第3章 沉淀分離法

1、第三章第三章 沉淀分離法沉淀分離法3-1 3-1 概述概述3-2 3-2 無機沉淀劑分離法無機沉淀劑分離法3-3 3-3 有機沉淀劑分離法有機沉淀劑分離法3-4 3-4 均相沉淀法均相沉淀法 3-5 3-5 共沉淀分離法共沉淀分離法3-1 3-1 概概 述述 沉淀沉淀是指任何均相流體中析出固體的過程。是指任何均相流體中析出固體的過程。 沉淀分離法沉淀分離法以沉淀反應(yīng)為基礎(chǔ)，選擇以沉淀反應(yīng)為基礎(chǔ)，選擇合適的合適的沉淀劑沉淀劑有選擇性的沉淀某些離子，使欲分離的組有選擇性的沉淀某些離子，使欲分離的組分與其他組分分離的方法。分與其他組分分離的方法。 通過沉淀反應(yīng)把通過沉淀反應(yīng)把欲測組分欲測組分分離出來

2、；或者把分離出來；或者把共存共存的組分的組分共沉淀下來，從而達到分離的目的。共沉淀下來，從而達到分離的目的。 沉淀分離法原理簡單，不需特別的裝置，是一種沉淀分離法原理簡單，不需特別的裝置，是一種經(jīng)典的分離技術(shù)，在實驗室以及工業(yè)生產(chǎn)中廣泛經(jīng)典的分離技術(shù)，在實驗室以及工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。應(yīng)用。一、一、沉淀的基本原理沉淀的基本原理 以沉淀反應(yīng)為基礎(chǔ)，即根據(jù)以沉淀反應(yīng)為基礎(chǔ)，即根據(jù)溶解度溶解度原理，利用待原理，利用待測組分或干擾組分與沉淀劑反應(yīng)，把待測組分沉淀測組分或干擾組分與沉淀劑反應(yīng)，把待測組分沉淀出來，或?qū)⒏蓴_組分沉淀析出而除去。出來，或?qū)⒏蓴_組分沉淀析出而除去。 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡在難溶

3、電解質(zhì)的飽和溶液中，在難溶電解質(zhì)的飽和溶液中，未溶解的電解質(zhì)和溶液中相應(yīng)離子之間建立的多相未溶解的電解質(zhì)和溶液中相應(yīng)離子之間建立的多相電離平衡。電離平衡。3-1 概 述例如：例如：PbI2的飽和溶液中的平衡：的飽和溶液中的平衡：平衡常數(shù)表達式為：平衡常數(shù)表達式為： 表示在難溶電解質(zhì)飽和溶液中，難溶電解質(zhì)離表示在難溶電解質(zhì)飽和溶液中，難溶電解質(zhì)離子子活度冪的乘積活度冪的乘積，稱為，稱為溶度積溶度積（難溶電解質(zhì)的飽和（難溶電解質(zhì)的飽和溶液中離子活度可近似于濃度）。溶液中離子活度可近似于濃度）。 22)()(IaPbaKspKSP3-1 概 述 Ksp在一定溫度下的飽和溶液中是一個常數(shù)，是衡在一定溫

4、度下的飽和溶液中是一個常數(shù)，是衡量沉淀溶解度的量沉淀溶解度的 一個尺度。其大小取決于沉淀的一個尺度。其大小取決于沉淀的結(jié)構(gòu)、溫度等因素。結(jié)構(gòu)、溫度等因素。 根據(jù)溶度積的數(shù)值，可判斷定溫下難溶電解質(zhì)在根據(jù)溶度積的數(shù)值，可判斷定溫下難溶電解質(zhì)在溶液中沉淀或溶解的情況。溶液中沉淀或溶解的情況。3-1 概 述例如，在例如，在PbI2的飽和溶液中，的飽和溶液中， 若若 c（Pb2+） c 2（I-） , 溶液溶液過飽和過飽和，有沉淀析出；，有沉淀析出； 若若 c （Pb2+） c 2（I-）= , 溶液恰好達到飽和，既無沉淀析出，又無溶液恰好達到飽和，既無沉淀析出，又無PbI2固體溶解；固體溶解； 若若

5、 c （Pb2+） c 2（I-） , 溶液未飽和，無沉淀析出。溶液未飽和，無沉淀析出。spKspKspK3-1 概 述二、沉淀二、沉淀形成的條件形成的條件 沉淀形成的必要條件：某種溶質(zhì)是沉淀形成的必要條件：某種溶質(zhì)是過飽和過飽和的。的。 使溶質(zhì)達到過飽和的方法有使溶質(zhì)達到過飽和的方法有： 降溫冷卻、蒸發(fā)、鹽析法（加入無機鹽）、溶劑轉(zhuǎn)降溫冷卻、蒸發(fā)、鹽析法（加入無機鹽）、溶劑轉(zhuǎn)化法、化法、 反應(yīng)沉淀法（加入沉淀劑）反應(yīng)沉淀法（加入沉淀劑） 一定條件下，溶質(zhì)在溶劑中有一定的溶解度，達到一定條件下，溶質(zhì)在溶劑中有一定的溶解度，達到了這個溶解度就是飽和溶液，溶液過飽和后多余的了這個溶解度就是飽和溶液

6、，溶液過飽和后多余的溶質(zhì)就要析出。溶液的過飽和度就是沉淀析出的推溶質(zhì)就要析出。溶液的過飽和度就是沉淀析出的推動力。動力。3-1 概 述 影響影響溶解度溶解度(S)的因素的因素 (1)溫度溫度 溫度溫度，S；溫度溫度，S，如，如CaSO4、Na2SO4等等 (2) pH值值 弱酸鹽如：草酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽、硫化物等，其弱酸鹽如：草酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽、硫化物等，其陰離子與陰離子與H+結(jié)合生成弱酸而影響溶解度。結(jié)合生成弱酸而影響溶解度。 (3)同離子效應(yīng)同離子效應(yīng) 溶解度因共同離子中的一種過量存在而減小的現(xiàn)象。溶解度因共同離子中的一種過量存在而減小的現(xiàn)象。 為使沉淀完全，加入適當過量的沉淀劑是有

7、效的。為使沉淀完全，加入適當過量的沉淀劑是有效的。3-1 概 述 （4）鹽效應(yīng)）鹽效應(yīng) 當溶液中有與構(gòu)成沉淀的離子不同的離子存在時，沉當溶液中有與構(gòu)成沉淀的離子不同的離子存在時，沉淀的溶解度增大的現(xiàn)象。淀的溶解度增大的現(xiàn)象。 （同離子效應(yīng)的影響遠大于鹽效應(yīng)，通常只考慮同離子效應(yīng)）（同離子效應(yīng)的影響遠大于鹽效應(yīng)，通常只考慮同離子效應(yīng)） （5）絡(luò)合劑的影響）絡(luò)合劑的影響 某些被測離子與加入的沉淀劑發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，生成穩(wěn)某些被測離子與加入的沉淀劑發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，生成穩(wěn)定的絡(luò)合物，使溶解度增大定的絡(luò)合物，使溶解度增大 ，甚至沒有沉淀的生成。，甚至沒有沉淀的生成。 （6）有機溶劑的影響）有機溶劑的影響 加入

