16 常用的富集分离方法

16常用的富集分离方法教学内容：•富集分离的效果评价•沉淀与沉淀与富集分离法•液-液萃取富集分离法•离子交换分离法•色谱分离法•其他分离和富集方法简介问题的提出实际样品的复杂性干扰的消除控制实验条件使用掩蔽剂分离separation分析方法灵敏度的局限性满足对灵敏度的要求选择灵敏度高的方法富集enrichment16.1富集分离的效果评价分离效果通常用以回收率（RA）和分离因数（SB/A）表示。%QQ%分离离前的质量分离离后的质量0AA100100AR式中：QA是分离出来待测组分A的量；QA0是试样中A的总量。分析化学中，常用加标法测定回收率。对回收率的要求视待测组分含量的大小而定，如表：RA值与试样中A的含量关系A的含量1%～1%～0.01%RA99.90%99%90%～95%由于干扰组分的存在，为了精确表达分离程度，常需要引入分离因数的概念。%RR%/QQ/QQAB0A0BAB/100100ABS式中：QB和QA是分离出来待测组分B和A的量；QB0和QA0是试样中原含有B和A的总量。由于待测组分A的回收率一般接近100%，则分离因数可以表示如下：分离因数越小，或B的回收率越低，A和B的分离就越完全，干扰消除得就越彻底。一般在痕量分析中，要求SB/A在10-6左右，常量分析中，SB/A在10-3以下。BABRS0BB/QQ16.2沉淀与共沉淀富集分离法16.2.1沉淀分离法沉淀分离法是通过沉淀反应，有选择性地使某些组分以固相化合物析出，达到分离的目的。此种方法的主要集聚是溶度积规则。沉淀分离法沉淀分离法中沉淀剂的选择是关键。沉淀剂以有机沉淀为主，生成的沉淀物溶解度小、分子质量大、易于过滤和洗净，以及沉淀反应具有较好的选择性和分离效果等优点。16.2.1沉淀分离法（1）氢氧化物沉淀分离及溶液pH的计算不同金属离子在溶液中沉淀完全时所需的pH各不相同，一些金属离子生成氢氧化物沉淀时的有关pH值见书P219-220。（2）硫化物沉淀分离及溶液硫离子浓度的计算硫化物沉淀分离的效果不理想，但通过控制溶液的酸度来控制S2-浓度，分离除去某些重金属离子是有效的。16.2沉淀与共沉淀富集分离法16.2.2共沉淀分离和富集当难溶化合物的沉淀析出时，共存的痕量物质被一起带入沉淀中的现象，称共沉淀现象。共沉淀现象在分离法中，可以利用共沉淀现象分离和富集微量组分。在共沉淀分离法中，主要有表面吸附共沉淀分离法和混晶体共沉淀分离法，所使用的共沉淀剂以无机共沉淀剂和有机共沉淀剂为主。（1）表面吸附共沉淀分离法表面吸附共沉淀分离法，载体多为氢氧化物和硫化物等胶体沉淀。胶体沉淀的比表面大，吸附能力强，利于痕量组分的共沉淀。（2）混晶体共沉淀分离法常见的混晶体有：BaSO4-RaSO4，BaSO4-PbSO4等，要求被测组分离子半径与载体离子半径相当且晶体结构类似。16.3液-液萃取富集分离法液-液萃取又称溶剂萃取，是利用物质对谁的亲疏性不同而进行分离的一种方法，是应用较多的定量化学分离方法之一。液-液萃取16.3.1溶剂萃取分离法的基本原理（1）萃取过程的本质物质易溶于水难溶于有机溶剂的性质称亲水性，难溶于水而易溶于有机溶剂的性质称疏水性或亲油性。萃取过程的实质就是将物质由强亲水性转化为强疏水性的过程。13亲水性:易溶于水难溶于有机溶剂的性质。疏水性:易溶于有机溶剂难溶于水的性质。规律:(1)离子都有亲水性。(2)亲水基团越多亲水性越强.(3)疏水基团越多、分子量越大、疏水性越强。常见的亲水基团:—OH、—SO3H、—COOH、—NH2、=NH等。常见的疏水基团:—R、—RX、—Ar等。实际上,物质形成氢键的能力是物质亲水性的重要标志ONS（2）分配定律和分配系数1891年Nernst提出了分配定律：在一定温度下，当某一溶质在两种互不混溶的溶剂中分配达到平衡时，该溶质在两相中的浓度之比为一常数。