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1、痕量物质的分离富集现在学习的是第1页,共26页课程简介课程简介1。内容。内容分离科学分离科学-分离化学分离化学-分离与富集分离与富集-分离与分离与测定测定溶剂萃取溶剂萃取 液液-液液液膜分离液膜分离液液-液液沉淀沉淀-共沉淀共沉淀液液-固固离子交换离子交换液液-固固离子色谱离子色谱液液-固固膜分离膜分离液液-固固浮选浮选液液-汽汽-固固挥发挥发固固-汽汽现在学习的是第2页,共26页2.教学方式教学方式1.讲授,讲授,每周每周2节,节,每次每次2小时小时2.用用1-2单元时间阅读参考书和文献,选单元时间阅读参考书和文献,选一个代表性的分离与富集的方法,写一份一个代表性的分离与富集的方法,写一份文
2、献报告。文献报告。3.掌握重要分离方法的原理,特点,适掌握重要分离方法的原理,特点,适用性。用性。典型的例子,重要的试剂典型的例子,重要的试剂现在学习的是第3页,共26页3.成绩成绩 笔试和文献的总结相结合笔试笔试 60%文献文献 40%现在学习的是第4页,共26页第一章第一章 分离概述分离概述l主要是分析化学中常用的分离方法主要是分析化学中常用的分离方法l1.1 分析测定的全过程(四部分)分析测定的全过程(四部分)l1.制样和溶样制样和溶样l(1)制样)制样:取样(采样):取样(采样)l制得有代表性的具有平均组成的试样制得有代表性的具有平均组成的试样(少量)(少量)l固体采样固体采样现在学习
3、的是第5页,共26页固体采样量:固体采样量:m=Ka2 m 最低采样量(最低采样量(kg)a 物料中最大颗粒的直径(物料中最大颗粒的直径(mm)K,a为经验常数,为经验常数,一般一般K=0.020.15 a=1.82.5现在学习的是第6页,共26页 液体采样液体采样l气体采样气体采样l防止污染防止污染(过程和容器过程和容器)现在学习的是第7页,共26页b.溶样溶样-湿法分析湿法分析l酸溶酸溶lHCl HNO3lH2SO4 HClO4l碱溶碱溶l如不铝合金如不铝合金,两性物及硅等两性物及硅等l压力溶样压力溶样l熔融浸取熔融浸取(两性或碱性熔剂两性或碱性熔剂,高温高温)l微波溶样微波溶样现在学习的
4、是第8页,共26页有机试样的分解有机试样的分解l干法灰化干法灰化l湿法灰化湿法灰化l有机溶剂溶解有机溶剂溶解l其实还有样品及溶液的保存等其实还有样品及溶液的保存等l制样学制样学现在学习的是第9页,共26页2.分离和富集分离和富集l提高选择性和灵敏度提高选择性和灵敏度l富集富集 x 0.9l3.测定测定现在学习的是第10页,共26页4.数据处理数据处理l不单纯是计算平均值及误差不单纯是计算平均值及误差l要求能从分析数据中得出结论要求能从分析数据中得出结论,提出解决问题的办提出解决问题的办法和措施法和措施.lCHEMOMETRICSl多元分析多元分析l聚类分析聚类分析l构效关系构效关系,分子设计分
5、子设计现在学习的是第11页,共26页1.2 分离方法分离方法l在两相形成在两相形成(或加入一个新相或加入一个新相)时时,使物质分使物质分别存在在两相中别存在在两相中:A+BABAB现在学习的是第12页,共26页1.根据相的不同可将分离方法分为根据相的不同可将分离方法分为l初始相初始相 第二相第二相 方法方法l气气液液气液色谱气液色谱l液液气气蒸馏蒸馏,泡沫浮选泡沫浮选l液液液液萃取萃取,液膜液膜l液液 固固沉淀沉淀,共沉淀共沉淀,分分步结晶步结晶,离子交换离子交换,分子筛分子筛l固固气气挥发挥发,升华升华,l固固液液区域熔融区域熔融现在学习的是第13页,共26页2.按方法原理分为按方法原理分为
6、l原理原理方法方法分子大小分子大小,几何形状几何形状分子筛分子筛,凝胶色谱凝胶色谱,电电泳泳表面活性表面活性浮选浮选,吸附色谱吸附色谱,活性炭活性炭,共沉淀共沉淀挥发性挥发性升华升华,蒸馏蒸馏溶解度溶解度沉淀沉淀,共沉淀共沉淀,选择选择 溶解溶解,区域熔融区域熔融分配分配萃取萃取,萃取色谱萃取色谱离子交换离子交换离子交换色谱离子交换色谱 现在学习的是第14页,共26页1.3 基本理论和基本概念基本理论和基本概念l1.相相 有界面存在有界面存在l2.分配分配 分配系数分配系数KD 和和 分配比分配比Dl3.回收率回收率 (回收因数回收因数)l RA=QA/(QA)0 l常量组分常量组分 RA 0
7、.999l微量组分微量组分(0.011%)RA 0.99l痕量组分痕量组分(10-4%)RA 0.90 (0.95)现在学习的是第15页,共26页4.分离因数分离因数 S B/A Sandell 提出提出lQB/QA =S B/A(QB)0 /(QA)0lS B/A =(QA)0 /(QB)0 QB/QA l =RB/RAl若若 RA 1 ,则则RB =S B/A l在痕量组分测定中在痕量组分测定中,QB/QA 一般在一般在0.010.05,若若(QB)0 /(QA)0 10万时万时,S B/A 至少至少要小到要小到10-610-7、现在学习的是第16页,共26页5.富集因数富集因数lRi =