8、適當?shù)挠袡C溶劑，能使無機鹽的溶解度加入適當?shù)挠袡C溶劑，能使無機鹽的溶解度,有效的有效的發(fā)生沉淀發(fā)生沉淀 例如，例如，PbSO4在在100g水中的溶解度為水中的溶解度為4.1mg， 在在20%乙醇中僅為乙醇中僅為0.41mg； 在純的乙醇中則只有在純的乙醇中則只有0.0027mg。3-1 概 述1. 晶形沉淀晶形沉淀2.膠狀膠狀沉淀沉淀d 0.1 md 0.02 m顆粒大顆粒大, 結(jié)構(gòu)緊密結(jié)構(gòu)緊密,體積小體積小,雜質(zhì)少雜質(zhì)少, 易過濾洗滌。易過濾洗滌。如如BaSO4、草酸鈣草酸鈣等。等。含水多含水多, 結(jié)構(gòu)疏松結(jié)構(gòu)疏松,體積大體積大, 雜質(zhì)多雜質(zhì)多, 難過濾洗滌。難過濾洗滌。如如 Fe2O3xH

9、2O等等三、沉淀的類型三、沉淀的類型3-1 概 述性質(zhì)介于二者之間性質(zhì)介于二者之間如如AgCl等等 3.凝乳狀沉淀凝乳狀沉淀d: 0.02 0.1 m成因：沉淀自身的性質(zhì)；成因：沉淀自身的性質(zhì)； 沉淀時的條件。沉淀時的條件。四、沉淀的條件控制四、沉淀的條件控制 形成形成晶形沉淀晶形沉淀：熱、稀、慢、攪、陳：熱、稀、慢、攪、陳 形成形成膠狀沉淀膠狀沉淀：冷、濃、快、加電解質(zhì)、不需陳化：冷、濃、快、加電解質(zhì)、不需陳化 膠狀溶液很難過濾，為使膠體溶液較易過濾，可在膠狀溶液很難過濾，為使膠體溶液較易過濾，可在溶膠中加入一定的溶膠中加入一定的電解質(zhì)電解質(zhì)，奪取膠體粒子周圍的水，奪取膠體粒子周圍的水分可促

10、進凝結(jié)。分可促進凝結(jié)。 如：亞砷酸水溶液中，通入如：亞砷酸水溶液中，通入H2S生成的生成的As2S3 ，很難過濾，很難過濾，加入加入HCl或或NaCl等電解質(zhì)，過濾就容易多了。等電解質(zhì)，過濾就容易多了。 3-1 概 述3-1 概 述五、五、晶形沉淀晶形沉淀生成的過程生成的過程 包括包括三個階段三個階段：核的形成、沉淀的生長、陳化：核的形成、沉淀的生長、陳化 （1）形成過飽和溶液與核的形成）形成過飽和溶液與核的形成 溶液達到溶液達到過飽和狀態(tài)過飽和狀態(tài)時，首先有幾個陰陽離子相聚形成結(jié)時，首先有幾個陰陽離子相聚形成結(jié)晶核，進一步在其周圍聚集了陰陽離子、膠體粒子，成長晶核，進一步在其周圍聚集了陰陽離

11、子、膠體粒子，成長為肉眼可見的粒子。為肉眼可見的粒子。 一旦有核產(chǎn)生，就開始形成沉淀，過飽和狀態(tài)開始解體一旦有核產(chǎn)生，就開始形成沉淀，過飽和狀態(tài)開始解體（2）沉淀的生長）沉淀的生長 溶液中陰陽離子、膠體粒子等向晶核運動并在其表面上沉溶液中陰陽離子、膠體粒子等向晶核運動并在其表面上沉積下來，使核慢慢生長為沉淀。積下來，使核慢慢生長為沉淀。 核的形成速度核的形成速度 核的生長速度核的生長速度 過飽和度濃度越大，核的形成速度越快，數(shù)目越多過飽和度濃度越大，核的形成速度越快，數(shù)目越多 3-1 概 述（3）陳化）陳化 生成的沉淀不馬上過濾，將其與母液一起放置生成的沉淀不馬上過濾，將其與母液一起放置一段時

12、間，使沉淀粒子再長大的過程。一段時間，使沉淀粒子再長大的過程。 陳化，是使沉淀粒子變得粗大的一種有效方陳化，是使沉淀粒子變得粗大的一種有效方法法 加熱和攪拌可縮短陳化時間。加熱和攪拌可縮短陳化時間。 3-1 概 述 六、沉淀分離法的類型六、沉淀分離法的類型： 1、無機沉淀劑分離法、有機沉淀劑分離法、無機沉淀劑分離法、有機沉淀劑分離法 2、常規(guī)沉淀分離法、常規(guī)沉淀分離法 均相沉淀分離法均相沉淀分離法 共沉淀分離法共沉淀分離法常量、微量組分分離常量、微量組分分離痕量組分的分離富集痕量組分的分離富集分類分類共沉淀分離無機共沉淀有機共沉淀吸附共沉淀混晶共沉淀固溶體共沉淀膠體凝聚共沉淀無機沉淀分離沉淀為

13、氫氧化物有機沉淀分離沉淀為硫化物沉淀其他無機沉淀物沉淀分離法沉淀為螯合物(內(nèi)絡(luò)鹽)沉淀為締合物沉淀為多元絡(luò)合物3-2 3-2 無機沉淀劑分離法無機沉淀劑分離法3.2.1 氫氧化物沉淀分離氫氧化物沉淀分離3.2.2 硫化物沉淀法硫化物沉淀法3.2.3 硫酸鹽沉淀法硫酸鹽沉淀法3.2.4 其他沉淀形式其他沉淀形式3-2 3-2 無機沉淀劑分離法無機沉淀劑分離法 沉淀反應(yīng)的要求：沉淀反應(yīng)的要求： 生成的沉淀溶解度小、純度高、穩(wěn)定。生成的沉淀溶解度小、純度高、穩(wěn)定。 無機沉淀劑是沉淀分離中最早使用的沉淀劑，主無機沉淀劑是沉淀分離中最早使用的沉淀劑，主要用于要用于金屬離子金屬離子的分離。的分離。 主要形

14、式有：主要形式有：氫氧化物、硫化物氫氧化物、硫化物、硫酸鹽、碳酸、硫酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽、草酸鹽、鹵化物等。鹽、磷酸鹽、草酸鹽、鹵化物等。 元素周期表中的大部分元素周期表中的大部分金屬離子金屬離子都能生成氫氧都能生成氫氧化物沉淀，各種氫氧化物沉淀的溶度積又相差很化物沉淀，各種氫氧化物沉淀的溶度積又相差很大，因此大，因此只要控制溶液的只要控制溶液的pH值，改變?nèi)芤褐械闹担淖內(nèi)芤褐械腛H-，即可進行選擇性沉淀。，即可進行選擇性沉淀。 缺點缺點：選擇性選擇性較差，共沉淀現(xiàn)象較嚴重，為此，較差，共沉淀現(xiàn)象較嚴重，為此，沉淀應(yīng)在沉淀應(yīng)在較濃的熱溶液中較濃的熱溶液中進行，以降低離子的水進行，以降低離子的

