微量分离方法
微量分离方法
一、概述：分离方法的发展一直在化学、分析化学中占有极其重要的地位。分析化
学作为一门基础科学，其研究目的，就是要提供有关物质的定性、定量以及结构信息，而分离正是达到这些目的的重要基础和前提条件。没有分离，复杂体系中的各个物质就不能被准确地定性和定量，更谈不上对物质进行结构分析。
对有机制备和一般有机操作而言，一般认为，数毫克至数十毫克称为微量，一百毫克以上至二克称之为半微量，而在2g以上则称之为常量。
众所周知，精馏、吸收、萃取等传统分离方法适于溶液中组分含量较高物系的分离，对稀溶液的处理则显得不经济。随着科学技术的发展，对分离技术提出了越来越高的要求。一方面像原子能、空间技术、电子工业等部门需要纯度较高的原料；另一方面有时则需要在稀溶液中将有价值的微量组分提取出来（欲分离出去和提取出来的组分的含量均为10-6级），因而近些年来超临界萃取、膜分离技术、泡沫吸附分离技术、毛细管电泳等新型分离方法领域十分活跃，相继取得了新的进展，为微量分的分离提供了新的方法和手段。
总的来说，微量分离方法有微量蒸馏、微量重结晶、微量升华、萃取法（固相萃取、液相微萃取、微波萃取和超临界萃取技术等）、色谱法（纸色谱、薄层色谱、高效液相、气相色谱、离子交换色谱）、毛细管电泳法、泡沫分离法（泡沫浮选）、以及膜分离技术等。
二、常见微量分离方法
1、微量蒸馏
微量蒸馏的原理和常量蒸馏原理是相同的。蒸馏是一种热力学的分离工艺，它利用混合液体或液—固体系中各组分沸点不同，使低沸点组分蒸发，再冷凝以分离整
个组分的操作过程，是蒸发和冷凝两种单元操作德联合。与其他的分离手段如萃取、吸附等相比，它的优点在于不需要=使用混合组分以为的其他溶剂，从而不会引入新
的杂质。
微量蒸馏的主要装置是微量蒸馏管，如图1-1所示，管长约60毫米，直径4-5毫米，管子中部有一处或二处缩小，管末端熔闭并焼接一根长50毫米的玻璃棒，管底放入
图1-1微量蒸馏管 1.蒸馏管 2.金属加热管
少许纯净煅烧石棉，其数量足够吸附加入的液体。
使用操作：将需要蒸馏液体通过毛细管滴入到石棉上，将吸管斜立热浴或金属加热块内，亦可插入至一细金属管中，用微焰煤气灯在距管底20-25毫米处加热，加热时慢慢转动金属管，蒸馏管缩小部分上部以湿滤纸冷却，当液体蒸汽恰好上升至管中缩小处是，停止加热，将管子水平放置，凝集与凹处的液体用长80-90毫米，直径为0.5毫米的毛细管取出蒸馏成分，达到分离目的。现在多以层析法代替微量蒸馏。
2、微量重结晶
微量重结晶和常量重结晶的原理一样，利用混合物中各组分在某种溶剂中溶解度不同或在同一溶剂中不同温度时的溶解度不同而使它们相互分离。微量重结晶是在锥形管内进行的。如图2-1。
图2-1锥形管
重结晶时，溶剂与固体在锥形管中加热溶解，温度不能高于溶剂沸点，如有不溶杂质，可趁热离心，将上层清液倒入另一个试管中，或用一个预热过的微量吸管转移溶液。
3、微量升华
微量生华是利用物质由于温差太大，从固态不经过液态直接变成气态的相变过程以达到分离的目的。分为常压微量升华和微量减压升华。常压微量升华数毫克物质时，可将固体用离心机甩至一直径为1.5-20毫米的毛细管底部，将管子水平放置，有单用湿滤纸冷却，小心加热即可。微量减压升华可以采用真空升华器，如图3-1。
其可以升华0.5到10毫克样品。
图3-1真空升华器
微量升华在中药材的鉴定中占有十分重要的地位。中药材中中药所含的某些化学成分,通过加热在一定温度下能升华获得升华物。借助显微镜进行观察,可直接见到呈一定形状、颜色的物质。也有的升华物需加入一些化学试剂,才显示某种颜色或形状的化学反应。利用一些中药有升华的特性来鉴别中药,具有设备简单、操作迅速的特点。如现在已经用微量升华来鉴定的药材有大黄、沉香、决明子、麻黄等。[5]
4、萃取法
萃取是将所要分析的化合物从一种溶液（如水相）转移到另外一种不相混溶的溶液中（通常为有机相）或者从固体中将化合物提取到液相中的方法。能适用于微量分离的有固相微萃取和液相微萃取。
4.1、固相微萃取（Solid Phase Microextraction,SPME）
4.1．1基本原理：
其原理是建立在待测物在固定相和液相之间达成的平衡分配基础上的，以熔融石英光导纤维或其它材料为基体支持物，采取“相似相溶”的特点，在其表面涂渍不同性质的高分子聚合物功能层，以使样品中的目标有机物因分子间相互作用而被萃取和富集，以达到分离目标物质。然后通过直接或顶空方式，对待测物进行提取、富集、进样和解析。
固相微萃取(SPME)装置如图4-11非常小巧,型状似一只色谱注射器，由手柄(Holder)和萃取头或纤维头(Fiber)两部分构成。萃取头是一根外套不锈钢细管的1cm长、涂有不同色谱固定相或吸附剂的熔融石英纤维头，纤维头在不锈钢管内可自由伸缩，用于萃取、吸附样品；手柄用于安装或固定萃取头，可永久使用。
图4-11SPME装置
4.1.2固相微萃取过程
SPME方法是通过萃取头上的固定相涂层对样品中的待测物进行萃取和预富集。SPME操作包括三个步骤：A涂有固定相的萃取头插入样品或位于样品上方；B待测物在固定相涂层与样品间进行分配直至平衡；C将萃取头插入分析仪器的进样口，通过一定的方式解析后进行分离分析。如图4-2
图4-2SPME萃取操作
4.1.3应用实例
如S-A,Barshick[1]就用固相微萃取和气相色谱／离子阱质谱分析海水中微
量炸药。成功地从样品海水中炸药浓度为210ppt的TNT和1900ppt的RDX分离并检测出。证明了固相微萃取是一种分析海水中微量炸药的有效方法。
4.2液相微萃取
液相微萃取(liquid-phase microextraction，LPME)是1996年首次开发出的一种新型绿色环保的样品前处理技术。液相微萃取的基本原理是利用分析物和微量萃取溶剂(微升级甚至是纳升级)之间不同的分配系数，实现目标物的萃取富集，整个过程集采样、萃取和浓缩几大步骤于一体。具有萃取效率高、消耗
有机溶剂少、快速、灵敏等优点，是一种较环保的萃取方法。与传统的液一液萃取相比，可以提供与之相媲美的灵敏度，甚至更佳的富集效果。另外，它所需要的有机溶剂也是非常少的(几至几十微升)，是一项环境友好的样品前处理新技术，特别适合于环境样品中痕量、超痕量污染物的富集与测定。根据液相微萃取方法，可分为三种如图4-3：a.直接液相萃取b.液相微萃取/后萃取c.顶空液相微萃取
图4-3
4.2.1液相微萃取方法
①直接液相微萃取（direct liguid-phase microextraction，Direct-LPME）：直接利用悬挂在色谱微量进样器针头或TefIon棒端的有机溶剂对溶液中的分析物直接进行萃取的方法，叫做直接液相微萃取法。这种方法一般比较适合于萃取较为洁净的液体样品。但由于悬在色谱微量进样器针头上的有机液滴在样品搅拌时易于脱落，最近有人将多孔性的中空纤维固定在进样器的针头上，用于保护和容纳有机溶剂，同时由于纤维上的多孔性，增加了溶剂与样品接触的表面积，从而提高了萃取率。
②液相微萃取/后萃取（liguid-phase microextraction with back extraction，LPME/BE）:整个萃取过程是由给体（样品）中的分析物首先被萃取到有机溶剂中，接着又被后萃取到受体里（如图1b和c所示）。这种方式一般适用于在有机溶剂中富集效率不是很高的分析物，需要通过后萃取来进一步提高富集倍数。
③顶空液相微萃取（headspace liguid-phase microextraction，HS-LPME）:把有机溶剂悬于样品的上部空间而进行萃取的方法，叫做顶空液相微萃取法。这种方法适用于分析物容易进入样品上方空间的挥发性或半挥发性有机化合物。在顶空液相微萃取中包含3相（有机溶剂、液上空间、样品），分析物在三相中的化学势是推动分析物从样品进入有机液滴的驱动力，可以通过不断搅拌样品产生连续的新表面来增强这种驱动力。挥发性化合物在液上空间的传质速度非常快，这是因为在气相中，分析物具有较大的扩散系数，且挥发性化合物从水中到液上空间再到有机溶剂比从水中直接进入有机溶剂的传质速度快得多，所以对于水中的挥发性有机物，顶空液相微萃取法比直接液相微萃取法更快捷。
4.2．2、运用
目前主要使用LPME方法分离富集环境中的有机污染物，以便用于环境的监测。主要包括氯苯、多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）、酞酸酯、芳香胺、酚类化合物、苯及其同系物（benzene，toluene，ethylbenzene and xylene，BTEX）、硝基芳族类炸药、有机氯农药（organochlorine pesticides，OCPs）、杀虫剂硫丹、三嗪类除草剂、三卤甲烷（trihalomethanes，THMs）以及烷基酚［2］等。下图4-32为顶空单滴液相微萃取－气相色谱法测定水中苯胺类化合物的气相色谱图。
4-32
4.3微波萃取技术
微波萃取(Microwave assisted Extraction，MAE)是产生在分析化学研究的基础上的，是制备分析样品的有效方法之一。采用微波萃取法制备样品，具有时间短、节省试剂、制样精度高、回收率高等优点。微波萃取技术是微波技术与萃取技术相结合产生的新技术。该技术最早研究开始于1986年，匈牙利学者Canzler k．研究发展了用微波萃取法从土壤、种子、食品、饲料中分离各类化合物的新技术。随着技术的不断完善，微波萃取已用于农药残留、有机污染物、金属及其化合物、人血(或血清)、中药物、植物有效成分的萃取分离过程中，其应用范围遍及环境分析、化工分析、食品分析、天然产物提纯、矿物处理、生化分析、临床应用等领域。
4.3.1微波萃取的机理
微波是指波长在1mm至1m之间、频率在300MHz至300000MHz之间的电磁波，它介于红外线和无线电波之间。微波萃取的机理可由以下两方面考虑：一方面微波辐射过程是高频电磁波穿透萃取介质，到达植物物料的内部维管束和腺细胞内，由于物料内的水分大部分是在维管束和腺细胞内，水分吸收微波能后使细胞内部温度迅速上升，而溶剂对微波是透明（或半透明）的，受微波的影响小，温度较低。连续的高温使其内部压力超过细胞壁膨胀的能力，从而导致细胞破裂，细胞内的物质自由流出，萃取介质就能在较低的温度条件下捕获并溶解，通过进一步过滤和分离，便获得萃取物料。另一方面，微波所产生的电磁场，加速被萃取部分向萃取溶剂界面扩散速率，用水作溶剂时，在微波场下，水分子高速转动成为激发态，这是一种高能量不稳定状态，或者水分子汽化，加强萃取组分的驱动力；或者水分子本身释放
能量回到基态，所释放的能量传递给其他物质分子，加速其热运动，缩短萃取组分的分子由物料内部扩散到萃取溶剂界面的时间，从而使萃取速率提高数倍，同时还降低了萃取温度，最大限度保证萃取的质量。
4.3.2微波萃取的特点
