沉淀分离技术
沉淀析出法
沉淀析出法是一种利用沉淀反应实现组分分离的化学方法。
在溶液中投加化学剂，将溶液中的可溶性物质转化成难溶性物质，从而在溶液中析出，沉淀在溶液底部。
沉淀析出的方法有：
1. 难溶盐沉淀法：使某些组分呈难溶化合物的形态沉淀析出的方法。
可用于组分分离、除杂或提取。
难溶盐沉淀法分为加沉淀剂沉淀法、浓缩结晶法和盐析结晶法三种。
2. 无机沉淀剂分离法：例如用SO42-为沉淀剂分离Ba2+离子，用S2-为沉淀剂分离Zn2+离子。
3. 有机沉淀剂分离法：例如用丁二酮肟分离Ni2+离子，用8羟基喹哪啶沉淀Zn2+等。
4. 均相沉淀法：是借助于化学反应在溶液中缓慢而均习地产生出沉淀剂。
用此法得到的沉淀较纯，过滤洗涤方便。
例如利用尿素的水解反应，逐步改变溶液的pH值，使金属离子生成氢氧化物沉淀，用硫代乙酰胺水解产生S2-离子使金属离子生成硫化物沉淀等。
以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅化学书籍或咨询化学专家。
溶液与沉淀的分离方法有3种倾析法、过滤法和离心分离法
溶液与沉淀的分离方法有3种：倾析法、过滤法和离心分离法。
（1）倾析法当沉淀的密度较大或结晶的颗粒较大，静置后能沉降至容器底部时，可用倾析法进行沉淀的分离和洗涤。
具体作法是把沉淀上部的溶液倾入另一容器内，然后往盛着沉淀的容器内加入少量洗涤液，充分搅拌后，沉降，倾去洗涤液。
如此重复操作3遍以上，即可把沉淀洗净，使沉淀与溶液分离。
（2）过滤法分离溶液与沉淀最常用的操作方法是过滤法。
过滤时沉淀留在过滤器上，溶液通过过滤器而进入容器中，所得溶液叫做滤液。
过滤方法共有3种：常压过滤、减压过滤和热过滤。
1）常压过滤此法最为简便和常用，使用玻璃漏斗和滤纸进行过滤。
按照孔隙的大小，滤纸可分为快速、中速和慢速3种。
快速滤纸孔隙最大。
过滤时，把圆形滤纸或四方滤纸折叠成4层（方滤纸折叠后还要剪成扇形）。
然后将滤纸撕去一角，放在漏斗中①。
滤纸的边缘应略低于漏斗的边缘。
用水润湿滤纸，并使它紧贴在玻璃漏斗的内壁上。
这时如果滤纸和漏斗壁之间仍有气泡，应该用手指轻压滤纸，把气泡赶掉，然后向漏斗中加蒸馏水至几乎达到滤纸边。
这时漏斗颈应全部被水充满，而且当滤纸上的水已全部流尽后，漏斗颈中的水柱仍能保留。
如形不成水柱，可以用手指堵住漏斗下口，稍稍掀起滤纸的一边，向滤纸和漏斗间加水，直到漏斗颈及锥体的大部分全被水充满，并且颈内气泡完全排出。
然后把纸边按紧，再放开下面堵住出口的手指，此时水柱即可形成。
在全部过滤过程中，漏斗颈必须一直被液体所充满，这样过滤才能迅速。
过滤时应注意以下几点：调整漏斗架的高度，使漏斗末端紧靠接受器内壁。
先倾倒溶液，后转移沉淀，转移时应使用搅棒。
倾倒溶液时，应使搅棒指向3层滤纸处。
漏斗中的液面高度应低于滤纸高度的2/3。
如果沉淀需要洗涤，应待溶液转移完毕，用少量洗涤剂倒入沉淀，然后用搅棒充分搅动，静止放置一段时间，待沉淀下沉后，将上方清液倒入漏斗，如此重复洗涤两三遍，最后把沉淀转移到滤纸上。
2）减压过滤此法可加速过滤，并使沉淀抽吸得较干燥，但不宜过滤胶状沉淀和颗粒太小的沉淀，因为胶状沉淀易穿透滤纸，颗粒太小的沉淀易在滤纸上形成一层密实的沉淀，溶液不易透过，循环水真空泵使吸滤瓶内减压，由于瓶内与布氏漏斗液面上形成压力差，因而加快了过滤速度。
沉淀分离技术.
