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沉淀与过滤分离a课件.ppt

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    • 3 3 沉淀与过滤分离沉淀与过滤分离沉淀与过滤分离a 定义:定义:￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿沉淀分离法是利用沉淀分离法是利用沉淀反应沉淀反应有选择有选择地沉淀某些离子,而其它离子则留于溶液中地沉淀某些离子,而其它离子则留于溶液中从而达到分离的目的从而达到分离的目的实际的操作:实际的操作:￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿在试液中在试液中加入适当的沉淀剂加入适当的沉淀剂,使待,使待测组分沉淀出来,或将干扰组分沉淀除去,测组分沉淀出来,或将干扰组分沉淀除去,从而达到分离的目的从而达到分离的目的3.1 3.1 概述概述沉淀与过滤分离a 沉淀的基本原理沉淀的基本原理 以沉淀反应为基础,即根据溶解度原理,利用待以沉淀反应为基础,即根据溶解度原理,利用待测组分或干扰组分与沉淀剂反应,把待测组分沉淀测组分或干扰组分与沉淀剂反应,把待测组分沉淀出来,或将干扰组分沉淀析出而除去出来,或将干扰组分沉淀析出而除去 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡——在难溶电解质的饱和溶液中,在难溶电解质的饱和溶液中,未溶解的电解质和溶液中相应离子之间建立的多相未溶解的电解质和溶液中相应离子之间建立的多相电离平衡。

      电离平衡•根据溶度积的数值,可判断定温下难溶电解质在溶根据溶度积的数值,可判断定温下难溶电解质在溶液中沉淀或溶解的情况液中沉淀或溶解的情况•Ksp在一定温度下的饱和溶液中是一个常数,是衡在一定温度下的饱和溶液中是一个常数,是衡量沉淀溶解度的量沉淀溶解度的 一个尺度其大小取决于沉淀的一个尺度其大小取决于沉淀的结构、温度等因素结构、温度等因素沉淀与过滤分离a 沉淀分离法的特点:沉淀分离法的特点:((1 1)操作较繁琐且费时)操作较繁琐且费时沉淀分离需经过过滤、洗涤等多部操作沉淀分离需经过过滤、洗涤等多部操作((2 2)) 分离选择性较差分离选择性较差某些组分的沉淀,分离不完全某些组分的沉淀,分离不完全改进:改进:((1 1)加快过滤、洗涤速度;)加快过滤、洗涤速度;((2 2)使用选择性较好的有机沉淀剂,提高分离效率)使用选择性较好的有机沉淀剂,提高分离效率 沉淀分离法在分析化学中仍是一种常用的分离方法沉淀分离法在分析化学中仍是一种常用的分离方法沉淀与过滤分离a 沉淀分离法的适用范围沉淀分离法的适用范围沉淀分离法主要包括:沉淀分离法主要包括: 沉淀分离法沉淀分离法和和共沉淀分离法共沉淀分离法。

      1 1)沉淀分离通常用于较大量或中等含量(一般)沉淀分离通常用于较大量或中等含量(一般>0.01mol/L)>0.01mol/L)而以剩余被沉淀离子浓度而以剩余被沉淀离子浓度小于小于1010-5 -5 mol/Lmol/L为沉淀完全的标志为沉淀完全的标志2 2)) 在低含量分析中,沉淀分离主要是利用在低含量分析中,沉淀分离主要是利用共沉共沉淀淀现象将现象将痕量组分(小于痕量组分(小于1mg/mL))分离或富集分离或富集沉淀与过滤分离a 3.2 3.2 常用的沉淀分离体系常用的沉淀分离体系常用的沉淀试剂常用的沉淀试剂 ① ① 无机沉淀剂无机沉淀剂氢氧化物、氢氧化物、硫酸盐沉淀、硫酸盐沉淀、卤化物沉淀、硫化物沉淀、卤化物沉淀、硫化物沉淀、磷酸盐沉淀等磷酸盐沉淀等 ② ② 有机沉淀剂有机沉淀剂草酸、铜试剂、铜铁试剂草酸、铜试剂、铜铁试剂(N-亚硝基苯基羟铵亚硝基苯基羟铵)等常用的分离方法常用的分离方法 氢氧化物沉淀分离法氢氧化物沉淀分离法 硫化物沉淀分离法硫化物沉淀分离法 共沉淀分离法共沉淀分离法 均相沉淀分离法均相沉淀分离法沉淀与过滤分离a NaOH法法 可使两性氢氧化物可使两性氢氧化物(Al, Ga, Zn, Be, CrO2, Mo, W, GeO32-, V, Nb, Ta, Sn, Pb等等)溶解而与其它氢氧化物溶解而与其它氢氧化物(Cu, Hg, Fe, Co, Ni, Ti. Zr, Hf, Th, Re等等)沉淀分离。

