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沉淀分离法 一、概述 一、概述 沉淀法是最古老、经典的化学分离方法。 在分析化学中常常通过沉淀反应把欲测组分分离出来;或者把共存的组分沉淀下来,以消除它们对欲测组分的干扰。 沉淀分离的特点 方法简便,价廉, 实验条件易于满足 操作量大,可用于制备规模 与重量法结合时准确度较高 加之近年来一些高选择性的有机沉淀剂和有机共沉淀剂的研究应用,使这类分离方法仍具有一定的生命力。 溶解度 当水中存在微溶化合物 MA 时,MA 溶解并达到饱和状态后,有下列平衡关系: MA(固) MA(水) M+ + A- 在水溶液中,除了M+ 、A-外,还有未离解的分子状态的 MA 。 根据 MA(固)和MA(水)之间的沉淀平衡,得到: αMA (水) α MA (固) 因纯固体物质的活度等于 1,故 αMA (水) = S0 S0 称为该物质的固有溶解度或分子溶解度。 溶度积 在更复杂的沉淀平衡体系中,除了分子和离子对形式的化合物外,还有其它各种离子形式的化合物存在于溶液中,因此,一种微溶化合物的溶解度,应该是所有这些溶解出来的组分的浓度的总和。 MA(固) MA(水) M+ + A- 根据MA在水溶液中的平衡关系得到:αM+ .αA - = 为该微溶化合物的活度积常数, 简称活度积。 又因为 αM+ .αA - =γM+ [M+ ] . γ A - [A - ] = γM+ γA - Ksp = 故 = [M+ ] [A - ] = 称为微溶化合物的溶度积常数, 简称溶度积 (二) 影响沉淀溶解度的因素 (三) 沉淀条件的选择 1. 晶形沉淀的沉淀条件: (1) 沉淀应在适当稀的溶液中进行。 (2) 在不断搅拌下,缓慢地加入沉淀剂。 (3) 沉淀作用应在热溶液中进行。 (4) 要经过陈化。 2. 无定形沉淀的沉淀条件 (1) 沉淀应当在较浓的溶液中进行。 (2) 沉淀应当在热溶液中进行。 (3) 沉淀时加入大量电解质或某些能引 起沉淀微粒凝聚的胶体。 (4) 不必陈化。 三、沉淀分离法的分类 沉淀法中主要包括:沉淀分离法 共沉淀分离法 两种方法的区别主要是: 沉淀分离法主要使用于常量组分的分离(毫克数量级以上) 共沉淀分离法主要使用于痕量组分的分离(小于1mg/mL) 1、无机沉淀剂 Ⅰ.类型: ①NaOH溶液 可使两性的氢氧化物溶解而与其他氢氧化物沉淀分离。 ②氨水加铵盐 氨水加铵盐组成的pH值为8~10,使高价离子沉淀而与一、二价的金属离子分离;另一方面Ag+,Cu2+,Co2+,Ni2+等离子因形成氨络离子而留于溶液中。 ③ZnO悬浊液 ZnO为一难溶碱,用水调成悬浊液,可在氢氧化物沉淀分离中用作沉淀剂。 ④有机碱 六亚甲基四胺、吡啶、苯胺、苯肼等有机碱,与其共轭酸组成缓冲溶液,可控制溶液的pH,使某些金属离子生成氢氧化物沉淀,达到沉淀分离的目的。 Ⅱ.氢氧化物沉淀分离的特点 : ① 金属氢氧化物沉淀的溶度积有些相差很大,通过控制酸度使某些金属离子相互分离。 ② 氢氧化物沉淀为胶体沉淀,共沉淀严重,影响分离效果。 ① 采用“小体积”沉淀法—小体积、大浓度且有大量对测定没有干扰的盐存在下进行沉淀。如:在大量NaCl存在下NaOH分离Al3+与Fe3+。 ② 控制pH值选择合适的沉淀剂:不同金属形成氢氧化物的pH值、及介质不同。如:Al3+、Fe3+、Ti(IV)与Cu2+、Cd2+、Co2+ 、 Ni2+ 、Zn2+ 、Mn2+的分离。 ③ 采用均匀沉淀法或在较热、浓溶液中沉淀并且热溶液洗涤消除共沉淀。 ④ 加入掩蔽剂提高分离选择性 (2)硫化物沉淀分离 硫化物沉淀分离法所用的主要沉淀剂是H2S。 H2S是二元弱酸,溶液中的[S2-]与溶液的酸度有关,随着[H+]的增加,[S2-]迅速降低。 因此,控制溶液的pH值,即可控制[S2-],使不同溶解度的硫化物得以分离。 硫化物沉淀分离的的特点 ① 硫化物的溶度积相差比较大,通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。 ② 硫化物沉淀分离的选择性不高。 ③ 硫化物沉淀大多是胶体,共沉淀现象比较严重,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。 ④ 适用于分离除去重金属(如Pb2+) (3)其它无机沉淀剂 2、有机沉
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