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定量分析中的分離方法及一般分析步驟（三）
發布時間：2017-09-01
(二)紙上色譜法
紙上色譜法是以濾紙作載體的色譜分離方法。這種方法設備簡單，便于操作，是一種微量分離方法。
1、原理
紙上色譜法是先將濾紙放在飽和水蒸氣的空氣中，濾紙吸收水分后(一般吸收20％)，生成水合纖維素絡合物，并固定在濾紙上作為固定相。將試液點樣在濾紙條的原點處，然后使展開劑從試液斑點的一端靠濾紙的毛細管作用向另一端擴散。半展琶型通過斑點時，試液中的各組分便隨著展開劑向前流動，并在兩相間進行分配。由于各種組分的分配系數不同，移動速度不同，便可以彼此分離開來。
各組分在濾紙上移動的位置，常用比移值Rf表示:
Rf=原點至斑點中心的距離/原點至溶劑前沿的距離。
R f最大等于1，即該組分隨溶劑上升至溶劑前沿；最小等于O，即該組分不隨溶劑移動而留在原點。
2、操作方法
(1)色層濾紙的選擇
色層濾紙必須質地均勻，平整無折痕，邊沿整齊。紙質要純凈，雜質量要少，不能有明顯的斑點。疏松度要適當，過于疏松易使斑點擴散，過于緊密則流速太慢。濾紙強度應較大，不易破裂。
(2)點樣
先用鉛筆在距離紙條一端2～3 cm處劃一直線(起始線)，并在線上隔一定距離劃一“×”號表示點樣位置。用一支毛細管(內徑約0.5 mm)吸取試樣溶液，輕輕與“×”號處接觸，使點樣斑點的直徑為O.2～0.5 cm。如果試液濃度較小，則點樣之后放在紅外線燈下或以熱吹風機將其干燥，再在原位置進行第二次或第三次點樣。點樣之后，一定要使其干燥后再進行展開。
(3)展開劑
常用的展開劑是用有機溶劑、酸和水混合配成的。如果被分離物質各組分間的Rf之差小于0.02無法分開時，可以改變展開劑的極性大小以增大R，之差。例如增大展開劑中極性溶劑的比例，可以增大極性物質的Rf，同時減小非極性物質的Rf。各種溶劑的極性大小，已在柱中色譜法一段介紹過了。
展開劑中各組分之間以及與被分離物質之間不應發生化學反應。此外，物質在展開劑中的分配系數最好不受溫度變化的影響；物質在兩相問的分配平衡應能迅速達到。
(4)展開方法
紙上色譜的展開方法有上行展開法、下行展開法、二向展開法和徑向展開法等，應用較廣的為上行展開法。此法是在一個密閉容器底部放展開劑，將已經點樣的濾紙先經水蒸氣和溶劑飽和，然后懸掛在密閉容器內，使濾紙端的空白部分浸入展開劑中，展開劑因毛細管作用沿著濾紙上升，經一定時問后取出濾紙并立即用鉛毛劃出溶劑的前沿位置，以備測定比移值。
(5)顯色
試樣在濾紙上展開以后，即可根據物質的特性噴灑適宜的顯色劑進行顯色。如氨基酸可用茚三酮顯色；有機酸用酸堿指示劑顯色；Cu2+，Fe3+，Co3+，Ni2+可用二硫代乙二酰胺顯色等。
配制顯色劑時，盡量選用揮發性大的溶劑，以免噴在濾紙上之后引起斑點擴散、移動或變形。
顯色之后，應立即用鉛毛劃出各色斑點的位置，以免褪色或變色后不易尋找。
(6)比移值的測定
濾紙顯色后，找出各有色斑點的中心點，用米尺量出各中心點到原點之間的距離，再量出溶劑前沿到原點之間的距離，即可計算各種物質的比移值。
(7)定量測定
經紙上色譜分離法將各組分分開以后，可以在相同條件下制得一系列標準色，將其與待測斑點顏色相比較以測定其含量。也可以將斑點剪下，經灰化后用適當溶劑溶解，再用其他方法測定。
紙上色譜分離法用的樣品少，設備和操作簡單，分離效果好，所以特別適用于少量試樣中微量成分或性質差別不大的物質的分離。因此，在有機化學、生物化學、植物和醫藥成分分析等方面應用較為廣泛，在無機分析、特別是稀有元素的分離與分析中，也常常被采用。