      沉淀分离 氨水氨水-铵盐缓冲法铵盐缓冲法 控制控制pH值值8~~10,使高价离子沉淀,使高价离子沉淀(Al, Sn等等), 与一、二价与一、二价离子离子(碱土金属,一、二副族碱土金属,一、二副族)分离ZnO悬浊液法悬浊液法 控制控制pH为为6,定量沉淀,定量沉淀pH6以下能沉淀完全的金属离子以下能沉淀完全的金属离子1.1.氢氧化物沉淀氢氧化物沉淀有机碱法有机碱法 六次甲基四胺,吡啶,苯胺等有机碱与其共轭酸组成溶液六次甲基四胺,吡啶,苯胺等有机碱与其共轭酸组成溶液控制溶液的控制溶液的pH值沉淀与过滤分离a 沉淀与过滤分离a *加入加入NH4Cl的作用:的作用:((1)控制溶液的)控制溶液的pHpH为为8 8—9 9,并且防止,并且防止Mg(OH)Mg(OH)2 2沉淀沉淀和减少和减少A1(OH)A1(OH)3 3的溶解的溶解((2 2)大量的)大量的NHNH4 4+ +作为抗衡离子,减少了氢氧化物对作为抗衡离子,减少了氢氧化物对其它金属离子的吸附其它金属离子的吸附((3)大量存在的电解质促进了胶体沉淀的凝聚,可)大量存在的电解质促进了胶体沉淀的凝聚,可获得含水量小,结构紧密的沉淀获得含水量小,结构紧密的沉淀。

      沉淀与过滤分离a 氢氧化物沉淀分离的控制:氢氧化物沉淀分离的控制:1.金属氢氧化物沉淀的溶度积有相差很大,通过控制酸度使某金属氢氧化物沉淀的溶度积有相差很大,通过控制酸度使某些金属离子相互分离些金属离子相互分离2.氢氧化物沉淀为胶体沉淀,共沉淀严重,影响分离效果氢氧化物沉淀为胶体沉淀,共沉淀严重,影响分离效果1)采用)采用““小体积小体积””沉淀法沉淀法——小体积、大浓度且有大量对测小体积、大浓度且有大量对测定没有干扰的盐存在下进行沉淀定没有干扰的盐存在下进行沉淀 如:在大量如:在大量NaCl存在下,存在下,NaOH分离分离Al3+与与Fe3+((2)控制)控制pH值选择合适的沉淀剂值选择合适的沉淀剂 ——不同金属形成氢氧化物不同金属形成氢氧化物的的pH值、及介质不同值、及介质不同 如:如:Al3+、、Fe3+、、Ti((IV)与)与Cu2+、、Cd2+、、Co2+ 、、 Ni2+ 、、 Zn2+ 、、Mn2+的分离的分离((3)采用均匀沉淀法或在较热、浓溶液中沉淀并且热溶液洗涤)采用均匀沉淀法或在较热、浓溶液中沉淀并且热溶液洗涤消除共沉淀消除共沉淀((4)加入掩蔽剂提高分离选择性)加入掩蔽剂提高分离选择性沉淀与过滤分离a 金属氢氧化物开始沉淀与完全沉淀的金属氢氧化物开始沉淀与完全沉淀的pH值值沉淀与过滤分离a 加入掩蔽剂提高分离选择性加入掩蔽剂提高分离选择性沉淀与过滤分离a 提高氢氧化物沉淀分离的方法提高氢氧化物沉淀分离的方法((1 1)) 采用采用““小体积小体积””沉淀法沉淀法————小体积、大浓度且小体积、大浓度且有大量对测定没有干扰的盐存在下进行沉淀。

