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定量分析中的分离方法及一般分析步骤（三）
发布时间：2017-09-01
(二)纸上色谱法
纸上色谱法是以滤纸作载体的色谱分离方法。这种方法设备简单，便于操作，是一种微量分离方法。
1、原理
纸上色谱法是先将滤纸放在饱和水蒸气的空气中，滤纸吸收水分后(一般吸收20％)，生成水合纤维素络合物，并固定在滤纸上作为固定相。将试液点样在滤纸条的原点处，然后使展开剂从试液斑点的一端靠滤纸的毛细管作用向另一端扩散。半展琶型通过斑点时，试液中的各组分便随着展开剂向前流动，并在两相间进行分配。由于各种组分的分配系数不同，移动速度不同，便可以彼此分离开来。
各组分在滤纸上移动的位置，常用比移值Rf表示:
Rf=原点至斑点中心的距离/原点至溶剂前沿的距离。
R f最大等于1，即该组分随溶剂上升至溶剂前沿；最小等于O，即该组分不随溶剂移动而留在原点。
2、操作方法
(1)色层滤纸的选择
色层滤纸必须质地均匀，平整无折痕，边沿整齐。纸质要纯净，杂质量要少，不能有明显的斑点。疏松度要适当，过于疏松易使斑点扩散，过于紧密则流速太慢。滤纸强度应较大，不易破裂。
(2)点样
先用铅笔在距离纸条一端2～3 cm处划一直线(起始线)，并在线上隔一定距离划一“×”号表示点样位置。用一支毛细管(内径约0.5 mm)吸取试样溶液，轻轻与“×”号处接触，使点样斑点的直径为O.2～0.5 cm。如果试液浓度较小，则点样之后放在红外线灯下或以热吹风机将其干燥，再在原位置进行第二次或第三次点样。点样之后，一定要使其干燥后再进行展开。
(3)展开剂
常用的展开剂是用有机溶剂、酸和水混合配成的。如果被分离物质各组分间的Rf之差小于0.02无法分开时，可以改变展开剂的极性大小以增大R，之差。例如增大展开剂中极性溶剂的比例，可以增大极性物质的Rf，同时减小非极性物质的Rf。各种溶剂的极性大小，已在柱中色谱法一段介绍过了。
展开剂中各组分之间以及与被分离物质之间不应发生化学反应。此外，物质在展开剂中的分配系数最好不受温度变化的影响；物质在两相问的分配平衡应能迅速达到。
(4)展开方法
纸上色谱的展开方法有上行展开法、下行展开法、二向展开法和径向展开法等，应用较广的为上行展开法。此法是在一个密闭容器底部放展开剂，将已经点样的滤纸先经水蒸气和溶剂饱和，然后悬挂在密闭容器内，使滤纸端的空白部分浸入展开剂中，展开剂因毛细管作用沿着滤纸上升，经一定时问后取出滤纸并立即用铅毛划出溶剂的前沿位置，以备测定比移值。
(5)显色
试样在滤纸上展开以后，即可根据物质的特性喷洒适宜的显色剂进行显色。如氨基酸可用茚三酮显色；有机酸用酸碱指示剂显色；Cu2+，Fe3+，Co3+，Ni2+可用二硫代乙二酰胺显色等。
配制显色剂时，尽量选用挥发性大的溶剂，以免喷在滤纸上之后引起斑点扩散、移动或变形。
显色之后，应立即用铅毛划出各色斑点的位置，以免褪色或变色后不易寻找。
(6)比移值的测定
滤纸显色后，找出各有色斑点的中心点，用米尺量出各中心点到原点之间的距离，再量出溶剂前沿到原点之间的距离，即可计算各种物质的比移值。
(7)定量测定
经纸上色谱分离法将各组分分开以后，可以在相同条件下制得一系列标准色，将其与待测斑点颜色相比较以测定其含量。也可以将斑点剪下，经灰化后用适当溶剂溶解，再用其他方法测定。
纸上色谱分离法用的样品少，设备和操作简单，分离效果好，所以特别适用于少量试样中微量成分或性质差别不大的物质的分离。因此，在有机化学、生物化学、植物和医药成分分析等方面应用较为广泛，在无机分析、特别是稀有元素的分离与分析中，也常常被采用。