8、QA/QB /(QA)0 /(QB)0)=RA/RBlRi =CA/CB /(CA)0 /(CB)0)l富集倍数富集倍数l例如例如 100mL 溶液中的溶质被富集到溶液中的溶质被富集到1mL溶液中溶液中,即为即为100倍倍.现在学习的是第17页,共26页第第2章章 挥发法挥发法l物质从液态或固态转变到气态的过程物质从液态或固态转变到气态的过程l汽化,蒸馏,升华,蒸发汽化,蒸馏,升华,蒸发等等l2.1 汽化汽化l被分离的组分变成气体而从溶液中释放被分离的组分变成气体而从溶液中释放出来出来l必要必要 条件条件:低沸点的单质或化合物形式存低沸点的单质或化合物形式存在在 现在学习的是第18页,共26页
9、分析化学上最常用的方法分析化学上最常用的方法lGe,Sn,Pb;As,Sb,Bi;Se,Te,Po etc.lSe,Te,Sn,Sb的的氢化物氢化物的沸点很低的沸点很低,在在0。C以下就容易挥发以下就容易挥发l还原还原l1.Zn+HCl Se(IV)SeH2 l2.NaBH4l常用于原子吸收或分光光度法?常用于原子吸收或分光光度法?现在学习的是第19页,共26页lMarsh定砷法定砷法lSiF4挥发法挥发法l氧化还原法氧化还原法 I2,Cl2现在学习的是第20页,共26页2.2 蒸馏蒸馏l欲分离的组分与水或其它溶剂一起释放欲分离的组分与水或其它溶剂一起释放出来出来,再分别冷凝成液体再分别冷凝成
10、液体l决定于蒸汽压决定于蒸汽压-进入气相的多少进入气相的多少l载气蒸馏载气蒸馏l提高溶剂沸点提高溶剂沸点-组分沸点较高组分沸点较高l例例:1.硼硼 硼酸甲酯法硼酸甲酯法l 2.硅硅 四氟化硅法四氟化硅法现在学习的是第21页,共26页常用蒸馏方法常用蒸馏方法l HCl+HClO4 HBr+HClO3 HCl+H2SO4 HBr+H3PO4lAs(III)30 100 100100lAs(V)5 100 5100lHg(II)75 75 7590lSn(IV)100 100 30100lGe50 70 9095lSe(IV)4 2-5 30100lSb(III)2 99.8 298现在学习的是第2
11、2页,共26页多次蒸馏多次蒸馏-分馏分馏l分馏柱分馏柱l提取量提取量,回流量回流量,回流比回流比(R)现在学习的是第23页,共26页溶液中痕量元素的挥发溶液中痕量元素的挥发l基体基体 痕量元素痕量元素 挥发方式挥发方式 样品处理样品处理l天然水天然水Hg Hg 还原剂还原剂(SnCl2,NaBH4)l氟化铀氟化铀,氧化铀氧化铀 Br Br2 K2Cr2O7-H2SO4l黑色黑色,有色和合金有色和合金 N NH3 碱溶液碱溶液lNi,Ti S H2S HCl,HCl-HI-H3PO4l岩石岩石 Cl HCl 浓浓H3PO4 lAl,海水和废水海水和废水 As,SbAsH3,SbH3 HCl+Zn
12、l天然水天然水,岩石岩石 As,Bi,Ge 氢化物氢化物 NaBH4的酸性溶液的酸性溶液lPb,Ni基合金基合金 Sb,Se,TelAl,Nb,Zr,Zr合金合金 B BF3 HF的酸性混合物的酸性混合物 lPu,U Si SiF4 HClO4-HF-HNO3l海底沉积物海底沉积物 Se SeBr4 浓浓H3PO4-NH4Br-KIO3 现在学习的是第24页,共26页溶液中基体元素的挥发溶液中基体元素的挥发l基体挥发方式样品处理痕量元素lSi,SiO2SiF4 HF-HNO3,HF-H2SO4 Al,Bi,Cd,Cu,Fe,Inl HF-HNO3-HClO4 Ni,P,Pb,Tl,ZnlBBF
13、3 HF-HNO3 Al,Ba,Be,Ca,Cu,Crl Fe,Mg,Mn,Ni,Ti,VlGe,GeO2GeCl4 HCl-HNO3-HClO4 Ag,Al,Bi,Be,Cd,Cu,Tel Ga,In,Mg,Mn,Ni,P,PblCrCrO2Cl2 HCl-HClO4 Al,Cu,Fe,Mg,Mn,Ni,Ti,VlAsAsBr3 HCl-Br2-CCl4 Al,Bi,Be,Cd,Co,Cr,Mg,Mn,Ni现在学习的是第25页,共26页各种元素的挥发各种元素的挥发l挥发方式挥发方式 挥发元素挥发元素l单质单质 H,Hg,N,卤素卤素l氢化物氢化物As,Bi,Cl,F,Ge,N,O,Pb,S,Sb,Se,Sn,Tel氟化物或氟氧化物氟化物或氟氧化物 B,Mo,Nb,Si,Ta,Ti,V,Wl氯化物和氯氧化物氯化物和氯氧化物Al,As,Cd,Cr,Ga,Ge,Hg,Mo,Sb,l Sn,Ta,Ti,V,W,Zn,Zrl溴化物溴化物As,Bi,Hg,Sb,Se,Snl碘化物碘化物As,Sb,Sn,Tel氧化物氧化物As,C,H,Os,Re,Ru,S,Se,Tel硼酸甲酯硼酸甲酯B现在学习的是第26页,共26页
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