現(xiàn)代分離方法與技術(shù)期末復(fù)習(xí)資料(共4頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上一、名詞解釋?zhuān)悍蛛x：利用混合物中各組分在物理或化學(xué)性質(zhì)上的差異，通過(guò)適當(dāng)?shù)难b置或方法，使各組分分配至不同的空間區(qū)域或者在不同的時(shí)間依次分配至同一空間區(qū)域的過(guò)程。富集：通過(guò)分離，使目標(biāo)組分在某空間區(qū)域的濃度增大。濃縮：將溶劑部分分離，使溶質(zhì)濃度提高的過(guò)程。純化：通過(guò)分離使某種物質(zhì)的純度提高的過(guò)程分離科學(xué)：研究從混合物中分離、純化或富集某些組分以獲得相對(duì)純物質(zhì)的過(guò)程的規(guī)律、儀器制造技術(shù)及其應(yīng)用的一門(mén)學(xué)科?；厥章剩焊患稊?shù)：富集倍數(shù)待分離組分的回收率/基體回收率分離因子S：兩種物質(zhì)被分離的程度?；厥章蔙相差越大，分離效果越好。設(shè)A為目標(biāo)組分，B為共存組分，則A對(duì)B的分離因子

2、SA,B為氫鍵：氫原子在分子中與電負(fù)性較大的原子X(jué)形成共價(jià)鍵時(shí)，還可以吸引另一個(gè)電負(fù)性較大、且含有孤對(duì)電子的原子Y，形成較弱化學(xué)結(jié)合。分配平衡常數(shù)：在一定溫度下，當(dāng)某一溶質(zhì)在互不相容的兩種溶劑中達(dá)到分配平衡時(shí)，該溶質(zhì)在兩相中的濃度之比 分配比（D）：某種物質(zhì)在兩相之間各形態(tài)總濃度的比值相比：有機(jī)相和水相兩相體積之比直接溶劑萃?。嚎扇苡谒挠袡C(jī)分子（如羧酸、醇類(lèi)、糖）因具有明顯疏水性，可以直接從水相萃取到有機(jī)相。間接溶劑萃?。簾o(wú)機(jī)離子通過(guò)與萃取劑形成疏水化合物后，再被有機(jī)相萃取。協(xié)同萃取效應(yīng)：混合萃取劑同時(shí)萃取某一物質(zhì)時(shí)，其分配比顯著大于相同濃度下各單一萃取劑分配比之和。相對(duì)保留值：組分2與組分

3、1調(diào)整保留值之比：r21 = t´R2 / t´R1= V´R2 / V´R1分配系數(shù)：在某溫度T時(shí)，組分在兩相間達(dá)到分配平衡時(shí)的濃度之比。即保留時(shí)間（tR）：組分從進(jìn)樣到柱后出現(xiàn)濃度極大值時(shí)所需的時(shí)間；死時(shí)間（tM）：不與固定相作用的氣體（如空氣）的保留時(shí)間；高效毛細(xì)管電泳色譜：是指離子或帶電粒子以毛細(xì)管為分離室，以高壓直流電場(chǎng)為驅(qū)動(dòng)力，依據(jù)樣品中各組分之間淌度和分配行為上的差異而實(shí)現(xiàn)分離的液相分離分析技術(shù)。復(fù)合膜：是以微孔膜或超濾膜作支稱(chēng)層，在其表面覆蓋以厚度僅為0.10.25m的致密的均質(zhì)膜作壁障層構(gòu)成的分離膜。使得物質(zhì)的透過(guò)量有很大的增加。泡沫吸

4、附分離：泡沫分離根據(jù)表面吸附的原理，利用通氣鼓泡在液相中形成的氣泡為載體對(duì)液相中的溶質(zhì)或顆粒進(jìn)行分離，因此又稱(chēng)泡沫吸附分離。超分子分離：超分子是兩種以上的化學(xué)物種通過(guò)分子間的非共價(jià)鍵相互作用締結(jié)而成的具有特定空間結(jié)構(gòu)和功能的聚集體。利用超分子對(duì)不同分子的選擇性不同進(jìn)行的分離為超分子分離。分子蒸餾：是基于不同物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)的平均自由程的差異而進(jìn)行的分離。分子印跡：是合成對(duì)某種特定分子具有特異選擇性結(jié)合的高分子聚合物的技術(shù)。加速溶劑萃?。篈SE用溶劑從固體或半固體樣品中快速提取目標(biāo)物質(zhì)；通過(guò)高溫（50200OC）和高壓（1020MPa）加快提取速度。雙水相萃?。簩煞N聚合物水溶液混合時(shí)，當(dāng)聚合物濃度

