[科普中国]-有机共沉淀剂

有机共沉淀剂具有较高的选择性，得到的沉淀较纯净。沉淀通过灼烧即可除去有机共沉淀剂而留下待测定的元素。由于有机共沉淀剂具有这些优越性，因而它的实际应用和发展，受到了人们的注意和重视。

发展过程在沉淀分离中，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。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，沉淀分离的方法只适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，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。为了克服这种困难，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。1

分类利用有机共沉淀剂进行分离和富集的作用，大致可分为两种类型。

1、利用胶体的凝聚作用。例如，在硝酸介质中，H2WO4胶体带正电荷，加入带负电荷的丹宁胶体，则发生胶体的凝聚作用，使大部分的钨酸被沉淀下来。还有少量带负电荷的H2WO4胶粒，仍留在溶液中。此时再加入一种丹宁型的共沉淀剂辛可宁，它是一种含氨基的生物碱，在酸性条件下，以R-NH3的状态存在。加入后，由于发生胶体凝聚作用，使少量的钨酸胶体并沉淀析出。

2、利用固体萃取剂的萃取作用。有机沉淀剂与金属离子可以形成螯合物或缔合物沉淀。但是，当金属离子的浓度甚低时，则沉淀难以析出。对此，可以设法使溶液中形成一种固体萃取剂，使之与螯合物或缔合物发生共沉淀作用，从而一起析出。例如，痕量Ni2+与丁二酮肟生成很少量的丁二酮肟镍螯合物分散在溶液中，若加入丁二酮肟二烷酯的酒精溶液(丁二酮肟二烷酯难溶于水)，则析出固体的丁二酮肟二烷酯(载体)，丁二酮肟镍便被共沉淀出来。这里丁二酮肟二烷酯只起载体的作用，并未与Ni2+及其螯合物发生反应。因此，称为“惰性共沉淀剂”，常用的惰性共沉淀剂还有α-萘酚、酚酞等。2

优点有机共沉淀剂的优点主要有三个方面：

1、有效性。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。

2、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载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。

3、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入注意。1

共沉淀机理有机共沉淀实质上是在其溶液中由于加入某种共沉淀剂后形成难溶沉淀，这种沉淀具有诱导痕量元素沉淀析出的能力，只是被共沉淀的痕量元素(离子)绝不是以简单离子的形态进入载体的，而必须首先转变成一定形态的化合物后才能得以共沉淀，因此，有机共沉淀剂的选择原则取决于被共沉淀的离子在共沉淀时所呈现的化合物形态和性质。一般来说，这些化合物必须符合三个基本要求：即溶解度小、难离解和在所生成的化合物分子中具有一个较大的有机基团。这类化合物大致可以分为以下三种形式：

1、缔合物的形式。某些离子能与中性络合剂或阴离子配位体形成稳定的络离子，这种络离子能与带有相反电荷的有机体生成难溶盐形式的离子缔合物，进入具有相似结构的载体而被共沉淀析出，例如钚和铊的共沉淀便是如此。

2、生成螯合物的形式。金属离子大都具有与螯合剂形成螯合物的能力，许多离子便能以金属螯合物的形式进入载体而被共沉淀，这种螯合物既可以是不溶于水的，也可以是水溶性的，只是凡生成溶于水的螯合物在共沉淀时需要加入憎水性有机阳离子，如二苯胍等形成呈电中性的离子缔合物，然后随着过量的有机试剂，或者随着加入的惰性共沉淀剂(如萘酚，酚酞等)析出时被共沉淀带下，例如可溶于水的金属偶氮胂盐的共沉淀机理便是如此，水溶性的螯合物与两份二苯胍首先形成中性的缔合物后，再被过量的螯合剂与二苯胍形成的缔合物所其沉淀。

3、以胶体质点或水解聚集阳离子形式。这类共沉淀剂与金属离子间并不形成固定形式的化合物，而可理解形成“胶体化学机理”的共沉淀，作为这类共沉淀剂应用的例子是丹宁和一些碱性染料等，共沉淀现象在形式上相似于溶剂萃取，惟液相换作为固体，有人跚曾对此进行了进一步的研究，表明影响这些金属螯合物与有机共沉淀剂如萘酚或酚酞等惰性载体进行共沉淀的因素，与影响它们溶剂萃取的因素极为相似，如果很好地被氯仿等有机溶剂萃取的金属螯合物常常亦能很好地随着某些有机载体沉淀共沉淀带下。1

本词条内容贡献者为:

刘全生 - 副教授 - 长春理工大学