浙江大学分析化学10分离与富集公开课获奖课件.pptx

l/10/101lP268l1.C1=0.088/50=1.7610-3g/Ll a=A/(bC1)=4.2102 Lg-1cm-1l C2=0.088/(5055.9)=3.1410-5mol/LlK=A/(bC2)=2.35104 Lmol-1cm-1第1页l/10/102l2.c=0.08/(50207.2)=7.7210-6mol/LlA=-lgT=kbclk=-lgT/bc=11.79104 Lmol-1cm-1 第2页l/10/103l5.A=1 T=0.1lc c/c c=0.434=0.434T T/T T lglgT=T=0.4340.4340.005/(0.1-1)=2.17%lAr=Ax-As=1-0.699=0.311lTr=0.5 As=0.699,Ts=0.2lc/c=0.434T/TrlgTrTsc/c=0.434T/TrlgTrTsl=0.434=0.4340.0050.2l=0.43%lT=0.1,Tr=0.5,扩大了扩大了5倍倍第3页l/10/1046.T=0.368,A=0.434c=A/kb=0.434/1.110-41=3.9510-5mol/Llm=3.9510-5mol/L0.156/0.2%=0.11glCmax=-lg0.2/1.110-41=6.3510-5mol/LlCmin=-lg0.65/1.110-41=1.710-5mol/L第4页l/10/105l7.A=A400nm+A500nm+A600nmlA400nm=2cb+0.6cclA500nm=0.05cb+1.8cclA600nm=calcb=(3A400nm-A500nm)/5.95lcc=(40A500nm-3A400nm)/71.4第5页l/10/1069.pH 1.000.2mol/LNaOH A356 400 17100 pH=9.5 A=9800lpKa=-lg(ApKa=-lg(AHB HB A)/(A-A A)/(A-AB-B-)+pH)+pHl=-lg(400-9800)/(9800-17100)+9.5=9.39第6页l/10/107第7页l/10/108Cn=C0VW/(DV0+VW)n第8页l/10/109第9页分析化学中常用分离富集措施分析化学中常用分离富集措施Separating Methods in Analytical Chemistry第10页概述概述 一一.分离富集重要性分离富集重要性1.分析对象复杂性分析对象复杂性 海水海水痕量重金属测定痕量重金属测定 中草药中草药有效组分测定、分离有效组分测定、分离2.药物、高纯试剂制备药物、高纯试剂制备 青霉素过敏原因：含微量其他组分；青霉素过敏原因：含微量其他组分；提纯后提纯后可口服可口服 235铀、铀、238铀分离铀分离3.分析过程中干扰组分分离分析过程中干扰组分分离 仪器分析选择性和敏捷度不停提高，仪器分析选择性和敏捷度不停提高，但在诸多状况下有干扰存在。但在诸多状况下有干扰存在。第11页二二.分离分离与富集与富集在定量分析中作用在定量分析中作用 将被测组分从复杂体系中分离出来后测定将被测组分从复杂体系中分离出来后测定(海水海水)把测定有干扰组分分离除去把测定有干扰组分分离除去(水中水中 -分析分析)将性质相近组分互相分开将性质相近组分互相分开(苯苯,甲苯甲苯,二甲苯二甲苯)试样中待测定元素含量低于措施检出限试样中待测定元素含量低于措施检出限,把微量或痕量待测组分通过度离抵达富集目旳把微量或痕量待测组分通过度离抵达富集目旳(水中水中Ra测定测定)第12页分离过程往往就是富集过程l海水中微量组分富集海水中微量组分富集(DDTC)(DDTC)l水体中水体中NHNH4 4+分离和测定分离和测定第13页回收率（回收率（recovery recovery）表达分离过程中被测组分有无损失表达分离过程中被测组分有无损失(废水中废水中 -分析分析)l含量1%，规定R 99.9%l含量0.01%-1%，规定R 99%-101%l微量组分含量钢铁成分分析原则物质 2有色金属及金属中气体成分分析原则物质 3建材成分分析原则物质 4核材料成分分析与放射性测量原则物质 5高分子材料特性测量原则物质 6化工产品成分分析原则物质 7地质矿产成分分析原则物质 8环境化学分析原则物质 9临床化学分析与药物成分分析原则物质 10食品成分分析原则物质 11煤炭石油成分分析和物理特性测量原则物质 