5、達(dá)到一定值，體系會(huì)自然分成互不相溶的兩相，稱(chēng)為雙水相，被萃取物在兩個(gè)水相之間的分配就是雙水相萃取。超臨界流體萃?。阂猿R界流體為流動(dòng)相，直接從固體（粉末）或液體樣品中萃取目標(biāo)物質(zhì)的分離方法。調(diào)整保留值：調(diào)整保留時(shí)間為色譜保留時(shí)間與死時(shí)間之差，即 ，同理峰底寬：即色譜峰寬，用來(lái)衡量色譜峰寬度的參數(shù)，Wb分離度：兩相鄰組分色譜峰保留值之差與色譜峰平均底寬之比二、問(wèn)答題羅氏極性參數(shù)：對(duì)于一種溶劑，可得到3種模型化合物在該溶劑中的相對(duì)溶解能He,Hd和Hn。它們的和即為此種溶劑的總極性p',即：p' He Hd Hn溶劑選擇性三角形的作用：盡管溶劑種類(lèi)很多，但可以歸于有限的幾個(gè)選擇性組

6、。在同一選擇性組中的各種溶劑，都具有非常接近的3個(gè)選擇性參數(shù)，因此在分離過(guò)程中都有類(lèi)似的性能，若要通過(guò)選擇溶劑改善分離，就要選擇不同組的溶劑。選擇溶劑的一般步驟：1. 選擇與溶質(zhì)極性相等的溶劑：要使溶質(zhì)在溶劑中溶解度達(dá)到最大，首先要使溶質(zhì)和溶劑的極性相等。2. 調(diào)整溶劑的選擇性：在維持極性相等的前提下，更換溶劑種類(lèi)，使分離選擇性達(dá)到最佳。微濾、超濾、納濾和反滲透膜分離技術(shù)的異同：相同點(diǎn)：推動(dòng)力都是壓力差。不同點(diǎn)：微孔膜是均勻的多孔薄膜，膜孔徑在0.0210m之間，可以截留懸浮粒子，操作壓強(qiáng)在0.010.2MPa；超濾膜為不對(duì)稱(chēng)膜，其膜孔徑在1-20nm之間，操作壓強(qiáng)為 0.10.5 MPa ，

7、可截留各種可溶性大分子；反滲透膜為不對(duì)稱(chēng)膜或復(fù)合膜，孔徑小于0.5nm，可截留溶質(zhì)分子，操作壓強(qiáng)為2-100MPa。納濾膜為不對(duì)稱(chēng)膜或復(fù)合膜，膜孔徑約為1nm，可以分離低分子量有機(jī)物和二價(jià)鹽，操作壓為0.51MPa。超臨界流體萃取的原理和影響因素：超臨界流體兼有液體對(duì)物質(zhì)的高溶解度的特性，又具有氣體易于擴(kuò)散和流動(dòng)的特性，同時(shí)在臨界點(diǎn)附近溫度和壓力的微小變化會(huì)引起超臨界流體密度的顯著變化，從而使超臨界流體溶解物質(zhì)的能力發(fā)生顯著變化，這樣通過(guò)調(diào)節(jié)溫度和壓力，就可以選擇性地將樣品中的物質(zhì)萃取出來(lái)。 影響因素：壓力、溫度、超臨界流體物質(zhì)與被萃取物質(zhì)的極性、提攜劑、超臨界流體的流量、原料顆粒的粒度、提取

