Ti(IV)、Nb(IV)、Ta(IV)、Sn(IV)、Sb(III)、Sb(V)六次甲基四胺六次甲基四胺Cr3+、Sb(III)、Sb(V)【表】【表】EDTA存在下各种氢氧化物沉淀剂可以沉淀存在下各种氢氧化物沉淀剂可以沉淀的离子的离子第第11章章第第3节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science沉淀类型沉淀类型 试试 剂剂 可沉淀离子可沉淀离子硫化物沉淀硫化物沉淀硫化氢硫化氢见阳离子系统分析法见阳离子系统分析法硫酸盐沉淀硫酸盐沉淀稀硫酸稀硫酸Ca2+、Sr2+、Ba2+、Pb2+、Ra+磷酸盐沉淀磷酸盐
19、沉淀磷酸磷酸在稀酸介质中沉淀的有在稀酸介质中沉淀的有Zr(IV)Hf(IV)Th(VI)Bi3+在弱酸介质中沉淀的有在弱酸介质中沉淀的有Fe3+Al3+Cr3+U(VI)等等在弱碱介质中沉淀的有在弱碱介质中沉淀的有Mn2+碱土金属碱土金属 氟化物沉淀氟化物沉淀HF或或NH4FCa2+Sr2+Mg2+Th(IV)稀土金属离子与其它离子稀土金属离子与其它离子的分离的分离有机沉淀剂有机沉淀剂 草酸草酸用于用于Ca2+Sr2+Ba2+Th(IV)、稀土离子与、稀土离子与Fe3+Al3+Zr(IV)Ng(V)Ta(V)等的分离等的分离铜铁试剂铜铁试剂用于用于Fe3+Ti(IV)V(V)与与Al3+Cr3
20、+Co2+Ni2+的分的分离离铜试剂铜试剂用于沉淀除去重金属离子用于沉淀除去重金属离子,使其与使其与Al3+,稀土稀土,碱土金碱土金属分离属分离第第11章章第第3节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science硫化物沉淀：硫化物沉淀：第第11章章第第3节节（1）硫化物的溶度积相差比较大的，通）硫化物的溶度积相差比较大的，通过控制溶液的酸度来控制硫离子浓度，而使金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。属离子相互分离。（2）硫化物沉淀分离的选择性不高）硫化物沉淀分离的选择性不高（3）硫化物沉淀多是胶体，
21、共沉淀现象）硫化物沉淀多是胶体，共沉淀现象严重，甚至还存在继沉淀，可以采用硫代乙酰严重，甚至还存在继沉淀，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胺在酸性或碱性溶液中水解进行均相沉淀（4）适用于分离除去重金属（如）适用于分离除去重金属（如Pb2+）HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science沉淀剂沉淀剂沉淀介质沉淀介质可以沉淀的离子可以沉淀的离子H2S稀稀HCl介质介质(0.2-0.5 mol/L)Ag+、Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+、Bi3+、As（III）、）、Sn（IV）、）、Sn2+、S
22、b（III）、）、Sb（V）Na2S碱性介质碱性介质（pH9）Ag+、Pb2+、Cu2+、Cd2+、Bi3+、Fe3+、Fe2+、Co2+、Zn2+、Ni2+、Mn2+、Sn2+、(NH4)2S 氨性介质氨性介质Ag+、Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+、Bi3+、Fe3+、Fe2+、Co2+、Zn2+、Ni2+、Mn2+、Sn2+第第11章章第第3节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science硫代乙酰胺水解硫代乙酰胺水解 在酸性溶液中：在酸性溶液中：CH3CSNH2+2H2O+H+=CH3COOH+H2S+N
23、H4+在碱性溶液中：在碱性溶液中：CH3CSNH2+3OH-=CH3COO-+S2-+NH3+H2O第第11章章第第3节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science利用有机沉淀剂进行分离利用有机沉淀剂进行分离 有机沉淀剂具有选择性高，共沉淀现象少的特点有机沉淀剂具有选择性高，共沉淀现象少的特点沉淀剂沉淀剂沉淀条件沉淀条件可以沉淀的离子可以沉淀的离子草酸草酸pH=1-2.5Th(IV)，稀土金属离子，稀土金属离子pH=45+EDTABa2+,Sr2+,Ca2+铜试剂铜试剂,二乙基二乙基胺二硫代甲酸胺二硫代甲酸钠，简称