12工程技术特性测量原则物质 13物理特性与物理化学特性测量原则物质可供原则物质第18页l/10/1019钢铁成分分析原则物质不锈钢成分分析原则物质 不锈钢光谱分析原则物质 磷铁成分分析原则物质 低合金钢成分分析原则物质模具钢成分分析原则物质 低合金铸铁光谱分析原则物质低碳铬铁成分分析原则物质 高纯铁成分分析原则物质高铬铸铁成分分析原则物质 高合金钢成分分析原则物质高合金钢光谱分析原则物质 高碳铬铁成分分析原则物质高碳锰铁成分分析原则物质 工业纯铁成分分析原则物质硅钙合金成分分析原则物质 硅钢成分分析原则物质硅钢光谱分析原则物质 硅锰合金成分分析原则物质硅铁成分分析原则物质 合金工具钢成分分析原则物质合金构造钢成分分析原则物质 合金构造钢光谱分析原则物质碱性高炉渣成分分析原则物质 精密合金成分分析原则物质第19页l/10/1020第20页l/10/1021环境化学分析原则物质玉米中氟成分分析原则物质玉米中氟成分分析原则物质 脱脂奶粉成分分析原则物质脱脂奶粉成分分析原则物质中国黄土成分分析原则物质中国黄土成分分析原则物质 小麦粉成分分析原则物质小麦粉成分分析原则物质猪肝成分分析原则物质猪肝成分分析原则物质 贻贝成分分析原则物质贻贝成分分析原则物质茶树叶成分分析原则物质茶树叶成分分析原则物质 烟草成分分析原则物质烟草成分分析原则物质茶叶成分分析原则物质茶叶成分分析原则物质 猪肉成分分析原则物质猪肉成分分析原则物质茶叶中氟成分分析原则物质茶叶中氟成分分析原则物质 煤飞灰中氟成分分析原则物质煤飞灰中氟成分分析原则物质大米粉成分分析原则物质大米粉成分分析原则物质对虾成分分析原则物质对虾成分分析原则物质煤飞灰多环芳烃原则物质煤飞灰多环芳烃原则物质水中镉、铬、铜、镍、铅、锌成分分析原则物质水中镉、铬、铜、镍、铅、锌成分分析原则物质污染农田土壤成分分析原则物质污染农田土壤成分分析原则物质西藏土壤成分分析原则物质西藏土壤成分分析原则物质第21页l/10/1022第22页l/10/1023第23页l/10/1024第24页l/10/1025第25页四、常用分离措施四、常用分离措施1.1.沉淀分离法沉淀分离法 老式分离措施，采用沉淀剂；液老式分离措施，采用沉淀剂；液-固分离。固分离。2.2.溶剂萃取分离法溶剂萃取分离法 被被分分离离物物质质由由一一液液相相转转入入互互不不相相溶溶另另一一液液相过程；相过程；液液-液两相；互不相溶。液两相；互不相溶。3.3.离子互换分离法离子互换分离法 4.4.色谱分离措施色谱分离措施 柱层析；液相色谱柱层析；液相色谱;薄层色谱薄层色谱5.5.现代分离技术简介现代分离技术简介 第26页13-1 沉淀分离法沉淀分离法第27页一、一、常量组分沉淀分离常量组分沉淀分离1.1.氢氧化物沉淀分离法氢氧化物沉淀分离法 沉淀剂：沉淀剂：NaOHNaOH，NHNH4 4OHOH影响原因：溶液影响原因：溶液pHpH 例如例如:Fe(OH)3 Ksp=3.5 10-38,假使开始沉淀假使开始沉淀时时Fe3+=0.01mol/L,Ksp=Fe3+OH-3,OH-=(Ksp/Fe3+)1/3=1.5 10-12,开始沉淀时开始沉淀时 pH=2.2假使沉淀完全时假使沉淀完全时Fe3+=10-6 mol/L,pH=3.5 第28页此表仅供参照,因未考虑离子强度第29页2.2.NaOHNaOH溶液溶液控控制制溶溶液液pH pH 12,12,常常用用于于两两性性金金属属离离子子和和非非两两性性金属离子分离。金属离子分离。非非两两性性金金属属离离子子(Ba2+(Ba2+,Sr2+Sr2+,Ca2+)Ca2+)生生成成氢氢氧氧化物化物,两性金属离子生成含氧酸而溶解两性金属离子生成含氧酸而溶解,Al3+,Al3+3.3.氨和氯化氨缓冲溶液氨和氯化氨缓冲溶液与与NH3 NH3 形形成成络络合合物物金金属属离离子子被被溶溶解解,如如Co2+Co2+,Ni2+,Zn2+,Cu2+,Cd2+Ni2+,Zn2+,Cu2+,Cd2+等等.其其他他不不形形成成络络合合物物金金属属离离子子如如Al3+,Fe3+,Al3+,Fe3+,Ba2+Ba2+,Sr2+,Ca2+,Sr2+,Ca2+等沉淀等沉淀第30页l/10/1031氢氧化物沉淀法特点氢氧化物沉淀法特点l选择性差选择性差l共沉淀共沉淀:高价离子氢氧化物共沉淀现象严高价离子氢氧化物共沉淀现象严重重l小体积沉淀法小体积沉淀法在尽量小体积中，以在尽量小体积中，以尽量大浓度且有大量惰性电解质存在条尽量大浓度且有大量惰性电解质存在条件下进行沉淀措施。