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膠體、吸附及共沉淀在化學(xué)分析中的利用


實(shí)驗(yàn)室k / 2018-07-27

    由于對(duì)吸附和共沉淀的日益了解,目前研究共沉淀的目的已經(jīng)不只是為了如何防止它們的發(fā)生,而是如何積極地利用的問(wèn)題了。下面我們舉出其中一部分例子來(lái)加以說(shuō)明。

膠體、吸附及共沉淀

    (一)提高分析反應(yīng)的靈敏度
    利用沉淀的吸附性質(zhì)和共沉淀來(lái)提高分析反應(yīng)的靈敏度,不外乎使本來(lái)不能沉淀的微量組分發(fā)生沉淀或是使沉淀著色,或加深顏色以提高“能見(jiàn)度”。例如,用H2SO4不能沉淀微量Ba2+,或如果用PbSO4的醋酸銨溶液代替硫酸,就可得到PbSO4與BaSO4的共沉淀(類型未詳)。這樣可提高靈敏度8倍。Zn2+與(NH4)2[Hg(SCN)4]形成白色沉淀Zn[Hg(SCN)4];Cu2+與(NH4)2[Hg(SCN)4]形成黃綠色沉淀。但Zn2+與Cu2+同時(shí)存在時(shí),則形成紫色混晶(Zn,Cu)[Hg(SCN)4],而且可使單獨(dú)不生沉淀的微量Zn2+或Cu2+發(fā)生沉淀。利用這種關(guān)系,可以檢出微量Cu2+或Zn2+(檢出Zn2+時(shí)加入微量Cu2+)。同樣,稀到不能單獨(dú)與(NH4)2[Hg(SCN)4]發(fā)生沉淀的Zn2+和Co2+的溶液,如果混在一起,很快可產(chǎn)生藍(lán)或藍(lán)綠色混晶沉淀(Co,Zn)[Hg(SCN)4]。在沉淀Mg(OH)2時(shí)加入鎂試劑(對(duì)硝基苯偶氮間苯二酚)和在沉淀Al(OH)3時(shí)加入茜素,都是為了使沉淀著色,以提高其能見(jiàn)度。在弱酸性鑭鹽溶液中,加人醋酸鈉和稀碘溶液,然后用氨水堿化,所形成的堿式醋酸鑭無(wú)色沉淀,由于吸附了碘而呈藍(lán)色。此反應(yīng)可用于檢出鑭,也可用以檢出醋酸鹽。
    (二)促集劑(載體)的利用
    在現(xiàn)代工業(yè)的生產(chǎn)中,測(cè)定微量組分,例如,測(cè)定合金中痕量金屬以及測(cè)定礦物和巖石中微量稀有的和分散的元素,具有極重要的意義。但這些微量組分往往不能用普通方法直接測(cè)定,因?yàn)樗鼈兊南《冗^(guò)大和限界比例不正常,甚至極靈敏反應(yīng)也難達(dá)到目的。因此必須先使它們達(dá)到能夠進(jìn)行分析的濃度,也就是使它們與基本組分分離并加以富集。為了達(dá)到這種目的,最廣泛應(yīng)用的方法之一就是使微量組分之一與適宜的所謂“促集劑”或“載體”共沉淀,作為促集劑的物質(zhì)必須很容易被破壞(灼燒,升華)或是很容易與待測(cè)組分分離。例如,用H2S沉淀不出來(lái)的微量Cu2+,在加入少量Hg2+鹽后,再通入H2S,就能隨HgS共沉淀,

mHgS·nS2-+nCu2+ → mHgS·nCuS

將所余CuO溶于少量HCl,就可進(jìn)一步進(jìn)行鑒定或測(cè)定。
    在大量自來(lái)水中流淀CaCO3可促集自來(lái)水中的微量鉛,把它溶于醋酸后,可進(jìn)一步加以測(cè)定。
    在天然水中加入鋁鹽,然后加氨水沉淀為氫氧化鋁,即可促集水中全部徽量鈦。沉淀溶于酸后,再用H2O2作鈦的比色測(cè)定,

TiO2++H2O2=[TiO(H2O2)]2+ 黃色

用此法可以測(cè)定每升水中約2×10-8摩爾/升(約1μg)的鈦離子。
    有機(jī)試劑
酚酞能溶于酒精(每100ml約溶10g),但難溶于水(每100ml約溶0.2g)。如果將酚酞的酒精溶液逐滴加入于很稀的Zn2+的水溶液(預(yù)先加入甲基紫和SCN-)中,則逐漸析出酚酞沉淀(白色),同時(shí)以藍(lán)色或紫色[C24H30N3]2+·[Zn(SCN)]42-的形式將鋅帶下:


用此法可以沉淀100ml溶液中10-7g的鋅

表3-6  微量分析中所用的促集劑

共沉淀作用 吸附作用 形成混晶
促集劑 被促集痕量 促集劑 被促集痕量 促集劑 被促集痕量
PbS CuS 銅鐵試劑鐵鹽 Ti、V、Zr MgNH4PO4  As
Ag2S PbS

8-羥基喹啉

鋁鹽

Co
CuS PbS、ZnS、MoS
As2S3 HgS

SrSO4

BaSO4

Pb或Ra
Te Au(或AuTe)

    利用載體共沉淀的選擇性可使微量雜質(zhì)與犬量組分分開(kāi),例如在NH4Cl存在下,在中性或弱酸性溶液中,鈦和磷酸鋯共沉淀,而鐵、釩、鉻則否。
    (三)吸附指示劑
    許多被沉沈吸附后改變顏色的有機(jī)染料,可在滴定分析法中作為指示劑——吸附指示劑。

    (四)色層分析
    吸附劑的吸附性質(zhì)的選擇性和取代性是吸附色層分析法和離子交換色層法的根據(jù)。
    (五)油度測(cè)定法和比濁分析法
    當(dāng)光線經(jīng)過(guò)膠體溶液時(shí),一部分被散射,一部分被吸收,其余則透射過(guò)去,這種性質(zhì)是濁度測(cè)定法和比濁法的根據(jù)。

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