8、時(shí)間。反膠團(tuán)萃取的原理和影響因素：反膠團(tuán)中有一個(gè)“極性核”，它包括了表面活性劑的極性頭組成的內(nèi)表面，平衡離子和水。此極性核又稱(chēng)“水池”，水池可以增溶蛋白質(zhì)等極性分子，于是，極性的生物分子就可以溶于有機(jī)溶劑而不直接接觸有機(jī)溶劑。 影響因素：表面活性劑和溶劑種類(lèi)、水相pH值、離子強(qiáng)度色譜法分類(lèi)及分類(lèi)依據(jù)： (1)氣相色譜：流動(dòng)相為氣體。 按分離柱不同可分為：填充柱色譜和毛細(xì)管柱色譜； 按固定相的不同又分為：氣固色譜和氣液色譜 (2)液相色譜：流動(dòng)相為液體。 按固定相的不同分為：液固色譜、液液色譜和離子色譜 (3)其他色譜方法：薄層色譜和紙色譜：比較簡(jiǎn)單的色譜方法。 凝膠色譜法：測(cè)聚合物分子量分布。

9、 超臨界色譜: CO2流動(dòng)相。 高效毛細(xì)管電泳色譜:特別適合生物試樣分析分離色譜法原理和優(yōu)缺點(diǎn)：原理：基于物質(zhì)物理化學(xué)性質(zhì)的微小差異，使其在流動(dòng)相和固定相之間的分配系數(shù)不同，而當(dāng)兩相作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，組分在兩相間進(jìn)行連續(xù)多次分配，從而達(dá)到彼此分離。 優(yōu)點(diǎn)：（1）分離效率高（2） 靈敏度高（3） 分析速度快（4） 應(yīng)用范圍廣 缺點(diǎn)：被分離組分的定性較為困難分子蒸餾和普通蒸餾原理和特點(diǎn)上的區(qū)別：原理：普通蒸餾分離基于不同物質(zhì)沸點(diǎn)差異；分子蒸餾基于不同物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)的平均自由程的差異。 分子蒸餾相比普通蒸餾突出優(yōu)點(diǎn)：操作溫度低、物料受熱時(shí)間短、蒸餾壓力低、分離度高。高效毛細(xì)管電泳原理和特點(diǎn)：電泳就是在電場(chǎng)

10、作用下，電解質(zhì)溶液中的帶電粒子向兩極作定向移動(dòng)的一種電遷移現(xiàn)象。電泳法分離的依據(jù)是帶電粒子在遷移率上的差別，而高效毛細(xì)管電泳則采用了兩項(xiàng)重要改進(jìn)，一是采用了毛細(xì)管為分離室，二是采用了高達(dá)數(shù)千伏的電壓。 特點(diǎn)：毛細(xì)管的采用使產(chǎn)生的熱量能夠較快散發(fā)，大大減小了溫度效應(yīng)，使電場(chǎng)電壓可以很高。 電壓升高，電場(chǎng)推動(dòng)力大，又可進(jìn)一步使柱徑變小，柱長(zhǎng)增加。 高效毛細(xì)管電泳的柱效遠(yuǎn)高于高效液相色譜，理論塔板數(shù)高達(dá)幾十萬(wàn)塊/米，特殊柱子可以達(dá)到數(shù)百萬(wàn)。電滲析分離的原理和特點(diǎn)：當(dāng)陰、陽(yáng)極上加上電壓時(shí)，料液池中的陰離子通過(guò)陰離子交換膜遷移到陽(yáng)極池中，陽(yáng)離子通過(guò)陽(yáng)離子交換膜遷移到陰極池中，而料液中的沉淀顆粒和膠體，則

11、不能通過(guò)陰陽(yáng)離子交換膜而留在料液中，這樣陰、陽(yáng)離子和沉淀顆粒得以分離。反滲透膜分離的原理和應(yīng)用領(lǐng)域：當(dāng)加在溶液上的壓力超過(guò)了滲透壓，溶液中的溶劑會(huì)向純?nèi)軇┑姆较蛄鲃?dòng)，這個(gè)過(guò)程叫反滲透。反滲透膜分離就是利用反滲透原理而進(jìn)行的分離的方法。 主要應(yīng)用于從海水中制取淡水、純水和超純水制造、電鍍等工業(yè)廢水處理、乳品加工、抗菌素濃縮等。滲析分離的原理和應(yīng)用領(lǐng)域：滲析是一種擴(kuò)散控制的，以濃度梯度為驅(qū)動(dòng)力的膜分離方法。 主要用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。溶劑萃取的影響因素：萃取劑濃度、酸度、金屬離子濃度、鹽析劑、溫度、萃取劑和稀釋劑、樣品中的雜質(zhì)離子色譜峰寬和三種表達(dá)式：用來(lái)衡量色譜峰寬度的參數(shù)，有三種表示方法：（1）標(biāo)準(zhǔn)偏