件下进行沉淀措施。l目旳：减小水合程度，减少含水量目旳：减小水合程度，减少含水量第31页l/10/10323.硫化物沉淀分离法硫化物沉淀分离法 沉淀剂：沉淀剂：H2S 约约40余种金属离子可生成难溶硫化物沉淀；余种金属离子可生成难溶硫化物沉淀；根根据据H2S分分布布曲曲线线，溶溶液液中中S2-浓浓度度与与pH有有关关，控控制制溶溶液液pH 可可控控制制分分步步沉沉淀淀。H2S=H+HS-K1,HS-=H+S2-,S2-=H2SK1K2/H+2 多种金属硫化物沉淀溶解度相差较大；多种金属硫化物沉淀溶解度相差较大；硫化氢不沉淀硫化氢不沉淀 1.不沉淀不沉淀 K+Na+Li+2.碳酸铵组碳酸铵组 Ba2+,Sr2+,Ca2+3.硫化铵沉淀硫化铵沉淀 Co2+,Ni2+,Zn2+,Fe2+,Mn2+4.0.3mol/L HCl+硫硫化化氢氢沉沉淀淀 Pb2+,Bi3+,Cu2+,Cd2+,Hg2+,As3+H2S 有毒，气味难闻；选择性差有毒，气味难闻；选择性差 用硫代乙酰胺用硫代乙酰胺 CH3CSNH2 水解替代水解替代H2S p371 第32页3.3.有机试剂沉淀分离法有机试剂沉淀分离法 高选择性、高敏捷度；应用普遍；高选择性、高敏捷度；应用普遍；有机沉淀剂与金属离子生成三种沉淀类型：有机沉淀剂与金属离子生成三种沉淀类型：1.1.草酸草酸 沉淀沉淀Ca2+Ca2+，Sr2+Sr2+，Ba2+Ba2+，ThTh（IVIV），稀土离子），稀土离子2.2.螯合物沉淀螯合物沉淀 铜铜试试剂剂 沉沉淀淀重重金金属属离离子子与与碱碱金金属属、碱碱土土金金属属、稀稀土土金金属属分分离离 (形成不带电荷螯合物形成不带电荷螯合物)3.3.缔合物沉淀缔合物沉淀(形成不带电荷离子缔合物形成不带电荷离子缔合物)四苯基硼化物与四苯基硼化物与K+K+反应产物；溶度积反应产物；溶度积2.2510-82.2510-8第33页共沉淀分离法是常用于痕量组分分离共沉淀分离法是常用于痕量组分分离水中痕量水中痕量Pb2+Pb2+无法沉淀，若有适量无法沉淀，若有适量Ca2+Ca2+存在，再加入存在，再加入Na2CO3Na2CO3使其生成使其生成CaCO3CaCO3沉淀，则痕量沉淀，则痕量Pb2Pb2被同步沉被同步沉淀下来（淀下来（CaCO3CaCO3为载体）。为载体）。第34页l/10/1035吸附共沉淀吸附共沉淀水中痕量稀土离子水中痕量稀土离子,用草酸无法沉淀，若用草酸无法沉淀，若有适量有适量Ca2+存在，再加入草酸使其生成存在，再加入草酸使其生成CaC2O4沉淀，则痕量稀土离子被同步沉淀，则痕量稀土离子被同步沉淀下来（沉淀下来（CaC2O4为载体）。为载体）。Fe(OH)3,Al(OH)3,MnO(OH)2等等,表面积表面积大大,轻易吸附轻易吸附.选择性差选择性差第35页混晶共沉淀混晶共沉淀:RaRa2+2+可用可用BaSO4 BaSO4 作为载体共沉淀作为载体共沉淀亿万分之一亿万分之一 CdCd2+2+可用可用SrCOSrCO3 3 作为载体共沉作为载体共沉淀淀第36页有机共沉淀剂有机共沉淀剂 含痕量含痕量Zn2+Zn2+弱酸溶液加入弱酸溶液加入NH4S NH4S 和和甲基紫甲基紫(MV)(MV)。甲基紫在溶液中电离为带。甲基紫在溶液中电离为带正电荷离子正电荷离子MV+,Zn2+MV+,Zn2+与与S -S -形成配阴形成配阴离子离子,再与再与MV+MV+形成离子缔合物但不沉淀形成离子缔合物但不沉淀,由于由于MV+MV+与与S -S -生成生成MVS MVS 沉淀同步沉淀同步将将Zn(S )4(MV)2Zn(S )4(MV)2共沉淀下来。共沉淀下来。Zn2+4S -=Zn(S )4 2-Zn2+4S -=Zn(S )4 2-Zn(S )4 2-+2 MV+=MV2Zn(S )4 Zn(S )4 2-+2 MV+=MV2Zn(S )4 选择性很好选择性很好,有机沉淀剂可通过灼烧除去有机沉淀剂可通过灼烧除去.