      如:有大量对测定没有干扰的盐存在下进行沉淀如:在大量在大量NaClNaCl存在下,存在下,NaOHNaOH分离分离AlAl3+3+与与FeFe3+3+2 2)加入掩蔽剂提高分离选择性加入掩蔽剂提高分离选择性3 3)) 控制控制pHpH值选择合适的沉淀剂值选择合适的沉淀剂 不同金属形成氢氧化物的不同金属形成氢氧化物的pHpH值及介质不同值及介质不同4 4)采用均匀沉淀法或在较热、浓溶液中沉淀并且热)采用均匀沉淀法或在较热、浓溶液中沉淀并且热溶液洗涤消除共沉淀溶液洗涤消除共沉淀 沉淀与过滤分离a 2. 硫化物沉淀硫化物沉淀((1)硫化物的溶度积相差比较大的,通过控制溶液的酸度来控制)硫化物的溶度积相差比较大的,通过控制溶液的酸度来控制硫离子浓度,而使金属离子相互分离硫离子浓度,而使金属离子相互分离2)硫化物沉淀分离的选择性不高)硫化物沉淀分离的选择性不高((3)硫化物沉淀多是胶体,共沉淀现象严重,甚至还存在继沉淀,)硫化物沉淀多是胶体,共沉淀现象严重,甚至还存在继沉淀,可以采用硫代乙酰胺在酸性或碱性溶液中水解进行均相沉淀可以采用硫代乙酰胺在酸性或碱性溶液中水解进行均相沉淀((4)适用于分离除去重金属(如)适用于分离除去重金属(如Pb2+…… ))沉淀与过滤分离a 硫化物沉淀分离的特点硫化物沉淀分离的特点((1 1)各种硫化物的溶度积相差比较大,通过)各种硫化物的溶度积相差比较大,通过控制溶液的酸度来控制硫离子浓度,而使控制溶液的酸度来控制硫离子浓度,而使金属离子相互分离。

      金属离子相互分离2 2)) H H2 2S S有毒,气味难闻;选择性差有毒,气味难闻;选择性差3 3)均相沉淀:硫化物沉淀大多是胶体,共)均相沉淀:硫化物沉淀大多是胶体,共沉淀现象比较严重,甚至还存在继沉淀现沉淀现象比较严重,甚至还存在继沉淀现象可以采用硫代乙酰胺在酸性或碱性溶象可以采用硫代乙酰胺在酸性或碱性溶液中水解进行均相沉淀液中水解进行均相沉淀沉淀与过滤分离a 3.3.其它无机沉淀剂分离法其它无机沉淀剂分离法 沉淀剂 沉淀介质 适用性与沉淀的离子稀HCl稀HNO3Ag+、Pb2+(溶解度较大)、Hg2+、Ti(IV)稀H2SO4稀HNO3Ca2+、Sr2+、Ba2+、Pb2+、Ra2+HF或NH4F弱酸介质Ca2+、Sr2+、Th(IV)、稀土H3PO4或 NaH2PO4或 Na2HPO2或 Na3PO4酸性介质弱酸性介质氨性介质Zr(IV),Hf(IV), Th(IV),Bi3+、Al3+、Fe3+、Cr3+、Cu2+等过渡金属及碱金属离子 沉淀与过滤分离a 有有机机共共沉沉淀淀剂剂具具有有较较高高的的选选择择性性,,得得到到的的沉沉淀淀较较纯纯净净沉沉淀淀通通过过灼灼烧烧即即可可除除去去有有机机共共沉沉淀淀剂剂而而留留下下待待测测定定的的元元素素。

      由由于于有有机机共共沉沉淀淀剂剂具具有有这这些些优优越越性性,,因因而而它它的的实实际际应应用用和和发发展展,,受受到到了了人人们们的的注注意意和和重重视视利利用用有有机机共共沉沉淀淀剂剂进进行行分分离离和和富富集集的的作作用用,,大大致致可可分分为为三三种种类型 a. 利利用用胶胶体体的的凝凝聚聚作作用用进进行行共共沉沉淀淀::辛辛可可宁宁,,丹丹宁,动物胶等宁,动物胶等4.4.有机沉淀剂沉淀分离法有机沉淀剂沉淀分离法沉淀与过滤分离a b、利用形成离子缔合物、利用形成离子缔合物• 有有机机共共沉沉淀淀剂剂可可以以和和一一种种物物质质形形成成沉沉淀淀作作为为裁裁体体,,能能同同另另一一种种组组成成相相似似的的由由痕痕量量元元素素和和有有机机沉沉淀淀剂剂形形成成的的化化合合物物生生成成共共溶溶体体而而一一起起沉沉淀淀下下来来例例如如在在含含有有痕痕量量Zn2+的的弱弱酸酸性性溶溶液液中中,,加加入入NH4SCN和和甲甲基基紫紫,,甲甲基基紫紫在在溶溶液液中中电电离离为为带正电荷的阳离子带正电荷的阳离子R+,其共沉淀反应为:,其共沉淀反应为:• R+ + SCN- ==RSCN↓(形成裁体形成裁体)• Zn2+ + SCN- ==Zn(SCN)42-• 2R+ + Zn(SCN)42- ==R2Zn(SCN)4(形成缔合物)(形成缔合物)• 生生成成的的R2Zn(SCN)4便便与与RSCN共共同同沉沉淀淀下下来来。