(三)薄层色谱法
厚约法和且斑样品层色薄层色谱法是在纸上色谱法的基础上发展起来的。它是在一平滑的玻璃上铺上一层0.25 mm的吸附剂(氧化铝、硅胶、纤维素粉等)代替滤纸作固定相。其展开方原理与纸上色谱法基本相同。
此法的优点是展开所需时间短，比柱中色谱法、纸上色谱法分离速度快、效率高，点不易扩散，因而检出灵敏度可比纸上色谱法高10～100倍。该法所用的薄板负荷最大，为试样纯化分离提供了方便，此外，其还可以使用腐蚀性的显色剂。由于薄谱法具有上述优点，所以近年来应用日益广泛。
五、挥发和蒸馏分离法
挥发和蒸馏分离法是利用化合物的挥发性的差异来进行分离的方法，可以用于除去干扰组分，也可以用于使被测组分定量分离，然后进行测定。挥发和蒸馏法是中的一种重要的分离方法，在有机分析中也经常用到。例如有机化合物中CH，O、N、S等元素的定量分析，就采用了这种分离方法。在无机分析中，挥发和蒸的应用虽不多，但由于方法的选择性较高，容易掌握，故在某些情况下仍具有义。例如，钢铁中碳、硫的测定，就是在高温炉中通氧燃烧，使试样中的碳、二氧化碳和二氧化硫从基体中分离出来之后再进行测定的。
六、定量分析的一般步骤
试样的分析过程一般包括试样的采取和制备、定性检验、试样的分解、干扰杂质的分离和定量测定等步骤。本节简要介绍试样的采取、制备及分析等。
七、试样的采取和制备
在分析实验中，常需测定大量物料中某些组分的平均含量。介在实际分析时，人能称取几克、十分之几或更少的试样分析。为保证试样的代表性、须进行试样的采取和制备。通常遇到的分析对象，依据形态可分为气体、液体和固体三粝，对于不同的形态和不同的物料，应采取不同的采样和制样方法。
(一)液体和气体试样的采取
1、液体试样的采取
常见产品主要盛装在一定容器里，因此，若是大容器则在不同深度取样后混匀即可作为分析试样。若是小容器则从每个容器里取样，然后混匀作为分析试样。
如采取水样时，应根据具体情况，采用不同的方法。当采取水管中或有泵水井中的水样时，取样前需将水龙头或泵打开，先放水10～15 min，然后再用干净瓶子收集水样至满瓶即可。采取池、江、河中的水样时，可将干净的空瓶盖上塞子，塞上系一根绳，瓶底系一铁铊或石头，沉人离水面一定深处，然后拉绳拔塞，让水灌满瓶后取出，依此方法在不同深度取几份水样混合后，作为分析试样。
2、气体试样的采取
对于气体试样的采取，主要依据气体压力选择适当方法采样。如对略高于大气压力的气体样品，通常用采样阀采取；对高压气体，通常用减压阀减压后采取；对等于或低于大气压的气体，通常用双连球采样器采取样品。
在采取液体或气体试样时，必须先把容器及通路洗净，再用要采取的液体或气体冲洗数次或使之干燥，然后取样，以免混入杂质。
(二)固体试样的采取和制备
固体试样种类繁多，相对液体、气体而言，其采样和制样要复杂得多。
1、固体试样的采取
(1)采样量的确定
通常试样的采取量可按经验公式(亦称采样公式)计算，即：
Q=Kda
式中： Q――采取试样的最低质量，kg；
d――试样中最大颗粒的直径，mm；
K，a――经验常数，可由实验求得，通常K在0.02～1之间，a在1.8～2.5之间。
地质部门规定a为2，则式(2―3)为
Q=Kd2
由式(2―4)可知，矿石的颗粒越大，应采取的试样越多。例如，欲采取赤铁矿的试样，若矿石最大粒度的直径为20 mm，K为0.06，则应取矿样的最少量为Q=0.06×202=24 kg。
(2)采样方法
对粉末、小颗粒样品，通常用取样钻等工具取定向样品或部位样品；对大颗粒、大块状的样品，通常用舌形铲、取样钻等工具取定向样品或定位样品；对金属大块样品，通常用电钻等工具取定位样品。
参考资料：分析化学
