無機物分離與提純課件

1、第5章 無機物的分離與提純1.概述2.重結(jié)晶3.揮發(fā)與蒸餾4.化學輸運反應與升華5. 沉淀與共沉淀法6. 其他分離提純方法11、分離與提純的作用將被測組分從復雜體系中分離出來后測定；把對測定有干擾的組分分離除去；將性質(zhì)相近的組分相互分開；把微量或痕量的待測組分通過分離達到富集的目的。5.1 概 述22、分離的要求(1) 分離要完全，即共存組分不干擾測定；(2) 被測組分損失小至可忽略；(3) 分離方法簡便，易操作(4) 分離效果好。35.2 重結(jié)晶 (recrystallization) 重結(jié)晶 結(jié)晶是指易溶物質(zhì)在溶液中含量超過該物質(zhì)的溶解度時，晶體從溶液中析出的過程，留下的溶液為母液，可溶性

2、雜質(zhì)殘留在母液中經(jīng)過多次結(jié)晶稱為重結(jié)晶，重結(jié)晶可達到提純物質(zhì)的目的。5溶于溶劑、制備飽和溶液趁熱過濾 殘渣（不溶性雜質(zhì)）濾液冷卻、結(jié)晶過濾、洗滌母液(可溶性雜質(zhì)和部分被提純物)晶體(產(chǎn)品)不純固體物質(zhì)6結(jié)晶時溶液的pH值范圍取決于待結(jié)晶物質(zhì)的性質(zhì)結(jié)晶控制溶液的酸度濃縮蒸發(fā)的程度制備CuSO45H2O晶體： pH 12若在弱酸性條件下，易生成Cu2(OH)2SO4 制備K3 Fe(C2O4)3晶體： pH 34若pH值偏高，會生成Fe(OH)3沉淀，pH值過低，使配合物不穩(wěn)定。 7結(jié)晶時溶液蒸發(fā)濃縮的程度取決于待結(jié)晶物質(zhì)的溶解度(1)在室溫時溶解度較大，則結(jié)晶時一般將溶液蒸發(fā)濃縮至稀糊狀；如：M

3、gSO47H2O(2)在室溫時溶解度較小，但隨溫度升高溶解度明顯增加，則結(jié)晶時一般將溶液蒸發(fā)濃縮至表面出現(xiàn)晶膜；如：CuSO45H2O(3)在室溫時溶解度較小，但隨溫度升高溶解度更明顯增加，則結(jié)晶時必須將溶液蒸發(fā)濃縮至一定體積，讓溶液達到飽和后慢慢結(jié)晶；如： K3 Fe(C2O4)3 3H2O82特點： 具有高的選擇性（如無機物中具有揮發(fā)性性質(zhì)的物質(zhì)并不多：砷的氫化物、硅的氟化物和鍺、砷、銻、錫等的氯化物都具有揮發(fā)性） 根據(jù)不同物質(zhì)的餾出溫度，可控制溫度將不同組分蒸出； 餾出的組分用一適當?shù)奈找何蘸?再進行測定。10 組 分 揮發(fā)性物質(zhì) 分離條件 應 用GeGeCl4HClGe的測定AsA

4、sCl3、AsBr3、AsBr5HCl或HBrH2SO4去除AsAsAsH3ZnH2SO4微量As的測定SbSbCl3、Sb Br3、 Sb Br5HCl或HBrH2SO4去除SbSnSnBr4HBrH2SO4去除SnCrCrO2Cl2HClHClO4去除CrOs、RuOsO4、 RuO4KMnO4H2SO4痕量Os、Ru的測定TiTiBr3HBr H2SO4去除Ti銨鹽NH3NaOH氨態(tài)氮的測定一些元素的揮發(fā)和蒸餾分離條件(2)12適用于：受熱后不發(fā)生分解或其沸點不太高的物質(zhì)加熱方法：取決于被蒸餾物質(zhì)的性質(zhì)及沸點水浴加熱：b.p. 90 電爐或火焰燈加熱：被蒸餾物不易爆炸或燃燒14 減壓蒸餾

5、適用于易分解或沸點很高的物質(zhì)15 分餾適用于互溶而且沸點相差很小的兩種以上的液體所組成的混合液的分離16 5.4 化學輸運反應與升華原理： 將被提純物質(zhì)A放入安瓿中，在安瓿中放有一定濃度的氣體載體(鹵素、氧氣、水蒸氣等)，氣體載體在加熱時，與被純化物質(zhì)起反應形成揮發(fā)性物質(zhì)，而且這一物質(zhì)依靠擴散作用轉(zhuǎn)移至具有不同溫度的安瓿的另一端，在這一端發(fā)生被擴散物質(zhì)的分解作用在高溫下呈揮發(fā)性化合物轉(zhuǎn)移物質(zhì)的反應例如提純鎳： Ni(s) + 4CO(g) = Ni(CO)4(g)+Q 粗鎳與CO反應形成Ni(CO)4氣體物質(zhì)，在較高溫度下又分解出純鎳。17升華冷凝升華的物質(zhì)，便可得到純物質(zhì)固體物質(zhì)受熱不經(jīng)過液