24、钠，简称DDTCpH=56Ag+,Pb2+,Cu2+,Cd2+,Bi3+,Fe3+,Co2+,Ni2+,Zn2+,Sn(IV),Sb(III),Tl(III)除重金属较方便，除重金属较方便，并且没有臭味，与并且没有臭味，与碱土、稀土、碱土、稀土、Al3+分离分离pH=56+EDTAAg+,Pb2+,Cu2+,Cd2+,Bi3+,Sb(III),Tl(III)铜铁试剂铜铁试剂亚亚硝基苯胲铵盐硝基苯胲铵盐3mol/L H2SO4Cu2+,Fe3+,Ti(IV),Nb(IV),Ta(IV),Ce4+,Sn(IV),Zr(IV),V(V)第第11章章第第3节节HEBEI NORMAL UNIVERSI
25、TY,College of Chemistry&Material Science2痕量组分的共沉淀分离和富集痕量组分的共沉淀分离和富集方法概述方法概述共沉淀剂共沉淀剂（1）无机共沉淀剂）无机共沉淀剂 会引入大量其它金属离子载体会引入大量其它金属离子载体 共沉淀的选择性不高（混晶法高于吸附共沉淀的选择性不高（混晶法高于吸附法）法）同时实现多种离子的富集，富集效率高同时实现多种离子的富集，富集效率高第第11章章第第3节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science（2）有机共沉淀剂）有机共沉淀剂 共沉淀的选择性高，富集效
26、率高共沉淀的选择性高，富集效率高 沉淀中的有机物可以通过灼烧的方法除沉淀中的有机物可以通过灼烧的方法除去去（但操作复杂）（但操作复杂）第第11章章第第3节节 加入某种离子同沉淀剂生成沉淀作为载加入某种离子同沉淀剂生成沉淀作为载体（沉淀剂），将痕量组分定量地沉淀体（沉淀剂），将痕量组分定量地沉淀下来，然后将沉淀分离（溶解在少量溶下来，然后将沉淀分离（溶解在少量溶剂中、灼烧等方法），以达到分离和富剂中、灼烧等方法），以达到分离和富集的目的。集的目的。对沉淀剂的要求：对沉淀剂的要求：要求对欲富集的痕量组分回收率高要求对欲富集的痕量组分回收率高 要求共沉淀剂不干扰待富集组分的测定要求共沉淀剂不干扰待富
27、集组分的测定第第11章章第第3节节方法概述方法概述HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science共沉淀共沉淀方式方式载体载体共沉淀的离子或化合物共沉淀的离子或化合物吸附共吸附共沉淀沉淀氢氧化物氢氧化物Fe(OH)3或或 Al(OH)3Be2+、Ti(IV)、Zr(IV)、Sn(IV)、Cr3+、Co2+、Ni2+、Zn2+、Mn2+、ASO43-、PO43-硫化物硫化物CuSPb2+、Ni2+、Cd2+、Ag+、Bi3+、Zn2+、Hg2+PbSCu2+、Ni2+、Hg2+、Cd2+、Ag+、Bi3+、Zn2+氧化物氧
28、化物MnO2Sb(III)、Sb(V)、Sn(IV)、Bi3+、Fe3+单质单质Te或或SeAu(III)、Pd(II)、Pt(IV)、Ag+、Hg2+混晶共混晶共沉淀沉淀BaSO4Ra2+、Sr2+、Pb2+SrCO3Cd2+MgNH4PO4(MgNH4AsO4)AsO43-LaF3Th(IV)（1）无机共沉淀剂）无机共沉淀剂第第11章章第第3节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science（2）有机共沉淀剂）有机共沉淀剂共沉淀方共沉淀方式式载体载体共沉淀的离子或化合物共沉淀的离子或化合物离子缔合离子缔合物物甲基紫
29、（甲基橙、甲基紫（甲基橙、结晶紫、酚酞）结晶紫、酚酞）的的NH4SCN溶液溶液Zn2+、Co2+、Hg2+、Cd2+、Mo（VI）惰性共沉惰性共沉淀淀二苯硫腙二苯硫腙+酚酞酚酞1-亚硝基亚硝基-2-萘酚萘酚+萘萘酚酚Ag+、Co2+、Cd2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+胶体的凝胶体的凝聚聚动物胶动物胶辛可宁辛可宁单宁单宁硅胶硅胶钨酸钨酸铌酸、钽酸铌酸、钽酸第第11章章第第3节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science11.4 萃取分离法萃取分离法11.4.1 液液-液萃取分离法液萃取分离法液液-液萃取分离法又叫
30、溶剂萃取分离法液萃取分离法又叫溶剂萃取分离法，简称萃取分离。，简称萃取分离。方法过程：方法过程：利用与水不相混溶的有机溶利用与水不相混溶的有机溶剂同试液一起振荡，一些组分进入有机相中剂同试液一起振荡，一些组分进入有机相中，另一些组分仍留在水相中，从而达到分离，另一些组分仍留在水相中，从而达到分离的目的。的目的。第第11章章第第4节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science用途：用途：用于元素的分离与富集，以及萃取光用于元素的分离与富集，以及萃取光度分析度分析 特点：特点：设备简单、操作快速、分离效果好、设备简单、
