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共沉淀的应用 陈瑶函
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什么是共沉淀 共沉淀机理: 当沉淀从溶液中析出时,某些本不应沉淀的组分同时也被沉淀下来的现象,叫共沉淀。 1. 吸附 2. 生成混晶
3. 包藏 4. 后沉淀(广义上的共沉淀)
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上述定意其实偏向于共沉淀的消极方面,即在重量分析中造成的杂质干扰。
但在分离工作中,共沉淀可充分利用,用以分离含量极低的组分,也可将浓度低的组分浓缩(富集),再用其它方法进行测试。 微量元素的共沉淀分离 富集法
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载体沉淀: !载体选择注意事项: 使待测元素与之共沉淀者 1. 所需少,沉淀快 2 .便于与母液分离,洗涤
3 .不妨碍待测元素的测定(即使有妨碍也能方便的除去) 4 .根据单元素或多元素同时分离选择载体 5 .载体用量应尽量小 无机共沉淀剂 有机共沉淀剂
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利用无机共沉淀剂分离富集 常用试剂:氢氧化物,硫化物,水合二氧化锰, 硫酸盐,磷酸盐,以及单体砷,硒,碲和难溶卤化物
常用试剂:氢氧化物,硫化物,水合二氧化锰, 硫酸盐,磷酸盐,以及单体砷,硒,碲和难溶卤化物 (1)利用吸附作用 一般用于胶体状沉淀,表面积大,吸附力强 例 1:分离出Cu2+溶液中微量的Al3+ 解: 加入适量Fe3+,再加入氨水使起沉淀为Fe(OH)3(载体),同时Al3+被共沉淀而Cu2+不被沉淀。
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这类共沉淀分离常用载体有Al(OH)3,Fe(OH)3,Mg(OH)2,Bi(OH)3和硫化物,但是该方法选择性较差。
(2)混晶共沉淀 两中金属离子沉淀晶格相同 例2:水中痕量Cd2+的富集 解:利用SrCO3作载体生成SrCO3和CdCO3共沉淀 该方法比吸附法选择性高,常用于BaSO4-PbSO4,ZnHg(SCN)4-CuHg(SCN)4等 分类列表
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利用有机沉淀剂共沉淀 优点 共沉淀剂可经灼烧而挥发除去; 相对分子质量大,体积大,更利于微量的分离富集; 生成难容物表面吸附少,选择性高。
(1)利用胶体凝聚作用 [钨,铌,钽,硅等的含氧酸] 例:HWO4(带负电)胶体溶液中,加入辛可宁 (含-NH2)能富集微量的钨 [宁丹,动物胶等]
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(2)形成离子型缔合物 [金属的阴离子络合物]
(2)形成离子型缔合物 [金属的阴离子络合物] 常用阴离子配体:Cl-,Br-,I-,SCN- 有机物:甲基紫,孔雀绿,品红及亚甲基蓝 例:含痕量Zn2+的微酸性溶液,加入甲基紫(R)和 SCN- R++SCN-=RSCN(载体—离子缔合物) Zn2++4SCN-=Zn(SCN)42- 2R++Zn(SCN)42-=R2Zn(SCN)4 与RSCN共沉淀
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(3)利用固溶体的形成 [加入一种载体直接与被共沉淀物形成固溶体]
(3)利用固溶体的形成 [加入一种载体直接与被共沉淀物形成固溶体] 固体萃取 例:痕量Ni2+ (详见课本)
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几个实例 (1)高纯阴极铜中微量硒碲的分离(单体利用) (2)从海水中富集W,或测定含Mo产品中的W(方法对比) (3)人发中微量镉锰的测定
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解:溶样(约2g); 后续处理: 在4-8mol/L的HCl介质中,用3-7mg的三价As作载体,6-10g次亚磷酸钠作还原剂;
As和Se,Te共沉淀析出; 1-3微克的Se,Te均能 自铜样中分离。 As(三价)到As单 质 后续处理: 溶解氧化;定容;用极谱法分别测定Se,Te
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解:(WO4-和Fe(OH)3在pH=5-8产生共沉淀,但pH较高时沉淀不完全)
5.5mg的Fe3+作载体,可共沉淀1mg的W。 与前有机沉淀剂法比较
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解:0.2g发样用混酸分解,蒸至近干,加水溶解;
依次加入15mgPAN乙醇溶液,1mLpH=10的氨水-NH4Cl缓冲液; 调pH至10(测Mn2+时至10.5); 静置后离心分离。 沉淀用少量HNO3溶解,稀释,定溶后用AAS测定。
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参考书目: 《无机及分析化学》呼世斌 高等教育出版社 《无机及分析化学教程》俞斌 化学工业出版社
《无机及分析化学》呼世斌 高等教育出版社 《无机及分析化学教程》俞斌 化学工业出版社 《化学分离富集方法及应用》中南工业大学出版社
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富集不同元素的无机沉淀剂的分类 离子及其性质 载体 碱金属及碱土金属 同晶晶体及能形成化合物的晶体 形成难容氢氧化物的离子
氢氧化物,磷酸盐,金属氟化物 形成难容氢氧化物,在弱碱介质中形成硫化物的离子 氢氧化物,磷酸盐,金属氟化物,弱碱介质中的硫化物 形成难容氢氧化物,在酸性介质中形成硫化物的离子 氢氧化物,磷酸盐,金属氟化物,酸性介质中的硫化物 形成高价酸性氧化物的变价离子 金属氧化物,低价金属硫化物,磷酸盐,金属氟化物 易水解离子(Bi,Sb,Sn等) MnO2xH2O,氢氧化物,硫化物 易还原成单体离子 Hg,Te,Se等硫化物
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常用有机共沉淀剂(不详) 沉淀剂 共沉淀元素 次甲基紫碘化物 In 甲基紫碘化物 Cu,Cd,Hg,Pb,Sb,Bi 铬黑T Cu,Au
8-羟基喹啉 Ce,Pr,Pu 双硫腙 2,4-二硝基苯胺 Cu,Au,Ag,Zn,In,Sn,Pb,Co,Ni 丹宁酸 明胶 Ca,Ba,Re,Pb,U,Ge
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