蛋白质聚集沉淀
（1）破坏水化膜，分子间易碰撞聚集，将大量盐 加到蛋白质溶液中，高浓度的盐离子有很强的水化 力，于是蛋白质分子周围的水化膜层减弱乃至消失， 使蛋白质分子因热运动碰撞聚集。
（2）破坏水化膜，暴露出憎水区域,由于憎水区域间作用使蛋 白质聚集而沉淀，憎水区域越多，越易沉淀。
（3）中和电荷，减少静电斥力，中性盐加入蛋白质溶液后，蛋 白质表面电荷大量被中和，静电斥力降导致蛋白溶解度降低， 使蛋白质分子之间聚集而沉淀。
亲水胶体在水中的 稳定因素
水化膜
水化膜
+ + + + + + ++ +
带正电荷蛋白质 （亲水胶体） 脱水
碱 酸 等点电时的蛋白质 （亲水胶体） 脱水
碱 酸 带负电荷蛋白质 （亲水胶体） 脱水
+ + + + + + ++ +
带正电荷蛋白质 （疏水胶体）
阴离子 不稳定蛋白颗粒
阳离子
带负电荷蛋白质 （疏水胶体）
7.65 6.85
（1）忽略溶液体积的变化，若回收90%的BSA，需要加 入多少固体硫酸铵？（37.27Kg） （2）沉淀中BSA的纯度是多少？（95.34%）
KS分段盐析法
在一定pH、温度条件下，改变离子强度。 适用于早期粗提阶段的分步分离。
虽然这个理论所假定的条件并不完全适合于蛋白质分子，但该 理论对于理解破坏蛋白质溶液的稳定性仍有很大帮助，同时还 有助于针对具体蛋白质选择最合适的沉淀剂及技术。
DLVO理论
颗粒间的相互作用的位能取决于离子强度。 在低离子强度时，颗粒距离处在中间状态，双 电层斥力占优势，可看为一个凝聚的势垒；在 高离子强度时，吸引力超过排斥力，相互间的 总位能表现为吸引位能。 虽然这个理论所假定 的条件并不完全适合于蛋白质分子，但该理论 对于理解破坏蛋白质溶液的稳定性仍有很大帮 助，同时还有助于针对具体蛋白质选择最合适 的沉淀剂及技术。
《沉淀分离法》课件
03
分析实验结果的影响因 素，如沉淀剂的种类和 浓度、溶液的pH值、温 度等。
04
比较不同实验条件下的 分离效果，总结沉淀分 离法的优缺点和应用范 围。
沉淀分离法的应用
06
实例
在污水处理中的应用
总结词
沉淀分离法在污水处理中应用广泛，能有效去除污水中的 悬浮物和重金属离子。
详细描述
通过向污水中投加化学药剂，使水中不易溶于水的悬浮物 或重金属离子形成沉淀物，再通过固液分离技术将沉淀物 从水中分离出来，达到净化水质的目的。
5. 倾倒上清液
小心倾倒掉上清液，收集沉淀 物。
6. 洗涤和干燥
对沉淀物进行洗涤和干燥，得 到纯净的目标物质。
7. 结果分析
对实验结果进行分析，计算目 标物质的回收率和纯度。
实验结果与讨论
01
记录实验过程中观察到 的现象，如沉淀物的生 成、颜色的变化等。
02
对实验结果进行定量分 析，计算目标物质的回 收率和纯度。
历史与发展
历史
沉淀分离法最早可追溯到19世纪初 期，随着科学技术的不断发展，沉淀 分离法也在不断改进和完善。
发展
现代沉淀分离法已经发展出了多种分 离技术，如共沉淀、均相沉淀、盐析 等，广泛应用于化学、生物、医学等 领域。
应用领域
化学分析
用于分离和富集痕量元 素或复杂样品中的组分
。
生物制药
用于蛋白质、酶、细胞 等的分离和纯化。
沉淀溶解损失
在洗涤和转移过程中，部 分沉淀可能会溶解，导致 产物的损失。
改进方向
优化沉淀剂的选择
通过选择合适的沉淀剂，可以改善沉 淀的生成和过滤性能。
改进洗涤方法
减少沉淀溶解损失
沉淀分离（PDF）