第37页13-2 液-液萃取分离法l原理原理 溶质在两种互溶质在两种互不相溶溶剂中溶解度不一不相溶溶剂中溶解度不一样样样样l用途用途 l 用于从反应物中分离用于从反应物中分离出欲制取某种有机物出欲制取某种有机物l 从天然物中提取有机从天然物中提取有机物物l 通过加入萃取剂，也通过加入萃取剂，也可将水相中无机离子选择可将水相中无机离子选择性萃取到有机相性萃取到有机相第38页分派系数 KD=A有/A水l溶质在两溶质在两种互不相溶种互不相溶溶剂中溶解溶剂中溶解度不一样样度不一样样第39页萃取分离基本参数分派系数分派系数 KD=A KD=A有有/A/A水水分派比分派比 D D D=A D=A总总 有有/A/A总总 水水萃取百分数萃取百分数 E E第40页分派比分派比 D=A总总 有有/A总总 水水 =Co/Cw 只有在溶质在两相中存在形式相似简朴体系中，分派比D才等于分派系数KD。溶质在两相中存在形式不相时，分派比D 不等于分派系数KD。络离子影响 pH影响第41页l/10/1042K和D辨别碘碘在在二二氯氯化化碳碳和和水水中中分分派派时时，假假如如溶溶液液中中有有I-I-存在，存在，I2I2和和I-I-形成络离子形成络离子I-3I-3：有机相中只有有机相中只有I2,I2,而水相中有而水相中有I-3I-3和和I2 I2 在二相中分派系数在二相中分派系数KD=I2KD=I2有有/I2/I2水水分派比分派比D D等于等于:D D=Co/Cw=I2Co/Cw=I2总总 有有/I2I2总总 水水 =I2I2有有 /I2I2水水 +I-3I-3水水 第42页l/10/1043分派比D等于:D=I2总 有/I2总 水 =I2有/I2水+I-3水 =KD/1+Kf I-I-=0 时，D=KD I-0 时，D KD，由于形成I-3 溶于水当Kt I-1 时，D=KD/Kf I-=K/I-I I2 2+I+I-=I I-3,3,K Kf f=I I-3 3 /I I2 2 II-第43页D=Co/Cw萃取百分数萃取百分数第44页单次萃取和一再萃取单次萃取和一再萃取m0 水相中原有被萃物量(g)m1 一次萃取后水相中剩余被萃物量(g)mn n次萃取后水相中剩余被萃物量(g)m m2 2=m=m1 1 V Vw w/(DV/(DV0 0+V+Vw w)=m)=m0 0 V Vw w/(DV/(DV0 0+V+Vw w)2 2第45页l/10/1046方程两边各除以VW,得到Cn=C0VW/(DV0+VW)n当V0=VW,得到Cn=C01/(D+1)n第46页Vw=10 mL,Vo=9 mL CCl4,I2 m0=1.00 mg,D=85 1.9 mL CCl 1.9 mL CCl4 4 一次加入一次加入 ,.2.2.分三次加入分三次加入,每次每次 3 mL,3 mL,求求E E m m1 1=m=m0 0 V Vw w/(D V/(D Vo o+V+Vw w)=1.010/(85 9+=1.010/(85 9+10)10)=0.013mg=0.013mgE E 1 1=(m=(m0 0-m-m1 1)/m)/m0 0=98.7%=98.7%m m3 3=m=m0 0 V Vw w/(D V/(D Vo o+V+Vw w)3 3 =1.010/(85 3+10)=1.010/(85 3+10)3 3 =0.00006mg =0.00006mgE E 3 3=(m=(m0 0-m-m3 3)/m)/m0 0=99.99%=99.99%第47页萃取本质萃取本质萃取本质就是将物质从水相转移到有萃取本质就是将物质从水相转移到有机相过程机相过程萃取剂萃取剂:使被萃取物质由亲水性转化使被萃取物质由亲水性转化为疏水性试剂为疏水性试剂分离效果用分离效果用分离因数分离因数 DA/DB 表达表达分离因数越大分离因数越大,阐明二种物质可定量分离阐明二种物质可定量分离.第48页亲水性强弱规律亲水性强弱规律：l1 1）凡离子均亲水凡离子均亲水不能被萃取不能被萃取,无机物无机物中只有少数共价分子中只有少数共价分子,如如HgI2,HgCl2,HgI2,HgCl2,AsCl3 AsCl3 等可以用有机溶剂直接萃取等可以用有机溶剂直接萃取.l2 2）物质含亲水基团越多，如）物质含亲水基团越多，如 OHOH，SO3HSO3H，NH2NH2，-NH-,-NH-,其亲水性越强；其亲水性越强；易溶于易溶于水中水中.l3 3）物质含疏水基团越多，如物质含疏水基团越多，如CH3CH3，C2H5C2H5，卤代烷基等，卤代烷基等;芳香基如苯基、萘基等芳香基如苯基、萘基等,相对分子量越大，其疏水性越强相对分子量越大，其疏水性越强,易溶于有易溶于有机溶剂中。机溶剂中。第49页Ni(H20)62+丁二酮肟=丁二酮肟镍可用CCl4、CH2Cl2、苯等萃取丁二酮肟镍第50页萃取剂（萃取剂（丁二酮肟丁二酮肟,二硫腙二硫腙,乙酰丙酮等）乙酰丙酮等）作用作用1.1.