      沉沉淀淀经经过过洗洗涤涤、、灰灰化化之之后后,,即即可可将将痕痕量量的的Zn2+富富集集在在沉沉淀淀之之中中,,用用酸酸溶解之后即可进行锌的测定溶解之后即可进行锌的测定沉淀与过滤分离a C、形成螯合物沉淀、形成螯合物沉淀 所用的有机沉淀剂,常具有下列的官能团:所用的有机沉淀剂,常具有下列的官能团:-COOH, -OH, =NOH, -SH等等,,这这些些官官能能团团中中的的H+可可被被金金属属离离子子置置换换,,同同时时沉沉淀淀剂剂还还含含有有另另一一些些的的具具有有与与金金属属离离子子形形成成配配位位的的官官能能团团,,例例如如8--羟羟基基喹喹啉啉与与Al3+的作用表示为:的作用表示为:3沉淀与过滤分离a 常见有机沉淀剂常见有机沉淀剂 沉淀剂 沉淀介质 适用性与沉淀的离子 草 酸pH=1-2.5Th(IV),稀土金属离子pH=4-5+EDTACa2+,Sr2+,Ba2+铜试剂(二乙基胺二硫代甲酸钠,简称DDTC)pH=5-6Ag+、Pb2+、Cu2+、Cd2+、Bi3+、Fe3+、Co2+ 、Ni2+ 、Zn2+、Sn(IV)、Sb(III)、Tl(III)pH=5-6+EDTAAg+、Pb2+、Cu2+、Cd2+、Bi3+、Sb(III)、Tl(III)铜铁试剂(N-亚硝基苯胲铵盐)3mol/L H2SO4Cu2+、Fe3+、Ti(IV)、Nb (IV)、Ta(IV)、Ce4+ 、Sn(IV)、Zr(IV)、V(V)沉淀与过滤分离a 1. 1. 方法概述方法概述•加入某种离子同沉淀剂生成沉淀作为载加入某种离子同沉淀剂生成沉淀作为载体(沉淀剂),将痕量组分定量地沉淀体(沉淀剂),将痕量组分定量地沉淀下来,然后将沉淀分离(溶解在少量溶下来,然后将沉淀分离(溶解在少量溶剂中、灼烧等方法),以达到分离和富剂中、灼烧等方法),以达到分离和富集的目的集的目的对沉淀剂的要求:对沉淀剂的要求: 要求对欲富集的痕量组分回收率高要求对欲富集的痕量组分回收率高 要求共沉淀剂不干扰待富集组分的测定要求共沉淀剂不干扰待富集组分的测定3.3 3.3 共沉淀分离法共沉淀分离法沉淀与过滤分离a Pd2+离子附着在离子附着在CaCO3沉淀的表面,形成共沉淀。