传统萃取过程中的能量的累积和渗透过程以无规则的方式发生，萃取的选择性差。有限的选择性只能通过改变溶剂的性质或延长溶剂萃取的时间来获得，前者由于同时受溶解能力和扩散系数的限制，选择面很窄；后者则大大降低了萃取效率和速度。微波具有波动性、高频性、热特性和非热特性四大特点，这决定了微波萃取具有以下特点：
（1）加热迅速
微波能穿透到物料内部，使物料表里同时产生热能，其加热均匀性好，且加热迅速。
（2）选择性加热
微波加热具有选择性，可通过选择适当的溶剂来提高萃取效率，以期达到最佳的萃取效果。
（3）体积加热
微波加热是一个内部整体加热过程，它将热量直接作用于介质分子，使整个物料同时被加热，此即所谓的”体积加热”过程。
（4）高效节能
由于微波独特的加热机理，除少量传输损耗外，几乎没有其它损耗，故热效率高。
（5）易于控制
控制微波功率即可实现立即加热和终止，而应用人机界面和PLC可实现工艺过程的自动化控制。
（6）安全环保
整个过程无有害气体排放，不产生余热和粉尘污染。
与传统萃取方式相比，索氏萃取、搅拌萃取和超声波萃取等方法费时、费试剂、效率低、重现性差，而且所用试剂通常有毒，易对环境和操作人员造成危害。超临界萃取虽然具有节省试剂、无污染等优点，但是回收率较差；为了获得超临界条件，设备的一次性投资大，运行成本高，而且难于萃取强极性和大分子质量的物质。微波萃取则克服了上述方法的缺点，具有设备简单、适用范围广、萃取效率高、重现性好、节省时间、节省试剂、污染小等特点。因此，微波萃取常被称为“绿色提取工艺”。
4.4超临界萃取技术
超临界流体萃取是气-固萃取方式。萃取剂是处于超临界状态下的气体。对于某一特定气体，当温度和压力超过某一临界值（临界温度T c 和临界压力P c ）后，该气体便转化为介乎气
态和液态的超临界状态（如图4-41），形成了超临界流体。
在超临界状态下，气体比绝大多数液体具有较低的粘度和近乎于零的表面张力，具有类似气体的强大穿透能力和有机溶剂的溶解度。这一性质使得其以更快的速度穿过固相，实现分离的目的。当萃取完全时，降低压力，气体将自动挥发，萃取下来的化合物将自动得到浓缩。超临界流体萃取装置由四部分组成：超临界流体提供系统（泵）、萃取器、控制器和样品收集系统。如上图4-42所示。从钢瓶放出的CO 2经高压柱塞泵压缩形成CO 2液体，再经阀门进
入载有有机萃取物的高温萃取仪中，在超临界温度和压力下的CO 2流经样品进行超临界萃取。
随后CO 2携带萃取物经限流管一同从萃取池（样品管）流出并进入收集管内的回收液中。萃
取物被收集在小量溶液内，CO 2自然挥发。
图4-41CO
2
相图
控限
CO2
制
器
改性剂
排气
流
管
收集器
萃取器
图4-42超临界萃取示意图
超临界萃取技术在食品工业中用于茶叶、咖啡豆脱咖啡因；食品脱脂；酒花有效成分提取；植物色素的萃取；植物及动物油脂的萃取。在医药工业中用于酶、维生素等精制；动植物
体内药物成分的萃取；医药品原料的浓缩、精制；糖类与蛋白质的分离以及脱溶剂脂肪类混合物的分离精制等。在化妆品工业中用于天然香料的萃取；合成香料的分离精制；化妆品原料的萃取、精制；烟叶中脱尼古丁等。
5、色谱法
色谱法主要利用物质在两相中的分配系数（由物理化学性质：溶解度、蒸汽压、吸附能力、离子交换能力、亲和能力及分子大小等决定）的微小差异进行分离。当互不相溶的两相做相对运动时，被测物质在两相之间进行连续多次分配，这样原来微小的分配差异被不断放大，从而使各组分得到分离。根据其作用力或吸附材料的不同分类也不同。被运用于微量分离的色谱方法有纸色谱、薄层色谱、高效液相、气相色谱、凝胶渗透色破等。
色谱法具有分离效率高、分析速度快、检测灵敏度高、样品用量少（纳声至微升）、选择性好、多`组分同时分析的特点。
5.1、纸色谱
纸上色谱分离法是根据不同物质在两相间的分配比不同而进行分离的。纸色谱法是利用滤纸作固定液的载体，把试样点在滤纸上，然后用溶剂展开，各组分在滤纸的不同位置以斑点形式显现，根据滤纸上斑点位置及大小进行定性和定量分析。非常适用于微量分析。
装置如图下图5-11，包括层析缸、层析纸等
图5-11纸色谱装置
操作分为点样、展开、干燥、显色这四个步骤。如图5-12
图5-12纸色谱分离示意图
纸色谱所需试样的量极少，通常只需几十微升，十分灵敏，且操作简便易行，分离效果好。有很多的运用。如用展开剂为正丁醇：冰醋酸：水＝4：1：2，显色剂为三茚酮，对甘氨酸、丙氨酸和谷氨酸混合氨基酸的分离。
5.2薄层色谱
薄层色谱法（Thin Layer Chromatography,TLC）是在纸上色谱法的基础上发展起来的。属于固-液吸附色谱，是一种微量的分离分析方法，具有设备简单，速度快、分离效果好、灵敏度高以及能使用腐蚀性显色剂等优点。适用于小量（几十微克，甚至0.01μg）样品的分。在玻璃片或塑料板上铺一薄层吸附剂代替滤纸作为固定相，其展开方法和原理与纸色谱法基本相同，广泛应用于有机物的分析。
装置如下图5-21
图5-21薄层色谱装置
薄层色谱虽然装置简单，也比较悠久，但是却非常实用。如李同敬[3]就利用薄层色谱法检验有机炸药，对特屈儿、TNT的最低灵敏度达到0.4微克。下图5-22为常见炸药在薄层色谱中的比移植。
图5-22炸药比移植表
顾永江[4]就利用薄层色谱鉴别感冒清颗粒。利用薄层色谱对感冒清颗粒中的主药进行分离，加入标准主药成分对照，方便快捷地鉴定感冒清颗粒的真伪。如图5-23和5-24。
图5-23鉴定感冒清颗粒色谱图1
图5-24鉴定感冒清颗粒色谱图2
5.3离子交换色谱法
离子交换分离法是利用离子交换剂与溶液中的离子之间所发生的交换反应来进行分离的方法。这种方法的分离效果很高，不仅用于带相反电荷的离子之间的分离，还可用于带相同电荷成性质相近的离子之间的分离，同时还广泛地应用于微量组分的富集和高纯物质的制备等。这种方法的缺点是操作较麻烦，周期长。目前常用的离子交换剂为离子交换树脂。
离子交换树脂是一类具有离子交换功能的高分子材料。在溶液中它能将本身的离子与溶液中的同号离子进行交换。按交换基团性质的不同，离子交换树脂可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两类。
阳离子交换树脂大都含有磺酸基（—SO3H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—C6H4OH）等酸性基团，其中的氢离子能与溶液中的金属离子或其他阳离子进行交换。
阴离子交换树脂含有季胺基[-N（CH3）3OH]、胺基（—NH3）或亚胺基（—NH2）等碱性基团。它们在水中能生成OH-离子，可与各种阴离子起交换作用。
由于离子交换作用是可逆的，因此用过的离子交换树脂一般用适当浓度的无机酸或碱进行洗涤，可恢复到原状态而重复使用，这一过程称为再生。阳离子交换树脂可用稀盐酸、稀硫酸等溶液淋洗；阴离子交换树脂可用氢氧化钠等溶液处理，进行再生。
离子交换树脂的用途很广，主要用于分离和提纯。例如用于硬水软化和制取去离子水、回收工业废水中的金属、分离稀有金属和贵金属、分离和提纯抗生素等。如图5-31，5-32为使用阳离子交换树脂分离水中的阳离子的示例。。
图5-31
图5-32
5.4、高效液相色谱法（HPLC）
高效液相色谱法(High performance Liquid Chromatography，HPLC)是在经典液相色谱法的基础上，于60年代后期引入了气相色谱理论而迅速发展起来的。它
与经典液相色谱法的区别是填料颗粒小而均匀，小颗粒具有高柱效，但会引起高阻力，需用高压输送流动相，故又称高压液相色谱法(High Pressure Liquid Chromatography，HPLC)。高效液相色谱法具有”三多一少两广”的特点，即高压、高效、高灵敏度、分析速度快，用时少、流动相选择范围广、应用范围广（70%-80%的有机物）。
图5-41高效液相色谱仪
5.4.1高效液相色谱仪的构造
高效液相色谱仪组成包括高压输液系统，进样系统，色谱柱分离系统，检测器，数据处理系统。如图5-41
图5-41高效液相色谱仪构造示意图
（1）高压输液系统
高压输液系统包括：溶剂储液瓶、溶剂脱气装置、高压输送泵以及梯度洗脱装置。
其中，高压输液泵是高效液相色谱仪的主要部件之一，输送压力达150—350
×105Pa。输液系统要为HPLC仪器提供流量恒定、准确、无脉冲的流动相，流量的精度和长期的重复性要好，同时还要提供精度好、准确度高、重现性好的多元溶剂梯度。因此，输液泵的好坏直接影响着整个系统的质量和分析结果的可靠性。（2）进样系统
进样能在试样引入色谱柱，有六个接口：1,4之间接定量环；2接高压泵；3接色谱柱；5,6接废液管。如图5-42
图5-42六阀手动进样器示意图
（3）色谱分离系统
色谱柱通常为不锈钢柱，内装各种填充剂。常用的填料为硅胶，可用于正相色谱;化学键合固定相，根据键合的基团不同，可用于反相或正相色谱。其中、最常用的是十八烷基键合硅胶，即ODS柱，可用于反相色谱或离子对色谱。（4）检测系统
检测系统用于连续检测色谱柱流出的物质，进行定性定量分析。要求其灵敏度高、噪音小、基线稳定、响应值的线性范围宽等。近年来各国都在研究开发新的检测技术，进一步扩大了HPLC的应用。根据检测需要的不同检测器可分为紫外检测器(UVD)、示差折光检测器(RID)、电化学检测器(ECD)、红外检测器(IRD)、核磁共振检测器(NMRD)、质谱检测器(MSD)、蒸发光散射检测器(ELSD)、小角度激光散射检测器(LALLSPD)。
（5）数据处理系统
高效液相色谱的分析结果除可用记录仪绘制谱图外，还可使用微处理机和色谱数据工作站来记录和处理色谱分析的数据。
5.4.2高效液相色谱的运用
高效液相色谱法由于其特点，在无机、生物化学、食品分析、医药研究、临床检验、环境分析、含能化合物研究都具有广泛运用。
（1）食品添加剂的检测
食品添加剂主要常用的有三类：分别是防腐剂、甜味剂和色素。添加剂的检测方法多种多样，例如气象法，比色法等，但是液相色谱法的优势非常明显，故现代检测技术中，多偏向于使用液相色谱法来检测。
在防腐剂检测方面，骆和东等[6]用Hypersil ODS色谱柱，流动相为0.02mol/L pH5.0乙酸铵甲醇溶液，柱温35℃，在不同波长下同时测定苯甲酸和山梨酸。
在合成色素的检测方面，吴敏[7]等采用Zorbax80A Extend—C8色谱柱，高效液相色谱仪配备紫外检测器，同时测定食品中对位红和苏丹红等8种脂溶性燃料。近几年随着色谱柱填充制备技术的高速发展，已经可以一次性分离糖精钠、安赛蜜、苯甲酸、山梨酸、脱氢乙酸、柠檬黄、苋菜红、亮蓝这十种食品常用添加
剂。其效率之高非其他仪器分析方法可比。
(2)炸药分离检测
炸药的分离鉴定在安全领域和国防发展中占有重要地位。高效液相色谱由于其高效的分离能力和快速的检测能力在炸药的分离鉴定中起到了不可替代的作用。如张国安，李佩芳[8]就利用反相高效液相色谱成功地将RXD和HMX进行了分离，如图5-43.
