《环境化学分析》课程教学资源（PPT课件）第五章 痕量物质的分离与富集

第五章痕量物质的分离与富集 5.1概述 5.2沉淀分离法 5.3液-液萃取法 5.4离子交换分离法 5.5离子色谱法 5.6平面色谱法 5.7顶空、气提和蒸馏法 5.8浮选分离法 5.9高效毛细管电泳 2025/4/2

2025/4/2 1 第五章 痕量物质的分离与富集 5.1 概述 5.2 沉淀分离法 5.3 液-液萃取法 5.4 离子交换分离法 5.5 离子色谱法 5.6 平面色谱法 5.7 顶空、气提和蒸馏法 5.8 浮选分离法 5.9 高效毛细管电泳

5.1概述 一、痕量物质分离富集的必要性 1、待测物浓度低于测定方法的检出限 每种方法都有一定的灵敏度，而许多污染物的 浓度极微，不能直接采样进行测定。 如：1升的海水通常只含有1微克左右的铀，用 离子交换树脂将铀富集在少量树脂上，再处理成10 毫升的待测溶液，铀轴的浓度提高了100倍。用此种 方法可使测定的灵敏度提高1~3个数量级。 2025/4/2

2025/4/2 2 5.1 概述 一、痕量物质分离富集的必要性 1、待测物浓度低于测定方法的检出限 每种方法都有一定的灵敏度，而许多污染物的 浓度极微，不能直接采样进行测定。 如：1升的海水通常只含有1微克左右的铀，用 离子交换树脂将铀富集在少量树脂上，再处理成10 毫升的待测溶液，铀的浓度提高了100倍。用此种 方法可使测定的灵敏度提高1～3 个数量级

2、样品中存在大量干扰物质 环境样品中，除了含有被测组分外，还有各种 干扰物质，有的干扰物质与被测物质直接结合在一 起，有的干扰物质和被测物质同时与分析试剂发生 反应，对被测物产生干扰效应，影响了分析结果的 准确度，降低了分析方法的选择性。 在实际工作中，往往采用掩蔽、改变实验条件 (酸度、温度、试剂浓度、干扰物质形态等)来降 低或消除干扰，或将被测组分与干扰组分进行分离。 2025/4/2 3

2025/4/2 3 2、样品中存在大量干扰物质 环境样品中，除了含有被测组分外，还有各种 干扰物质，有的干扰物质与被测物质直接结合在一 起，有的干扰物质和被测物质同时与分析试剂发生 反应，对被测物产生干扰效应，影响了分析结果的 准确度，降低了分析方法的选择性。 在实际工作中，往往采用掩蔽、改变实验条件 （酸度、温度、试剂浓度、干扰物质形态等）来降 低或消除干扰，或将被测组分与干扰组分进行分离

传统的分离富集方法有沉淀分离、液-液萃取、 离子交换、柱色谱法、平面色谱法、蒸馏、吸附、 过滤等。 通过分离、富集的方法可将痕量组分与干扰 组分分离；将待测组分的浓度提高，提高分析结 果的准确度和精密度。 2025/4/2

2025/4/2 4 传统的分离富集方法有沉淀分离、液-液萃取、 离子交换、柱色谱法、平面色谱法、蒸馏、吸附、 过滤等。 通过分离、富集的方法可将痕量组分与干扰 组分分离；将待测组分的浓度提高，提高分析结 果的准确度和精密度

二、分离富集方法的评价与选用 1、待测组分的回收率 RT= ×100% 0° RT为回收率，Q红为富集后待测组分的量， 2为富集前待测组分的量。 可用标准物质、分析过的样品或标准加入法来 检验分离富集方法的回收率。 2025/4/2

2025/4/2 5 二、分离富集方法的评价与选用 T = 0 100% Q T Q R T RT 为回收率，QT 为富集后待测组分的量， QT 0为富集前待测组分的量。 1、待测组分的回收率 可用标准物质、分析过的样品或标准加入法来 检验分离富集方法的回收率

2、富集倍数 F R F- 2,10," R 2为富集后基体的量，Q为富集前基体的量。 当待测组分的浓度与基体的浓度比较小时，要求F 值大一点： 当测定方法的灵敏度较低时，要求值大一点 3、简单性、快速性并且易与测定步骤连接 4、方法的选择性和特效性 2025/4/2