      沉淀的表面,形成共沉淀沉淀沉淀大量大量痕量(被测)痕量(被测)2 2.共沉淀过程示意图.共沉淀过程示意图沉淀与过滤分离a ① ① 无机共沉淀剂无机共沉淀剂● ● 氢氧化物沉淀:氢氧化物沉淀: 如,如,Fe(OH)Fe(OH)3 3,Al(OH),Al(OH)3 3,MnO(OH),MnO(OH)2 2等,主要利用等,主要利用表面吸附作用使痕量金属离子共沉淀表面吸附作用使痕量金属离子共沉淀●● 硫化物沉淀:硫化物沉淀: 如,如,PbSPbS、、HgSHgS等,共沉淀是除吸附、吸留作用等,共沉淀是除吸附、吸留作用外还有后沉淀作用外还有后沉淀作用●● 某些晶形沉淀:某些晶形沉淀: 如,如,BaSOBaSO4 4,,SrSOSrSO4 4,,SrCOSrCO3 3等,可与生成相似晶等,可与生成相似晶格的离子形成混晶(如格的离子形成混晶(如BaSOBaSO4 4-RaSO-RaSO4 4、、BaSOBaSO4 4- -PbSOPbSO4 4等)而共沉淀等)而共沉淀沉淀与过滤分离a 无机共沉淀剂无机共沉淀剂沉淀与过滤分离a ② ② 有机共沉淀剂有机共沉淀剂共沉淀方式共沉淀方式 载体载体 共沉淀的离子共沉淀的离子 或化合物或化合物离子缔合物离子缔合物甲基紫(甲基甲基紫(甲基橙、结晶紫、橙、结晶紫、酚酞)的酚酞)的NH4SCN溶液溶液Zn2+、、Co2+ 、、Hg2+、、Cd2+、、Mo((VI))惰性共沉淀惰性共沉淀二苯硫腙二苯硫腙+酚酚酞酞1-亚硝基亚硝基-2-萘酚萘酚+萘酚萘酚Ag+、、Co2+ 、、Cd2+、、Ni2+、、Cu2+、、 Zn2+胶体的凝聚胶体的凝聚动物胶动物胶辛可宁辛可宁单宁单宁硅胶硅胶钨酸钨酸铌酸、钽酸铌酸、钽酸沉淀与过滤分离a ③ ③ 有机共沉淀剂优点有机共沉淀剂优点● ● 沉淀剂可以灼烧除去,不干扰以后的沉淀剂可以灼烧除去,不干扰以后的测定;测定;●● 表面吸附小,选择性高;表面吸附小,选择性高;●● 分子摩尔质量大,体积大,利于富集分子摩尔质量大,体积大,利于富集痕量组分痕量组分沉淀与过滤分离a 通常的沉淀分离操作是把沉淀剂通常的沉淀分离操作是把沉淀剂直接加入直接加入到试液到试液中,使之生成沉淀。

      虽然沉淀剂通常总在不断搅中,使之生成沉淀虽然沉淀剂通常总在不断搅拌下慢慢的加入,但总是难以避免沉淀剂在溶液拌下慢慢的加入,但总是难以避免沉淀剂在溶液中的局部过浓现象,于是往往得到颗粒细小的晶中的局部过浓现象,于是往往得到颗粒细小的晶形沉淀如形沉淀如BaSO4、、CaC2O4,或是体积庞大结构疏,或是体积庞大结构疏松的胶体沉淀,如松的胶体沉淀,如Fe(OH)3、、Al(OH)3等 为了改变沉淀的形态,可采用为了改变沉淀的形态,可采用均相沉淀法均相沉淀法——通过适当的化学反应,能在溶液内部均匀的生成通过适当的化学反应,能在溶液内部均匀的生成沉淀剂,从而可避免上述的局部过浓的现象,使沉淀剂,从而可避免上述的局部过浓的现象,使沉淀能够均匀缓慢的析出此为均相沉淀法沉淀能够均匀缓慢的析出此为均相沉淀法3.4 3.4 均相沉淀分离法均相沉淀分离法沉淀与过滤分离a 均相沉淀的原理均相沉淀的原理•对任一种溶液来说,只有当对任一种溶液来说,只有当相对过饱和度相对过饱和度超过超过临界过饱和度临界过饱和度,,晶核才能生成如果在沉淀开始时,整个溶液中沉淀物质的晶核才能生成如果在沉淀开始时,整个溶液中沉淀物质的相对过饱和度均匀地保持在刚能超过临界过饱和度,使晶核相对过饱和度均匀地保持在刚能超过临界过饱和度,使晶核可以形成,但是聚集速率较小,形成的晶核就比较少,以后可以形成,但是聚集速率较小,形成的晶核就比较少,以后继续保持均匀的适当低的相对过饱和度,晶核就逐渐长大,继续保持均匀的适当低的相对过饱和度,晶核就逐渐长大,这样就能获得颗粒粗大、形状完整的晶形沉淀。