15、水合程度。合程度。 常用的沉淀劑有：常用的沉淀劑有：NaOH溶液、氨水溶液、氨水+銨鹽、銨鹽、ZnO懸濁液等。懸濁液等。3.2.1 氫氧化物沉淀分離氫氧化物沉淀分離1、單一金屬離子、單一金屬離子開始沉淀開始沉淀以及以及沉淀完全的沉淀完全的pH值計算值計算 在沉淀分離中，欲分離組分殘留在溶液中的量越在沉淀分離中，欲分離組分殘留在溶液中的量越少，沉淀就越完全，分離效果越好。少，沉淀就越完全，分離效果越好。 氫氧化物沉淀氫氧化物沉淀的溶解度與溶液的的溶解度與溶液的酸度酸度有關(guān)，調(diào)節(jié)有關(guān)，調(diào)節(jié)溶液溶液的的pH值，可使某些值，可使某些 Mn 沉淀下來。由氫氧沉淀下來。由氫氧化物沉淀的化物沉淀的KSP可估

16、算可估算Mn+開始析出沉淀時的開始析出沉淀時的pH 。 在常量分離中，當溶液中的離子還剩下在常量分離中，當溶液中的離子還剩下10-4C0（即（即99.99%的離子已被沉淀的離子已被沉淀 ）時，即可認為沉?xí)r，即可認為沉淀完全。淀完全。3.2.1 氫氧化物沉淀分離氫氧化物沉淀分離 例：已知例：已知Ksp，F(xiàn)e(OH)3 =410-38，F(xiàn)e3+=0.01mol/l， 問：要使問：要使Fe3+沉淀下來，溶液的沉淀下來，溶液的pH應(yīng)為應(yīng)為多少？多少？ 解：解： Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3 pOH2.2時，時， Fe3+開始沉淀。開始沉淀。)/(106.101.010412338Lmol

17、OH3.2.1 氫氧化物沉淀分離氫氧化物沉淀分離113638104.310104OH pOH=10.5 ，即當，即當 pH=3.5時，時， Fe3+沉淀完全。沉淀完全。 Fe3+形成氫氧化物沉淀的形成氫氧化物沉淀的pH范圍是：范圍是：2.23.5 注意注意: 上面的計算是近似的。上面的計算是近似的。那么，當那么，當Fe3+沉淀完全時，溶液的沉淀完全時，溶液的pH又是多少呢又是多少呢?溶液中的離子還剩下溶液中的離子還剩下10-4C0 即即10-6 mol/L時，沉淀完全。時，沉淀完全。3.2.1 氫氧化物沉淀分離氫氧化物沉淀分離1. 無定形沉淀的無定形沉淀的KSP與沉淀的形態(tài)、陳化情況有關(guān)。與沉

18、淀的形態(tài)、陳化情況有關(guān)。實際的實際的KSP與計算用的與計算用的KSP值是有差距的。值是有差距的。原因原因:2. 溶液中存在其他離子，影響離子的活度，應(yīng)該溶液中存在其他離子，影響離子的活度，應(yīng)該 用用 Kap 代替代替KSP。3. 溶液中不僅有溶液中不僅有Fe3+,還有還有Fe(OH)2+、Fe(OH)+、FeCl2+、Fe(H2O)2Cl-4等等,實際的溶解度要大得多。實際的溶解度要大得多。實際上，為了使某種離子實際上，為了使某種離子沉淀完全，所需沉淀完全，所需 pH 往往往往比計算值略高。如：比計算值略高。如： Fe(OH)3 沉淀完全實際在沉淀完全實際在4 以以上，而不是上，而不是 3.5

19、 。 3.2.1 氫氧化物沉淀分離氫氧化物沉淀分離u不同的金屬離子不同的金屬離子開始沉淀開始沉淀及及沉淀完全時沉淀完全時的的pH值不同，可值不同，可通過通過控制控制pH值值來控制離子的沉淀；來控制離子的沉淀； 兩種金屬離子能否兩種金屬離子能否完全分離完全分離取決于兩種取決于兩種沉淀溶解度的相對沉淀溶解度的相對大小大小，完全分離的標準是：后沉淀離子開始沉淀時，先沉，完全分離的標準是：后沉淀離子開始沉淀時，先沉淀的離子已沉淀完全（即其在溶液中的濃度小于淀的離子已沉淀完全（即其在溶液中的濃度小于10-4C0 )3.2.1 氫氧化物沉淀分離氫氧化物沉淀分離2、分步沉淀（混合離子的沉淀分離）、分步沉淀（

20、混合離子的沉淀分離） 如果溶液中同時含有幾種離子，而且這些離子如果溶液中同時含有幾種離子，而且這些離子均可與適當?shù)脑噭┓磻?yīng)生成難溶物，那么溶度積小均可與適當?shù)脑噭┓磻?yīng)生成難溶物，那么溶度積小的將先被沉淀出來；溶度積大的將后被沉淀出來。的將先被沉淀出來；溶度積大的將后被沉淀出來。這種先后沉淀的現(xiàn)象稱為這種先后沉淀的現(xiàn)象稱為分步沉淀分步沉淀。利用分步沉淀，可分離溶液中的離子，但要求它們利用分步沉淀，可分離溶液中的離子，但要求它們的的Ksp要有足夠的差異，才能使溶解度最小的先形成要有足夠的差異，才能使溶解度最小的先形成沉淀析出，而其他離子后析出。沉淀析出，而其他離子后析出。3.2.1 氫氧化物沉淀分

21、離氫氧化物沉淀分離分步沉淀實驗實驗：如果一種溶液中同時含有如果一種溶液中同時含有I-和和Cl-， 當慢慢滴加當慢慢滴加 AgNO3溶液，剛開始生成黃色溶液，剛開始生成黃色AgI沉淀，加沉淀，加AgNO3 達到一定量，就會出現(xiàn)達到一定量，就會出現(xiàn)AgCl沉淀。沉淀。定義：定義：這種先后沉淀的現(xiàn)象，稱為分步沉淀。這種先后沉淀的現(xiàn)象，稱為分步沉淀。問題：問題：為什么為什么AgIAgI先沉淀，先沉淀， AgClAgCl后沉淀？后沉淀？解釋：解釋：假設(shè)假設(shè)I- = Cl- =0.01mol/L或當或當AgClAgCl開始生成時，開始生成時，AgAg+ +=1.8=1.81010-8-8mol/Lmol/

22、L此時此時I-沉淀完全，沉淀完全， Cl-是否開始沉淀？是否開始沉淀？LmolAg/103 .910103 .912517I- =10 5 mol/L 設(shè)溶液中兩種金屬離子設(shè)溶液中兩種金屬離子Mm+和和Nn+，它們的濃度分別為：，它們的濃度分別為：cM和和cN，溶度積常數(shù)分別為，溶度積常數(shù)分別為KSP(M)和和KSP(N)。 當當Mm+沉淀完全而沉淀完全而Nn+尚未沉淀，即可認為達到分離目的。尚未沉淀，即可認為達到分離目的。 因此因此, Mm+開始沉淀時開始沉淀時： Mm+ OH-m KSP(M) , 沉淀完全時，沉淀完全時， 若組分若組分N不析出，則：不析出，則： Nn+ OH-n KSP(