31、操作快速、分离效果好、应用广泛。应用广泛。缺点是：缺点是：手工操作时，工作量大、手工操作时，工作量大、溶剂易挥发、易燃、溶剂有毒溶剂易挥发、易燃、溶剂有毒第第11章章第第4节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science1.1.萃取分离原理与概念萃取分离原理与概念（1）萃取过程的本质）萃取过程的本质 将物质由亲水性转化为疏水性的过程将物质由亲水性转化为疏水性的过程 示例示例：水溶液中3Al362O)Al(H)(8疏水性螯合物羟基喹啉振荡后分离3萃取溶剂取溶剂C亲水性：亲水性：物质易溶于水而难溶于有机溶剂的性质。物质易
32、溶于水而难溶于有机溶剂的性质。疏水性：疏水性：物质难溶于水而易溶于有机溶剂的性质。物质难溶于水而易溶于有机溶剂的性质。第第11章章第第4节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science亲水性规律：亲水性规律：凡是离子都有亲水性；凡是离子都有亲水性；物质含亲水性基团越多，亲水性越强，常物质含亲水性基团越多，亲水性越强，常见的亲水基团有：见的亲水基团有：-OH、-SO3H、-NH2等；等；物质含疏水基团越多，相对分子量越大，物质含疏水基团越多，相对分子量越大，其疏水性越强，常见的疏水基团有：其疏水性越强，常见的疏水基团有
33、：-CH3、-C2H5、卤代烷基、芳香基等。、卤代烷基、芳香基等。第第11章章第第4节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science萃取与反萃取萃取与反萃取【以【以Ni2+的萃取为例的萃取为例】（1）萃取过程：）萃取过程：Ni2+由亲水性转化为疏水性的由亲水性转化为疏水性的 将物质从水相转入有机相的过程称为萃取。将物质从水相转入有机相的过程称为萃取。开始开始Ni2+在水中以水合离子在水中以水合离子Ni(H2O)62+形式存在，形式存在，是亲水的是亲水的 在在pH 89的氨性溶液中，加入丁二酮肟，与的氨性溶液中，加入丁
34、二酮肟，与Ni2+形成螯合物，是疏水性，可被氯仿萃取。形成螯合物，是疏水性，可被氯仿萃取。第第11章章第第4节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science（2）反萃取过程：）反萃取过程：Ni2+由疏水性的螯合物转由疏水性的螯合物转化为亲水性化为亲水性 将有机相的物质再转入水相，称将有机相的物质再转入水相，称为反萃取。为反萃取。向丁二酮肟镍螯合物的氯仿萃取液中加入盐向丁二酮肟镍螯合物的氯仿萃取液中加入盐酸，酸的浓度达到酸，酸的浓度达到0.51mol/L时，螯合物被时，螯合物被破坏，破坏，Ni2+又恢复了亲水性，重新回
35、到水相。又恢复了亲水性，重新回到水相。第第11章章第第4节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science2分配系数和分配比分配系数和分配比 物质在水相和有机相中都有一定的溶解物质在水相和有机相中都有一定的溶解度，亲水性物质在水中的溶解度大于在度，亲水性物质在水中的溶解度大于在有机溶剂中的溶解度，在一定条件下，有机溶剂中的溶解度，在一定条件下，萃取分离中，达到平衡状态时，被萃取萃取分离中，达到平衡状态时，被萃取物质在有机相和水相中都有一定的浓度。物质在有机相和水相中都有一定的浓度。第第11章章第第4节节HEBEI NO
36、RMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Sciencea分配系数：分配系数：萃取萃取A物质时，平衡时，物质时，平衡时，A在两相中的浓度在两相中的浓度之比称为分配系数，用之比称为分配系数，用KD表示。表示。WODAA在水相中的 浓A在有机相中的 浓A度度K第第11章章第第4节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science分配系数只适用于下列情况：分配系数只适用于下列情况：物质的浓度要较低，如果浓度较高，则应校正物质的浓度要较低，如果浓度较高，则应校正离子强度的影响，即
37、用离子强度的影响，即用活度代替浓度活度代替浓度。溶质在两相中的存在形式相同，没有离解、缔溶质在两相中的存在形式相同，没有离解、缔合等副反应。合等副反应。DAAAKaaP水有水水有有水有第第11章章第第4节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science【醋酸在苯【醋酸在苯水萃取体系中水萃取体系中】在两相间的分配：在两相间的分配：CH3COOH W=CH3COOH O 在水相电离：在水相电离：CH3COOH=CH3COO-+H+在苯相中缔合：在苯相中缔合：2CH3COOH（O）=（CH3COOH）2（O）第第11章章第第