图5-43RDX和HNX共同进样和单独进样和分别进样的HPLC色谱图
刘秀华，朱方华[8]等人就用HPLC对废水中的硝基化合物进行了分离分析。并找到合适的流动相成功地将炸药废水中的炸药进行了分离分析。如图5-44。
图5-44
5.5气相色谱
5.5.1基本原理
气相色谱（Gas Chromatography）,GC主要是利用物质的沸点、极性及
吸附性质的差异来实现混合物的分离。待分析样品在汽化室汽化后被惰性气体（即载气，一般是N2、He等）带入色谱柱，柱内含有液体或固体固定相，由于样品中各组分的沸点、极性或吸附性能不同，每种组分都倾向于在流动相和固定相之间形成分配或吸附平衡。但由于载气是流动的，这种平衡实际上很难建立起来，也正是由于载气的流动，使样品组分在运动中
进行反复多次的分配或吸附/解附，结果在载气中分配浓度大的组分先流
出色谱柱，而在固定相中分配浓度大的组分后流出。当组分流出色谱柱后，立即进入检测器，检测器能够将样品组分的存在与否转变为电信号，而电信号的大小与被测组分的量或浓度成比例，当将这些信号放大并记录下来时，就是如图2所示的色谱图（假设样品分离出三个组分），它包含了色谱的全部原始信息。在没有组分流出时，色谱图的记录是检测器的本底信号，即色谱图的基线。
5.5.2色谱仪主要结构
气相色谱仪结构主要包括五大系统：气路系统、进样系统、分离系统、温
控系统、检测记录系统。其各大系统主要部件如图5-41
图5-411-载气钢瓶；2-减压阀；3-净化干燥管；4-针形阀；5-流量计;6-压力表；7-进样针;8-色谱柱;9-热导检测器；10-放
大器；11-温度控制器；12-记录仪；
5.5.3应用
GC检测对象主要为热稳定性好，沸点低的复杂体系中挥发性、半挥发性有机物。广泛应用于石油、化工、环境、食品、药品等许多应用领域。
众所周知，含能材料爆炸后会产生大量有毒有害气体，通常生成CO、NO、NO
2
、
N 2O、HCl、H
2
S和少量的其他有毒气体，对环境造成污染。研究与测试炸药爆炸产
物的成分和含量是全面评价炸药爆炸性能的基础，对设计和监测新炸药具有重要的意义。张国英，杨利[9]等就利用气相色谱对含能配合物[M(CH Z)3](TNM)
2
的爆炸产物进行分析，表明该含能化合物在爆炸是产生的一氧化碳浓度高于二氧化碳浓度。并对该含能化合物的设计提出了要调节该炸药的氧平衡的意见。
6、毛细管电泳（Capillary Electrophoresis,CE）
毛细管电泳作为一种分离技术,是根据在电场作用下,不同的溶质由于其不同的迁移速率,以不同的迁移速度向其所带电荷的相反方向移动,从而使得不同的溶质得以分离的方法.而毛细管电泳(CE)又称之为高效毛细管电泳(HPCE),则是一类以毛细管为分离通道，以高压直流电场为驱动力的新型液相分离分析技术。
6.1毛细管电泳分离特点
（1）由于毛细管具良好的散热效能，允许在毛细管两端加上高至30kV的电压，分离毛细管的纵向电场强度可达到400V/cm以上，因而分离操作可以在很短的时间内完成，达到非常高的分离效率（理论塔板数达到400000/m以上，最高达107/m 数量级）。
（2）因为毛细管的内径很小（一般<100μm），对内径50μm，长度为50cm的毛细管，其容积不足1μl，进样体积在nl级，样品浓度可低于10-4mol/L。因此，毛细管电泳技术达到了仪器分析所要求的高效，快速，样品用量少等最基本和最优异的特点。
（3）毛细管电泳技术还有容易自动化，操作简便，灵敏度高，环境污染小等优点。
正是这些特点的存在，使得CE—出现就被引起极大的关注，目前CE的研究已进入了一个重要的发展阶段
其迅速发展于二十世纪八十年代后期。CE实际上包含电泳、色谱及其相互交叉的内容，是分析科学中继高效液相色谱之后的又一重大进展，它使得分离分析科学从微升级水平进入到纳升级水平，并使得单细胞的分析，乃至单分子的分析成为可能。目前，毛细管电泳已经用于分离不同细胞，抗体等，并取得了很好的效果。[10]
6.2基本原理
电泳是荷电物质(离子)在电场中因受吸引或排斥而引起的差速运动，电泳分离是依据在电场中溶质不同的迁移速率。毛细管电泳分离法是在充有流动电解质的毛细管两端施加高电压，利用电位梯度及离子淌度的差别，实现流体中组分的电泳分离。对于给定的离子和介质，淌度是该离子的特征常数，是由该离子所受的电场力与其通过介质时所受的摩擦力的平衡所决定的。带电量大的物质具有的淌度高，而带电量小的物质淌度低。离子的迁移速度分别与电泳淌度和电场强度成正比。
图6-21毛细管电泳系统示意图
如图6-21是一个普通毛细管电泳系统的示意图。一根细内径弹性石英毛细管的两端置于电极槽内，毛细管和电极槽内充有相同组分和相同浓度的背景电解质溶液(缓冲溶液)。试样从毛细管的进样端导入，当毛细管两端加上一定的电压后，荷电物质便朝与其电荷极相反的电极方向移动。由于试样组分间的淌度不同，它们的迁移速度不同，因而经过一定时间后，各组分将按其速度(或淌度)大小顺序，依次到达检测器被检出，得到按时间分布的电泳谱图。用谱峰的迁移时间或保留时间作定性分析，按其谱峰的高度或峰面积作定量分析。其工作示意图如图6-22。
图6-22毛细管电泳工作示意图
6.3操作方式及应用
根据操作方式的不同，毛细管电泳分离法包括毛细管区带电泳(CZE)、毛细管胶束电动色谱(MECC)、毛细管凝胶电泳(CGE)、毛细管等电聚焦电泳(CIEF)和毛细管等速电泳(CITP)。在大多数情况下，可以通过改变缓冲溶液的组成来实现不同的操作方式。
a.毛细管区带电泳(CZE)依据溶液的淌度进行分离。其应用主要集中在生物学领域，包括氨基酸分析、多肽分析、离子分析、广泛的对映体分析及许多其它离子态物质的分析。例如，在蛋白质分析领域，毛细管区带电泳被用于进行蛋白质的纯度鉴定，变体筛选和构象研究。
b.胶束电动色谱(MECC)是由电泳技术与色谱技术的交叉产生，分离机理是基于胶束与中性分子间的相互作用。对于带电的和不带电的物质以及广泛的具有亲水性或流水性的物质，都可以用该方法进行分离。其应用范围包括氨基酸、核酸、维生素、药物、芳烃化合物和易爆性物质等。
如张勇，江晶等[11]就利用胶束毛细管电泳色谱对C-12炸药合成中间体的三个位置异构体和C-12炸药成品及其杂质进行了分离。分离效果如下图6-23
图6-23胶束电动色谱分离C-12炸药成品的谱图
c.毛细管凝胶电泳(CGE)它是基于分子尺寸，让溶质在合适的起“分子筛”作用的聚合物内进行电泳分离。毛细管凝胶电泳在分子生物学和蛋白质化学上有着十分广泛的应用，例如，寡聚核苷酸的纯化、反应基因疗法、DNA测序、原蛋白和SDS结合蛋白的分离等。
d.毛细管等电聚焦电泳(CIEF)是依据pI(等电点)进行多肽或蛋白质分离的“高分辨”电泳技术。它被成功地用于测定蛋白质等电点，分离异构体，分离用其它方法难于分离的蛋白质，例如免疫球蛋白和血红蛋白，以及分析稀的生物溶液等。
e.毛细管等速电泳(CITP)是“移动界面”的电泳技术，用两种缓冲体系造成使所有被分离的区带等速迁移的状态，待分离区带被夹在前导电解质和尾随电解质之间，可同时分离正离子和负离子。
7．泡沫分离
泡沫分离其通过向水中通入大量微小气泡，在一定条件下，使呈表面活性的待分离物质吸附或粘附于上升的气泡表面而浮升到液面，从而使某组分得以分离的方法。
它主要是表面活性剂的加入，其极性端与水相中的离子或极性分子通过物理或化学作用结合在一起，当通入气泡时，表面活性剂就将这些物质连在一起定向排列在气—液界面，被气泡带到液面，形成泡沫层，达到分离。其装置如图7-1
图7-1泡沫分离装置
多年来，国内外许多学者应用泡沫分离技术对废水中单一组分和多元组
常见物质的分离、提纯和鉴别方法总结
常见物质的分离、提纯和鉴别方法总结 一、物质的分离与提纯方法 1.混合物的物理分离方法 易溶物与难溶物分开漏斗、烧杯碰；②沉淀要洗涤； ③定量实验要“无损” 在互不相溶的溶 剂里，溶解度的不同，把溶质分离出来分液漏斗 ①先查漏；②对萃 取剂的要求；③使 漏斗内外 通;④上层 上口倒出 分离互不相溶液体分液漏斗2.混合物的化学分离法