      均相沉淀法这样就能获得颗粒粗大、形状完整的晶形沉淀均相沉淀法就是根据这个原理就是根据这个原理•在沉淀过程中,粒子在沉淀过程中,粒子聚集速率聚集速率和和定向速率定向速率影响着生成沉淀的影响着生成沉淀的类型和形状类型和形状•定向速率主要由沉淀物质的本质决定,定向速率主要由沉淀物质的本质决定,聚集速率聚集速率则取决于溶则取决于溶液中沉淀物质的液中沉淀物质的相对过饱和度相对过饱和度沉淀与过滤分离a 均相沉淀的优点均相沉淀的优点:: 这样的沉淀不但吸附的杂质少,沉淀较纯净,而这样的沉淀不但吸附的杂质少,沉淀较纯净,而且不必陈化,过滤、洗涤液较方便且不必陈化,过滤、洗涤液较方便均相沉淀的途径均相沉淀的途径 在沉淀过程中,控制一定的条件,使溶液在沉淀过程中,控制一定的条件,使溶液通过某种化学反应从内部逐渐均匀地产生沉淀剂,通过某种化学反应从内部逐渐均匀地产生沉淀剂,使沉淀能够均匀缓慢的析出,这样也能够得到颗粒使沉淀能够均匀缓慢的析出,这样也能够得到颗粒粗大的晶形沉淀和结构致密、表面积较小的非晶形粗大的晶形沉淀和结构致密、表面积较小的非晶形沉淀沉淀.途径途径:: ((1)试剂水解)试剂水解 ((2)在溶液中直接产生出沉淀)在溶液中直接产生出沉淀剂(剂(3)逐渐除去溶剂()逐渐除去溶剂(4)破坏可溶性的络合物)破坏可溶性的络合物 沉淀与过滤分离a ((1)试剂水解)试剂水解 ——利用试剂水解后产生沉淀剂。

      利用试剂水解后产生沉淀剂 例如,利用尿素水解产生的例如,利用尿素水解产生的OH- 来沉淀金属离子,是均相来沉淀金属离子,是均相沉淀法最早成功的应用沉淀法最早成功的应用•尿素尿素本身的碱性很弱,本身的碱性很弱,Kb = 1.5*10-14,可以忽略不计,但加,可以忽略不计,但加热到热到90-100℃时,便发生水解,释放出时,便发生水解,释放出OH- :: (NH2)2CO + 3H2O = CO2 + 2NH4+ + 2OH- •改变尿素的浓度及溶液温度可以控制改变尿素的浓度及溶液温度可以控制OH- 生成的速度,溶液生成的速度,溶液的冷却可以使水解停止的冷却可以使水解停止•一般样品溶液处于酸性,每一般样品溶液处于酸性,每250-500mL 溶液中可加入溶液中可加入10-15 g 尿素,溶液加热至沸腾,尿素,溶液加热至沸腾,1-2 h 后就可完成沉淀后就可完成沉淀 沉淀与过滤分离a •六次甲基四胺六次甲基四胺也是类似的试剂,它在酸性溶液中水解为氨和也是类似的试剂,它在酸性溶液中水解为氨和甲醛:甲醛: (CH2)6N4 + 10H2O = 4NH4++ 6HCHO + 4OH- , 产生的甲醛一般不干扰沉淀的生成。