38、4节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Scienceb分配比分配比 当溶质在两相中具有多种存在形式时，当溶质在两相中具有多种存在形式时，分配比就不适用了。通常，把溶质在两相分配比就不适用了。通常，把溶质在两相中的各种存在形式的总浓度之比称为分配中的各种存在形式的总浓度之比称为分配比，用比，用D表示表示：水有ccD 第第11章章第第4节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Sciencec分配比与分配系数的关系分配比与分配系数的关系 DccKA水A有
39、A水A水A有A有水有DAA第第11章章第第4节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science3萃取百分率萃取百分率 用萃取百分率用萃取百分率E来表示萃取的完全程度。来表示萃取的完全程度。萃取百分率是物质被萃取到有机相中的比率萃取百分率是物质被萃取到有机相中的比率E。%100OWWWOOOOVVDDVcVcVcEcO为有机相中溶质的浓度；为有机相中溶质的浓度；cW为水相中溶为水相中溶质的浓度；质的浓度；VO有机相的体积；有机相的体积；VW水相的水相的体积体积第第11章章第第4节节HEBEI NORMAL UNIVERS
40、ITY,College of Chemistry&Material Science当等体积萃取时：当等体积萃取时：%1001DDE 此式说明：当有机相和水相体积相等时，此式说明：当有机相和水相体积相等时，D=1，萃取一次的百分率为，萃取一次的百分率为50%；若要求萃；若要求萃取百分率大于取百分率大于90%，则，则D必须大于必须大于9。第第11章章第第4节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science水相中残留量的计算公式：水相中残留量的计算公式：nnVDVVmmWOOOVO有机相的体积；有机相的体积；VW水相的体积水
41、相的体积mO为被萃取物质的起始质量；为被萃取物质的起始质量；n 为萃取次数为萃取次数 第第11章章第第4节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science【示例【示例】CCl4水萃取体系萃取水萃取体系萃取OsO4 在水相中在水相中Os（)以以OsO4，OsO52-和和HOsO6-三种形式存在三种形式存在 在有机相中以在有机相中以OsO4和和(OsO4)4两种形式存在。两种形式存在。W6W25W4O44O4HOsOOsOOsO)4(OsOOsOD第第11章章第第4节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,Col
42、lege of Chemistry&Material Science多次连续萃取的方法多次连续萃取的方法 设设Vw（20mL）溶液内含有被萃取物为）溶液内含有被萃取物为m0（10g），用），用VO（20mL）溶剂萃取一次，）溶剂萃取一次，水相中剩余被萃取物水相中剩余被萃取物m1（g），则进入有机），则进入有机相的质量是（相的质量是（m0-m1）（）（g）。此时分配比）。此时分配比（D=15）为：）为：第第11章章第第4节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Sciencew1O10/)(VmVmmccD水有%)7.93(6
43、3.02020152010wOw01VDVVmm第第11章章第第4节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 若用若用V0(20mL)溶剂萃取溶剂萃取n（n=3）次，）次，水相中剩余被萃取物为水相中剩余被萃取物为 m3(g)，则：，则：）（%98.990024.0WOW0nnVDVVmm第第11章章第第4节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science同量萃取剂，萃取次数对萃取百分率的影响同量萃取剂，萃取次数对萃取百分率的影响 含含I