23、N) ,即即 有有 這就是兩種離子氫氧化物沉淀分離的這就是兩種離子氫氧化物沉淀分離的條件條件。 nNNSPcKOH)(mMMSPcKOH4)(103.2.1 氫氧化物沉淀分離氫氧化物沉淀分離4)()(10)()(MSPMnmNNSPKccK例例：鋁：鋁和鐵的分離和鐵的分離 含含Al3和和Fe3的的HCl溶液溶液100mL，以甲基紅為指，以甲基紅為指示劑，滴加示劑，滴加250g/L NaOH溶液，過量約溶液，過量約15mL，低溫煮沸數(shù)分鐘，保溫放置，使低溫煮沸數(shù)分鐘，保溫放置，使Fe3沉淀后過沉淀后過濾；濾； 用用30g/L 的熱的熱NaOH溶液洗滌沉淀，洗滌液與濾溶液洗滌沉淀，洗滌液與濾液合并

24、，滴加液合并，滴加2mol/L HCl至微酸性后用于測定至微酸性后用于測定Al 3。 3.2.1 氫氧化物沉淀分離氫氧化物沉淀分離 （1）NaOH 溶液溶液作沉淀劑：作沉淀劑： 控制控制 pH 12 ，以，以 NaOH 為沉淀劑，實現(xiàn)為沉淀劑，實現(xiàn)兩性金屬兩性金屬與與非兩性非兩性金屬離子的分離。金屬離子的分離。 大部分非兩性金屬離子能完全沉淀，只有大部分非兩性金屬離子能完全沉淀，只有 Ca(OH)2 、Sr(OH)2 等部分沉淀，而兩性金屬和非金屬離子等部分沉淀，而兩性金屬和非金屬離子留在溶液中。留在溶液中。 3.2.1 氫氧化物沉淀分離氫氧化物沉淀分離 （2）氨水氨水加銨鹽加銨鹽作沉淀劑作沉

25、淀劑 控制控制pH=8-10，用于沉淀，用于沉淀不與不與NH3絡(luò)合絡(luò)合的Mn+。3.2.1 氫氧化物沉淀分離氫氧化物沉淀分離 加入銨鹽（如加入銨鹽（如NH4Cl） 的作用：的作用： 形成緩沖體系，控制形成緩沖體系，控制 pH (8 9)， 防止生成防止生成 Mg(OH)2 沉淀，減小沉淀，減小 Al(OH)3 溶解。溶解。 利用大量利用大量NH4+作平衡離子，減少作平衡離子，減少 M(OH) n 對其它對其它Mn+的吸附。的吸附。 NH4Cl 是是電解質(zhì)，促使膠體沉淀凝聚。電解質(zhì)，促使膠體沉淀凝聚。 優(yōu)點優(yōu)點是：沉淀經(jīng)過濾、洗滌并灼燒成氧化物稱重是：沉淀經(jīng)過濾、洗滌并灼燒成氧化物稱重時，銨鹽在

26、低溫下可揮發(fā)除去。時，銨鹽在低溫下可揮發(fā)除去。 3.2.1 氫氧化物沉淀分離氫氧化物沉淀分離例例：鈹?shù)姆蛛x測定：鈹?shù)姆蛛x測定 試樣經(jīng)預(yù)處理，除去試樣經(jīng)預(yù)處理，除去Be以外的能與堿生成氫氧化物的金屬離以外的能與堿生成氫氧化物的金屬離子，制成含子，制成含Be440mg的中性溶液，每的中性溶液，每200mL 至少加至少加5g NH4Cl，煮沸，滴加稀氨水至，煮沸，滴加稀氨水至pH8-9，煮沸，煮沸1-2min，濾出大，濾出大部分生成的乳白色沉淀。部分生成的乳白色沉淀。 由于由于Be(OH)2沉淀易吸附在器壁上，需用沉淀易吸附在器壁上，需用NH4NO3 溶液（溶液（pH 8.5，20g/L）將沉淀轉(zhuǎn)移

27、到濾紙上，附在器壁上的沉淀用少）將沉淀轉(zhuǎn)移到濾紙上，附在器壁上的沉淀用少量稀硝酸加熱溶解，經(jīng)原濾紙過濾，用量稀硝酸加熱溶解，經(jīng)原濾紙過濾，用NH4NO3溶液充分洗溶液充分洗凈，濾液及洗滌液放置數(shù)小時，以確認有無凈，濾液及洗滌液放置數(shù)小時，以確認有無Be(OH )2沉淀生沉淀生成。成。 將沉淀轉(zhuǎn)入鉑坩堝中低溫灰化濾紙后，于將沉淀轉(zhuǎn)入鉑坩堝中低溫灰化濾紙后，于1000灼燒灼燒1h，置，置于裝有于裝有H2SO4或或P2O5的干燥器中恒重，稱量的干燥器中恒重，稱量BeO。 3.2.1 氫氧化物沉淀分離氫氧化物沉淀分離（3）ZnO 懸濁液懸濁液分離某些高價離子分離某些高價離子 ZnO懸濁液在水溶液中存在

28、如下的平衡：懸濁液在水溶液中存在如下的平衡： ZnO + H2O Zn(OH)2 Zn2+ + 2OH- Zn2+OH-2 = Ksp = 1.0 10-17 當當ZnO懸濁液加入微酸性溶液中時，由于懸濁液加入微酸性溶液中時，由于H+ + OH- H2O破壞了原來的平衡，破壞了原來的平衡，ZnO開始溶解，直到溶開始溶解，直到溶液中液中ZnO與與Zn2+達到新的平衡。達到新的平衡。3.2.1 氫氧化物沉淀分離氫氧化物沉淀分離ZnO懸濁液，可以控制溶液pH 6在水溶液中：在水溶液中：ZnO +H2O Zn(OH)2 Zn2+2OH-172102 . 1spKOHZn102 . 1217ZnOH若若

29、Zn2+=0.1mol/LLmolOH/101 . 11 . 0102 . 1817pOH = 8 pH = 6Zn2+: 1.000.01mol/L pH: 5.56.5 因此在微因此在微酸性溶液中加入酸性溶液中加入ZnO懸濁液后，可調(diào)節(jié)懸濁液后，可調(diào)節(jié)溶液的溶液的pH值為值為5.5-6.5之間。之間。 利用利用ZnO懸濁液，控制溶液的懸濁液，控制溶液的pH值，可分離值，可分離Fe3+、Al3+、Cr3+與與Co2+、Mn2+、Ni2+ 等。等。 氫氧化物沉淀的特點氫氧化物沉淀的特點：選擇性較差，共沉淀現(xiàn)象：選擇性較差，共沉淀現(xiàn)象嚴重，為此，沉淀在較濃的熱鹽溶液中進行嚴重，為此，沉淀在較濃的

30、熱鹽溶液中進行“小體積沉淀小體積沉淀”。 3.2.1 氫氧化物沉淀分離氫氧化物沉淀分離 “小體積沉淀法小體積沉淀法”特點特點：用用盡量少盡量少的溶液和的溶液和盡量高盡量高的濃度，同時加的濃度，同時加入大量無干擾作用的鹽的情況下進行沉淀。入大量無干擾作用的鹽的情況下進行沉淀。目的目的：使形成的沉淀含水量減少，結(jié)構(gòu)緊密，且使形成的沉淀含水量減少，結(jié)構(gòu)緊密，且減少對其他組分的吸附，提高分離效率。減少對其他組分的吸附，提高分離效率。例如例如：在大量的：在大量的NaCl存在的情況下，使用存在的情況下，使用NaOH分離分離Al3和和Fe3，在較濃的熱溶液中沉淀并，在較濃的熱溶液中沉淀并用熱溶液洗滌可消除共