(三)薄層色譜法
厚約法和且斑樣品層色薄層色譜法是在紙上色譜法的基礎上發展起來的。它是在一平滑的玻璃上鋪上一層0.25 mm的吸附劑(氧化鋁、硅膠、纖維素粉等)代替濾紙作固定相。其展開方原理與紙上色譜法基本相同。
此法的優點是展開所需時間短，比柱中色譜法、紙上色譜法分離速度快、效率高，點不易擴散，因而檢出靈敏度可比紙上色譜法高10～100倍。該法所用的薄板負荷最大，為試樣純化分離提供了方便，此外，其還可以使用腐蝕性的顯色劑。由于薄譜法具有上述優點，所以近年來應用日益廣泛。
五、揮發和蒸餾分離法
揮發和蒸餾分離法是利用化合物的揮發性的差異來進行分離的方法，可以用于除去干擾組分，也可以用于使被測組分定量分離，然后進行測定。揮發和蒸餾法是中的一種重要的分離方法，在有機分析中也經常用到。例如有機化合物中CH，O、N、S等元素的定量分析，就采用了這種分離方法。在無機分析中，揮發和蒸的應用雖不多，但由于方法的選擇性較高，容易掌握，故在某些情況下仍具有義。例如，鋼鐵中碳、硫的測定，就是在高溫爐中通氧燃燒，使試樣中的碳、二氧化碳和二氧化硫從基體中分離出來之后再進行測定的。
六、定量分析的一般步驟
試樣的分析過程一般包括試樣的采取和制備、定性檢驗、試樣的分解、干擾雜質的分離和定量測定等步驟。本節簡要介紹試樣的采取、制備及分析等。
七、試樣的采取和制備
在分析實驗中，常需測定大量物料中某些組分的平均含量。介在實際分析時，人能稱取幾克、十分之幾或更少的試樣分析。為保證試樣的代表性、須進行試樣的采取和制備。通常遇到的分析對象，依據形態可分為氣體、液體和固體三糲，對于不同的形態和不同的物料，應采取不同的采樣和制樣方法。
(一)液體和氣體試樣的采取
1、液體試樣的采取
常見產品主要盛裝在一定容器里，因此，若是大容器則在不同深度取樣后混勻即可作為分析試樣。若是小容器則從每個容器里取樣，然后混勻作為分析試樣。
如采取水樣時，應根據具體情況，采用不同的方法。當采取水管中或有泵水井中的水樣時，取樣前需將水龍頭或泵打開，先放水10～15 min，然后再用干凈瓶子收集水樣至滿瓶即可。采取池、江、河中的水樣時，可將干凈的空瓶蓋上塞子，塞上系一根繩，瓶底系一鐵鉈或石頭，沉人離水面一定深處，然后拉繩拔塞，讓水灌滿瓶后取出，依此方法在不同深度取幾份水樣混合后，作為分析試樣。
2、氣體試樣的采取
對于氣體試樣的采取，主要依據氣體壓力選擇適當方法采樣。如對略高于大氣壓力的氣體樣品，通常用采樣閥采取；對高壓氣體，通常用減壓閥減壓后采取；對等于或低于大氣壓的氣體，通常用雙連球采樣器采取樣品。
在采取液體或氣體試樣時，必須先把容器及通路洗凈，再用要采取的液體或氣體沖洗數次或使之干燥，然后取樣，以免混入雜質。
(二)固體試樣的采取和制備
固體試樣種類繁多，相對液體、氣體而言，其采樣和制樣要復雜得多。
1、固體試樣的采取
(1)采樣量的確定
通常試樣的采取量可按經驗公式(亦稱采樣公式)計算，即：
Q=Kda
式中： Q――采取試樣的最低質量，kg；
d――試樣中最大顆粒的直徑，mm；
K，a――經驗常數，可由實驗求得，通常K在0.02～1之間，a在1.8～2.5之間。
地質部門規定a為2，則式(2―3)為
Q=Kd2
由式(2―4)可知，礦石的顆粒越大，應采取的試樣越多。例如，欲采取赤鐵礦的試樣，若礦石最大粒度的直徑為20 mm，K為0.06，則應取礦樣的最少量為Q=0.06×202=24 kg。
(2)采樣方法
對粉末、小顆粒樣品，通常用取樣鉆等工具取定向樣品或部位樣品；對大顆粒、大塊狀的樣品，通常用舌形鏟、取樣鉆等工具取定向樣品或定位樣品；對金屬大塊樣品，通常用電鉆等工具取定位樣品。
參考資料：分析化學