使水分子被置换出去使水分子被置换出去 Ni(H20)62+2.2.生成丁二酮肟生成丁二酮肟镍为电中性镍为电中性3.3.引入许多引入许多疏水基团疏水基团第51页重要萃取体系简朴分子萃取体系简朴分子萃取体系 I2 I2，Cl2Cl2，Br2Br2，AsI3AsI3，OsO4OsO4，形成螯合物萃取体系形成螯合物萃取体系M n+n HR M n+n HR 水水=M Rn=M Rn有有+nH+nH+形成离子缔合物萃取体系形成离子缔合物萃取体系例如：例如：ReO4-ReO4-十（十（C6H5C6H5）4As+=(4As+=(C6H5C6H5）4As ReO44As ReO4TaF6-TaF6-十（十（C6H5C6H5）4As+=(C6H54As+=(C6H5）4As 4As TaF6 TaF6 形成三元络合物萃取体系形成三元络合物萃取体系R20(R20(醚醚)十十H30+=R20H+H30+=R20H+十十H20H20R20H+R20H+十十FeFe（R2OR2O）2Cl4-=R20H+2Cl4-=R20H+FeFe（R2OR2O）2Cl4-2Cl4-第52页萃取条件萃取条件：（以螯合物萃取体系为例）M n+n HR 水=M Rn有+nH+第53页萃取条件选择影响萃取效率原因:萃取剂易离解,pH越大,萃取效率越高它与金属离子形成螯合物越稳定,萃取剂分派系数越小,螯合物分派系数越大,萃取效率越高第54页13-4 离子互换分离法离子互换分离法l运用离子互换剂（树脂）与溶液中离子间发生运用离子互换剂（树脂）与溶液中离子间发生互换反应而进行分离措施。互换反应而进行分离措施。l特点：特点：l分离效率高分离效率高 （不一样样电荷、相似电荷、性（不一样样电荷、相似电荷、性质相近与否）质相近与否）l富集比例高富集比例高 l成本低成本低 （大多能再生反复使用）（大多能再生反复使用）l周期长周期长 （耗时长）（耗时长）第55页 1.1.离子互换树脂种类离子互换树脂种类 离离子子互互换换树树脂脂是是以以高高分分子子聚聚合合物物为为骨骨架架，反应引入活性基团构成。反应引入活性基团构成。离离子子互互换换反反应应发发生生在在离离子子互互换换树树脂脂上上活活性性基团上。基团上。离离子子互互换换树树脂脂骨骨架架以以苯苯乙乙烯烯-二二乙乙烯烯苯苯共共聚聚物物常常见见，可可引引入入多多种种特特性性活活性性基基团团(如如-SO3H,SO3H,-OH,-OH,-N(CH3)3Cl),-N(CH3)3Cl),使使之之具具有有离离子互换特性。子互换特性。第56页类型适用范围举例优点缺点阳离子 交换树脂强酸型酸性、中性、碱性-SO3H应用广型弱酸中性、碱性-COOH -OH易洗脱、应用广阴离子 交换树脂强酸型酸性、中性、碱性-N(CH3)3Cl应用广稳定性不如 阳离子交换剂型弱酸酸性、中性-NH2螯合树脂选择性高制备难、成本高交换容量低 速度低、难再生大孔树脂非极性中极性极性有机物离子易扩散 富集速度快 有较高稳定性氧化还原树脂氧化还原反应不引入杂质 纯度高萃淋树脂TBP兼有离子交换法及萃取法双重优点纤维交换剂提纯分离蛋白质、氨基酸、酶、激素 及富集无机离子膦酸纤维素稳定性高 交换速度快 易洗脱第57页网状树脂构造：网状树脂构造：由苯乙烯和二乙烯苯由苯乙烯和二乙烯苯交联聚合而成交联聚合而成第58页 交联度和互换容量交联度和互换容量 交联度交联度构构造造中中长长链链由由苯苯乙乙烯烯聚聚合合而而成成，长长链链间间由由二二乙乙烯烯苯苯交交联联起起来来，形形成成网网状状构构造造。二二乙乙烯烯苯苯是是交交联联剂剂，树树脂脂中中二二乙乙烯烯苯苯质质量量百百分分率，就是树脂交联度率，就是树脂交联度第59页交联度交联度:树脂内交联剂百分含量，以树脂内交联剂百分含量，以4%-14%4%-14%为宜为宜性质 交联度 对水 溶胀性网眼交换 反应 速度交换 选择性机械 强度小好大快差差大差小慢高高第60页互换容量互换容量每克干离子互换树脂所能互换离子物质每克干离子互换树脂所能互换离子物质量，就是树脂互换容量，一般为量，就是树脂互换容量，一般为 3-6 m 3-6 m mol/g mol/g 干树脂。干树脂。