二、物质的检验 物质的检验通常有鉴定、鉴别和推断三类，它们的共同点是：依据物质的特殊性质和特征反应，选择适当的试剂和方法，准确观察反应中的明显现象，如颜色的变化、沉淀的生成和溶解、气体的产生和气味、火焰的颜色等，进行判断、推理。 1.常见气体的检验 有水。不是只有氢气才产生爆鸣声；可点燃的气体不一定是氢气 可使带火星的木条复燃 黄绿色，能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝(O 3.NO 2 也能使湿润的碘化钾淀粉试 无色有刺激性气味的气体。在潮湿的空气中形成白雾，能使湿润的蓝色石蓝试纸变红；用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近时冒白烟；将气体通入 有白色沉淀生成。 无色有刺激性气味的气体。能使品红溶液褪色，加热后又显红色。能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
2.几种重要阳离子的检验 (l)H+能使紫色石蕊试液或橙色的甲基橙试液变为红色。 (2)Na+、K+用焰色反应来检验时，它们的火焰分别呈黄色、浅紫色(通过钴玻片)。 (3)Ba2+能使稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液产生白色BaSO 4 沉淀，且沉淀不溶于稀硝酸。 (4)Mg2+能与NaOH溶液反应生成白色Mg(OH) 2沉淀，该沉淀能溶于NH 4 Cl溶液。 (5)Al3+能与适量的NaOH溶液反应生成白色Al(OH) 3 絮状沉淀，该沉淀能溶于盐酸或过量的NaOH溶液。 (6)Ag+能与稀盐酸或可溶性盐酸盐反应，生成白色AgCl沉淀，不溶于稀 HNO 3 ，但 溶于氨水，生成［Ag(NH 3) 2 ］+。 (7)NH 4 +铵盐(或浓溶液)与NaOH浓溶液反应，并加热，放出使湿润的红色石蓝试纸 变蓝的有刺激性气味NH 3 气体。 (8)Fe2+能与少量NaOH溶液反应，先生成白色Fe(OH) 2 沉淀，迅速变成灰绿色，最 后变成红褐色Fe(OH) 3 沉淀。或向亚铁盐的溶液里加入KSCN溶液，不显红色，加入少量新 制的氯水后，立即显红色。2Fe2++Cl 2 ＝2Fe3++2Cl－ (9)Fe3+能与 KSCN溶液反应，变成血红色 Fe(SCN) 3 溶液，能与 NaOH溶液反应， 生成红褐色Fe(OH) 3 沉淀。 (10)Cu2+蓝色水溶液(浓的CuCl 2 溶液显绿色)，能与NaOH溶液反应，生成蓝色的 Cu(OH) 2 沉淀，加热后可转变为黑色的 CuO沉淀。含Cu2+溶液能与Fe、Zn片等反应，在金属片上有红色的铜生成。 3.几种重要的阴离子的检验 (1)OH－能使无色酚酞、紫色石蕊、橙色的甲基橙等指示剂分别变为红色、蓝色、黄色。 (2)Cl－能与硝酸银反应，生成白色的AgCl沉淀，沉淀不溶于稀硝酸，能溶于氨水， 生成[Ag(NH 3) 2 ]+。 (3)Br－能与硝酸银反应，生成淡黄色AgBr沉淀，不溶于稀硝酸。 (4)I－能与硝酸银反应，生成黄色AgI沉淀，不溶于稀硝酸；也能与氯水反应，生成I 2 ，使淀粉溶液变蓝。 (5)SO 42－能与含Ba2+溶液反应，生成白色BaSO 4 沉淀，不溶于硝酸。 (6)SO 32－浓溶液能与强酸反应，产生无色有刺激性气味的SO 2 气体，该气体能使品红 溶液褪色。能与BaCl 2溶液反应，生成白色BaSO 3 沉淀，该沉淀溶于盐酸，生成无色有刺激 性气味的SO 2 气体。
蛋白质的盐析与透析
蛋白质的盐析与透析 一、实验目的 1.了解蛋白质的分离纯化方法 2.掌握蛋白质的盐析及透析方法 二、实验原理 在蛋白质溶液中加入一定浓度的中性盐，蛋白质即从溶液中沉淀析出，这种作用称为盐析。盐析法常用的盐类有硫酸铵、硫酸钠等。 蛋白质用盐析法沉淀分离后，需脱盐才能获得纯品，脱盐最常用的方法为透析法。蛋白质在溶液中因其胶体质点直径较大，不能透过半透膜，而无机盐及其它低分子物质可以透过，故利用透析法可以把经盐析法所得的蛋白质提纯，即把蛋白质溶液装入透析袋内，将袋口用线扎紧，然后把它放进蒸馏水或缓冲液中，蛋白质分子量大，不能透过透析袋而被保留在袋内，通过不断更换袋外蒸馏水或缓冲液，直至袋内盐分透析完为止。透析常需较长时间，宜在低温下进行。 三、实验材料和试剂 10%鸡蛋白溶液，含鸡蛋清的氯化钠蛋白溶液，饱和硫酸铵溶液，硫酸铵晶体，1%硝酸银溶液。 四、实验步骤 （一）蛋白质盐析 取10%鸡蛋白溶液5ml于试管中，加入等量饱和硫酸铵溶液，微微摇动试管，使溶液混合后静置数分钟，蛋白即析出，如无沉淀可再加少许饱和硫酸铵溶液，观察蛋白质的析出； 取少量沉淀混合物，加水稀释，观察沉淀是否会再溶解。 （二）蛋白质的透析 注入含鸡蛋清的氯化钠蛋白溶液5ml于透析袋中，将袋的开口端用线扎紧，然后悬挂在盛有蒸馏水的烧杯中，使其开口端位于水面之上。 经过10分钟后，自烧杯中取出1ml溶液于试管中，加1%硝酸银溶液一滴，如有白色氯化银沉淀生成，即证明蒸馏水中有Cl-存在。 再自烧杯中取出1ml溶液于另一试管中，加入1ml 10%的氢氧化钠溶液，然后滴加1-2滴1%的硫酸铜溶液，观察有无蓝紫色出现。 每隔20分钟更换蒸馏水一次，经过数小时，则可观察到透析袋内出现轻微混浊，此即为蛋白质沉淀。继续透析至蒸馏水中不再生成氯化银沉淀为止。 实验报告记录透析完毕所需的时间。 附：胶棉半透膜的制备 市售5%的胶棉液，加入干燥的150mL锥形瓶中，将锥形瓶横斜不断转动，使瓶的内壁和瓶口都均匀沾有胶棉液。倒出多余的胶棉液，然后倒置约1min使乙醚、乙醇不断蒸发，直到干燥。逐步剥离瓶口的薄膜，沿瓶壁薄膜夹缝注入蒸馏水，使薄膜逐步跟瓶壁胶离，轻轻取出，浸入蒸馏水中备用。 如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！
最新物质的分离与提纯知识总结
高考化学实验专题复习(二) 常见物质的分离、提纯和鉴别 1．常用的物理方法——根据物质的物理性质上差异来分离。 混合物的物理分离方法 i、蒸发和结晶蒸发是将溶液浓缩、溶剂气化或溶质以晶体析出的方法。结晶是溶质从溶液中析出晶体的过程，可以用来分离和提纯几种可溶性固体的混合物（原理是根据混合物中各成分在某种溶剂里的溶解度的不同，通过蒸发减少溶剂或降低温度使溶解度变小，从而使晶体析出）。加热蒸发皿使溶液蒸发时，要用玻璃棒不断搅动（防止局部温度过高，造成液滴飞溅）。当蒸发皿中出现较多的固体时，停止加热，如用结晶的方法分离NaCl和KNO3。 ii、蒸馏蒸馏是提纯或分离沸点不同的液体混合物的方法。用蒸馏原理进行多种混合液体的分离，叫分馏。 操作时要注意：①在蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片，防止液体暴沸。 ②温度计水银球的位置应与支管底口下缘位于同一水平线上。 ③蒸馏烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的2/3，也不能少于l/3。 ④冷凝管中冷却水从下口进，从上口出。 ⑤加热温度不能超过混合物中沸点最高物质的沸点，例如用分馏的方法进行石油的分馏。 iii、分液和萃取分液是把两种互不相溶、密度也不相同的液体分离开的方法。萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法。选择的萃取剂应符合下列要求：和原溶液中的溶剂互不相溶；对溶质的溶解度要远大于原溶剂，并且溶剂易挥发。 在萃取过程中要注意：①将要萃取的溶液和萃取溶剂依次从上口倒入分液漏斗，其量不能超过漏斗容积的2/3，塞好塞子进行振荡。
