在沉淀分离中,凡化合物未达到溶度积,而由于体系中其他难溶化合物在形成沉淀时引起该化合物同时沉淀的现象称为共沉淀.如果这里所析出的难溶化合物是被分离组分的话,那么共沉淀现象便是污染沉淀的主要因素,共沉淀现象则必须加以克服.而这里所讨论的,是共沉淀现象可利用的一方,即以溶液中一种沉淀(这种沉淀称为载体)析出的同时,将共存于溶液中的某些微量组分一起沉淀下来的方法,称作为共沉淀分离法。
众所周知,沉淀分离的方法只活用于常量组分的分离,对于微量元素的分离和富集,则必须用微量组分分离、富集的方法进行,而共沉淀方法便是适用于大量成分中的一些微量元素分离、富集的有效方法之一.例如海水中的微量元素测定是分析化学中的难题之一,这是因为海水是由五十种以上的元素所组成的复杂盐溶液,这些元素的总量约占海水重量的3%,其中除了Na、Ca、Cl、Mg、S、K六种常量元素占溶解盐总量的94.2%以外,其余元素中约有三十种含量在10-4-10-8%范围内,其他均在10-8%以下。如Au、Ag、Co、Ni、Mo、V、U等金属的含量便都在1微克/升以下.显然,在含量如此低的溶液中,这些元素的量是难以用光度法、极谱法、光谱法等手段进行直接测定的,为了克服这一困难,可以在测定前应用共沉淀方法富集被测元素,然后再配合应用其他方法(如光谱法等)进行含量测定,这便是共沉淀分离、富集方法应用实例。
在共沉淀分离方法中使用的共沉淀剂,有无机共沉淀剂和有机共沉淀剂两类.近二十年来,随着有机试剂的发展,有机共沉淀剂的应用资料逐渐积累,为解决许多生产实践中的具体问题(如天然水、浓盐溶液、矿石。无机材料。金属以及高纯物质等对象中的微量组分的分离、富集和测定)提供了有效而简捷的方法,迄今至少有五十种以上离子的有机共沉淀剂已被研究,这些离子如图I-1所示。
有机共沉淀剂的优点主要有三个方面:
第一,是它的有效性(见表I-1)。从中可看出即使当被分离或被富集浓缩的对象的含量低至1×10-10克/毫升甚至更低的情况下,应用有机共沉淀剂往往得到满意的效果。
第二,有机共沉淀剂的选择性较好。在共沉淀过程中几乎完全不会吸附不相干的离子.经共沉淀分离后在与作为載体的被沉淀离子的相对含量提高的同时,则与其他离子实现了有效的分离.仍以铀的共沉淀为例,这一情况从表1-2中十分清楚地反映出来。
第三,是利用有机共沉淀法所得到的沉淀不易被污染.通常只需在马弗炉中灼烧后便可将有机载体从沉淀中除去,操作比较简便.正是由于这样,近年来有机共沉淀剂的应用和研究更引人注意。
表I-1 铀的共沉淀效率与溶液稀度的关系
(咨液体积100毫升,pH4.5,1毫升0.05%偶氮胂溶液,2毫升20%二苯基胍的氯化物溶液和1毫升20%二苯胺乙醇溶液)
溶液稀度 | 共沉淀效率 (U%) |
测定方法 |
1:2×106 | 88,93 | 光度法 |
1:2×107 | 86,89 | |
1:5×108 | 96,93 | 放射分析方法 |
1:2×109 | 84,88 | |
1:2×1010 | 90,88 | |
1:5×1011 | 84,93 |