树树脂脂对对不不一一样样样样离离子子亲亲和和力力大大小小有有如如下下规规律律:(Z/r(Z/r水合水合)(1)(1)稀溶液中，离子电荷稀溶液中，离子电荷Z Z越大，亲和力越大越大，亲和力越大(2)(2)相似电荷时，水合半径越小，亲和力越大相似电荷时，水合半径越小，亲和力越大 Li Na K Rb Li Na K Rb原原子子半半径径 0.12 0.12 0.15 0.15 0.20 0.20 0.22 0.22(nm)(nm)水水合合离离子子半半径径 0.6 0.6 0.4 0.4 0.3 0.3 0.25 0.25(nm)(nm)二、离子互换树脂亲和力二、离子互换树脂亲和力第61页l/10/1062离子互换树脂亲和力次序离子互换树脂亲和力次序第62页l/10/1063第63页l/10/1064离子互换分离操作法离子互换分离操作法应用最多是强酸型离子互换树脂应用最多是强酸型离子互换树脂和强碱型离子互换树脂和强碱型离子互换树脂l树脂预处理 根据需要,转化为H型和Cl型,用4-6mol/L HCl浸泡一、二天.l装柱l 互换l洗脱l 再生第64页互换过程：l始漏点始漏点流出液中流出液中开始出现被互换离子开始出现被互换离子（交界曾抵达柱底部）（交界曾抵达柱底部）瞬间。瞬间。l始漏量始漏量始漏点时始漏点时柱上所互换离子量。柱上所互换离子量。l始漏量永远不不小于始漏量永远不不小于互换容量。互换容量。2 RSO3H+CaCl2=(RSO3)2 Ca+2HCl第65页互换过程Men+nRSO3H=2(RSO3)nMe+nH+洗脱过程 2(RSO3)nMe +nHCl=n RSO3H+MeCln第66页 三、离子互换分离法应用三、离子互换分离法应用 1.1.去离子水制备去离子水制备 试试验验室室用用去去离离子子水水及及锅锅炉炉用用水水软软化化。采采用用串联阳离子互换柱和阴离子互换柱。串联阳离子互换柱和阴离子互换柱。2.2.阴阳离子分离阴阳离子分离 如如测测定定矿矿石石中中铀铀时时，为为了了除除去去其其他他金金属属离离子子干干扰扰，将将矿矿石石溶溶解解后后处处理理成成0.1mol/L0.1mol/L硫硫酸酸溶溶液液，U(VI)U(VI)形形成成UO2(SO4)22-UO2(SO4)22-或或UO2(SO4)34-UO2(SO4)34-，在在通通过过强强碱碱性性离离子子互互换换树树脂脂时时，被被留留在在树树脂脂上上，金金属属离离子子则则流流出出。之之后后，将将其其破破坏坏成成为为UO2+UO2+形形式式洗洗脱脱，回回收率可达收率可达98%98%3.3.痕量组分富集痕量组分富集 天天然然水水中中K K+,+,Na Na+,+,Ca Ca+,+,Mg Mg+,+,Cl-Cl-,SO42-SO42-富富集集 ,使使数数升升水水流流过过H+H+和和OH-OH-离离子子互互换换树树脂脂,再分别用少许再分别用少许HClHCl和稀氨液洗脱。和稀氨液洗脱。第67页l相似电荷离子分离相似电荷离子分离l待分析混合物加入离子互换柱待分析混合物加入离子互换柱,用洗脱用洗脱液洗脱液洗脱.洗脱曲线洗脱曲线第68页l/10/1069四、色谱法一一.色谱法发展历史色谱法发展历史 19俄国植物学家茨维特分离植物色素发明色谱原型装置。-起名Chromatography 色谱，延用至今，实际早已无色 石油醚石油醚石油醚石油醚第69页l/10/1070第70页l/10/1071色谱法分类l按流动相物态可分为气相色谱和液相色谱。按流动相物态可分为气相色谱和液相色谱。l按固定相使用形式可分为柱色谱法（固定按固定相使用形式可分为柱色谱法（固定相装在色谱柱中）、纸色谱法（载体为滤相装在色谱柱中）、纸色谱法（载体为滤纸）、薄层色谱法（吸附剂粉末制成薄层纸）、薄层色谱法（吸附剂粉末制成薄层作固定相）。作固定相）。第71页l/10/1072 色谱系统两相构成：色谱系统两相构成：其中一相固定不动，称为固定相其中一相固定不动，称为固定相 另一相是携带试样混合物流过此固定相流体另一相是携带试样混合物流过此固定相流体（气体或液体），称为流动相（气体或液体），称为流动相二二.色谱法定义色谱法定义 色谱分离方式色谱分离方式 当流动相中携带混合物流经固定相时，混合物与固定当流动相中携带混合物流经固定相时，混合物与固定相发生互相作用。由于混合物中各组分在性质和构造上差相发生互相作用。由于混合物中各组分在性质和构造上差异，与固定相之间产生作用力大小、强弱不一样样，伴随异，与固定相之间产生作用力大小、强弱不一样样，伴随流动相移动，混合物在两相间通过反复一再分派平衡，使流动相移动，混合物在两相间通过反复一再分派平衡，使得各组分被固定相保留时间不一样样，从而按一定次序由得各组分被固定相保留时间不一样样，从而按一定次序由固定相中先后流出。