最新現(xiàn)代分離技術(shù)練習(xí)題資料

1、精品文檔齊魯工業(yè)大學(xué)17 / 18 學(xué)年第 二 學(xué)期研究生期末考試試卷（ A 卷）課 程 名 稱(chēng)：現(xiàn)代分離技術(shù) 得分：年級(jí)： 2017 級(jí)姓名： 學(xué)號(hào)：?jiǎn)柎痤}:（每題 20 分，共 100 分。請(qǐng)根據(jù)自己的實(shí)際情況和理解程度自行獨(dú)立答題，字?jǐn)?shù)不限，不必長(zhǎng)篇 大論，脈絡(luò)清晰就行。若有雷同，將視情節(jié)從嚴(yán)扣分。答題完成后，暫不要求打印。 ）1、透析、滲析、（正）滲透、反滲透、超濾、微濾、納濾與普通過(guò)濾，辨析之。2、欲對(duì)苦咸水進(jìn)行淡化，根據(jù)你所掌握的知識(shí)，可以選用哪種（些）分離方法？3、你在此前的科研工作中，接觸過(guò)哪些分離方法？請(qǐng)嘗試對(duì)其中的一種方法予以簡(jiǎn)介。4、試談?wù)劮蛛x科學(xué)的重要性及你對(duì)學(xué)習(xí)這門(mén)課

2、程的體會(huì)。5、計(jì)算題：某溶液含 Fe3+ 100 mg，用某有機(jī)溶劑萃取之，分配比 D=99。問(wèn)用等體積溶劑萃取 1 次和 2 次，溶液中剩余的 Fe3+量各是多少毫克？若是萃取 2 次后，將分出的有機(jī)層合并， 再用等體 積的水洗滌 1 次，有機(jī)相中會(huì)損失 Fe3+多少毫克？答：1、透析：通過(guò)小分子經(jīng)過(guò)半透膜擴(kuò)散到水（或緩沖液）的原理，將小分子與生物大分子分開(kāi)的 一種分離純化技術(shù)。 滲析： 又稱(chēng)透析。 一種以濃度差為推動(dòng)力的膜分離操作， 利用膜對(duì)溶質(zhì)的選擇透過(guò)性實(shí)現(xiàn)不同性 質(zhì)溶質(zhì)的分離。即利用半透膜能透過(guò)小分子和離子但不能透過(guò)膠體粒子的性質(zhì)從溶膠中除掉作為雜 質(zhì)的小分子或離子的過(guò)程。 滲透是水

3、分子經(jīng)半透膜擴(kuò)散的現(xiàn)象。它由高水分子區(qū)域 （即低濃度溶液）滲入低水分子區(qū)域 （即 高濃度溶液），直到半透膜內(nèi)外濃度平衡為止。 反滲透又稱(chēng)逆滲透，在膜的兩邊造成一個(gè)壓力差，并使其大于滲透壓，就會(huì)發(fā)生溶劑倒流， 使?jié)?度較高的溶液進(jìn)一步濃縮。 是一種以壓力差為推動(dòng)力， 從溶液中分離出溶劑的膜分離操作， 孔徑范 圍在 0.00010.001 m 之間；（由于分離的溶劑分子往往很小，不能忽略滲透壓的作用，故而成為 反滲透） 超濾是一種加壓膜分離技術(shù)， 即在一定的壓力下， 使小分子溶質(zhì)和溶劑穿過(guò)一定孔徑的特制的薄 精品文檔精品文檔膜，而使大分子溶質(zhì)不能透過(guò)， 留在膜的一邊，從而使大分子物質(zhì)得到了部分的純

4、化。分離介質(zhì)同 上，但孔徑更小，為 0.0010.02 m，分離推動(dòng)力為壓力差，膜只阻擋大分子，大分子的滲透壓 不明顯。適合于分離酶、蛋白質(zhì)等生物大分子物質(zhì)。 微濾是以多孔膜（微孔濾膜）為過(guò)濾介質(zhì)，在 0.10.3MPa 的壓力推動(dòng)下，截留溶液中的顆粒和 藻類(lèi)以及一些細(xì)菌等， 而大量溶劑、 小分子及少量大分子溶質(zhì)都能透過(guò)膜的分離過(guò)程。 以多孔細(xì)小 薄膜為過(guò)濾介質(zhì)，壓力差為推動(dòng)力，使不溶性物質(zhì)得以分離的操作，孔徑分布范圍在0.02514m之間。 納濾是以壓力差為推動(dòng)力， 介于反滲透和超濾之間的截留水中粒徑為納米級(jí)顆粒物的一種膜分離 技術(shù)。以壓力差為推動(dòng)力， 從溶液中分離 3001000 小分子量