31、沉淀。用熱溶液洗滌可消除共沉淀。3.2.2 硫化物沉淀分離硫化物沉淀分離v 沉淀劑：沉淀劑：H2Sv 約約40余種金屬離子可生成難溶硫化物沉淀；余種金屬離子可生成難溶硫化物沉淀；v 各種金屬硫化物沉淀的溶解度相差較大；各種金屬硫化物沉淀的溶解度相差較大；v 根據(jù)根據(jù)H2S的分布曲線，溶液中的分布曲線，溶液中S2-的濃度與的濃度與pH有關(guān)，有關(guān)， 控制控制溶液溶液pH 可控制分步沉淀。可控制分步沉淀。v 缺點：缺點： H2S 有毒，氣味難聞；選擇性差，有毒，氣味難聞；選擇性差，多數(shù)為膠狀沉多數(shù)為膠狀沉淀，共沉淀嚴重。淀，共沉淀嚴重。 除堿金屬堿土金屬外，重金屬離子可分別在不同酸度下除堿金屬堿土金

32、屬外，重金屬離子可分別在不同酸度下形成硫化物沉淀。沉淀劑形成硫化物沉淀。沉淀劑H2S H2S HS S2- K1=5.710-8 K2=1.210-15 飽和飽和H2S溶液中溶液中H2S=0.1mol/L ： 可見可見S- 與酸度有關(guān)，與酸度有關(guān)，H+ S2-因此可通過控制酸度來因此可通過控制酸度來控制控制S2-，而達到分離目的。，而達到分離目的。S2- = 0.1 9.2 10-22 /H+2 強酸強酸條件條件(0.3 mol L-1HCl)通入通入H2S：沉淀：沉淀Cu2+、Pb2+、Cd2+、Ag+、Bi3+、Hg2+、As3 +等。等。 弱酸弱酸條件通入條件通入H2S：除上述外，：除上

33、述外，pH為為2左右沉淀左右沉淀Zn2+；pH56時沉淀時沉淀Ni2+、Co2+、Fe2+等。等。3.2.2 硫化物沉淀分離硫化物沉淀分離 為避免共沉淀發(fā)生，改用為避免共沉淀發(fā)生，改用硫代乙酰胺硫代乙酰胺水解法水解法進行均相沉淀。進行均相沉淀。3.2.2 硫化物沉淀分離硫化物沉淀分離硫化物沉淀法的應(yīng)用硫化物沉淀法的應(yīng)用 在系統(tǒng)分析中，將常見的在系統(tǒng)分析中，將常見的24種金屬陽離子分為種金屬陽離子分為5組，組，硫化物沉淀分離法可用于第硫化物沉淀分離法可用于第2組與第組與第3組的分離及第組的分離及第2組內(nèi)部的分離。組內(nèi)部的分離。 第第1組：（銀組）組：（銀組）Ag+、Hg22+、Pb2+; 第第2

34、組：（銅組）組：（銅組）Pb、Bi3+、Cu2+、Cd2+ （錫組）（錫組） Hg2+、As3+/5+、Sb3+/5+、 Sn2+/4+ 第第3組：組：Al3+、Cr3+、Fe2+/3+、Mn2+、Zn2+、 Co2+、Ni2+第一組第一組在在H+0.3mol/L時通入時通入H2S第二組第二組在在弱酸性弱酸性溶液中溶液中第三組第三組在在氨性氨性溶液中溶液中銅組離子：銅組離子：Ag+、Cu2+、Bi3+、Cd2+、Pb2+、Hg2+、Pd2+、Rh3+、Ru3+等沉淀，另等沉淀，另:Ga3+、In3+、Tl3+部分沉淀部分沉淀除了第一組的離除了第一組的離子外，還有：子外，還有：pH=2-3，Zn

35、2+沉沉淀；淀；pH=5-6，Co2+、Ni2+沉淀；沉淀；pH=6-7，In3+、Tl3+沉淀沉淀除砷組外，上述除砷組外，上述各種離子以及各種離子以及Mn2+、Fe2+能生能生成硫化物沉淀；成硫化物沉淀；Al3+、Ga3+、Cr3+ Be2+、Ti4+、Th4+ 等生成氫等生成氫氧化物沉淀氧化物沉淀Fe3+大部分還原大部分還原為為Fe2+，形成，形成FeS沉淀沉淀砷組離子：砷組離子：As3+、Sb3+、Sn2+、Ge4+、 Ir4+ Au3+、Se(IV)、 Pt4+ 、Te(IV)等等 該組離子硫化物該組離子硫化物能溶于多硫化銨能溶于多硫化銨(NH4)2Sx溶溶液生成硫代酸鹽液生成硫代酸鹽

36、 金屬硫化物沉淀劑的作用金屬硫化物沉淀劑的作用3.2.2 硫化物沉淀分離硫化物沉淀分離 大多數(shù)大多數(shù)硫酸鹽硫酸鹽都易溶于水，只有都易溶于水，只有Ca、Sr、Ba、Ra和和Pb的硫酸鹽較難溶。利用這一特點，可從共的硫酸鹽較難溶。利用這一特點，可從共存的其他元素中把它們分離出來。存的其他元素中把它們分離出來。3.2.3 硫酸鹽沉淀分離硫酸鹽沉淀分離Ca2+Sr2+Ba2+Pb2SO42-CaSO4SrSO4BaSO4PbSO4溶于溶于NH4Ac3.2.4 其他形式的沉淀其他形式的沉淀8-4 其其 它它 無無 機機 沉沉 淀淀 劑劑沉沉 淀淀 劑劑沉沉 淀淀 介介 質(zhì)質(zhì)可可 以以 沉沉 淀淀 的的

37、離離 子子稀稀HCl稀稀HNO3Ag+、 Pb2+（ 溶溶 解解 度度 較較 大大 ） 、 Hg2+、 Ti（ IV）稀稀H2SO4稀稀HNO3Ca2+、 Sr2+、 Ba2+、 Pb2+、 Ra2+HF或或NH4F弱弱 酸酸 介介 質(zhì)質(zhì)Ca2+、 Sr2+、 Th（ IV） 、 稀稀 土土H3PO4或或Na H2PO4或或Na2 HPO4或或 Na3 PO4酸酸 性性 介介 質(zhì)質(zhì)弱弱 酸酸 性性 介介 質(zhì)質(zhì)氨氨 性性 介介 質(zhì)質(zhì)Zr(IV)， Hf(IV)， Th（ IV） ， Bi3+Al3+、 Fe3+、 Cr3+Cu2+等等 過過 渡渡 金金 屬屬 及及 堿堿 金金 屬屬 離離 子子其

38、它無機沉淀劑其它無機沉淀劑例例1：鉛的沉淀分離：鉛的沉淀分離 含有含有Pb2+0.01-0.1g的試樣溶液中加的試樣溶液中加 10mL H2SO4(1+1),加熱加熱至冒白煙，冷卻后以水洗杯壁，再次冒煙除去至冒白煙，冷卻后以水洗杯壁，再次冒煙除去HNO3、HCl等，等，加加100mL水，煮沸數(shù)分鐘后冷卻至室溫，用濾紙過濾，用水，煮沸數(shù)分鐘后冷卻至室溫，用濾紙過濾，用H2SO4(1+100)洗滌沉淀數(shù)次，再用乙醇洗凈，沉淀連同濾紙洗滌沉淀數(shù)次，再用乙醇洗凈，沉淀連同濾紙一起放入原燒杯中，加一起放入原燒杯中，加50mL NH4Ac溶液，煮沸，溶解溶液，煮沸，溶解PbSO4 ，溶液于，溶液于pH =