分配定律例如：被萃取物A在有机相和水相中的平衡浓度分别为[A]o和[A]w，则有关系：[A]w[A]owoD[A][A]KKD为分配平衡常数，亦称为分配系数，它与溶质、溶剂的特性和温度有关，分配定律只适用于低浓度稀溶液，且要求待测物在两相中均有相同型体存在。（3）分配比将溶质A在有机相中的各种存在形式的总浓度co和在水相的各种存在形式的总浓度cw之比，称为分配比，用D表示：分配比woccD在萃取工作中，D值越大，说明溶质A进入有机相的浓度越大，一般要求D大于10，而且越大越好。当溶质A在两相中存在形式相同溶液较稀时，KD=D。对复杂萃取体系，KD与D不相等。（3）分配比萃取率E是指待测组分被萃取到有机相中的比率，是表示萃取完全程度的一个物理量。当萃取A物质的反应达到平衡后，其萃取率为：萃取率%AAE100在两相中的总量在有机相中的总量（3）分配比E和D的关系：%/100o式中：co和cw为有机相和水相中待测物浓度；Vo和Vw为有机相和水相的体积。当使用等体积溶剂进行萃取时，则：%1001DDE（3）分配比%1001DDE此时，萃取率完全取决于分配比。当两相体积相等时，若D=1，则萃取一次的萃取百分率为50%；若要求萃取百分率大于90%，则D必须大于9。在实际工作中，当分配比D不高时，一次萃取不能满足分离或测定的要求，通常采用连续萃取即增加萃取次数的方法来提高萃取率。同量萃取剂，萃取剂次数越多效率越高。16.4离子交换分离法离子交换分离法是利用交换剂与待交换离子通过交换反应进行分离的方法，是现代分析化学中重要的分离技术之一。离子交换分离法树脂的选择和处理装柱交换洗脱树脂再生离子交换树脂玻璃纤维交换柱离子交换分离操作离子交换分离法的应用（1）水的净化（2）干扰元素的分离（3）生物大分子的分离16.5色谱分离法色谱分离法又称层析分离法、色层法或液相分离法，是一种物理化学分离方法，应用广泛，分离效率高。。色谱分离法色谱分离法柱上色谱分离法：在充填硅胶、活性氧化铝、纤维素等载体的柱上进行；纸上色谱分离法：用滤纸作为载体；25柱色谱以吸附柱色谱为例进行讨论固定相，如Al2O3，装柱柱顶倾入样品(A,B)顶部加入洗脱剂（流动相）物质A物质BA、B两组分随流动相的流动而向下移动。A、B在两相不断进行着的溶解、吸附、再溶解、再吸附过程中，由于在两相吸附能力的差异，达到分离。叶绿素的石油醚溶液流经装有CaCO3的柱子，然后用石油醚淋洗.CaCO3对叶绿素各成分吸附能力不同，而分离成为色带.叶绿素叶绿素叶黄素'，叶黄素16.5.1纸上萃取色谱分离法（1）方法原理27纸上萃取色谱分离法是在滤纸上进行的层析分离方法。滤纸作为惰性载体，滤纸纤维素中吸附的水分为固定相。色谱分离法28--------Nb,Ta--------原点（点样点）起点线2cm2cm10cmo------------------------TaNb流动相（有机溶剂）前沿固定相（水）----------------展开剂（水+有）流动相（有机溶剂）借助滤纸的毛细管作用，自下而上向另一端扩散。当流动相经过原点时，试液中各组分Nb,Ta便在固定相与流动相之分配，Rf小的组分如Nb移动慢，Rf大的组分如Ta移动快，经过一定时间即使Nb,Ta分离开。滤纸29（2）比移值离原点至流动相前沿的距距离原点至组分斑点中心的fR=0，kDmin组分停在原点=1，kDmax组分停在容容剂前沿cbcaRf（3）应注意的几个问题①控制体系pH，酸化流动相，防止金属离子以多种水解形式存在，出现多个斑点，影响分离效果。②密闭层析筒，否则由于流动相挥发使其组成发生改变，影响Rf值，（3）应注意的几个问题①控制体系pH，酸化流动相，防止金属离子以多种水解形式存在，出现多个斑点，影响分离效果。②密闭层析筒，否则由于流动相挥发使其组成发生改变，影响Rf值，影响分离。③采用色谱法专用滤纸。④对某些溶剂而言，先将滤纸在铵盐或钠盐溶液中浸泡一下，再晾干后备用。⑤流动相使用的次数应根据分离的效果而定。通常，前后两次分离后，同一组分的Rf值差别大于±0.02时，应改换新鲜的溶剂。