第二章沉淀分离法详解VIP免费

第二章沉淀分离法一种在试液中加入适当的沉淀剂，使某一成分以一定组成的固相析出，经过滤而与液相相分离的方法。方法经典，操作较为繁琐，但通过改进分离操作，使用选择性较好的沉淀剂，可以加快分离速度，提高分离效率。第一节无机沉淀剂分离法沉淀形式：氢氧化物、硫化物、硫酸盐、碳酸盐、草酸盐、磷酸盐、铬酸盐和卤化物以及单质等一、沉淀为氢氧化物1．沉淀与溶液pH关系溶度积Ksp→物质开始生成沉淀时的大约pH值例：[Fe3+]=0.010mol.L-1，Fe(OH)3沉淀时的pH值条件？3833104]][[spKOHFe112.106.1][LmolOH8.11pOH2.2pH当开始生成沉淀沉淀完全时，则通常需99.99%的物质被沉淀，此时[Fe3+]=10-6mol.L-11113638.104.310100.4][LmolOH5.3pH计算结果：Fe(OH)3沉淀时的pH值范围：2.2~3.5实验结果：Fe(OH)3沉淀完成时的pH值>4计算值与实验值存在差异，因为（1）沉淀的溶解度和析出的沉淀的形态、颗粒大小等条件有关，也随陈化时间的不同而改变。*同一种沉淀，颗粒大溶解度小，某些沉淀的形态，开始亚稳态，放置后转变为稳定态，亚稳态溶解度大，随着陈化时间的延长转变为溶解度更小的变体。（2）实际溶液中金属离子不只以一种阳离子形式存在还可能和OH-结合生成各种羟基络离子，也可能和溶液中的阴离子结合成各种络离子。例如：Fe3+在含Cl-溶液中，除生成Fe(OH)3沉淀外，还有可能存在Fe(OH)2+，Fe(H2O)2Cl4-，FeCl63-等形式。故实际的溶解度比计算所得的数值大的多；配位效应（3）实际溶液中离子的活度积Kap与文献报导的溶度积Ksp之间存在一定的差距。实际所需的pH值要比计算值要高一些2．氢氧化物沉淀分离法的特点（1）在某一pH值范围中往往同时有几种金属离子沉淀，分离选择性不高，但通过加入适当的络合掩蔽剂，可在一定程度上提高选择性。（2）氢氧化物沉淀一般为非晶形沉淀，共沉淀现象比较严重，为减少共沉淀现象，沉淀可在浓溶液中加热进行。3．常用沉淀剂（1）NaOH溶液NaOH是强碱，可使两性的氢氧化物溶解，而与其他氢氧化物沉淀分离。定量沉淀的离子部分沉淀的离子留于溶液中的离子Mg2+、Cu2+、Ag+Au+、Cd2+、Hg2+Ti4+、Zr4+、Hf4+Th4+、Bi3+、Fe3+Co2+、Ni2+、Mn4+、稀土离子Ca2+、Sr2+、Ba2+Nb(V)、Ta(V)AlO2-、CrO2-、ZnO22-PbO22-、SnO2-、GeO32-GaO2-、BeO22-、SiO32-WO42-、MoO42-、VO3-NaOH沉淀分离法的分离情况a、溶液中含有CO32-时，Ca2+,Sr2+,Ba2+→碳酸盐沉淀b、NaOH溶液浓度较大和Ca2+含量较高时，将部分析出沉淀c、WO42-与Ca2+共存时，由于生成难溶的CaWO4等沉淀，使分离不完全。d、CrO2-易水解，加热生成Cr(OH)3沉淀。用H2O2将CrO2-氧化为CrO42-而留于溶液中（2）氨水＋铵盐缓冲溶液调节溶液的pH值为8~10，高价金属离子沉淀，与大部分一、二价金属离子分离。另一方面，Ag+、Cu2+、Co2+等离子因形成氨络阴离子留于溶液中。定量沉淀的离子部分沉淀的离子溶液中存留的离子Hg2+、Be2+、Fe3+、Al3+、Cr3+、Bi3+、Sb3+、Sn4+、Ti4+、Zr4+、Hf4+、Th4+Mn4+、Nb(V)、Ta(V)、U()Ⅵ、稀土等Mn2+、Fe2+（有氧化剂存在时，可定量沉淀）；Pb2+（有Fe3+、Al3+共存时将被共沉淀）Ag(NH3)2+、Cu(NH3)42+、Cd(NH3)42+、Co(NH3)63+、Ni(NH3)62+、Zn(NH3)42+；Ca2+、Sr2+、Ba2+、Mg2+等氨水加铵盐沉淀分离法的分离情况氨水加铵盐沉淀剂的优点：a、控制溶液的pH值，提高分离的选择性。b、作为电解质，有利于沉淀的凝聚，同时氢氧化物沉淀吸附NH4+，也可以减少沉淀对其他离子的吸附。其他缓冲溶液沉淀剂醋酸-醋酸盐（pH3~5）、苯甲酸-苯甲酸盐（pH3~5）、六次甲基四胺-盐酸（pH5~6）等等（3）ZnO悬浊液ZnO+H2OZn(OH)2Zn2++2OH－[Zn2+][OH-]2=KSP=1.2×10-17以[Zn2+]对溶液pH值作图[OH-]=1.0102.117=1.1×10-8mol.L-1pOH≈8pH≈6[Zn2+]与pH值之间的关系图当溶液中存在过量Zn(OH)2时，即使[Zn2+]发生明显变化，但溶液的pH值变化很小，约6~7，可控制溶液的pH值在6~7之间，使某些高价离子定量沉淀，达到分离的目的。注：只有悬浊液阳离子不干扰测定才可使用BaCO3、CaCO3、PbCO3和MgO的悬浊液：pH值6~8二、沉淀为硫化物能形成难溶硫化...