硅酸鹽光譜分析
同修 / 2022-07-06
硅酸鹽光譜分析
用于硅酸鹽光譜分析的一個(gè)系統(tǒng)分離方案中，用離子交換和萃取來(lái)實(shí)現(xiàn)組分離)。用陰離子交換法和沉淀法定量測(cè)定了天然樣品中的Cs、Sr、Zr、Cr、Nb、Np、Co、Fe、Zn和稀土等放射性元素。
離子交換色譜和萃取色譜相結(jié)合構(gòu)成了最近一種分離27種元素的方案的基礎(chǔ)680]。這27種元素是：Sb、Ga、Fe、Mo、Sn、Co、Cu、U、Zn、Cd、Bi、Ti、Sc、Th、Zr、Hf、Cr、V、Pb、Mn、Al、Ni、Mg、Ca、Ba、Sr和La。用五根柱將這些元素分離成組。大多數(shù)元素可以用選擇性洗脫分開(kāi)。分離后的元素用滴定、火焰光度法、原子吸收光譜或其他方法測(cè)定。這一方案適用于分離常量的或微量的所列元素。用中子活化分析法測(cè)定了巖石中的45種元素。用蒸餾、離子交換和萃取將這些元素分離成組后用高分辨率的Y譜儀進(jìn)行測(cè)定。此方案后來(lái)曾被用來(lái)測(cè)定巖石和阿波羅11號(hào)飛船帶回地球的月球土壤以及隕石等樣品中的許多元素。用活化分析法研究月球土壤成分的另一組科學(xué)家也利用離子交換色譜分離了銀、稀土、鈦、錯(cuò)、鈴、鉆和汞。
有人建議用纖維素的磷酸鹽來(lái)進(jìn)行稀土元素、堿金屬和堿土金屬元素的組分離。也曾在氫氧型、碳酸根型和草酸根型的強(qiáng)堿性陰離子交換柱上實(shí)現(xiàn)了堿金屬、堿土金屬和稀土元素的分離。此時(shí)交換柱起著沉淀劑和過(guò)濾器的作用。測(cè)定隕石的組成時(shí)，曾用類(lèi)似的方式分離AI、Be、Ni、Se、Mn和Ti。這些元素生成不溶性的氫氧化物，因此從pH=3～4的溶液中定量地保留到陰離子交換劑AV-17(OH-)上，而Na、K、Mg和Ca則進(jìn)入流出液。保留在柱上的元素可以選擇性洗脫分離。先經(jīng)離子交換、蒸餾、還原和萃取分離后，用活化分析法測(cè)定了梯化鋼中的痕量雜質(zhì)。曾使許多元素從四氫味喃-硝酸溶液中吸附到Dowex 50(H")陽(yáng)離子交換劑上，然后用在同一洗脫劑中的雙碗腙游液選擇性分離能生成穩(wěn)定的雙硫腙鹽的元素。離子交換和同位素交換相結(jié)合被用于從混合物中選擇性分離出放射性金、銅和梯離子。鉬酸根型的陰離子交換劑曾被用于從溶液中選擇性分離神和磷(在樹(shù)脂床上生成相應(yīng)的雜多酸)。為生物材料的活化分析，發(fā)展了一種痕量元素多組分混合物的分離方法值得一提。與前述的多數(shù)方法不同(那些方法主要是利用吸附和洗脫的多次循環(huán))，本方法所依靠的只是選擇性吸附。除去了有機(jī)物和能生成揮發(fā)性氧化物、鹵化物的元素后，使輻照過(guò)的樣品通過(guò)許多串聯(lián)的色譜柱，柱中裝著合適型式的離子交換劑或沉積在固體支持體上的萃取劑。使樣品按預(yù)定速度自動(dòng)地流過(guò)交換柱，與此同時(shí)，使適當(dāng)?shù)脑噭┤芤鹤詣?dòng)地加入到柱與柱之間的空間中，以便使輸送給每一特定柱的溶液組分維持恒定。結(jié)果是只有確定的一組元素會(huì)保留在給定的柱上。分離結(jié)束后，將每一根柱的裝料轉(zhuǎn)移到一只聚乙烯的容器中，用y譜儀測(cè)量被保留的元素。由于免去了洗脫過(guò)程，大大縮短了分離時(shí)間。用十根柱將四十個(gè)元素分離成每分只含幾個(gè)組分的小組通常只需化費(fèi)5～6分鐘。
最近描述了一些經(jīng)過(guò)改進(jìn)的、新的離子交換分離方案，用于以中子活化分析法測(cè)定生物材料中的痕量 元素，無(wú)機(jī)材料的系統(tǒng)分析，以中子活化分析法測(cè)定鉑、鈀和錢(qián)中的痕量雜質(zhì)，以及測(cè)定巖石中的某些痕量元素。
水溶液和混合溶劑中的陰離子交換曾被用來(lái)測(cè)定錳結(jié)核中的某些主要組分和痕量元素。
在含水二氧化錳上的離子交換和二乙基二硫代氨基甲酸鹽的萃取曾用于同時(shí)測(cè)定環(huán)境樣品中的As、Cr、Se、Sb、Cd和Cu。離子交換劑還被用于分離和分析鈾的裂變產(chǎn)物。
6.8.2.2混合物中各別組分的分離
屬于周期表中同族的一組元素通常是最難分離的。在組分離的方案中，周期表中的同族元素(尤其是屬于A分族的元素)通常是一起進(jìn)行分離的。因此，下面將按照周期表的族來(lái)討論從混合物中分離出特定元素的可能性。在討論中以及在表所示的分離方法小結(jié)中，要包括所有的方法是不可能的。只能包括那些最常用的或者重要性日益明顯的方法。應(yīng)該指出，能夠把元素幾乎特效性地從復(fù)雜混合物中分離出來(lái)的一些方法已經(jīng)得到發(fā)展，其例子有：銅、汞、針、鋼、鈾和金的分離。設(shè)計(jì)了只用離子交換或兼用離子交換和萃取色譜的分離方案，將痕量汞幾乎特效性地從經(jīng)中子輻照過(guò)的生物樣品中分離出來(lái)。
第一族元素
1A分族。堿金屬：Li、Na、K、Rb、Cs、Fr。堿金屬離子在水溶液中通常不生成絡(luò)合物，一般不被陰離子交換劑保留?？梢杂盟崛芤簩⑺鼈儚幕撬嵝突蚍踊撬嵝完?yáng)離子交換劑上洗脫分離，但用酚磺酸型樹(shù)脂時(shí)分離效果會(huì)好得多，尤其是對(duì)于比較重的堿金屬元素。洗脫的順序與原子序數(shù)的遞增順序相符合。
在磺酸型交換劑上分離堿金屬時(shí)，用交聯(lián)度較高的樹(shù)脂效果較好。升溫對(duì)分離質(zhì)量有不利的影響。在混合溶劑，例如水-醇溶液中用陽(yáng)離子交換劑可以得到很好的分離。當(dāng)在堿性介質(zhì)中使用含騰酸基功能團(tuán)的陽(yáng)離子交換劑時(shí)，洗脫的順序發(fā)生逆轉(zhuǎn)。
在無(wú)機(jī)離子交換劑例如鎢酸錯(cuò)或磷鉬酸銨上得到了很好的分離。在水-二氧雜環(huán)已烷溶液中，在Dowex 1-X8(NO3-)陰離子樹(shù)脂上可以實(shí)現(xiàn)堿金屬的部分分離(用稀硝酸洗脫)。
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