39、 5-6 條件下，以二甲酚橙為指示劑，用條件下，以二甲酚橙為指示劑，用EDTA標液滴定標液滴定Pb2+。 例例2：稀土元素與鋁的分離：稀土元素與鋁的分離 試樣的試樣的HCl溶液于鉑皿中蒸至近干，加溶液于鉑皿中蒸至近干，加50mL水和水和15mL HF，混勻，放置，混勻，放置 3h 以上使稀土元素沉淀。以上使稀土元素沉淀。用聚乙烯漏斗過濾，以用聚乙烯漏斗過濾，以20mL 5%的（的（V/V）的）的HF洗滌鉑皿及濾紙上的沉淀，最后再用水洗一次，洗滌鉑皿及濾紙上的沉淀，最后再用水洗一次，沉淀與沉淀與H2SO4 一起加熱至冒白煙，或用（硼酸一起加熱至冒白煙，或用（硼酸 + 硝酸）混合液溶解。硝酸）混合

40、液溶解。 3.2.4 其他形式的沉淀其他形式的沉淀3-3 3-3 有機沉淀劑分離法有機沉淀劑分離法3.3.1 3.3.1 螯合物沉淀螯合物沉淀3.3.2 3.3.2 離子締合物沉淀離子締合物沉淀3.3.3 3.3.3 三元絡(luò)合物沉淀三元絡(luò)合物沉淀 優(yōu)點優(yōu)點： 1、沉淀表面不帶電荷沉淀表面不帶電荷，吸附的雜質(zhì)少，共沉淀不嚴重；吸附的雜質(zhì)少，共沉淀不嚴重； 2、選擇性好，專一性高，獲得的沉淀性能好；選擇性好，專一性高，獲得的沉淀性能好； 3、有機沉淀劑分子量大，有利于重量法測定。有機沉淀劑分子量大，有利于重量法測定。 缺點缺點：不少沉淀劑本身在水中的溶解度很小，沉淀物有時：不少沉淀劑本身在水中的溶

41、解度很小，沉淀物有時會浮在表面或漂移至器皿邊，給過濾或離心分離帶來不便。會浮在表面或漂移至器皿邊，給過濾或離心分離帶來不便。 形成的沉淀可分為三大類：形成的沉淀可分為三大類：螯合物沉淀螯合物沉淀離子締合物沉淀離子締合物沉淀三元絡(luò)合物沉淀三元絡(luò)合物沉淀3-3 有機沉淀劑分離法 幾種常見有機沉淀劑及其分離應(yīng)用 有機沉淀劑有機沉淀劑 分分 離離 應(yīng)應(yīng) 用用 草酸草酸 用于用于Ca2+、Sr2+、Ba2+、Th(IV)、稀土金屬、稀土金屬離子與離子與Fe3+、Al3+、Zr(IV)、Nb(V)、Ta(V)等等離子的分離，前者形成草酸鹽沉淀，后者生離子的分離，前者形成草酸鹽沉淀，后者生成可溶性配合物。成

42、可溶性配合物。 銅鐵試劑銅鐵試劑(N-亞亞硝基苯胲銨鹽硝基苯胲銨鹽)用于在用于在1：9 H2SO4介質(zhì)中沉淀介質(zhì)中沉淀Fe3+、Ti(IV)、V(V)而與而與Al3+、Cr3+、Co2+、Ni2+等離子間等離子間的分離。的分離。 銅試劑銅試劑(二乙基胺二乙基胺二硫代甲酸鈉二硫代甲酸鈉)用于沉淀除去重金屬，使其與用于沉淀除去重金屬，使其與Al3+、稀土和、稀土和堿金屬離子分離。堿金屬離子分離。 形成形成螯合物螯合物沉淀沉淀 此類沉淀劑上一般含有此類沉淀劑上一般含有兩種基團兩種基團 如如8羥基喹啉、銅鐵試劑（羥基喹啉、銅鐵試劑（N-亞硝基胲銨）、鉭亞硝基胲銨）、鉭試劑（試劑（N-苯甲酰苯胲）、二乙

43、基胺二硫代甲酸鈉苯甲酰苯胲）、二乙基胺二硫代甲酸鈉（DDTC，即銅試劑）、丁二酮肟等均屬此類。，即銅試劑）、丁二酮肟等均屬此類。酸性基團酸性基團 -OH、-COOH、-SO3H、-SH等，基團中等，基團中的的H 被被Mn+置換。置換。堿性基團堿性基團 -NH2、=NH、-N-、=CO、=CS等，基團等，基團以配位鍵與以配位鍵與金屬離子金屬離子結(jié)合，生成環(huán)狀結(jié)構(gòu)的螯合物。結(jié)合，生成環(huán)狀結(jié)構(gòu)的螯合物。3.3.1 形成螯合物沉淀（1 1） 8-8-羥基喹啉羥基喹啉難溶于水，兩難溶于水，兩性，可與多種二價、三價、四價陽離子形性，可與多種二價、三價、四價陽離子形成螯合物。成螯合物。介質(zhì)介質(zhì)沉淀沉淀溶液溶

44、液HAc-Ac- (pH 5)Fe3+ 、Al3+ Be2+、Mg2+、Ca2+ 、Sr2+ 、Ba2+ 酒石酸鹽酒石酸鹽(pH 13)Cu2+ 、Cd2+ 、Zn2+ 、Mg2+ Al3+ 、Fe3+ 、Cr3+ 、Pb2+ 、Sn2+ 3.3.1 形成螯合物沉淀 （2）丁二酮肟）丁二酮肟Ni2+的專屬沉淀劑的專屬沉淀劑在在氨性氨性溶液中，酒石酸存在下，與溶液中，酒石酸存在下，與Ni2+的反應(yīng)幾乎是特效的。的反應(yīng)幾乎是特效的。它它與與Ni 生成生成鮮紅色鮮紅色的螯合物沉淀：的螯合物沉淀：四個氮原子以正方平面的構(gòu)四個氮原子以正方平面的構(gòu)型分布在型分布在Ni2+ 的周圍，形成兩個五元環(huán)的難溶化合

45、物。的周圍，形成兩個五元環(huán)的難溶化合物。+ 2HHHOOOOCH3CH3CCNNNiNNCCCH3CH3C=NOHCH3C=NOHCH3+ 2Ni+3.3.1 形成螯合物沉淀（3 3）銅鐵靈）銅鐵靈 (N-亞硝基苯胲銨鹽亞硝基苯胲銨鹽)N-ONH4N=O+ n1Mn+=ONN-OM1n+ NH4+3.3.1 形成螯合物沉淀NONH4NO銅鐵靈在稀酸溶液中，多種高價離子銅鐵靈在稀酸溶液中，多種高價離子反應(yīng)生成沉淀反應(yīng)生成沉淀.如：如：Fe3+、Ga3+、Sn(IV)、U(IV)、Ti(IV)、Zr(IV)、Ce4+等。等。 在弱酸性溶液中能與在弱酸性溶液中能與In3+、Cu2+、Mn(VI)等離

