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胶体、吸附及共沉淀在化学分析中的利用


实验室k / 2018-07-27

    由于对吸附和共沉淀的日益了解,目前研究共沉淀的目的已经不只是为了如何防止它们的发生,而是如何积极地利用的问题了。下面我们举出其中一部分例子来加以说明。

胶体、吸附及共沉淀

    (一)提高分析反应的灵敏度
    利用沉淀的吸附性质和共沉淀来提高分析反应的灵敏度,不外乎使本来不能沉淀的微量组分发生沉淀或是使沉淀着色,或加深颜色以提高“能见度”。例如,用H2SO4不能沉淀微量Ba2+,或如果用PbSO4的醋酸铵溶液代替硫酸,就可得到PbSO4与BaSO4的共沉淀(类型未详)。这样可提高灵敏度8倍。Zn2+与(NH4)2[Hg(SCN)4]形成白色沉淀Zn[Hg(SCN)4];Cu2+与(NH4)2[Hg(SCN)4]形成黄绿色沉淀。但Zn2+与Cu2+同时存在时,则形成紫色混晶(Zn,Cu)[Hg(SCN)4],而且可使单独不生沉淀的微量Zn2+或Cu2+发生沉淀。利用这种关系,可以检出微量Cu2+或Zn2+(检出Zn2+时加入微量Cu2+)。同样,稀到不能单独与(NH4)2[Hg(SCN)4]发生沉淀的Zn2+和Co2+的溶液,如果混在一起,很快可产生蓝或蓝绿色混晶沉淀(Co,Zn)[Hg(SCN)4]。在沉淀Mg(OH)2时加入镁试剂(对硝基苯偶氮间苯二酚)和在沉淀Al(OH)3时加入茜素,都是为了使沉淀着色,以提高其能见度。在弱酸性镧盐溶液中,加人醋酸钠和稀碘溶液,然后用氨水碱化,所形成的碱式醋酸镧无色沉淀,由于吸附了碘而呈蓝色。此反应可用于检出镧,也可用以检出醋酸盐。
    (二)促集剂(载体)的利用
    在现代工业的生产中,测定微量组分,例如,测定合金中痕量金属以及测定矿物和岩石中微量稀有的和分散的元素,具有极重要的意义。但这些微量组分往往不能用普通方法直接测定,因为它们的稀度过大和限界比例不正常,甚至极灵敏反应也难达到目的。因此必须先使它们达到能够进行分析的浓度,也就是使它们与基本组分分离并加以富集。为了达到这种目的,最广泛应用的方法之一就是使微量组分之一与适宜的所谓“促集剂”或“载体”共沉淀,作为促集剂的物质必须很容易被破坏(灼烧,升华)或是很容易与待测组分分离。例如,用H2S沉淀不出来的微量Cu2+,在加入少量Hg2+盐后,再通入H2S,就能随HgS共沉淀,

mHgS·nS2-+nCu2+ → mHgS·nCuS

将所余CuO溶于少量HCl,就可进一步进行鉴定或测定。
    在大量自来水中流淀CaCO3可促集自来水中的微量铅,把它溶于醋酸后,可进一步加以测定。
    在天然水中加入铝盐,然后加氨水沉淀为氢氧化铝,即可促集水中全部徽量钛。沉淀溶于酸后,再用H2O2作钛的比色测定,

TiO2++H2O2=[TiO(H2O2)]2+ 黄色

用此法可以测定每升水中约2×10-8摩尔/升(约1μg)的钛离子。
    有机试剂
酚酞能溶于酒精(每100ml约溶10g),但难溶于水(每100ml约溶0.2g)。如果将酚酞的酒精溶液逐滴加入于很稀的Zn2+的水溶液(预先加入甲基紫和SCN-)中,则逐渐析出酚酞沉淀(白色),同时以蓝色或紫色[C24H30N3]2+·[Zn(SCN)]42-的形式将锌带下:


用此法可以沉淀100ml溶液中10-7g的锌

表3-6  微量分析中所用的促集剂

共沉淀作用 吸附作用 形成混晶
促集剂 被促集痕量 促集剂 被促集痕量 促集剂 被促集痕量
PbS CuS 铜铁试剂铁盐 Ti、V、Zr MgNH4PO4  As
Ag2S PbS

8-羟基喹啉

铝盐

Co
CuS PbS、ZnS、MoS
As2S3 HgS

SrSO4

BaSO4

Pb或Ra
Te Au(或AuTe)

    利用载体共沉淀的选择性可使微量杂质与犬量组分分开,例如在NH4Cl存在下,在中性或弱酸性溶液中,钛和磷酸锆共沉淀,而铁、钒、铬则否。
    (三)吸附指示剂
    许多被沉沈吸附后改变颜色的有机染料,可在滴定分析法中作为指示剂——吸附指示剂。

    (四)色层分析
    吸附剂的吸附性质的选择性和取代性是吸附色层分析法和离子交换色层法的根据。
    (五)油度测定法和比浊分析法
    当光线经过胶体溶液时,一部分被散射,一部分被吸收,其余则透射过去,这种性质是浊度测定法和比浊法的根据。

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