5、的膜分離過(guò)程， 孔徑分布在平均 2nm。 普通過(guò)濾是通過(guò)特殊裝置將流體提純凈化的過(guò)程， 一般是在推動(dòng)力或者其他外力作用下懸浮液 （或含固體顆粒發(fā)熱氣體）中的液體（或氣體）透過(guò)介質(zhì)，固體顆粒及其他物質(zhì)被過(guò)濾介質(zhì)截留， 從而使固體及其他物質(zhì)與液體（或氣體）分離的操作。2、蒸餾法。把苦咸水加熱使之沸騰蒸發(fā) ,再把蒸汽冷凝成淡水的過(guò)程。蒸餾法是最早采用的淡化 法,其主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、操作容易、所得淡水水質(zhì)好。蒸餾法有許多種,如多效蒸發(fā)、多級(jí)閃蒸、壓汽蒸餾、膜蒸餾等 。 電滲析法。利用離子交換膜在電場(chǎng)作用下，分離鹽水中的陰、陽(yáng)離子,從而使淡水室中鹽分濃度降低而得到淡水的一種膜分離技術(shù)。電滲析裝置是利

6、用離子在電場(chǎng)的作用下定向遷移,通過(guò)選擇透過(guò)性的離子交換膜達(dá)到除鹽目的。該技術(shù)已比較成熟 ,具有工藝簡(jiǎn)單、除鹽率高、制水成本低、操 作方便、不污染環(huán)境等主要優(yōu)點(diǎn) ,但存在對(duì)水質(zhì)要求較嚴(yán)格、需對(duì)原水進(jìn)行預(yù)處理等缺點(diǎn)。 反滲透法。在濃溶液一邊加上比自然滲透更高的壓力，扭轉(zhuǎn)自然滲透方向,把溶液中的離子壓到半透膜的另一邊。 反滲透方法可以從水中除去 90 %以上的溶解性鹽類(lèi)和 99 %以上的膠體微生物及 有機(jī)物等。具有無(wú)相態(tài)變化、常溫操作、設(shè)備簡(jiǎn)單、效益高、占地少、操作方便、能量消耗少、適 應(yīng)范圍廣、自動(dòng)化程度高和出水質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。3、萃取、過(guò)濾、蒸餾（常壓蒸餾和減壓蒸餾） 、重結(jié)晶、色譜分離（氣相色譜

7、） 、離心。 萃取分離簡(jiǎn)介：定義：利用系統(tǒng)中組分在溶劑中有不同的溶解度來(lái)分離混合物的單元操作。 原理：利用物質(zhì)在兩種互不相溶 （或微溶）的溶劑中溶解度或分配系數(shù)的不同，使溶質(zhì)物質(zhì)從一種 溶劑內(nèi)轉(zhuǎn)移到另外一種溶劑中的方法。方法：向待分離溶液（料液）中加入與之不相互溶解（至多是部分互溶）的萃取劑，形成共存的兩精品文檔精品文檔個(gè)液相。利用原溶劑與萃取劑對(duì)各組分的溶解度(包括經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后的溶解) 的差別，使它們不等 同地分配在兩液相中，然后通過(guò)兩液相的分離，實(shí)現(xiàn)組分間的分離。優(yōu)點(diǎn)：常溫操作，節(jié)省能源，不涉及固體、氣體，操作方便。 缺點(diǎn)：分離的樣品具有一點(diǎn)的局限性4. 認(rèn)識(shí)：分離科學(xué)是研究分離、富集和純

8、化物質(zhì)的一門(mén)學(xué)科。從本質(zhì)上講，它是研究被分離組分 在空間移動(dòng)和再分布的宏觀和微觀變化規(guī)律的一門(mén)學(xué)科。分離過(guò)程中伴隨著分離與混合(或定向移動(dòng)與擴(kuò)散 )、濃集與稀釋及某些情況下分子構(gòu)象的變化與其自然形態(tài)以及可逆或不可逆的過(guò)程。其 重要性可以變現(xiàn)如下幾個(gè)方面：認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界的必經(jīng)之路：獲得純物質(zhì)、鑒定結(jié)構(gòu)、了解物理、化學(xué)性質(zhì)各種分析技術(shù)的前提：去除干擾、提高檢測(cè)限(濃縮、富集) 其他學(xué)科發(fā)展的基礎(chǔ)：天然產(chǎn)物提取與分離、環(huán)境科學(xué)、有機(jī)化學(xué)、食品科學(xué)等 獲取有用物質(zhì)的手段：純凈水、精鹽、天然色素體會(huì)：分離科學(xué)這門(mén)課的開(kāi)始不讓我們了解到分離技術(shù)的發(fā)展歷史， 而且讓我學(xué)到了很多的新型的 分離手段， 拓寬了我們的視野。 這些分離方法我么可以把它應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)當(dāng)中去， 提高我們的科研素 養(yǎng)和成果。總之，分離科學(xué)這門(mén)課的開(kāi)設(shè)對(duì)我們的科研工作是有極大的幫助的。5. 解：依據(jù) mn=m0(V 水 /(DV 有+V 水 )n等體積萃取時(shí)，即 V 有=V 水，mn=m0(1/D+1) n等體積萃取 1次，剩余的 Fe3+的量為： m1=m0(1/D+1)=100*(1/(99+1)=1mg3+等體積萃取 2次，剩余的 Fe3+的量為： m1=m0(1/D+1)2=100*(1/(99+1)=0.01mg