②振荡时右手捏住漏斗上口的颈部，并用食指根部压紧塞子，以左手握住旋塞，同时用手指控制活塞，将漏斗倒转过来用力振荡。 ③然后将分液漏斗静置，待液体分层后进行分液，分液时下层液体从漏斗口放出，上层液体从上口倒出。例如用四氯化碳萃取溴水里的溴。 iv、升华升华是指固态物质吸热后不经过液态直接变成气态的过程。利用某些物质具有升华的特性，将这种物质和其它受热不升华的物质分离开。如分离I2和SiO2，加热使碘升华。 v、过滤过滤是除去溶液里混有不溶于溶剂的杂质的方法。 过滤时应注意：①一贴：将滤纸折叠好放入漏斗，加少量蒸馏水润湿，使滤纸紧贴漏斗内壁。 ②二低：滤纸边缘应略低于漏斗边缘，加入漏斗中液体的液面应略低于滤纸的边缘。 ③三靠：向漏斗中倾倒液体时，烧杯的夹嘴应与玻璃棒接触；玻璃棒的底端应和过滤器有三层滤纸处轻轻接触；漏斗颈末端应与接受器的内壁接触。如用过滤法除粗盐中少量的泥沙。 ①常见气体的检验 （l）H+能使紫色石蕊试液或橙色的甲基橙试液变为红色。 （2）Na+、K+用焰色反应来检验时，它们的火焰分别呈黄色、浅紫色（通过钴玻片）。
分析化学中常用的分离和富集方法教案
第8章 分析化学中常用的分离和富集方法 教学目的：学习各种常用分离和富集方法的原理、特点及应用，掌握复杂体系的 分离与分析；分离法的选择、无机和有机成分的分离与分析。 教学重点：掌握各种常用分离和富集方法的原理、特点及应用。 教学难点：萃取分离的基本原理、实验方法和有关计算。 8.1 概述 干扰组分指样品中原有杂质（溶解）或加入试剂引入的杂质，当杂质量少时可加掩蔽剂消除干扰，量大或无合适掩蔽剂时可采用分离的方法。 分离完全的含义：（1）干扰组分少到不干扰；（2）被测组分损失可忽略不计。 完全与否用回收率表示 100?分离后测得的量回收率＝％原始含量 对回收率的要求随组分含量的不同而不同： 含量（质量分数） 回收率 1％以上 >99.9％ 0.01－1％ >99% 0.01%以下 90－95％ 常用的分离方法：沉淀、挥发和蒸馏、液－液萃取、离子交换、色谱等。 8.1.1沉淀分离法 1.常量组分的分离（自己看书：5分钟） （1） 利用生成氢氧化物 a. NaOH 法 b. NH3法（NH 4＋存在） c. 有机碱法 六次（亚）甲基四胺 pH ＝5-6 d. ZnO 悬浮液法 pH ＝6 （2） 硫化物沉淀 （3） 有机沉淀剂 2.痕量组分的共沉淀分离和富集 （1） 无机共沉淀分离和富集 a. 利用表面吸附进行共沉淀 CuS 可将0.02ug 的Hg 2＋从1L 溶液中沉淀出 b. 利用生成混晶 （2） 有机共沉淀剂 灼烧时共沉淀剂易除去，吸附作用小，选择性高，相对分子质量大，体积也大，分离效果好。 a. 利用胶体的凝聚作用进行共沉淀：辛可宁，丹宁，动物胶b. 利用形成离子缔合物进行共沉淀：甲基紫，孔雀绿，品红，亚甲基蓝c. 利用“固体萃取剂”进行共沉淀。 8.1.2挥发和蒸馏分离法 挥发法：选择性高 As 的氢化物，Si 的氟化物，As 、Sb 、Sn 、Ge 的氯化物 蒸馏法：N －NH 4＋－NH 3↑（酸吸收） 利用沸点不同，进行有机物的分离和提纯。 8.2 液－液萃取分离法 8.2.1萃取分离法的基本原理 萃取：把某组分从一个液相（水相）转移到互不相溶的另一个液相（有机相）的过程。 反萃取：有机相→水相
现代分离方法与技术期末复习资料
一、名词解释: 分离：利用混合物中各组分在物理或化学性质上的差异,通过适当的装置或方法，使各组分分配至不同的空间区域或者在不同的时间依次分配至同一空间区域的过程。 富集：通过分离，使目标组分在某空间区域的浓度增大。 浓缩:将溶剂部分分离，使溶质浓度提高的过程。 纯化：通过分离使某种物质的纯度提高的过程 分离科学：研究从混合物中分离、纯化或富集某些组分以获得相对纯物质的过程的规律、仪器制造技术及其应用的一门学科。 回收率：0 100Q R Q ?实际回收量回收率＝％欲回收总量 富集倍数:富集倍数＝待分离组分的回收率／基体回收率 分离因子S ：两种物质被分离的程度。回收率R 相差越大，分离效果越好。设A 为目标组分，Ｂ为共存组分,则A 对Ｂ的分离因子S A ，Ｂ为,0,0,//A A B A B B A B R Q Q S R Q Q == 氢键：氢原子在分子中与电负性较大的原子X 形成共价键时,还可以吸引另一个电负性较大、且含有孤对电子的原子Ｙ,形成较弱化学结合。 分配平衡常数:在一定温度下，当某一溶质在互不相容的两种溶剂中达到分配平衡时，该溶质在两相中的浓度之比 分配比(D ）:某种物质在两相之间各形态总浓度的比值[][]A i org org i A aq i aq i A C D C A ==∑∑ 相比：有机相和水相两相体积之比 直接溶剂萃取:可溶于水的有机分子（如羧酸、醇类、糖)因具有明显疏水性,可以直接从水相萃取到有机相。 间接溶剂萃取：无机离子通过与萃取剂形成疏水化合物后，再被有机相萃取。 协同萃取效应：混合萃取剂同时萃取某一物质时,其分配比显著大于相同浓度下各单一萃取剂分配比之和。 相对保留值：组分2与组分1调整保留值之比:ｒ21 = t′R ２ / t′Ｒ1＝ V′R2 ／ Ｖ′R1 分配系数:在某温度T 时，组分在两相间达到分配平衡时的浓度之比。即s m c K c = 保留时间(t R ）:组分从进样到柱后出现浓度极大值时所需的时间; 死时间(ｔM ):不与固定相作用的气体(如空气)的保留时间； 高效毛细管电泳色谱：是指离子或带电粒子以毛细管为分离室，以高压直流电场为驱动力,依据样品中各组分之间淌度和分配行为上的差异而实现分离的液相分离分析技术。 复合膜：是以微孔膜或超滤膜作支称层，在其表面覆盖以厚度仅为0．1～0．25μm 的致密的均质膜作壁障层构成的分离膜。使得物质的透过量有很大的增加。 泡沫吸附分离：泡沫分离根据表面吸附的原理,利用通气鼓泡在液相中形成的气泡为载体 对液相中的溶质或颗粒进行分离,因此又称泡沫吸附分离。 超分子分离:超分子是两种以上的化学物种通过分子间的非共价键相互作用缔结而成的具有特定空间结构和功能的聚集体。利用超分子对不同分子的选择性不同进行的分离为超分子分离。 分子蒸馏：是基于不同物质分子运动的平均自由程的差异而进行的分离。 分子印迹：是合成对某种特定分子具有特异选择性结合的高分子聚合物的技术。 加速溶剂萃取:ＡSE 用溶剂从固体或半固体样品中快速提取目标物质;通过高温（50~200OC ）和高压(10~２0ＭＰａ)加快提取速度。 双水相萃取：将两种聚合物水溶液混合时，当聚合物浓度达到一定值,体系会自然分成互不相溶的两相，称为双水相，被萃取物在两个水相之间的分配就是双水相萃取。 超临界流体萃取:以超临界流体为流动相，直接从固体(粉末)或液体样品中萃取目标物质的分离方法。 调整保留值:调整保留时间为色谱保留时间与死时间之差，即 ,同理 峰底宽:即色谱峰宽，用来衡量色谱峰宽度的参数，Wb 分离度:两相邻组分色谱峰保留值之差与色谱峰平均底宽之比 二、问答题 罗氏极性参数:对于一种溶剂,可得到3种模型化合物在该溶剂中的相对溶解能Ｈe ，H ｄ和Ｈn 。它们的和即为此种溶剂的总极性p'，即：ｐ＇ ＝ H ｅ ＋ Ｈd ＋ Hn 溶剂选择性三角形的作用：尽管溶剂种类很多，但可以归于有限的几个选择性组。在同一选择性组中的各种溶剂,都具有非常接近的3个选择性参数,因此在分离过程中都有类似的性能,若要通过选择溶剂改善分离,就要选择不同组的溶剂。 选择溶剂的一般步骤:1． 选择与溶质极性相等的溶剂:要使溶质在溶剂中溶解度达到最大,首先要使溶质和溶剂的极性相等。2. 调整溶剂的选择性:在维持极性相等的前提下，更换溶剂种类,使分离选择性达到最佳。 微滤、超滤、纳滤和反渗透膜分离技术的异同：相同点:推动力都是压力差。不同点：微孔膜是均匀的多孔薄膜，膜孔径在0.02～10μｍ之间，可以截留悬浮粒子,操作压强在0.０１~0.2MPa;超滤膜为不对称膜，其
现代分离分析法期末复习题 2.