6、體階段，直接變成氣體的現(xiàn)象常壓升華真空升華：主要用于難升華的物質(zhì) 如：金屬純制操作：將欲純化的固體物質(zhì)和冷凝器密封在 石英管或陶瓷管中(也可置于坩堝內(nèi)， 再放至管中），受熱后，升華的物質(zhì) 便沉積在冷凝器表面。分類：18 沉淀分離法: 利用沉淀反應有選擇地沉淀某些離子，而其它離子則留于溶液中從而達到分離的目的。在實際的操作中： 在試液中加入適當?shù)某恋韯勾郎y組分沉淀出來，或?qū)⒏蓴_組分沉淀除去，從而達到分離的目的。20沉淀分離法的特點1.操作較繁瑣費時, 沉淀分離需經(jīng)過過濾、洗滌等手續(xù)；2.分離選擇性較差 某些組分的沉淀，分離不完全。改進：1）加快過濾、洗滌速度；2）使用選擇性較好的有機沉淀劑，

7、提高了分離效率；3）微濾與納濾沉淀分離法在合成化學中仍是一種常用的分離方法。21沉淀分離法分類沉淀法中主要包括：沉淀分離法和共沉淀分離法。兩種方法的區(qū)別主要是：沉淀分離法主要使用于常量組分的分離；而共沉淀分離法主要使用于痕量組分的分離和富集。23沉淀與溶液的分離方法傾瀉法：適用于結(jié)晶顆粒較大，易于沉降的固液分離 將燒杯傾斜放置，待燒杯中的沉淀沉降至燒杯底部后，取一玻棒橫放在燒杯嘴上，然后將清液倒出，加入洗滌劑，攪拌、靜置、沉降，重復上述操作，洗滌23次，即可使沉淀和溶液分離。過濾法常壓過濾 常壓下，用普通漏斗過濾的方法。此法簡單常用，適用于顆粒較小的沉淀物質(zhì)，但過濾速度較慢。24共沉淀分離法但

8、是，正是利用共沉淀劑對某些微痕量組分的定量沉淀能力，產(chǎn)生了在分離和富集上有廣泛應用的 共沉淀分離法。當沉淀從溶液中析出時，溶液中的某些原本可溶的組分被沉淀載帶而混雜于沉淀中，這種現(xiàn)象稱為共沉淀現(xiàn)象。共沉淀現(xiàn)象常使沉淀被污染，是重量分析中誤差的主要來源26共沉淀分離法1 意義：共沉淀分離法是加入某種離子與沉淀劑生成沉淀作為載體（沉淀劑），將痕量組分定量地沉淀下來，然后將沉淀分離（溶解在少量溶劑中、灼燒等方法），以達到分離和富集的目的的一種分析方法。27共沉淀劑要求及分類（1） 沉淀劑要求 要求對欲富集的痕量組分回收率高。 要求共沉淀劑不干擾待富集組分的測定。（2）沉淀劑的分類 無機共沉淀劑 有機

9、共沉淀劑28 有機共沉淀劑共沉淀方式 載體 共沉淀的離子 或化合物離子締合物甲基紫（甲基橙、結(jié)晶紫、酚酞）的NH4SCN溶液Zn2+、Co2+ 、Hg2+、Cd2+、Mo（VI）惰性共沉淀二苯硫腙+酚酞1-亞硝基-2-萘酚+萘酚Ag+、Co2+ 、Cd2+、Ni2+、Cu2+、 Zn2+膠體的凝聚動物膠辛可寧單寧硅膠鎢酸鈮酸、鉭酸 表5-6 有機共沉淀劑30 有機共沉淀劑優(yōu)點1 沉淀劑可以灼燒除去，不干擾以后的測定；2 表面吸附小，選擇性高；3 分子摩爾質(zhì)量大，體積大，利于富集痕量組分31良好的選擇性定量性，能定量沉淀微痕量物質(zhì)不干擾測定（或者至少易被除去或掩蔽）便于與母液分離，易洗滌和過濾共

10、沉淀效率高應具有以下特點：共沉淀分離法中所使用的常量沉淀物質(zhì)叫做載體（也稱共沉淀劑）32混晶共沉淀吸附共沉淀（包藏，吸留）形成單質(zhì)晶核的共沉淀形成化合物的共沉淀無機共沉淀：按其作用機理，可分為以下幾類：33有機共沉淀有機共沉淀劑可用強酸強氧化劑破壞，或用灼燒揮發(fā)，易消除干擾選擇性高載體分子量大，富集效率高有機共沉淀劑的顯著優(yōu)點34多用吸附共 沉淀對樣品進行預濃集。共沉淀分離法的應用實例活化分析例如: 用活化法分析河，海等水樣中的微量元素由于海水中各組分的含量很少，無法直接滴定測量，要先進行預濃集。具體方法如下：5升水樣20毫克Fe3+鹽氨水氫氧化鐵沉淀HCl溶解氫氧化鐵沉淀過濾灼燒氧化鐵組分離Ge(Li)譜儀可定量測La Sm Yb Lu等Fe3+鹽和氨水35共沉淀分離法應用實例一種古老的分離方法為放射化學發(fā)展作出了巨大貢獻后來出現(xiàn)了許多更優(yōu)秀的分離方法，如萃取，離子交換法等但是由