第8章 分析化学中常用的分离和富集方法思考题及习题解答

nH = 0.09960×20.20 = 2.012 mmol

+

4．某溶液含Fe3+10 mg，将它萃取如入某有机溶剂中时，分配比=99。问用等体积溶剂萃取1次和2次，剩余Fe3+量各是多少？若在萃取2次后，分出有机层，用等体积水洗一次，会损失Fe3+多少毫克？

?1?

解：等体积萃取，n次萃取后剩余量为：mn?m0???1?D?萃取1次后剩余Fe3+量：m1?10?3+

n1?0.1mg 1?992?1?萃取2次后剩余Fe量：m2?10????0.001mg ?1?99?在萃取2次后，m0′= 10 – 0.001 mg = 10 mg

分出有机层，用等体积水洗一次，损失Fe3+量等于留在水相中Fe3+的量：

5. 100 mL含钒40 μg的试液，用10 mL钽试剂-CHCl3溶液萃取、萃取率为90%。以1cm比色皿于530 nm波长下，测得吸光度为0.384，求分配比及吸光物质得摩尔吸收系数。 解： 分配比：E?DD D?90 0.9?V100D?wD?V01040?0.9?3.6?g?mL?1 10由于钒和钽试剂形成1:1螯合物，所以

有机相中，cV?

6.有一金属螯合物在pH=3时从水相萃入甲基异丁基酮中，其分配比为5.96，现取50.0 mL含该金属离子的试液，每次用25.0 mL甲基异丁基酮于pH=3萃取，若萃取率达99.9%。问一共要萃取多少次？

?Vw?m解：对于多次萃取，E?1?n?1???

m0?DV0?Vw?n

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第8章 分析化学中常用的分离和富集方法思考题及习题解答

n = 5次

7. 试剂（HR）与某金属离子M形成MR2后而被有机溶剂萃取，反应的平衡常数即为萃取平衡常数，已知K=KD=0.15。若20.0 mL金属离子的水溶液被含有HR为2.0×10-2 mol·L-1的10.0 mL有机溶剂萃取，计算pH=3.50时，金属离子的萃取率。 解：M + 2HR有 == MR2有 + 2H+ 萃取平衡常数为

分配比为

萃取率：

8. 现有0.100 0 mol·L-1某有机一元弱酸（HA）100 mL，用25.00 mL苯萃取后，取水相25.00 mL，用0.02000 mol·L-1 NaOH溶液滴定至终点，消耗20.00 mL，计算一元弱酸在两相中的分配系数KD。

解：水相中有机弱酸的平衡浓度为：

有机相中中有机弱酸的平衡浓度为：

有机弱酸在两相中的分配系数：

9. 含有纯NaCl和KBr混合物0.2567 g，溶解后使之通过H-型离子交换树脂，流出液需要用0.1023 mol·L-1 NaOH溶液滴定至终点，需要34.56 mL，问混合物中各种盐的质量分数是多少？ 解：交换在H-型离子交换树脂的M+总量：

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第8章 分析化学中常用的分离和富集方法思考题及习题解答

mNaCl = 0.1583 g

wKBr = 38.33%

10. 用有机溶剂从100 mL某溶质的水溶液中萃取两次，每次用20 mL，萃取率达89%，计算萃取体系的分配系数。假定这种溶质在两相中均只有一种存在形式，且无其他副反应。 解：根据假设 KD = D

??对于多次萃取，E?1?mn?1??Vw?

m0?DV0?Vw?n100? D = 10 因此89%?1?????D?20?100?

11. 螯合物萃取体系的萃取常数，与螯合物的分配系数KD(MRn)，螯合物的分配系数KD(HR)和螯合物稳定数常有密切关系。试根据下列反应，推导出K萃与这几个常数的关系式。

(Mn+)w + n(HR)o == (MRn)o + n(H+)w

解：∵ [MRn]0=KD(MRn)·[MRn]w，[HR]0=KD(HR)·[HR]w

[MRn]0[H?]nKD(MRn)?[MRn]?[H?]n[R?]n?K萃??n?n[Mn?][HR]0KD(HR)?[HR]n?[Mn?][R?]nKD(MRn)[MRn][H?]n?[R?]n?n??KD(HR)[Mn?][R?]n[HR]nnKD(MRn)???Ka(HR)?nKD(HR)2

?Ka(HR)????KD(MRn)???K(HR)???D?n

12. 某含铜试样用二苯硫腙-CHCl3光度法测定铜，称取试样0.2000 g溶解后定容为100 mL，取出10 mL显色并定容25 mL，用等体积的CHCl3萃取一次，有机相在最大吸收波长处以1cm比色皿测得吸光度为0.380，在该波长下ε=3.8×104mol·L-1·cm-1，若分配比D=10，试计算：a. 萃取百分率E，b. 试样中铜的质量分数。[已知Mr(Cu)=63.55] 解：有机相中铜浓度为c有?等体积萃取E?A0.380??1.0?10?5mol?L?1 3??c3.8?10?1D10?100%??100%?90.9% D?110?1试样中铜的质量分数为：

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第8章 分析化学中常用的分离和富集方法思考题及习题解答

wCumCu1.0?10?5?10?2.5?10?10?3?63.55???0.087% m0.2000

13. 称取1.5 g H-型阳离子交换树脂作成交换柱，净化后用氯化钠溶液冲洗，至甲基橙呈橙色为止。收集流出液，有甲基橙为指示剂，以0.1000 mol·L-1 NaOH标准溶液滴定，用去24.51 mL，计算该树脂的交换容量（mmol·g-1）。 解：交换容量?0.1000?24.51?1.6mmol?g?1

1.5

14. 将100 mL水样通过强酸型阳离子交换树脂，流出液用0.1042 mol·L-1的NaOH滴定，用去41.25 mL，若水样中金属离子含量以钙离子含量表示，求水样中含钙的质量浓度（mg·L-1）？ 解：水样中含钙的质量浓度为

15. 设一含有A，B两组分的混合溶液，已知Rf(A)=0.40，Rf(B)=0.60，如果色层用的滤纸条长度为20 cm，则A，B组分色层分离后的斑点中心相距最大距离为多少？ 解：A组分色层分离后的斑点中心相距原点的长度为：x = 0.40×20 = 8.0 cm

B组分色层分离后的斑点中心相距原点的长度为：y = 0.60×20 = 12.0 cm A，B组分色层分离后的斑点中心相距最大距离为：y – x = 4.0 cm

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