期末复习题 一、最佳选择题，每题2分，共20分。每题的备选项中只有一个最佳答案。 1. 分离化学中的纯度概念是( ) A. 分离过程中目标化合物浓度增加 B. 溶液中溶剂蒸发掉，溶液中所有组分浓度同程度增加的过程 C. 通过分离操作使产物纯度增加的过程。 D. 表示纯化产物主组分含量高低或杂质多少 2. 在常量分离中，当溶液中的金属离子还剩下( )时，即可认为沉淀完全。 A. 10-3mol/L B. 10-4 mol/L C. 10-5 mol/L D. 10-6 mol/L 3. 用8-羟基喹啉从水溶液中萃取Al3+，组成的萃取体系是( ) A. 简单分子萃取体系 B. 中性络合萃取体系 C. 螯合萃取体系 D. 离子缔合萃取体系 4. 下列体系中，形成协萃体系的是( ) A. 乙酰基丙酮为萃取剂，萃取Al3+ B. 用乙醚萃取FeCl3 C. 形成高分子胺盐的萃取体系 D. HTTA与2,2-联吡啶为萃取剂，萃取La3+ 5. 下列属于阴离子交换树脂的是( ) A. RSO3H B. ROH C. RNH2(CH3)OH D. RCO2H 6.可以作为离子交换树脂合成中的交联剂的是( ) A. 苯乙烯
B. 丙烯酸 C. 甲基丙烯酸 D. 二乙烯苯 7. 吸附层析分离是利用( ) A. 利用吸附剂表面对不同组分吸附性能的差异 B. 利用不同组分在流动相和固定相之间的分配系数不同 C. 利用不同组分对离子交换剂亲和力的不同 D. 利用某些凝胶对于不同分子大小的组分阻滞作用的不同 8. 层析用硅胶有不同标号，硅胶GF254代表( ) A. 硅胶中不含粘合剂 B. 由硅胶和煅石膏混合而成 C. 硅胶中既含有煅石膏又含荧光指示剂 D. 硅胶中只含有荧光指示剂 9. 依据样品组分的分配系数和电泳速度的差别而分离的是( ) A. 毛细管区带电泳 B. 毛细管凝胶电泳 C. 毛细管等点聚焦电泳 D. 毛细管电色谱 10.过滤粒径由小到大顺序排列正确的是( ) A. 反渗透＜超滤＜微滤＜一般过滤 B. 反渗透＜微滤＜超滤＜一般过滤 C. 微滤＜超滤＜反渗透＜一般过滤 D. 超滤＜反渗透＜微滤＜一般过滤 11. 分离化学中的纯化是( ) A. 分离过程中目标化合物浓度增加 B. 溶液中溶剂蒸发掉，溶液中所有组分浓度同程度增加的过程 C. 通过分离操作使产物纯度增加的过程。 D. 表示纯化产物主组分含量高低或杂质多少 12. 下列哪一项不是有机共沉淀的特点
蛋白质分离纯化的步骤
蛋白质分离纯化的一般程序可分为以下几个步骤： （一）材料的预处理及细胞破碎 分离提纯某一种蛋白质时，首先要把蛋白质从组织或细胞中释放出来并保持原来的天然状态，不丧失活性。所以要采用适当的方法将组织和细胞破碎。常用的破碎组织细胞的方法有： 1. 机械破碎法 这种方法是利用机械力的剪切作用，使细胞破碎。常用设备有，高速组织捣碎机、匀浆器、研钵等。 2. 渗透破碎法 这种方法是在低渗条件使细胞溶胀而破碎。 3. 反复冻融法 生物组织经冻结后，细胞内液结冰膨胀而使细胞胀破。这种方法简单方便，但要注意那些对温度变化敏感的蛋白质不宜采用此法。 4. 超声波法 使用超声波震荡器使细胞膜上所受张力不均而使细胞破碎。 5. 酶法 如用溶菌酶破坏微生物细胞等。 （二）蛋白质的抽提 通常选择适当的缓冲液溶剂把蛋白质提取出来。抽提所用缓冲液的pH、离子强度、组成成分等条件的选择应根据欲制备的蛋白质的性质而定。如膜蛋白的抽提，抽提缓冲液中一般要加入表面活性剂（十二烷基磺酸钠、tritonX-100 等），使膜结构破坏，利于蛋白质与膜分离。在抽提过程中，应注意温度，避免剧烈搅拌等，以防止蛋白质的变性。（三）蛋白质粗制品的获得选用适当的方法将所要的蛋白质与其它杂蛋白分离开来。比较方便的有效方法是根据蛋白质溶解度的差异进行的分离。常用的有下列几种方法： 1.等电点沉淀法不同蛋白质的等电点不同，可用等电点沉淀法使它们相互分离。 2.盐析法 不同蛋白质盐析所需要的盐饱和度不同，所以可通过调节盐浓度将目的蛋白沉淀析出。被盐析沉淀下来的蛋白质仍保持其天然性质，并能再度溶解而不变性。 3.有机溶剂沉淀法 中性有机溶剂如乙醇、丙酮，它们的介电常数比水低。能使大多数球状蛋白质在水溶液中的溶解度降低，进而从溶液中沉淀出来，因此可用来沉淀蛋白质。此外，有机溶剂会破坏蛋白质表面的水化层，促使蛋白质分子变得不稳定而析出。由于有机溶剂会使蛋白质变性，使用该法时，要注意在低温下操作，选择合适的有机溶剂浓度。 （四）样品的进一步分离纯化
分析化学中常用的分离富集方法
分析化学中常用的分离富集方法 思考题 11-1 在分析化学中，为什么要进行分离富集？分离时对常量和微量组分的回收率要求如何？答：在定量分析，对于一些无法通过控制分析条件或采用掩蔽法来消除干扰，以及现有分析方法灵敏度达不到要求的低浓度组分测定，必须采用分离富集方法。换句话说，分离方法在定量分析中可以达到消除干扰和富集效果，保证分析结果的准确性，扩大分析应用围。在一般情况下，对常量组分的回收率要求大于99.9%，而对于微量组分的回收率要求大于99%。样品组分含量越低，对回收率要求也降低。 11-2 常用哪些方法进行氢氧化物沉淀分离？举例说明。 答：在氢氧化物沉淀分离中，沉淀的形成与溶液中的[OH-]有直接关系。因此，采用控制溶液中酸度可使某些金属离子彼此分离。在实际工作中，通常采用不同的氢氧化物沉淀剂控制氢氧化物沉淀分离方法。常用的沉淀剂有： a 氢氧化钠：NaOH是强碱，用于分离两性元素（如Al3+，Zn2+，Cr3+）与非两性元素，两性元素的含氧酸阴离子形态在溶液中，而其他非两性元素则生成氢氧化物胶状沉淀。 b 氨水法：采用NH4Cl-NH3缓冲溶液（pH8-9），可使高价金属离子与大部分一、二金属离子分离。 c 有机碱法：可形成不同pH的缓冲体系控制分离，如pH5-6六亚甲基胺-HCl缓冲液，常用于Mn2+，Co2+，Ni2+，Cu2+，Zn2+，Cd2+与Al3+，Fe3+，Ti（IV）等的分离。 d ZnO悬浊液法等：这一类悬浊液可控制溶液的pH值，如ZnO悬浊液的pH值约为6，可用于某些氢氧化物沉淀分离。 11-3 某矿样溶液含Fe3+，A13+，Ca2+，Mg2+，Mn2+，Cr3+，Cu2+和Zn2+等离子，加入NH4C1和氨水后，哪些离子以什么形式存在于溶液中？哪些离子以什么方式存在于沉淀中？分离是否完全？ 答：NH4Cl与NH3构成缓冲液，pH在8-9间，因此溶液中有Ca2+，Mg2+,，Cu(NH3)42-、Zn(NH3)42+等离子和少量Mn2+，而沉淀中有Fe(OH)3，Al(OH)3和Cr(OH)3和少量Mn(OH)2沉淀。试液中Fe3+，A13+，Cr3+可以与Ca2+，Mg2+，Cu2+和Zn2+等离子完全分开，而Mn2+分离不完全。 11-4 如将上述矿样用Na2O2熔融，以水浸取，其分离情况又如何？ 答：Na2O2即是强碱又是氧化剂，Cr3+、Mn2+分别被氧化成CrO42-和MnO4-。因此溶液有AlO22-，ZnO22-，MnO4-和CrO42-和少量Ca2+，在沉淀中有：Fe(OH)3，Mg(OH)2和Cu(OH)2和少量Ca(OH)2或CaCO3沉淀。Ca2+将分离不完全。
物质分离提纯方法总结
物质分离提纯方法总结 导读：分离提纯是指将混合物中的杂质分离出来以此提高其纯度。分离提纯作为一种重要的化学方法，为大家分享了物质分离提纯方法，一起来看看吧！ 一、结晶和重结晶 溶质从溶液中析出的过程（即晶体在溶液中形成的过程）称为结晶。而重结晶是指将晶体溶于溶剂（或熔融）以后，又重新从溶液（或熔体）中结晶的过程，又称再结晶。 重结晶主要针对固态晶体物质的分离提纯，效果与溶剂选择大有关系。溶剂最好满足以下任一条件： （1）、对主要化合物是可溶性的，对杂质是微溶或不溶的溶剂。滤去杂质后，将溶液浓缩、冷却结晶，即得较纯的物质。 （2）、物质的溶解度在该溶剂中受温度影响较为显著。 中学阶段最常见的实例是KNO3和NaCl的混合物。对于该混合物的分离，主要是利用它们在同一种溶剂中的溶解度随温度的变化差别很大。则可在较高温度下将混合物溶液蒸发、浓缩，首先析出的是溶解度升高不大的NaCl晶体，除去NaCl以后的母液再浓缩和冷却后，可得较纯KNO3。另一个实际例子就是选修5第一章提到的苯甲酸的重结晶实验。重结晶往往需要进行多次，才能获得较好的纯化效果。 二、蒸馏法 蒸馏是利用混合液体或液-固体系中各组分沸点不同，使低沸点
组分蒸发，再冷凝以分离整个组分的操作过程，是蒸发和冷凝两种单元操作的联合。与其它的分离手段，它的优点在于不需使用系统组分以外的其它溶剂,从而保证不会引入新的杂质。蒸馏是分离和提纯液态化合物常用的方法之一，是重要的基本操作。但蒸馏主要针对组分沸点相差大于30℃以上时，才有理想的分离效果。对于组分沸点相差不大的混合体系则采用分馏。而分馏装置由于要使用分馏柱，高中并不常见，故高中实际教学中很少提及。一个变通的思路，是“固定组分蒸馏法”。比如，乙醇-水混合物，单纯用蒸馏分离效果很不理想，可以先加入生石灰与水反应，将水“固定”住，然后蒸馏，可以得到较纯的乙醇。 三、萃取法 萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从另一溶剂所组成的溶液里提取出来的操作方法。萃取分离物质时，必须用分液漏斗。萃取的`关键是找到一个合适的萃取剂，被萃取的物质在两个溶剂中的溶解度差距越大，则萃取的效果就越好。萃取法在化工制药等领域属于常用手段，但高中阶段常见的是利用有机溶剂萃取水溶液中的物质，比如利用CCl4萃取碘水中的碘。萃取完得到的CCl4-I2混合体系，可以采用蒸馏的方法进行分离，从而得到较纯的碘单质。 四、升华法 某些物质固态时就有较高的蒸气压，因此受热后不经熔化就可直