46、子生成沉淀。等離子生成沉淀。銅鐵靈沉淀劑分離的離子：銅鐵靈沉淀劑分離的離子：介質(zhì)沉淀溶液中留存強酸1%礦物膠W 、Fe3+ 、Ti 、V 、Zr 、Bi3+ 、Mo 、Nb 、Ta 、Sn4+ 、U 、Pd2+ K+ 、Na+ 、Ca2+ 、Sr2+ 、Ba2+ 、Al3+ 、Co2+ 、Cu2+ 、Mn2+ 、Ni2+ 、P 、U 、Mg2+ 3.3.1 形成螯合物沉淀（4 4）銅試劑（）銅試劑（二乙基胺二硫代甲酸鈉，二乙基胺二硫代甲酸鈉，DDTC)DDTC) 銅試劑是一種含硫化合物，能與 Ag+、Cu2+、Cd2+、Co2+、Ni2+、Hg2+、Pb2+、Bi3+、Zn2+、Fe3+、Sn

47、4+、等離子生成沉淀。 使重金屬離子與Al3+、稀土、堿土離子分離。3.3.1 形成螯合物沉淀(C2H5)2NCSSNa+ M 2+(C2H5)2NCSSMSSCN (C2H5)2 + 2Na+離子締合物沉淀離子締合物沉淀 某些有機沉淀劑在溶液中電離成陽離子或陰離子，某些有機沉淀劑在溶液中電離成陽離子或陰離子，它們與帶相反電荷的離子結(jié)合，生成離子締合物它們與帶相反電荷的離子結(jié)合，生成離子締合物沉淀。沉淀。3.3.2 離子締合物沉淀離子締合物沉淀常用的此類沉淀劑有：常用的此類沉淀劑有： 1）苦杏仁酸（苯羥乙酸）苦杏仁酸（苯羥乙酸） 沉淀沉淀Zr4+、Hf4+等等 2）二苦胺（六硝基二苯胺）二苦胺

48、（六硝基二苯胺） 沉淀沉淀K+、Rb+、Cs+等等 3）四苯硼酸鈉四苯硼酸鈉 用來沉淀用來沉淀K+、Rb+、Cs+3.3.2 離子締合物沉淀離子締合物沉淀 被沉淀組分與被沉淀組分與兩種不同的配體兩種不同的配體形成三元絡(luò)合物。形成三元絡(luò)合物。 常用的此類沉淀劑有：常用的此類沉淀劑有： 吡啶吡啶：在：在SCN- 存在存在下，吡啶可與下，吡啶可與Cd2+，Co2+，Mn2+，Cu2+ Ni2+，Zn2+等生成沉淀。等生成沉淀。 2C6H5N +Cu2+ Cu(C6H5N)22+ Cu(C6H5N)22+ +2 SCN- Cu(C6H5N)2(SCN)2 1,10鄰二氮雜菲鄰二氮雜菲：在：在Cl-存在

49、下與存在下與Pd2+形成三元絡(luò)合物：形成三元絡(luò)合物： Pd2+ + C12H8N2 Pd(C12H8N2)2+ Pd(C12H8N2)2+ +2 Cl- Pd(C12H8N2) Cl23.3.3 三元絡(luò)合物沉淀三元絡(luò)合物沉淀3-4 3-4 均相沉淀法均相沉淀法 通常的沉淀分離操作是把沉淀劑通常的沉淀分離操作是把沉淀劑直接加入直接加入到試到試液中，使之生成沉淀。雖然沉淀劑通常總在不斷液中，使之生成沉淀。雖然沉淀劑通?？傇诓粩鄶嚢柘侣募尤耄偸请y以避免沉淀劑在溶攪拌下慢慢的加入，但總是難以避免沉淀劑在溶液中的局部過濃現(xiàn)象，于是往往得到顆粒細小的液中的局部過濃現(xiàn)象，于是往往得到顆粒細小的晶形沉

50、淀如晶形沉淀如BaSO4、CaC2O4，或是體積龐大結(jié)構(gòu)，或是體積龐大結(jié)構(gòu)疏松的膠體沉淀，如疏松的膠體沉淀，如Fe(OH)3、Al(OH)3等。等。 為了改變沉淀的形態(tài)，可采用為了改變沉淀的形態(tài)，可采用均相沉淀法均相沉淀法。3-4 均相沉淀法 均相沉淀法均相沉淀法通過適當?shù)幕瘜W(xué)反應(yīng)，能在溶通過適當?shù)幕瘜W(xué)反應(yīng)，能在溶液內(nèi)部均勻的生成沉淀劑，從而可避免上述的局液內(nèi)部均勻的生成沉淀劑，從而可避免上述的局部過濃的現(xiàn)象，使沉淀能夠均勻緩慢的析出。此部過濃的現(xiàn)象，使沉淀能夠均勻緩慢的析出。此為均相沉淀法。為均相沉淀法。 優(yōu)點優(yōu)點：晶型顆粒大；非晶型結(jié)構(gòu)緊密、體積小、：晶型顆粒大；非晶型結(jié)構(gòu)緊密、體積小、共

51、沉淀雜質(zhì)少、純度高且不必陳化。共沉淀雜質(zhì)少、純度高且不必陳化。3-4 均相沉淀法 一、均相沉淀的原理一、均相沉淀的原理 對任一種溶液來說，只有當對任一種溶液來說，只有當相對過飽和度相對過飽和度超過超過臨界過飽和度臨界過飽和度，晶核才能生成。如果在沉淀開始時，整個溶液中沉淀物質(zhì)的晶核才能生成。如果在沉淀開始時，整個溶液中沉淀物質(zhì)的相對過飽和度均勻地保持在剛能超過臨界過飽和度，使晶核相對過飽和度均勻地保持在剛能超過臨界過飽和度，使晶核可以形成，但是聚集速率較小，形成的晶核就比較少，以后可以形成，但是聚集速率較小，形成的晶核就比較少，以后繼續(xù)保持均勻的適當?shù)偷南鄬^飽和度，晶核就逐漸長大，繼續(xù)保持均

52、勻的適當?shù)偷南鄬^飽和度，晶核就逐漸長大，這樣就能獲得顆粒粗大、形狀完整的晶形沉淀。均相沉淀法這樣就能獲得顆粒粗大、形狀完整的晶形沉淀。均相沉淀法就是根據(jù)這個原理。就是根據(jù)這個原理。 在沉淀過程中，粒子在沉淀過程中，粒子聚集速率聚集速率和和定向速率定向速率影響著生成沉淀的影響著生成沉淀的類型和形狀。類型和形狀。 定向速率定向速率主要由沉淀物質(zhì)的本質(zhì)決定，主要由沉淀物質(zhì)的本質(zhì)決定，聚集速率聚集速率則取決于溶則取決于溶液中沉淀物質(zhì)的液中沉淀物質(zhì)的相對過飽和度相對過飽和度。3-4 均相沉淀法 二、均相沉淀的途徑二、均相沉淀的途徑 在沉淀過程中，控制一定的條件，使溶液通過在沉淀過程中，控制一定的條件，

