第5章無(wú)機(jī)物分離與提純

第5章無(wú)機(jī)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(xué)輸運(yùn)反應(yīng)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(cè)組分從復(fù)雜體系中分離出來(lái)后測(cè)定；把對(duì)測(cè)定有干擾的組分分離除去；將性質(zhì)相近的組分相互分開(kāi)；把微量或痕量的待測(cè)組分通過(guò)分離達(dá)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(cè)定；(2)被測(cè)組分損失小至可忽略；(3)分離方法簡(jiǎn)便，易操作(4)分離效果好。33、分離效率的衡量分離效率的表示：回收率。組分含量及回收率的要求組分含量（%）＞10.01~1＜0.01（痕量組分）回收率要求（%）＞99.9%＞99%90~9545.2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(guò)該物質(zhì)的溶解度時(shí)，晶體從溶液中析出的過(guò)程，留下的溶液為母液，可溶性雜質(zhì)殘留在母液中經(jīng)過(guò)多次結(jié)晶稱為重結(jié)晶，重結(jié)晶可達(dá)到提純物質(zhì)的目的。5溶于溶劑、制備飽和溶液趁熱過(guò)濾

殘?jiān)ú蝗苄噪s質(zhì)）濾液冷卻、結(jié)晶過(guò)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(shí)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CuSO4·5H2O晶體：pH1~2若在弱酸性條件下，易生成Cu2(OH)2SO4

制備K3Fe(C2O4)3晶體：pH3~4若pH值偏高，會(huì)生成Fe(OH)3沉淀，pH值過(guò)低，使配合物不穩(wěn)定。7結(jié)晶時(shí)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(shí)溶解度較大，則結(jié)晶時(shí)一般將溶液蒸發(fā)濃縮至稀糊狀；如：MgSO4·7H2O(2)在室溫時(shí)溶解度較小，但隨溫度升高溶解度明顯增加，則結(jié)晶時(shí)一般將溶液蒸發(fā)濃縮至表面出現(xiàn)晶膜；如：CuSO4·5H2O(3)在室溫時(shí)溶解度較小，但隨溫度升高溶解度更明顯增加，則結(jié)晶時(shí)必須將溶液蒸發(fā)濃縮至一定體積，讓溶液達(dá)到飽和后慢慢結(jié)晶；如：K3Fe(C2O4)3·3H2O85.3揮發(fā)和蒸餾利用物質(zhì)中的各組分揮發(fā)性差異進(jìn)行分離和提純液體物質(zhì)的方法。當(dāng)加熱液體混合物，其蒸氣中容易揮發(fā)的物質(zhì)含量較多，而在剩余的液體中則難揮發(fā)組分的含量較高。將蒸氣冷凝后，則易揮發(fā)組分富集在冷凝液中。這樣，便將液體混合物中各組分部分地或全部分離。液體的揮發(fā)性與其沸點(diǎn)有關(guān)92．特點(diǎn)：

①具有高的選擇性（如無(wú)機(jī)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）②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；③餾出的組分用一適當(dāng)?shù)奈找何蘸?再進(jìn)行測(cè)定。10組分揮發(fā)性物質(zhì)分離條件應(yīng)用BB(OCH3)3酸性溶液中加甲醇B的去除或測(cè)定CCO2100℃通氧燃燒C的測(cè)定SiSiF4HF＋H2SO4Si的去除SSO2300℃通氧燃燒S的測(cè)定H2SHI＋H3PO4S的測(cè)定Se,TeSeBr4,TeBr4H2SO4＋HBrSe,Te的測(cè)定或去除FSiF4SiO2＋H2SO4F的測(cè)定CNHCNH2SO4CN－的測(cè)定一些元素的揮發(fā)和蒸餾分離條件(1)11組分揮發(fā)性物質(zhì)分離條件應(yīng)用GeGeCl4HClGe的測(cè)定AsAsCl3、AsBr3、AsBr5HCl或HBr＋H2SO4去除AsAsAsH3Zn＋H2SO4微量As的測(cè)定SbSbCl3、SbBr3、SbBr5HCl或HBr＋H2SO4去除SbSnSnBr4HBr＋H2SO4去除SnCrCrO2Cl2HCl＋HClO4去除CrOs、RuOsO4、RuO4KMnO4＋H2SO4痕量Os、Ru的測(cè)定TiTiBr3HBr＋H2SO4去除Ti銨鹽NH3NaOH氨態(tài)氮的測(cè)定一些元素的揮發(fā)和蒸餾分離條件(2)12