      产生的甲醛一般不干扰沉淀的生成•氨基磺酸氨基磺酸的水溶液在加热时,会产生硫酸根:的水溶液在加热时,会产生硫酸根: 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热水解液能产生硫酸根:加热水解液能产生硫酸根: (C2H5)2SO4 + 2H2O = 2 H+ + SO42- + 2C2H5OH•用均相沉淀法产生的钙、锶、钡的沉淀都比直接加入硫酸根用均相沉淀法产生的钙、锶、钡的沉淀都比直接加入硫酸根效果好效果好 沉淀与过滤分离a •氧化还原反应氧化还原反应也可用于均相沉淀中例如在醋酸盐也可用于均相沉淀中例如在醋酸盐缓冲溶液中利用缓冲溶液中利用溴酸根溴酸根将铬将铬(ⅢⅢ)氧化至铬酸根,可氧化至铬酸根,可得到纯净的铬酸铅晶形沉淀氧化还原反应为:得到纯净的铬酸铅晶形沉淀氧化还原反应为: 2Cr3+ + BrO3- + 5H2O = CrO42- + Br- + 10H+ 沉淀与过滤分离a 常用的均相沉淀体系常用的均相沉淀体系沉淀沉淀剂剂试试 剂剂发发 生生 的的 反反 应应沉淀元素沉淀元素OH-尿素尿素(NH2)2CO + 3H2O = CO2 + 2NH4+ + 2OH-Al、、Ga、、Th、、Bi、、Fe、、SnS2-硫代乙硫代乙酰酰胺胺CH3CSNH2 + H2O = CH3CONH2 + H2SSb、、Mo、、Cu、、CdSO42-氨基磺酸氨基磺酸硫酸二甲硫酸二甲酯酯H2NSO3H + H2O = NH4+ + SO42- + H+(CH3)2SO4+2H2O = 2H++ SO42- + 2CH3OHBa、、Ca、、Sr、、PbC2O42-草酸二甲草酸二甲酯酯(CH3)2C2O4+2H2O=2CH3OH+C2O42- +2H+Ca、、Mg、、ZnPO43-磷酸三甲磷酸三甲酯酯(CH3)3PO4+3H2O=3CH3OH+ PO43-+3H+Zr、、HfCO32-三三氯氯乙酸乙酸CCl3COOH+2OH- = CHCl3 + CO32- + H2OLa、、Ba、、RaCrO42-Cr3+ +溴酸溴酸盐盐2Cr3++BrO3- + 5H2O = CrO42- + Br- + 10H+Pb沉淀与过滤分离a ((2)在溶液中直接产生出沉淀剂)在溶液中直接产生出沉淀剂•在试液中加入能产生沉淀剂的试剂,通过反应,逐渐、均匀在试液中加入能产生沉淀剂的试剂,通过反应,逐渐、均匀地产生沉淀剂,使被测组分沉淀。

      地产生沉淀剂,使被测组分沉淀•例如,用一般沉淀法获得的例如,用一般沉淀法获得的丁二酮肟丁二酮肟—镍镍沉淀结构疏松,体沉淀结构疏松,体积庞大,当积庞大,当Ni2+含量超过含量超过40mg时,处理就比较困难时,处理就比较困难 如采用均相沉淀法,在含如采用均相沉淀法,在含Ni2+的试液中加入过量的丁二的试液中加入过量的丁二酮,用氨水调节酮,用氨水调节pH值在值在7.5左右,在不断搅拌下加入盐酸羟左右,在不断搅拌下加入盐酸羟胺,使之与丁二酮反应,缓慢而又均匀的产生丁二酮肟,从胺,使之与丁二酮反应,缓慢而又均匀的产生丁二酮肟,从而均匀的与镍结合生成而均匀的与镍结合生成丁二酮肟丁二酮肟—镍镍沉淀析出沉淀颗粒较沉淀析出沉淀颗粒较粗,体积较小粗,体积较小沉淀与过滤分离a ((3)逐渐除去溶剂)逐渐除去溶剂•如果将试液与有机沉淀剂在某种水溶液混合,然后慢慢蒸如果将试液与有机沉淀剂在某种水溶液混合,然后慢慢蒸发除去溶剂,即可在适当的缓冲条件下进行均相沉淀发除去溶剂,即可在适当的缓冲条件下进行均相沉淀•例如,用例如,用8-羟基喹啉羟基喹啉沉淀沉淀Al3+时,可在时,可在Al3+ 试液中加入醋酸试液中加入醋酸胺缓冲溶液、胺缓冲溶液、8-羟基喹啉的丙酮溶液,在羟基喹啉的丙酮溶液,在70-80℃加热加热3h,,使丙酮挥发,使丙酮挥发,15min 后即有后即有8-羟基喹啉铝的晶形沉淀析出,羟基喹啉铝的晶形沉淀析出,此沉淀易于过滤、洗涤。