2025/4/2 6 2、富集倍数 F F= M T R R = 0 0 / / M M T T Q Q Q Q QM 为富集后基体的量， QM 0为富集前基体的量。 当待测组分的浓度与基体的浓度比较小时，要求F 值大一点； 当测定方法的灵敏度较低时，要求F值大一点 3、简单性、快速性并且易与测定步骤连接 4、方法的选择性和特效性

5.2沉淀分离法 在待分离试液中，假如适当的沉淀剂，在一定 条件下使欲测组分沉淀出来，或将干扰组分沉淀， 以达到除去干扰的目的。 一、沉淀法 1、将被测组分沉淀 沉淀与其他组分分离后，经过过滤、洗涤、烘 干、称重，计算其含量或浓度。 对于痕量组分，此种方式是不可行的。要达到 沉淀的溶度积，必须加入大量的沉淀剂，引起副反 应；沉淀的量太少，无法过滤和称重。 2025/4/2

2025/4/2 7 5.2 沉淀分离法 在待分离试液中，假如适当的沉淀剂，在一定 条件下使欲测组分沉淀出来，或将干扰组分沉淀， 以达到除去干扰的目的。 一、沉淀法 1、将被测组分沉淀 沉淀与其他组分分离后，经过过滤、洗涤、烘 干、称重，计算其含量或浓度。 对于痕量组分，此种方式是不可行的。要达到 沉淀的溶度积，必须加入大量的沉淀剂，引起副反 应； 沉淀的量太少，无法过滤和称重

2、将干扰组分沉淀 加入合适的沉淀剂，与干扰组分反应生成沉淀 从而与被测组分分离。 例：分析高纯银中痕量组分时，在1 mol/L HNO3介质中，用AgCI沉淀除去银，使之与Co、Ni、 Cd、Cu等痕量组分分离。 在6mo/L硫酸中沉淀硫酸铅，使主要成分铅与 痕量组分Ag、Cd、C等分离。 2025/4/2

2025/4/2 8 2、将干扰组分沉淀 加入合适的沉淀剂，与干扰组分反应生成沉淀， 从而与被测组分分离。 例：分析高纯银中痕量组分时 ，在1 mol/L HNO3介质中，用AgCl沉淀除去银，使之与Co、Ni、 Cd、Cu等痕量组分分离。 在6 mol/L硫酸中沉淀硫酸铅，使主要成分铅与 痕量组分Ag、Cd、Cr等分离

二、 共沉淀法 1、原理 在含有痕量物质和另一常量物质的溶液中，当 常量物质形成沉淀时，痕量物质自溶液中转移到固 相的现象称为共沉淀现象。 如测量水中Pb,其浓度为1g/L,由于浓度低 直接测定有困难。可用共沉淀法富集。 取1000mL水，将其调至弱酸性，加入Hg2+,通 人H2S气体，使Hg2+与S2-生成HgS沉淀，将Pb2+共 沉淀下来，然后用2mL酸将沉淀溶解后测定。此时 Pb的浓度提高了500倍。其中HgS称为载体或捕集剂。 2025/4/2

2025/4/2 9 二、共沉淀法 1、原理 在含有痕量物质和另一常量物质的溶液中，当 常量物质形成沉淀时，痕量物质自溶液中转移到固 相的现象称为共沉淀现象。 如测量水中Pb，其浓度为1 μg/L，由于浓度低， 直接测定有困难。可用共沉淀法富集。 取1000mL水，将其调至弱酸性，加入Hg2+ ，通 人H2S气体，使Hg2+与S 2-生成HgS沉淀，将 Pb2+共 沉淀下来，然后用2 mL 酸将沉淀溶解后测定。此时 Pb的浓度提高了500倍。其中HgS称为载体或捕集剂

2、所用的载体 共沉淀是否成功取决于所用的载体。 (1)载体的种类 A无机载体： Fe(OH)3、Al(OH)3、Ga(OHD3、MnO(OHD2、 Mg(OH)2、硫化等。 利用Fε(OHD)3共沉淀可以分离富集天然水中痕 量组分As、Cd、Co、Cr、Cu、N等。 B有机载体：分为三类。 2025/4/2 10

2025/4/2 10 2、所用的载体 共沉淀是否成功取决于所用的载体。 （1）载体的种类 A 无机载体： Fe(OH)3、Al(OH)3、Ga(OH)3、MnO(OH)2、 Mg(OH)2、硫化等。 利用Fe(OH)3共沉淀可以分离富集天然水中痕 量组分As、Cd、Co、Cr、Cu、Ni等。 B 有机载体：分为三类