12、差(s)：即0.607倍峰高處色譜峰寬度的一半（2）半峰寬(Y1/2)：色譜峰高一半處的寬度 Y1/2 =2.354s（3）峰底寬(Wb)：Wb=4 s膜分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：（1）無(wú)相變發(fā)生，能耗低；（2）一般無(wú)需從外界加入其他物質(zhì)，節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境；（3）可以實(shí)現(xiàn)分離與濃縮、分離與反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，從而大大提高效率；（4）常溫常壓下進(jìn)行，特別適用于熱敏性物質(zhì)的分離、濃縮；（5）不僅適用于從病毒、細(xì)菌到微粒廣泛范圍的有機(jī)物或無(wú)機(jī)物的分離，而且還適用于特殊溶液體系的分離如共沸物的分離；（6）膜組件簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)操作，易控制、易放大。 缺點(diǎn)：膜強(qiáng)度較差，使用壽命不長(zhǎng)，易于污染三、分析題塔板

13、理論的要點(diǎn)和局限性：將色譜分離過(guò)程比擬作蒸餾過(guò)程，將連續(xù)的色譜分離過(guò)程分割成多次的平衡過(guò)程的重復(fù)。 局限性：（1）柱效不能表示被分離組分的實(shí)際分離效果，當(dāng)兩組分的分配系數(shù)K相同時(shí)，無(wú)論該色譜柱的塔板數(shù)多大，都無(wú)法分離。 （2）塔板理論無(wú)法解釋同一色譜柱在不同的載氣流速下柱效不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，也無(wú)法指出影響柱效的因素及提高柱效的途徑。速率理論的要點(diǎn)和局限性：速率方程H = A + B/u + C·u ；減小A、B、C三項(xiàng)可提高柱效；存在著最佳流速；A為渦流擴(kuò)散項(xiàng)，B/u為分子擴(kuò)散項(xiàng)，Cu為傳質(zhì)阻力項(xiàng)。海水的成分和淡化分離技術(shù)：海水中主要溶解成分包括：鈉、鎂、鈣、鉀和鍶等5種陽(yáng)離子；氯根、

14、硫酸根、碳酸氫根（包括碳酸根）、溴根和氟根等5種陰離子；硼酸分子。這些成分的總量占海水中所有溶解成分的99.9%以上。 海水淡化技術(shù)：蒸餾法、電滲析法、反滲透。四、論述題1請(qǐng)根據(jù)所學(xué)知識(shí)總結(jié)這門(mén)課程的主要內(nèi)容，你從中學(xué)到了哪些有用的知識(shí)？解：前4章簡(jiǎn)要介紹了分離過(guò)程中的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)、分子間的相互作用與溶劑特性。第5章比較全面地介紹了多種萃取分離技術(shù)，除常規(guī)溶劑萃取外，還介紹了膠團(tuán)萃取、雙水相萃取、超臨界流體萃取、固相(微)萃取、液相微萃取、微波輔助溶劑萃取、加速溶劑萃取、溶劑徽膠囊萃取等新型萃取分離技術(shù)。第6、7兩章介紹了色譜分離技術(shù)。第8章介紹了在分析樣品前處理和工業(yè)上都有著廣泛應(yīng)用的膜分

15、離技術(shù)。第9章介紹了電化學(xué)分離技術(shù)。第10章簡(jiǎn)單介紹了分子蒸餾、分子印跡聚合物分離體系和超分子分離體系等三種新的分離技術(shù)以及泡沫吸附分離。從本書(shū)中我學(xué)到了分離科學(xué)的大致內(nèi)容，各種萃取技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)與應(yīng)用范圍，以及時(shí)下比較重要的色譜分離技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，膜分離技術(shù)的廣泛應(yīng)用前景等等。2、常用于水處理的膜分離技術(shù)有哪些？調(diào)研下國(guó)內(nèi)純凈水生產(chǎn)的主要分離技術(shù)是什么，這些技術(shù)除掉了原水中的哪些物質(zhì)？解：常用于水處理的膜分離技術(shù)可分為反滲透(RO)、超濾(UF)、微濾(MF)、納濾(NF)、電滲析(ED)和膜接觸器(MC)等。國(guó)內(nèi)純凈水生產(chǎn)的主要用用活性炭吸附、臭氧氧化、膜分離技術(shù)等，膜分離技術(shù)可除掉絕大部分