与合适柱后检测措施结合，实现混合固定相中先后流出。与合适柱后检测措施结合，实现混合物中各组分分离与检测。物中各组分分离与检测。第72页l/10/1073色谱用途l l测定样品中不一样样性质相似化学组份测定样品中不一样样性质相似化学组份l l制备和提纯性质相似化学组份制备和提纯性质相似化学组份l l已广泛用于化学、化工、生化、医药、已广泛用于化学、化工、生化、医药、环境保护等生产和科研部门环境保护等生产和科研部门第73页l/10/1074三三.色谱法分类色谱法分类 分类根据：分类根据：两相状态，分离机理，固相容器形状两相状态，分离机理，固相容器形状 第74页l/10/1075 气相色谱：流动相为气体（称为载气）。气相色谱：流动相为气体（称为载气）。按分离柱不一样样可分为：填充柱色谱和毛细管柱色谱；按分离柱不一样样可分为：填充柱色谱和毛细管柱色谱；按固定相不一样样又分为：气固色谱和气液色谱按固定相不一样样又分为：气固色谱和气液色谱第75页l/10/1076液相色谱液相色谱 Liquid Chromatography LCLiquid Chromatography LC液相色谱：流动相为液体（也称为淋洗液）。液相色谱：流动相为液体（也称为淋洗液）。固定相：固定相：液体液体分派色谱分派色谱 吸附剂吸附剂液固色谱液固色谱 化学键合相化学键合相键合相色谱键合相色谱 离子互换剂离子互换剂离子互换色谱离子互换色谱 分子筛分子筛凝胶色谱凝胶色谱 抗原抗体抗原抗体亲合色谱亲合色谱第76页l/10/1077其他色谱措施其他色谱措施薄层色谱和纸色谱薄层色谱和纸色谱第77页纸层析简介固定相-滤纸中水份，流动相-展开剂载体为滤纸l如图如图:1 1、层析筒、层析筒 2 2、滤纸、滤纸3 3、原点、原点 4 4、展开剂、展开剂5 5、前沿、前沿 6,76,7、斑点、斑点第78页l/10/1079纸层析分离铌、钽将铌、钽转化为NbF72-、TaF72-用6：1 丁酮-HF 作流动相NH3 中和后，再用2%单宁显色通常用比移值(Rf)来衡量各组分分离状况。第79页a a为斑点中心到原点距离，为斑点中心到原点距离，b b为为溶剂前沿到原点距离。溶剂前沿到原点距离。RfRf值最值最大等于大等于1 1，即该组分随溶剂一起，即该组分随溶剂一起 上升，也就是分派比上升，也就是分派比D D值非常大；值非常大；RfRf值最小等于值最小等于0 0，即该组分基本，即该组分基本上留在原点不动，也就是分派上留在原点不动，也就是分派比比D(CD(C流流/C/C固固)值非常小。原则值非常小。原则上讲，只要两组分上讲，只要两组分RfRf值有点差值有点差异，就能将它们分开。异，就能将它们分开。RfRf值越值越大，分离效果就越好。大，分离效果就越好。比移值第80页l/10/1081薄层色谱展开装置第81页l/10/1082薄层层析法操作措施制制板板 薄薄层层吸吸附附色色谱谱中中常常用用吸吸附附剂剂（或或载载体体）和和柱色谱用同样，有氧化铝和硅胶等。柱色谱用同样，有氧化铝和硅胶等。点点样样 在在铺铺好好了了薄薄板板一一端端约约1.51.5厘厘米米处处。划划一一条条线线，作作为为起起点点线线。用用毛毛细细管管吸吸取取样样品品溶溶液液，垂垂直直地轻轻接触到薄层起点线上。地轻轻接触到薄层起点线上。展展开开 在在密密闭闭层层析析缸缸中中进进行行，加加入入5 5 mLmL展展开开剂剂(二二氯氯甲甲烷烷)，将将点点好好样样薄薄板板小小心心地地放放入入烧烧杯杯中中展展开开。当当展展开开剂剂上上升升到到薄薄层层前前沿沿时时取取出出薄薄板板，计计算算出出RfRf值。观测色斑大小变化，以判断反应进程。值。观测色斑大小变化，以判断反应进程。第82页l/10/1083显色：显色：展开完毕，取出薄层板，划出前沿线展开完毕，取出薄层板，划出前沿线化合物自身有颜色化合物自身有颜色 就可直接观测它斑点就可直接观测它斑点化合物自身无色化合物自身无色 在紫外线下观测有无荧光斑点在紫外线下观测有无荧光斑点将将薄薄层层板板除除去去溶溶剂剂后后，放放在在具具有有少少许许碘碘密密闭闭容容器器中中显显色色来来检检查查色色点点，许许多多化化合合物物都都能能和和碘碘成成棕棕色色斑斑点点。但但当当碘碘蒸蒸气气挥挥发发后后，棕棕色色斑斑点点即即易易消消失失（自自容容器器取取出后，展现斑点一般于出后，展现斑点一般于2 23 s3 s内消失）内消失）显色后，应立即用铅笔或小针标出化合物位置。