如何分离三价铁离子与二价镍离子

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  xiaoxueshengdi 2013-03-20 00:00:00

  1、往混合液中加入过量氢氧化钠溶液，使三价铁和二价镍分别形成氢氧化铁和氢氧化亚镍沉淀。 2、往沉淀中再加入过量浓氨水，此时镍会转化成六氨合镍配离子而溶于溶液中，沉淀只剩下氢氧化铁。 3、离心，将沉淀和溶液分别放入两个试管中，溶液加盐酸可得二价镍离子（可用丁二酮肟在pH=5~10范围内检验，生成鲜红色的螯合物沉淀）；沉淀用过量盐酸溶解可得三价铁离子（可用硫检验，生成血红色配合物）。

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  小人儿诶 2009-04-24 00:00:00

  毛细管电泳分离铁离子和镍离子 一、实验意义及原理 电泳(electrophoresis)现象的发现Z早可追溯到十九世纪初，将电泳技术用于分离分析则起源于本世纪上叶。1948年， 提塞琉斯(Tiselius)以其对界面移动法的zhuo越贡献荣膺诺贝尔化学奖。电泳分离是基于不同荷电物质电泳淌度的差异，因而在外加电场下表现出不同的迁移速度来实现分离的一种分析方法， 荷电物质(i)的迁移速度(νi)、电泳淌度(μi)和外加电场(E)之间的定量关系可由式(1)描述： υi ＝ μi E (1) 毛细管电泳技术是八十年代以来逐步发展起来的一种新型分离分析方法，由于电泳是在毛细管中完成而得名。在毛细管电泳中，毛细管的内径一般小于100μm， 因而对电泳过程中产生的大量焦尔热具有极高的散热效率，并能有效地限制对流，使毛细管电泳具有很高的分离效率，其理论塔板数一般在105以上。毛细管电泳中使用的一般是熔硅毛细管，其内表面结构是硅羟基(Si-OH)，在电泳缓冲溶液的作用下，硅羟基发生离解，使毛细管内壁带负电荷，从而在电场下产生电渗流(electroosmotic flow)现象，因此，在电场下荷电物质的迁移速度实际上是由物质的电泳淌度和电渗流淌度(μeo )共同决定的： υi ＝(μi +μeo )E (2) 如果采用迁移时间参数(t)来定性描述被分析物质的电泳性质，则有： t = Ld / υi = Ld / [(μi +μeo )E] (3) 由E＝V/ L得 t = Ld L / [(μi +μeo )V] (4) 其中，Ld、L、V分别表示毛细管的有效长度（进样端口到检测窗口的距离）、毛细管总长和外加电压。 毛细管电泳分析中Z常用的检测手段是UV/Vis检测。但是，在毛细管电泳分离无机阳离子时，由于绝大多数金属离子在UV/Vis区间无吸收，因此，除了采用间接UV/Vis检测方法外，一般需要选择适当的配位试剂对金属离子进行衍生化，使之形成稳定的配合物，然后开始分离检测。 本实验用毛细管电泳仪分离铁(II)、钴(II)和镍(II)离子，选用4-(2-吡啶偶氮)间苯二酚(PAR)为金属离子的柱前衍生化试剂。PAR的合成路线如下： 分离效率的计算： N = 5.54(t / t1/2) 2 其中，N，t， t1/2分别表示理论塔板数，迁移时间和用时间度量的半峰宽。各单个离子的分离效率应参照本实验步骤5.7) (b)中的数据求平均值： Nave = (∑N) / n 线性回归方程：计算单个离子的线性方程及其相关系数、相对标准偏差。 检测限的计算：根据实验步骤5.7) (c)的结果按照如下公式计算各单个离子的检测限 CDL＝C / [SH / 2(NH)] 其中CDL， C， SH， NH分别表示离子检测限，进样浓度，峰高和基线噪音(一般为30μAU)。 重现性：根据步骤5.7）（c）的结果计算迁移时间的标准偏差。 二、 实 验 目 的 1. 了解毛细管电泳分离分析的方法。 2. 熟悉毛细管电泳仪的基本操作。 3. 学习跨专业手段完成分析任务的方法。 三、试剂及仪器 1.试剂 2－氨基吡啶，亚硝酸异戊酯，乙醇，金属钠，间苯二酚，正丁醇，Ni(NO3)2， Fe(NO3)2， Co(NO3)2， HNO3， NaH2PO4， Na2HPO4、硼砂，氨水，氢氧化钠。 2.仪器 三口瓶（50mL），导气管（19口），量筒（10mL，50mL），烧杯（50 mL5个），锥瓶（50mL），容量瓶（100 mL4个，10 mL10个），移液管（1 mL10个），层析缸，真空干燥器，干燥管，冰浴，回流装置（回流冷凝管），加热装置（变压器、控温仪、电热圈油浴），抽滤装置（抽滤瓶、布氏漏斗），电磁搅拌器。