16、懸浮物、膠體和細(xì)菌，活性炭吸附可除掉水中產(chǎn)生臭味的物質(zhì)和有機(jī)物，同時(shí)對(duì)鉻酸根、氰、汞、鉛等離子也有吸附能力。臭氧氧化對(duì)各種致病病菌及抵抗力較強(qiáng)的芽孢、病毒等有殺滅效果，還可以除去苯、蒽等致癌物質(zhì)及水中Fe、Mn等金屬離子。3、分離科學(xué)是一門(mén)與實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合的科學(xué)，根據(jù)所學(xué)課程，試舉出一兩例有工業(yè)應(yīng)用前景的分離技術(shù)或方法。解：色譜分析法是將分離技術(shù)在線化的典范，高效的色譜分離與各種靈敏的高選擇性的檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合，使分析效率大大提高，使分析過(guò)程更易于自動(dòng)化；萃取色譜法就是溶劑萃取技術(shù)與色譜技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它將溶劑萃取中常用的液體有機(jī)萃取劑鍵合到惰性固體載體上用作液相色譜的固定相，使固定相表面的

17、萃取劑具有配位鍵或螯合能力，流動(dòng)相位水溶液，被測(cè)金屬離子因與固定相中的萃取劑形成配合物或螯合物而有水相轉(zhuǎn)移到固定相，從而使被測(cè)金屬離子得到分離。五、部分思考題1、 超分子體系用于物質(zhì)分離最顯著的特點(diǎn)是什么？解：超分子體系是兩種以上化學(xué)物通過(guò)分子的相互作用締結(jié)而成為具有特定結(jié)構(gòu)和功能的超分子體系，它在物質(zhì)分離中最顯著特點(diǎn)是它與普通分子不一樣，不在于物種的大小，而在于是否能夠把這個(gè)物質(zhì)分裂到至少在原則上能獨(dú)立存在的分子并且形成超分子的非極性共價(jià)鍵、范德華力以及氫鍵，這些力是形成分子是別的關(guān)鍵，對(duì)分離起到了關(guān)鍵作用。2、反滲透分離法和離子交換分離法各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？解：優(yōu)點(diǎn)：高，可去除大於0.0001

18、微米的離子，通過(guò)的作用，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是，通過(guò)後，只允許水通過(guò)，其他的鹽離子，微生物等等統(tǒng)統(tǒng)被截留。得到的水質(zhì)較好?；旧喜恍枰褂檬裁椿希赡苡行┬枰砑踊蜃銮逑矗?，純物理法過(guò)濾，缺點(diǎn)就是能耗高，設(shè)備一次性投資大，使用若干年後換膜的費(fèi)用也是一筆大支出。的優(yōu)點(diǎn)是可以選擇性除去或，或者選擇同時(shí)除去和，設(shè)備投資小。更換樹(shù)脂的費(fèi)用也稍低，缺點(diǎn)就是需要經(jīng)常做樹(shù)脂的再生，化料使用量大，同時(shí)帶來(lái)再生廢水的處理問(wèn)題3、簡(jiǎn)述分子蒸餾和常規(guī)蒸餾的異同點(diǎn)。解：常規(guī)蒸餾是基于不同物質(zhì)的沸點(diǎn)差異進(jìn)行的分離，而分子蒸餾是基于不同分子運(yùn)動(dòng)的平均自由程差異而實(shí)現(xiàn)的分離；常規(guī)蒸餾在沸點(diǎn)溫度下進(jìn)行，分子蒸餾可在任何溫度下進(jìn)行，只要冷熱兩面存在溫差；常規(guī)蒸餾有鼓泡沸騰現(xiàn)象，分子蒸餾是液層表面上的自由蒸發(fā)，沒(méi)有鼓泡現(xiàn)象；常規(guī)蒸餾是蒸發(fā)與冷凝的可逆過(guò)程，氣液間形成相平衡，分子蒸餾不可逆。4、談?wù)勀銓?duì)色譜分離的認(rèn)識(shí)，重點(diǎn)談?wù)勆V分離的最新進(jìn)展。解：色譜技術(shù)作為分離分析的