      此沉淀易于过滤、洗涤 沉淀与过滤分离a ((4)破坏可溶性的络合物)破坏可溶性的络合物•用加热方法破坏络合物,或用一种离子从络合物中置换出被用加热方法破坏络合物,或用一种离子从络合物中置换出被测离子,以破坏被测离子的络合物,都可以进行均相沉淀测离子,以破坏被测离子的络合物,都可以进行均相沉淀•例如,测定合金钢中的例如,测定合金钢中的钨元素钨元素时,用时,用浓硝酸浓硝酸(必要时加入高(必要时加入高氯酸)溶解试样后,加氯酸)溶解试样后,加H2O2、、HNO3,钨可形成过氧钨酸保,钨可形成过氧钨酸保留在溶液中,在留在溶液中,在60℃时加热时加热90min,过氧钨酸逐渐被破坏,,过氧钨酸逐渐被破坏,析出钨酸沉淀用此法沉淀钨酸,回收率高,尤其在钨含量析出钨酸沉淀用此法沉淀钨酸,回收率高,尤其在钨含量较少时,效果更显著较少时,效果更显著沉淀与过滤分离a 3.5 3.5 蛋白质沉淀分离技术蛋白质沉淀分离技术常用蛋白质沉淀技术盐析沉淀技术等电点沉淀有机溶剂沉淀热变性沉淀凝聚技术絮凝技术沉淀与过滤分离a 盐析法分离定义—— 在高浓度中性盐存在下,使目标产物的溶解度减低而产生沉淀的过程蛋白质的分离:对其生物活性有稳定作用;常用的中性盐:硫酸盐、磷酸盐、氯化物等;盐析沉淀机理p 减弱静电斥力p 去水化膜沉淀与过滤分离a 沉淀与过滤分离a 沉淀与过滤分离a 沉淀与过滤分离a 式中式中 S:蛋白质的溶解度,:蛋白质的溶解度,g/L; I:离子强度等于:离子强度等于; β:与盐的种类无关,但与温度、:与盐的种类无关,但与温度、pH和蛋白质种类有关和蛋白质种类有关 Ks:与温度和:与温度和pH无关,但与蛋白质和盐的种类有关。

      无关,但与蛋白质和盐的种类有关盐析沉淀平衡式(Cohn经验式)沉淀与过滤分离a 用盐析法分离蛋白质的二种方法n 在一定的在一定的 pH值及温度条件下,改变盐的浓度(即离值及温度条件下,改变盐的浓度(即离子强度)达到沉淀的目的,称为子强度)达到沉淀的目的,称为“KKs”分级盐析法分级盐析法 ((Ks盐析盐析:固定:固定pH, 温度,改变盐浓度)温度,改变盐浓度)n 在在一一定定的的离离子子强强度度下下,,改改变变溶溶液液的的pH值值及及温温度度,,达达到到 沉淀的目的,称为沉淀的目的,称为“β”分级盐析法分级盐析法 ((β盐析盐析:固定离子强度,改变:固定离子强度,改变pH及温度沉淀与过滤分离a 盐析剂的选择1 1)盐析剂的条件)盐析剂的条件l 盐析作用强;盐析作用强;l 盐析能力盐析能力————阴离子>阳离子;高价阴离子>低价阴离子阴离子>阳离子;高价阴离子>低价阴离子l 较大溶解度;较大溶解度;l 较好生物相容性;较好生物相容性;l 来源丰富、经济;来源丰富、经济;2 2)常用盐析剂)常用盐析剂————硫酸铵、硫酸钠硫酸铵、硫酸钠沉淀与过滤分离a 盐析过程的影响因素p 蛋白质种类和浓度蛋白质种类和浓度p 盐析剂的量盐析剂的量p pH pH值值p 温度温度盐析沉淀法的特点* 沉淀条件温和,不会引起生物物质变性失活;沉淀条件温和,不会引起生物物质变性失活;* 非蛋白的杂质夹带沉淀很少;非蛋白的杂质夹带沉淀很少;* 适用范围广;适用范围广;* 盐份含量高。

      盐份含量高沉淀与过滤分离a v 阴离子盐析效果阴离子盐析效果 柠檬酸>柠檬酸>PO43- >>SO42- >> CH3COO->> Cl->> NO3->>SCN-v 阳离子盐析效果阳离子盐析效果 NH4+ > K+>Na+ >高价阳离子>高价阳离子v 硫酸铵硫酸铵 优点:溶解度大(优点:溶解度大(769g/L,769g/L,25℃) 缺点缺点 缓冲能力差缓冲能力差 对温度不敏感(对温度不敏感(679g/L,0 ℃ )) 需要脱盐需要脱盐 分级效果好分级效果好 稳定蛋白质结构的作用稳定蛋白质结构的作用 价格低廉价格低廉阴阳离子盐析效果沉淀与过滤分离a ] 稳定稳定pH pH 用磷酸缓冲液用磷酸缓冲液] 硫酸铵加入后体积变大硫酸铵加入后体积变大] 选择饱和度选择饱和度] 分步盐析分步盐析] 初始蛋白浓度初始蛋白浓度盐析注意事项:沉淀与过滤分离a Thanks for Your Attention!Thanks for Your Attention!沉淀与过滤分离a 。

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