53、使溶液通過某種化學(xué)反應(yīng)從內(nèi)部逐漸均勻地產(chǎn)生沉淀劑，使沉某種化學(xué)反應(yīng)從內(nèi)部逐漸均勻地產(chǎn)生沉淀劑，使沉淀能夠均勻緩慢的析出，這樣也能夠得到顆粒粗大淀能夠均勻緩慢的析出，這樣也能夠得到顆粒粗大的晶形沉淀和結(jié)構(gòu)致密、表面積較小的非晶形沉淀的晶形沉淀和結(jié)構(gòu)致密、表面積較小的非晶形沉淀. 途徑途徑： （1）試劑水解）試劑水解 （2）在溶液中直接產(chǎn)生出沉淀）在溶液中直接產(chǎn)生出沉淀 （3）逐漸除去溶劑）逐漸除去溶劑 （4）破壞可溶性的絡(luò)合物）破壞可溶性的絡(luò)合物 3-4 均相沉淀法 （1）試劑水解）試劑水解 利用試劑水解后產(chǎn)生沉淀劑。利用試劑水解后產(chǎn)生沉淀劑。 例如，利用尿素水解產(chǎn)生的例如，利用尿素水解產(chǎn)生的O

54、H- 來沉淀金屬離子，是均相沉來沉淀金屬離子，是均相沉淀發(fā)最早成功的應(yīng)用。淀發(fā)最早成功的應(yīng)用。 尿素尿素本身的堿性很弱，本身的堿性很弱，Kb = 1.5*10-14，可以忽略不計，但加，可以忽略不計，但加熱到熱到90-100時，便發(fā)生水解，釋放出時，便發(fā)生水解，釋放出OH- ： (NH2)2CO + 3H2O = CO2 + 2NH4+ + 2OH- 改變尿素的濃度及溶液溫度可以控制改變尿素的濃度及溶液溫度可以控制OH- 生成的速度，溶液生成的速度，溶液的冷卻可以使水解停止。的冷卻可以使水解停止。 一般樣品溶液處于酸性，每一般樣品溶液處于酸性，每250-500mL 溶液中可加入溶液中可加入10

55、-15 g 尿素，溶液加熱至沸騰，尿素，溶液加熱至沸騰，1-2 h 后就可完成沉淀。后就可完成沉淀。 3-4 均相沉淀法 尿素水解還可幫助生成良好的尿素水解還可幫助生成良好的草酸鹽沉淀草酸鹽沉淀，如果在中性或堿，如果在中性或堿性條件下用尿素沉淀性條件下用尿素沉淀Ca2+，得到的是細小的晶形沉淀，不易，得到的是細小的晶形沉淀，不易過濾。若將溶液酸化，其中的草酸根主要以過濾。若將溶液酸化，其中的草酸根主要以HC2O4- 和和H2C2O4形式存在，不會將形式存在，不會將Ca2+沉淀。加入尿素再煮沸，沉淀。加入尿素再煮沸，pH 的升高緩慢的生成的升高緩慢的生成C2O42- ，便得到顆粒粗大的草酸鈣沉淀

56、。，便得到顆粒粗大的草酸鈣沉淀。 利用均相沉淀法甚至可以獲得具有晶形性質(zhì)的利用均相沉淀法甚至可以獲得具有晶形性質(zhì)的Fe(OH)3和和Al(OH)3沉淀。即在幾天時間內(nèi)，慢慢的沉淀。即在幾天時間內(nèi)，慢慢的把把0.002 mol/L 氨溶液加到含有氨溶液加到含有100mg Al3+的溶液中，的溶液中，獲得特別致密的獲得特別致密的Al(OH)3沉淀。沉淀。 3-4 均相沉淀法 六次甲基四胺六次甲基四胺也是類似的試劑，它在酸性溶液中水也是類似的試劑，它在酸性溶液中水解為氨和甲醛：解為氨和甲醛： (CH2)6N4 + 10H2O = 4NH4+ 6HCHO + 4OH- , 產(chǎn)生的甲醛一般不干擾沉淀的生

57、成。產(chǎn)生的甲醛一般不干擾沉淀的生成。 氨基磺酸氨基磺酸的水溶液在加熱時，會產(chǎn)生硫酸根：的水溶液在加熱時，會產(chǎn)生硫酸根： NH2SO3H + H2O = H+ + SO42- + NH4+ 硫酸二甲酯硫酸二甲酯或或硫酸二乙酯硫酸二乙酯加熱水解液能產(chǎn)生硫酸根：加熱水解液能產(chǎn)生硫酸根： (C2H5)2SO4 + 2H2O = 2 H+ + SO42- + 2C2H5OH 用均相沉淀法產(chǎn)生的鈣、鍶、鋇的沉淀都比直接加入硫酸根用均相沉淀法產(chǎn)生的鈣、鍶、鋇的沉淀都比直接加入硫酸根效果好效果好 。3-4 均相沉淀法 氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)也可用于均相沉淀中。例如在醋酸鹽也可用于均相沉淀中。例如在醋酸鹽緩沖

58、溶液中利用緩沖溶液中利用溴酸根溴酸根將鉻將鉻()氧化至鉻酸根，可氧化至鉻酸根，可得到純凈的鉻酸鉛晶形沉淀。氧化還原反應(yīng)為：得到純凈的鉻酸鉛晶形沉淀。氧化還原反應(yīng)為： 2Cr3+ + BrO3- + 5H2O = CrO42- + Br- + 10H+ 3-4 均相沉淀法表表 常用的均相沉淀體系常用的均相沉淀體系沉淀劑沉淀劑試試 劑劑發(fā)發(fā) 生生 的的 反反 應(yīng)應(yīng)沉淀元素沉淀元素OH-尿素尿素(NH2)2CO + 3H2O = CO2 + 2NH4+ + 2OH-Al、Ga、Th、Bi、Fe、SnS2-硫代乙酰胺硫代乙酰胺CH3CSNH2 + H2O = CH3CONH2 + H2SSb、Mo、C

59、u、CdSO42-氨基磺酸氨基磺酸硫酸二甲酯硫酸二甲酯H2NSO3H + H2O = NH4+ + SO42- + H+(CH3)2SO4+2H2O = 2H+ SO42- + 2CH3OHBa、Ca、Sr、PbC2O42-草酸二甲酯草酸二甲酯(CH3)2C2O4+2H2O=2CH3OH+C2O42- +2H+Ca、Mg、ZnPO43-磷酸三甲酯磷酸三甲酯(CH3)3PO4+3H2O=3CH3OH+ PO43-+3H+Zr、HfCO32-三氯乙酸三氯乙酸CCl3COOH+2OH- = CHCl3 + CO32- + H2OLa、Ba、RaCrO42-Cr3+ +溴酸鹽溴酸鹽2Cr3+BrO3-

60、 + 5H2O = CrO42- + Br- + 10H+Pb （2）在溶液中直接產(chǎn)生出沉淀劑）在溶液中直接產(chǎn)生出沉淀劑 在試液中加入能產(chǎn)生沉淀劑的試劑，通過反應(yīng)，逐漸、均勻在試液中加入能產(chǎn)生沉淀劑的試劑，通過反應(yīng)，逐漸、均勻地產(chǎn)生沉淀劑，使被測組分沉淀。地產(chǎn)生沉淀劑，使被測組分沉淀。 例如，用一般沉淀法獲得的例如，用一般沉淀法獲得的丁二酮肟丁二酮肟鎳鎳沉淀結(jié)構(gòu)疏松，體沉淀結(jié)構(gòu)疏松，體積龐大，當積龐大，當Ni2+含量超過含量超過40mg時，處理就比較困難。時，處理就比較困難。 如采用均相沉淀法，在含如采用均相沉淀法，在含Ni2+的試液中加入過量的丁二的試液中加入過量的丁二酮，用氨水調(diào)節(jié)酮，用氨