显色后，应立即用铅笔或小针标出化合物位置。第83页l/10/1084比移值(Rf)比移值比移值(Rf)(Rf)是斑点中心到原点距离是斑点中心到原点距离a a与展开剂与展开剂前沿到原点中心距离前沿到原点中心距离b b之比：之比：Rf=a/bRf=a/bRfRf值值 与样品化合物及展开剂性质、温度和吸与样品化合物及展开剂性质、温度和吸附剂（或支持剂）种类等原因有关。但在上附剂（或支持剂）种类等原因有关。但在上述条件固定状况下，述条件固定状况下，RfRf对某一种物质来说是对某一种物质来说是一种特性常数。不一样样物质一种特性常数。不一样样物质Rf Rf 值相差越大，值相差越大，分离效果越好。分离效果越好。第84页l/10/1085Capillary Electrophoresis(CE)毛细管电泳 (p301)第85页l/10/1086InstrumentationInstrumentation第86页l/10/1087仪器原理图第87页l/10/1088毛细管（Capillary）内径内径 25-100 微米微米外径外径375微米微米长度长度 20-50 cm第88页l/10/1089Basic Theory Basic Theory CZE CZE电渗流电渗流 Electroendoosmotic Flow(EOF)l硅熔毛细管硅熔毛细管 Fused silica capillary tube毛细管壁上有硅羟基毛细管壁上有硅羟基(-SiOH)第89页l/10/1090Basic Theory Basic Theory CZE CZE 电渗流Electroendoosmotic Flow(EOF)l硅羟基离解在管硅羟基离解在管壁使管壁带负电壁使管壁带负电.l施加电压时使管施加电压时使管内溶液整体从正内溶液整体从正极流向负极极流向负极第90页l/10/1091分离原理净迁移l净迁移净迁移=电迁移电迁移+电渗流迁移电渗流迁移l正离子正离子l中性物质中性物质l负离子负离子第91页l/10/1092第92页l/10/1093长处l高分离效率高分离效率 (理论塔板数高达理论塔板数高达 10106 6)l所需样品量较少所需样品量较少 (1-10 ul)(1-10 ul)l分离较快分离较快 (1 to 45 min)(1 to 45 min)l自动化程度高自动化程度高第93页l/10/1094缺陷缺陷l管壁吸附，电渗流会变化管壁吸附，电渗流会变化l检测下限不够低，由于进样量少检测下限不够低，由于进样量少l重现性不如重现性不如HPLC和和GCl在线检测尚待开发在线检测尚待开发第94页l/10/1095应用用毛细管电泳可以分离物质用毛细管电泳可以分离物质蛋白质蛋白质 酞酞氨基酸氨基酸 核酸核酸 无机离子无机离子 有机碱有机碱 有机酸有机酸 单细胞单细胞 第95页l/10/1096习题 p395l2，3，4第96页l/10/1097P239 13 lC=1.2C=1.2 10-3 mol/L10-3 mol/LlpH 1.00pH 1.009.009.00lA610 1.46 0.051 A610 1.46 0.051 lA450 0.070 0.760 A450 0.070 0.760 lCX pH=5.00,A610=0.700,A450=0.311CX pH=5.00,A610=0.700,A450=0.311l 求求:Ka:Kal HB=H+B-HB=H+B-l在高酸度时在高酸度时,所有以所有以HBHB形式存在形式存在,AHB=(HB).C,AHB=(HB).C,l(HB)610=AHB 610/C=1.46/1.2(HB)610=AHB 610/C=1.46/1.2 10-3=1.2 10-3=1.2 103 103 l(HB)450=AHB 450/C=0.070/1.2(HB)450=AHB 450/C=0.070/1.2 10-3=10-3=58.358.3第97页l/10/1098在低酸度时在低酸度时,所有以所有以B-B-形式存在形式存在,AB-=(B-).C,(B-)=AB-/CAB-=(B-).C,(B-)=AB-/C(B)610=AB 610/C=0.051/1.2(B)610=AB 610/C=0.051/1.2 10-3=42.5 10-3=42.5(B)450=AB 450/C=0.760/1.2(B)450=AB 450/C=0.760/1.2 10-3=63310-3=