蛋白质的盐析与透析
蛋白质的分离纯化 一、实验目的 1.了解蛋白质的分离纯化方法 2.掌握蛋白质的盐析及透析方法 二、实验原理 在蛋白质溶液中加入一定浓度的中性盐，蛋白质即从溶液中沉淀析出，这种作用称为盐析。盐析法常用的盐类有硫酸铵、硫酸钠等。 蛋白质用盐析法沉淀分离后，需脱盐才能获得纯品，脱盐最常用的方法为透析法。蛋白质在溶液中因其胶体质点直径较大，不能透过半透膜，而无机盐及其它低分子物质可以透过，故利用透析法可以把经盐析法所得的蛋白质提纯，即把蛋白质溶液装入透析袋内，将袋口用线扎紧，然后把它放进蒸馏水或缓冲液中，蛋白质分子量大，不能透过透析袋而被保留在袋内，通过不断更换袋外蒸馏水或缓冲液，直至袋内盐分透析完为止。透析常需较长时间，宜在低温下进行。 三、实验材料和试剂 10%鸡蛋白溶液，含鸡蛋清的氯化钠蛋白溶液，饱和硫酸铵溶液，硫酸铵晶体，1%硝酸银溶液，双缩脲试剂 四、实验步骤 （一）蛋白质盐析 取10%鸡蛋白溶液5ml于试管中，加入等量饱和硫酸铵溶液，微微摇动试管，使溶液混合后静置数分钟，蛋白即析出，如无沉淀可再加少许饱和硫酸铵溶液，观察蛋白质的析出； 取少量沉淀混合物，加水稀释，观察沉淀是否会再溶解。 （二）蛋白质的透析 注入含鸡蛋清的氯化钠蛋白溶液5ml于透析袋中，将袋的开口端用线扎紧，然后悬挂在盛有蒸馏水的烧杯中，使其开口端位于水面之上。 经过10分钟后，自烧杯中取出1ml溶液于试管中，加1%硝酸银溶液一滴，如有白色氯化银沉淀生成，即证明蒸馏水中有Cl-存在。 再自烧杯中取出1ml溶液于另一试管中，加入1ml 10%的氢氧化钠溶液，然后滴加1-2滴1%的硫酸铜溶液，观察有无蓝紫色出现。 每隔20分钟更换蒸馏水一次，经过数小时，则可观察到透析袋内出现轻微混浊，此即为蛋白质沉淀。继续透析至蒸馏水中不再生成氯化银沉淀为止。 实验报告记录透析完毕所需的时间。
现代分离技术
看看现代分离技术整理 1.传质分离过程分为哪两个分离过程？ 平衡分离过程和速率分离过程 2.从不同的角度对分离效率有不同的评价指标 ①分离方法和角度②产品纯度 分离速率，分辨率，浓缩比，纯化程度，回收率。 3.写出5种使用能量媒介和5种使用物质媒介的分离操作。 能量媒介：精馏、萃取精馏、吸收蒸出、再沸蒸出、共沸精馏、结晶 物质媒介：萃取、浸提、吸收、吸附、液液萃取 4.萃取精馏的定义。 1）定义：加入的新组分不和原物系中的组分形成恒沸物，只改变组分间的相对挥发度，而其沸点比物系中其它组分的沸点高的分离过程。 2）萃取剂的作用：改变组分的相对挥发度。加入萃取剂与其中一个组分形成正偏差溶液（非理想溶液），与另外一个组分形成理想溶液（负偏差溶液），来改变相对挥发度。 3）萃取精馏塔中对萃取剂的要求： 不形成恒沸物 沸点要高 改变相对挥发度 不能分层 选择性强 溶解度大 沸点高，挥发度小 热稳定性和化学稳定性好 适宜的物性 使用安全无毒，对设备不腐蚀，污染小，环境友好，价格低廉，来源丰富 5）萃取精馏塔中回收段的作用： 使溶剂不在塔顶出现，达到回收效果。 如果不设回收段会使塔顶物料中含有高浓度的溶剂。 去除塔顶产品中可能夹带的溶剂，对于某些沸点很高的溶剂可不使用
6）萃取精馏塔塔顶产品不合格能否通过加大回流比的方法来使塔顶产品合格？ 不能，因为加大回流比会使塔顶到塔底溶剂的浓度降低，液相流率增加, 将使液相中溶剂浓度xS 下降, 而使被分离组分间的相对挥发度 (a12)S 减小,分离效果变差。 7）精馏段萃取剂浓度的公式推导： 萃取剂的挥发度比所处理物料的挥发度低得多,用量较大,故在塔板上基本维持一固定的浓度值,“恒定浓度”即 假定：a 恒摩尔流；b 精馏段总物料衡算： 萃取剂物料衡算： （A ） 设萃取剂S 对被分离组分的相对挥发度为 (B) A=B （C ） 8) 提馏段萃取剂浓度的公式推导： 溶剂对被分离组分的相对挥发度一般很小,当β≈0 时,式(C)可简化为: 类似地，提馏段溶剂浓度： 1 ,,+=n s n s x x 0 =sD x D L S V +=+sD s s Dx Lx S Vy +=+S D L S Lx y S S -+-=β s s s s s s s s s y y y y x x x x x x y y y x x y y 21212121111++=++=--=βs s s s s x x x x x x x 2211211αα++=221121x x x x s s αα++=i is i x x α∑∑=1)1(,11+-=∴--=s s s s s s s x x y x x y y βββ 1)1(+-?=-+-s s s x x S D L S Lx ββRD S S L S L S x S +=≈-≈)1(β???? ??-'+-=S S x W L S x 1)1(ββ )1()1(S S x D L S x ---=ββ
分离定律特殊题型总结
基因分离定律的题型专项训练 题型一：孟德尔遗传实验的操作技术 1、（2009 江苏·高考）下列有关孟德尔豌豆杂交实验的叙述，正确的是（） A．孟德尔在豌豆开花时进行去雄和授粉，实现亲本的杂交 B．孟德尔研究豌豆花的构造，但无需考虑雌蕊、雄蕊的发育程度C．孟德尔根据亲本中不同个体表现型来判断亲本是否纯合D．孟德尔利用了豌豆自花传粉、闭花受粉的特性 题型二：交配类型及应用 2、依次解决①--④中的遗传问题可采用的方法是（） ①鉴定一只白羊是否是纯种②在一对相对性状中区分显隐性③不断提高小麦抗病品种的纯度④检验杂种F1基因型 A.杂交、自交、测交、测交 B.测交、杂交、自交、测交 C.杂交、测交、杂交、自交 D.杂交、杂交、杂交、测交 题型三：分离定律的实质：等位基因随同源染色体的分离而分离 3、基因型为Dd 的细胞进行有丝分裂时，一条染色体上的一条染色单体上有D 基因，那么与其共用一个着丝点的另一条染色单体上的基因应是（） A.d B.D C.D 或d D.D 和d 4、基因型为Dd 的个体，在生殖细胞形成过程中，基因DD、dd、Dd 的分离分别发生在① 减数第一次分裂过程中②减数第二次分裂过程中③有丝分裂过程中（） A .①①② B.③③① C.②②①D.③③③ 题型四：相对性状的区分 5、下列各组中属于相对性状的是（） A.兔的长毛和短毛 B.玉米的黄粒与圆粒 C.棉纤维的长和粗 D.马的白毛和鼠的褐毛 6、下列不属于相对性状的是（） A.水稻的早熟与晚熟 B.豌豆的紫花和红花 C.绵羊的长毛和细毛 D.小麦的抗病和易染病题型五：显、隐性状的判别 7、纯种甜玉米和纯种非甜玉米间行种植，收获时发现甜玉米果穗上有非甜玉米子粒，而非甜玉米果穗上却无甜玉米子粒，原因是（） A.甜是显性 B.非甜是显性 C.相互混杂 D.相互选择 小结：显隐性确定有“三法” （1）根据子代性状判断①具有一对相对性状的亲本杂交→子代只出现一种性状→子代所出现的性状为显性状。若子代出现两种表现型，则可进一步应用自交法或回交法判断。 ②相同性状的亲本杂交→子代出现不同性状→子代所出现的新的性状为隐性性状。 （2）根据子代性状分离比判断：具有一对相对性状的亲本杂交→F2性状分离比为3∶1→分离比占3/4 的性状为显性性状。 （3）假设推证法
盐析法
盐析法综述 摘要：沉淀法是利用沉淀反应，将被测组分转化为难溶物，以沉淀形式从溶液中分离出来，并转化为称量形式，最后称定其重量进行测定的方法。盐析法是其中的一种，盐析法是在中药水提液中,加入无机盐至一定浓度,或达饱和状态,可使某些成分在水中溶解度降低,从而与水溶性大的杂质分离。常作盐析的无机盐有氯化钠、硫酸钠、硫酸镁、硫酸铵等。 关键词:沉淀法；盐析；原理；方法评价；蛋白质盐析 沉淀法 沉淀法是利用沉淀反应，将被测组分转化为难溶物，以沉淀形式从溶液中分离出来，并转化为称量形式，最后称定其重量进行测定的方法。 有机溶剂沉淀法多用于生物小分子、多糖及核酸产品的分离纯化，有时也用于蛋白质沉淀。有机溶剂的沉淀机理是降低水的介电常数，导致具有表面水层的生物大分子脱水，相互聚集，最后析出。等电点沉淀法用于氨基酸、蛋白质及其它两性物质的沉淀。但此法单独应用较少，多与其它方法结合使用。两性电解质分子上的净电荷为零时溶解度最低，不同的两性电解质具有不同的等电点，以此为基础可进行分离。、非离子多聚体沉淀法用于分离生物大分子非离子多聚物是六十年代发展起来的一类重要沉淀剂，最早用于提纯免疫球蛋白、沉淀一些细菌和病毒，近年来逐渐广泛应用于核酸和酶的分离提纯。最常用的是铅盐法，可以用于除去杂质，也可用于沉淀有效成分。沉淀法通常是在溶液状态下将不同化学成分的物质混合,在混合液中加人适当的沉淀剂制备前驱体沉淀物,再将沉淀物进行干燥或锻烧,从而制得相应的粉体颗粒。一般来说，所有固体溶质都可以在溶液中加入中性盐而沉淀析出，这一过程叫盐析。在生化制备中,许多物质都可以用盐析法进行沉淀分离，如蛋白质、多肽、多糖、核酸等，其中以蛋白质沉淀最为常见，特别是在粗提阶段。 对沉淀形式的要求 （1）沉淀的溶解度要小，以保证被测组分能沉淀完全。 （2）沉淀要纯净，不应带入沉淀剂和其他杂质。 （3）沉淀易于过滤和洗涤，以便于操作和提高沉淀的纯度。 （4）沉淀易于转化为称量形式。 盐析法 胶体的盐析 胶体的盐析是加盐而使胶粒的溶解度降低，形成沉底析出的