二氧化碳钢瓶，pH计，毛细管电泳仪，熔硅毛细管（70cm×62.5cm×50μm i.d.），酸度计，UV/Vis分光光度计。 四、实验步骤 1. 衍生化试剂PAR 将5g细粉状的 2－氨基吡啶溶于约5mL的乙醇和6g亚硝酸异戊酯混合溶液中。另取1.2g 金属钠溶于18.5mL乙醇中，制成金属钠溶液。两溶液混合并缓缓加热搅拌回流2～2.5h，有棕色固体重氮盐析出，不需分离可用于下一部反应（冰冷却保护）。溶解9g间苯二酚于Z少量的无水乙醇中，加入到上述冰冷却的固体重氮盐混合物中。通入CO2气体。反应完毕后，PAR(钠盐)粗品通过抽滤收集，并用乙醇洗涤后再用1:1的乙醇－水溶液重结晶两次，于真空干燥器中干燥。产品用薄层色谱(正丁醇: 乙醇:2M氨水=3:1:1为展开剂)检查纯度，纯品应只有一个斑点，Rf=0.7。 2. 配制溶液 1）配制Fe(II)， Co(II)， Ni(II)离子的标准溶液：分别称取一定量的Ni(NO3)2， Fe(NO3)2， Co(NO3)2固体，溶于1.0×10-2mol/L HNO3中，并分别定容在100mL的容量瓶中，使其浓度为1.0×10-2 mol/L。 2）配制衍生试剂储备液：称取一定量的PAR固体，溶于1×10-2 mol/L硼砂溶液中，定容于100mL的容量瓶中，使其浓度为5.0×10-3 mol/L。 3) 配制电泳缓冲液：将 NaH2PO4， Na2HPO4分别配制成0.1 mol/L储备液， 以适当比例混合成四种pH值不同的缓冲溶液，其pH值分别为8.0， 8.5， 9.0， 9.5，以备稀释成一定浓度后使用。 3. 金属离子的柱前衍生化 用移液管分别量取一定量金属离子标准溶液、PAR储备液和pH8.0的电泳缓冲液于10mL的容量瓶中，使其定容后的浓度分别为1.0×10-5 mol/L、5.0×10-5 mol/L和5.0×10-3 mol/L，振荡后静置30min。按上述方法和实验需要配制单个金属离子标准样品和混合金属离子标准样品。 4. 确定检测波长 在UV/Vis分光光度计上对三种金属离子配合物和配体进行波长扫描，波长从360nm到700nm， 然后选择Z佳检测波长。选择标准为：（1）、三种金属离子配合物在选定波长处都有很强吸收；（2）、该波长与配体Z大吸收波长相距较远。 5. 毛细管电泳分离 1）毛细管预清洗：毛细管使用前需按如下步骤清洗：1.0 mol/L NaOH 30min， H2O 30 min， 电泳缓冲溶液30min。 2) 毛细管预平衡：完成毛细管清洗后，在不进样的条件下加高电压预电泳10min。 3）缓冲溶液pH值对分离的影响：10m mol/L NaH2PO4，-Na2HPO4+0.1m mol/L PAR缓冲溶液、30KV、进样时间5s的条件下，改变pH值：8.0， 8.5， 9.0， 9.5。 4）缓冲溶液浓度对分离的影响：pH8.0，NaH2PO4，-Na2HPO4+0.1m mol/L PAR缓冲溶液、30KV、进样时间5s的条件下，改变缓冲溶液浓度：5，10，20，30m mol/L。 5）分离电压对分离的影响：pH8.0， 10m mol/L NaH2PO4，-Na2HPO4+0.1m mol/L PAR缓冲溶液、进样时间5s的条件下，改变分离电压：30，25，20，15KV。 6）进样时间对分离的影响：pH8.0， 10m mol/L NaH2PO4，-Na2HPO4+0.1m mol/L PAR缓冲溶液、30KV，改变进样时间：0.5， 1， 2， 5， 10s。 7）在Z优分离条件下分离： (a)在Z优分离条件(文献为：pH8.0， 10m mol/L NaH2PO4，-Na2HPO4+0.1m mol/L PAR缓冲溶液、30KV、进样时间5s)下，分别对单个金属离子标准样品进样，确定各离子在分离谱图上的位置(即迁移时间t)。 (b) 改变混合样品各金属离子浓度：5.0×10－4 ，1.0×10－4，5.0×10－5，1.0×10－5， 5.0×10－6，1×10－6 mol/L，电泳六次，分别记录电泳谱图上各谱峰的峰高和峰面积，用于求算分离效率和线性回归方程。 (c) 在上述条件下用混合金属离子浓度为1.0×10－5 mol/L的标准样品连续电泳五次，记录电泳谱图上各谱峰的迁移时间，以考察方法的重现性。 五、结果与讨论 1. PAR的作用。 2. 缓冲溶液pH值对被分析物 迁移时间 的影响及原因。 3. 适合作金属离子柱前衍生化试剂的结构特点与要求。 4. 分离效果。

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