44、210mg的水试样的水试样100mL，分别用，分别用90mL的的CCl4全量萃取一次和分三次萃取，萃取百分率全量萃取一次和分三次萃取，萃取百分率各为多少？已知各为多少？已知D=85 全量一次萃取：全量一次萃取：mgVDVVmm13.0100908510010WOW01%7.98%100901008585%100OWVVDDE第第11章章第第4节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science 90mL的的CCl4分三次萃取，每次分三次萃取，每次30mLgVDVVmmn54.010030851001033WOw0 结论：
45、结论：同量的萃取溶剂，分几次萃取的同量的萃取溶剂，分几次萃取的效率比一次萃取的效率高效率比一次萃取的效率高%95.99%10010104.5104nE第第11章章第第4节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science4.重要的萃取体系（1）螯合物萃取体系）螯合物萃取体系此体系广泛用于金属阳离子的萃取，此体系广泛用于金属阳离子的萃取，所选用的螯合剂应能与待萃取的金属离子所选用的螯合剂应能与待萃取的金属离子形成不带电荷的中性螯合物，同时应有较形成不带电荷的中性螯合物，同时应有较多的疏水基团。多的疏水基团。第第11章章第第
46、4节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science螯合物萃取体系的特点螯合物萃取体系的特点a.螯合剂（应有较多的疏水基团）溶于有螯合剂（应有较多的疏水基团）溶于有机相，难溶于水相，有些也（微）溶于机相，难溶于水相，有些也（微）溶于水相，但在水相中的溶解度依赖于水相水相，但在水相中的溶解度依赖于水相的组成特别是的组成特别是pH值（双硫腙溶于碱性水值（双硫腙溶于碱性水溶液）；溶液）；b.螯合剂在水相与待萃取的金属离子形成螯合剂在水相与待萃取的金属离子形成不带电荷的中性螯合物，使金属离子由不带电荷的中性螯合物，使金属离子由
47、亲水性转变为亲油性；亲水性转变为亲油性；第第11章章第第4节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science螯合物萃取体系的特点螯合物萃取体系的特点c.螯合物萃取体系广泛应用于金属阳离子螯合物萃取体系广泛应用于金属阳离子的萃取的萃取d.主要适用于微量和痕量物质的分离，不主要适用于微量和痕量物质的分离，不适用于常量物质的分离，常用于痕量组适用于常量物质的分离，常用于痕量组分的萃取光度法测量。分的萃取光度法测量。第第11章章第第4节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&
48、Material Science常用的螯合物萃取体系常用的螯合物萃取体系丁二酮肟：萃取丁二酮肟：萃取Ni2+双硫腙：萃取双硫腙：萃取Hg2+、Pb2+、Cd2+、Co2+、Cu2+、Zn2+、Sn2+、等重金属离子、等重金属离子8-羟基喹啉：萃取羟基喹啉：萃取Pd2+、Fe3+、Al3+、Co2+、Zn2+、Tl3+、Ga3+、In3+等金属离子等金属离子乙酰基丙酮：乙酰基丙酮：Al3+、Cr3+、Co2+、Th4+、Be2+、Sc3+等金属离子等金属离子铜试剂：萃取铜试剂：萃取Cu2+第第11章章第第4节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistr
49、y&Material Science（2）离子缔合物萃取体系离子缔合物萃取体系离子缔合物：离子缔合物：阳离子和阴离子（通阳离子和阴离子（通常为配离子通过静电吸引力结合形常为配离子通过静电吸引力结合形成的电中性化合物，称为离子缔合成的电中性化合物，称为离子缔合物。物。第第11章章第第4节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science离子缔合物萃取体系的特点：离子缔合物萃取体系的特点：（1）适用于可以形成疏水性的离子）适用于可以形成疏水性的离子缔合物的常量或微量金属离子，而缔合物的常量或微量金属离子，而离子的体积越大，电
50、荷越少，越容离子的体积越大，电荷越少，越容易形成疏水性的离子缔合物易形成疏水性的离子缔合物 （2）萃取容量大，选择性差。）萃取容量大，选择性差。第第11章章第第4节节HEBEI NORMAL UNIVERSITY,College of Chemistry&Material Science常用的萃取体系常用的萃取体系 (1)金属阳离子的离子缔合物金属阳离子的离子缔合物 (2)金属络阴离子或无机酸根的离子缔合物金属络阴离子或无机酸根的离子缔合物 (3)溶剂化合物萃取体系溶剂化合物萃取体系 (4)某些无机化合物的简单分子的萃取体系某些无机化合物的简单分子的萃取体系第第11章章第第4节节HEBEI N