分析化学习题(第7章重要分离方法)
习题 1 1. 分离方法在定量分析中有什么重要性？分离时对常量和微量组分的回收率要求如何？（参考答案）答： 在定量分析，对于一些无法通过控制分析条件或采用掩蔽法来消除干扰，以及现有分析方法灵敏度达不到要求的低浓度组分测定，必须采用分离富集方法。换句话说，分离方法在定量分析中可以达到消除干扰和富集效果，保证分析结果的准确性，扩大分析应用范围。 在一般情况下，对常量组分的回收率要求大于99.9%，而对于微量组分的回收率要求大于99%。样品组分含量越低，对回收率要求也降低。 2.在氢氧化物沉淀分离中，常用的有哪些方法？举例说明。（参考答案） 答： 在氢氧化物沉淀分离中，沉淀的形成与溶液中的[OH-]有直接关系。因此，采用控制溶液中酸度可使某些金属离子彼此分离。在实际工作中，通常采用不同的氢氧化物沉淀剂控制氢氧化物沉淀分离方法。常用的沉淀剂有： A.氢氧化钠：NaOH是强碱，用于分离两性元素(如Al3+，Zn2+，Cr3+)与非两性元素，两性元素的含氧酸阴离子形态在溶液中，而其他非两性元素则生成氢氧化物胶状沉淀。 B.氨水法：采用NH4Cl-NH3缓冲溶液(pH 8-9)，可使高价金属离子与大部分一、二金属离子分离。 C.有机碱法：可形成不同pH的缓冲体系控制分离，如pH5-6六亚甲基四胺-HCl缓冲液，常用于Mn2，Co2+，Ni2+，Cu2+，Zn2+，Cd2+与Al3+，Fe3+，Ti(IV)等的分离。 D.ZnO悬浊液法等：这一类悬浊液可控制溶液的pH值，如ZnO悬浊液的pH值约为6，可用于某些氢氧化物沉淀分离。 3. 某试样含Fe，A1，Ca，Mg，Ti元素，经碱熔融后，用水浸取，盐酸酸化，加氨水中和至出现红棕色沉淀（pH约为3左右），再加六亚甲基四胺加热过滤，分出沉淀和滤液。试问。为什么溶液中刚出现红棕色沉淀时人们看到红棕色沉淀时，表示pH为3左右？过滤后得到的沉淀是什么？滤液又是什么？试样中若含Zn2+和Mn2+，它们是在沉淀中还是在滤液中？（参考答案）
现代分离技术复习思考题及答案
第一章膜分离 1.什么是分离技术和分离工程？ 分离技术系指利用物理、化学或物理化学等基本原理与方法将某种混合物分成两个或多个组成彼此不同的产物的一种手段。 在工业规模上，通过适当的技术与装备，耗费一定的能量或分离剂来实现混合物分离的过程称为分离工程。 2.分离过程是如何分类的？ 机械分离、传质分离(平衡分离、速率控制分离)、反应分离 第二章膜分离 1.按照膜的分离机理及推动力不同，可将膜分为哪几类？ 根据分离膜的分离原理和推动力的不同，可将其分为微孔膜、超过滤膜、反渗透膜、纳滤膜、渗析膜、电渗析膜、渗透蒸发膜等。 2.按照膜的形态不同，如何分类？ 按膜的形态分为平板膜、管式膜和中空纤维膜、卷式膜。 3.按照膜的结构不同，如何分类？ 按膜的结构分为对称膜、非对称膜和复合膜。 4.按照膜的孔径大小不同，如何分类？ 按膜的孔径大小分多孔膜和致密膜。 5.目前实用的高分子膜膜材料有哪些？ 目前，实用的有机高分子膜材料有：纤维素酯类、聚砜类、聚酰胺类及其他材料。 6.MF（微孔过滤膜）,UF（超过滤膜）,NF（纳滤膜）,RO（反渗透膜）的推动力是什么？ 压力差。 7.醋酸纤维素膜有哪些优缺点？ 醋酸纤维素是当今最重要的膜材料之一。醋酸纤维素性能稳定，但在高温和酸、碱存在下易发生水解。纤维素醋类材料易受微生物侵蚀，pH值适应范围较窄，不耐高温和某些有机溶剂或无机溶剂。 8.醋酸纤维素膜的结构如何？ 表皮层，孔径（8－10）×10－10m。过渡层，孔径200×10－10m。多孔层，孔径（1000－4000）×10－10m 9.固体膜的保存应注意哪些问题？ 分离膜的保存对其性能极为重要。主要应防止微生物、水解、冷冻对膜的破坏和膜的收缩变形。微生物的破坏主要发生在醋酸纤维素膜；而水解和冷冻破坏则对任何膜都可能发生。温度、pH值不适当和水中游离氧的存在均会造成膜的水解。冷冻会使膜膨胀而破坏膜的结构。膜的收缩主要发生在湿态保存时的失水。收缩变形使膜孔径大幅度下降，孔径分布不均匀，严重时还会造成膜的破裂。当膜与高浓度溶液接触时，由于膜中水分急剧地向溶液中扩散而失水，也会造成膜的变形收缩。 10.工业上应用的膜组件有哪几种？ 工业上应用的膜组件主要有中空纤维式、管式、螺旋卷式、板框式等四种型式。 11.在上述膜组件中装填密度最高的是那种？料液流速最快的是那种？ 中空纤维式，管式。 12.什么叫浓差极化？如何消除浓差极化现象？
分离纯化蛋白质的方法及原理
（二）利用溶解度差别 影响蛋白质溶解度的外部因素有：1、溶液的pH；2、离子强度；3、介电常数；4、温度。但在同一的特定外部条件下，不同蛋白质具有不同的溶解度。 1、等电点沉淀：原理：蛋白质处于等电点时，其净电荷为零，由于相邻蛋白质分子之间没有静电斥力而趋于聚集沉淀。因此在其他条件相同时，他的溶解度达到最低点。在等电点之上或者之下时，蛋白质分子携带同种符号的净电荷而互相排斥，阻止了单个分子聚集成沉淀，因此溶解度较大。不同蛋白质具有不同的等电点，利用蛋白质在等电点时的溶解度最低的原理，可以把蛋白质混合物分开。当pH被调到蛋白质混合物中其中一种蛋白质的等电点时，这种蛋白质大部分和全部被沉淀下来，那些等电点高于或低于该pH的蛋白质则仍留在溶液中。这样沉淀出来的蛋白质保持着天然的构象，能重新溶解于适当的pH和一定浓度的盐溶液中。 5、盐析与盐溶：原理：低浓度时，中性盐可以增加蛋白质溶解度这种现象称为盐溶.盐溶作用主要是由于蛋白质分子吸附某种盐类离子后，带电层使蛋白质分子彼此排斥，而蛋白质与水分子之间的相互作用却加强，因而溶解度增高。球蛋白溶液在透析过程中往往沉淀析出，这就是因为透析除去了盐类离子，使蛋白质分子之间的相互吸引增加，引起蛋白质分子的凝集并沉淀。当溶液的离子强度增加到一定程度时，蛋白质溶解程度开始下降。当离子强度增加到足够高时，例如饱和或半饱和程度，很多蛋白质可以从水中沉淀出来，这种现象称为盐析。盐析作用主要是由于大量中性盐的加入使水的活度降低，原来溶液中的大部分甚至全部的自由水转变为盐离子的水化水。此时那些被迫与蛋白质表面的疏水集团接触并掩盖他们的水分子成为下一步最自由的可利用的水分子，因此被移去以溶剂化盐离子，留下暴露出来的疏水基团。蛋白质疏水表面进一步暴露，由于疏水作用蛋白质聚集而沉淀。 盐析沉淀的蛋白质保持着他的天然构象，能再溶解。盐析的中性盐以硫酸铵为最佳，在水中的溶解度很高，而溶解度的温度系数较低。 3、有机溶剂分级分离法：与水互溶的有机溶剂（甲醇、乙醇和丙酮等）能使蛋白质在水中的溶解度显著降低。在室温下有机溶剂会引起蛋白质变性，如果预先将有机溶剂冷却到-40°C以下，然后在不断搅拌下逐滴加入有机溶剂，以防局部浓度过高，那么变性可以得到很大程度缓解。蛋白质在有机溶剂中的溶解度也随温度、pH和离子强度而变化。在一定温度、pH和离子强度条件下，引起蛋白质沉淀的有机溶剂的浓度不同，因此控制有机溶剂浓度也可以分
盐析法沉淀蛋白质的原理
盐析法沉淀蛋白质的原理 1 中性盐沉淀（盐析法） 在溶液中加入中性盐使生物大分子沉淀析出的过程称为“盐析”。除了蛋白质和酶以外，多肽、多糖和核酸等都可以用盐析法进行沉淀分离。 盐析法应用最广的还是在蛋白质领域，已有八十多年的历史，其突出的优点是： ①成本低，不需要特别昂贵的设备。 ②操作简单、安全。 ③对许多生物活性物质具有稳定作用。 ⑴中性盐沉淀蛋白质的基本原理 蛋白质和酶均易溶于水，因为该分子的－COOH、－NH2和－OH都是亲水基团，这些基团与极性水分子相互作用形成水化层，包围于蛋白质分子周围形成1nm～100nm颗粒的亲水胶体，削弱了蛋白质分子之间的作用力，蛋白质分子表面极性基团越多，水化层越厚，蛋白质分子与溶剂分子之间的亲和力越大，因而溶解度也越大。亲水胶体在水中的稳定因素有两个：即电荷和水膜。因为中性盐的亲水性大于蛋白质和酶分子的亲水性，所以加入大量中性盐后，夺走了水分子，破坏了水膜，暴露出疏水区域，同时又中和了电荷，破坏了亲水胶体，蛋白质分子即形成沉淀。
⑵中性盐的选择 常用的中性盐中最重要的是（NH4）2SO4，因为它与其他常用盐类相比有十分突出的优点： 1) 溶解度大：尤其是在低温时仍有相当高的溶解度，这是其他盐类所不具备的。由于酶和各种蛋白质通常是在低温下稳定，因而盐析操作也要求在低温下（0～4℃）进行。 2) 分离效果好：有的提取液加入适量硫酸铵 盐析，一步就可以除去75％的杂蛋白，纯 度提高了四倍。 3) 不易引起变性，有稳定酶与蛋白质结构的 作用。有的酶或蛋白质用2～3mol/L浓度的 （NH4）2SO4保存可达数年之久。 4) 价格便宜，废液不污染环境。 ⑶盐析的操作方法 最常用的是固体硫酸铵加入法。将其研成细粉，在搅拌下缓慢均匀少量多次地加入，接近计划饱和度时，加盐的速度更要慢一些，尽量避免局部硫酸铵浓度过大而造成不应有的蛋白质沉淀。盐析后要在冰浴中放置一段时间，待沉淀完全后再离心与过滤。 在低浓度硫酸铵中盐析可采用离心分离，高浓度硫酸铵常用过滤方法。