常壓蒸餾13適用于：受熱后不發(fā)生分解或其沸點(diǎn)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(diǎn)水浴加熱：b.p.<90℃油浴、砂浴或鹽浴加熱：b.p.>90℃電爐或火焰燈加熱：被蒸餾物不易爆炸或燃燒14

減壓蒸餾適用于易分解或沸點(diǎn)很高的物質(zhì)15

分餾適用于互溶而且沸點(diǎn)相差很小的兩種以上的液體所組成的混合液的分離165.4化學(xué)輸運(yùn)反應(yīng)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(shí)，與被純化物質(zhì)起反應(yīng)形成揮發(fā)性物質(zhì)，而且這一物質(zhì)依靠擴(kuò)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(kuò)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(yīng)例如提純鎳：Ni(s)+4CO(g)=[Ni(CO)4](g)+Q

粗鎳與CO反應(yīng)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(guò)液體階段，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(lèi)：185.5沉淀與共沉淀法當(dāng)物質(zhì)中所含有的雜質(zhì)離子易水解沉淀時(shí)，則可通過(guò)調(diào)節(jié)溶液pH值，促使雜質(zhì)沉淀，經(jīng)分離后達(dá)到提純的目的。CuSO4·5H2O中含有雜質(zhì)鐵將溶液的pH值控制在3.0~4.0，此時(shí)Fe3+形成Fe(OH)3沉淀，而Cu2+不會(huì)沉淀出來(lái)，將沉淀與溶液分離，達(dá)到提純硫酸銅的目的。19

沉淀分離法:利用沉淀反應(yīng)有選擇地沉淀某些離子，而其它離子則留于溶液中從而達(dá)到分離的目的。在實(shí)際的操作中：在試液中加入適當(dāng)?shù)某恋韯勾郎y(cè)組分沉淀出來(lái)，或?qū)⒏蓴_組分沉淀除去，從而達(dá)到分離的目的。20沉淀分離法的特點(diǎn)1.操作較繁瑣費(fèi)時(shí),沉淀分離需經(jīng)過(guò)過(guò)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(jìn)：1）加快過(guò)濾、洗滌速度；2）使用選擇性較好的有機(jī)沉淀劑，提高了分離效率；3）微濾與納濾沉淀分離法在合成化學(xué)中仍是一種常用的分離方法。21沉淀分離法的適用范圍（1）沉淀分離通常用于較大量或中等含量（一般>0.01mol/L)而以剩余被沉淀離子濃度小于10-5mol/L為沉淀完全的標(biāo)志。（2）在低含量分析中，沉淀分離主要是利用共沉淀現(xiàn)象將痕量組分分離或富集。22沉淀分離法分類(lèi)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(fù)上述操作，洗滌2~3次，即可使沉淀和溶液分離。過(guò)濾法常壓過(guò)濾

常壓下，用普通漏斗過(guò)濾的方法。此法簡(jiǎn)單常用，適用于顆粒較小的沉淀物質(zhì)，但過(guò)濾速度較慢。24減壓過(guò)濾

由布氏漏斗、吸濾瓶、安全瓶、真空泵組成的一個(gè)抽濾系統(tǒng)。此法過(guò)濾速度快、沉淀易被抽干。不適用于顆粒太小的沉淀和膠體沉淀的過(guò)濾。25共沉淀分離法但是，正是利用共沉淀劑對(duì)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(yīng)用的共沉淀分離法。當(dāng)沉淀從溶液中析出時(shí)，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(lái)源26共沉淀分離法1．意義：