第二章沉淀分离技术（Precipitation）1. 沉淀分离概述2. 无机沉淀剂沉淀分离法3. 有机沉淀剂沉淀分离法4. 等电点沉淀分离法5. 其他沉淀分离技术2.1 沉淀分离概述沉淀——溶液中的溶质由液相变成固相析出的过程。
沉淀分离——利用沉淀剂或者一定的物理化学方法使得溶液或者均匀分散体系的溶质溶解度降低而形成无定型固体沉淀从液相中析出的过程。
沉淀分离的目的：（1）通过沉淀使目标成分浓缩和去除杂质；（2）通过沉淀将已经纯化的产物由液态变为固态，便于保存和进一步加工。
沉淀法用于分离纯化应该是有选择性的，即有选择地沉淀杂质或有选择地沉淀所需成分。
沉淀法的操作步骤：z加入沉淀剂，z陈化，促进粒子生长；z离心或过滤，收集沉淀物沉淀分离法分类（1）无机沉淀剂沉淀法（2）有机沉淀剂沉淀法（3）有机聚合物沉淀法（4）共沉淀法（5）等电点沉淀法（6）选择性变性沉淀法2.2无机沉淀剂沉淀分离法(盐析法) 优点：成本低、无需专门的设备、易于操作、安全性高、对生物活性成分的破坏也小；缺点：通常选择性不好，往往有共沉淀产物，一般作为粗提纯操作，还需要与其他分离方法配合使用。
在高浓度中性盐存在的情况下，蛋白质等生物大分子在水溶液中的溶解度降低并沉淀析出的现象称为盐析。
盐析法的原理两性高分子电解质（amphotericpolymer ），主要由疏水性各不相同的氨基酸组成。
蛋白质表面由不均匀分布的荷电基团形成荷电区、亲水区和疏水区构成。
大部分蛋白质溶于水是以一种亲水胶体的形式或大分子溶液存在的。
蛋白质的特性蛋白质溶液的稳定性电荷稳定性：蛋白质分子间静电排斥作用空间稳定性：蛋白质周围的水化层（hydration shell)可以使蛋白质形成稳定的胶体溶液可通过降低蛋白质周围的水化层和双电层厚度（ζ电位）降低蛋白质溶液的稳定性，实现蛋白质的沉淀。
zVan der Waals 力z Keeson 引力（偶极力）z Debye 引力（诱导力）zLondon 引力（色散力）蛋白质分子间的相互作用的位能取决于离子强度。
沉淀分离法及应用
沉淀分离法及应用
沉淀分离法是化学实验中常用的一种分离方法，主要通过生成沉淀物来实现对不同物质的分离。
沉淀分离法的基本步骤如下：
1. 将待分离物质溶解在适当的溶剂中，制备溶液。
2. 在溶液中加入适量的沉淀剂（通常是饱和溶液）。
3. 沉淀剂与待分离物质发生反应，生成沉淀物。
4. 将溶液与沉淀物分离，通常可通过过滤或离心将沉淀物从溶液中分离出来。
沉淀分离法的应用范围非常广泛，包括但不限于以下几个方面：1. 分离杂质：当溶液中含有杂质时，可以通过添加适量的沉淀剂，使杂质与沉淀剂发生反应生成沉淀物，从而分离出纯净的溶液。
2. 分离混合物：当混合物中含有不同成分时，可以利用沉淀分离法将其中一种或几种成分分离出来。
3. 分离纯度不同的物质：当溶液中含有不同纯度的物质时，可以通过沉淀分离法将其中高纯度的物质分离出来，从而提高物质的纯度。
4. 提取目标物质：当需要提取特定物质时，可以利用沉淀分离法将目标物质从复杂的混合物中提取出来。
沉淀分离法是一种简单有效的分离方法，在化学实验和工业生产中有着广泛的应用。
沉淀的分离的方法
沉淀的分离的方法
沉淀分离是一种常用的分离方法，适用于固体和液体之间的分离。
下面是几种常见的沉淀分离方法：
1. 重力沉淀：利用物质的密度差异，引入重力将悬浮在液体中的颗粒沉淀到底部。
2. 离心沉淀：通过高速旋转离心机，可加速颗粒的沉降速度，从而更快地进行分离。
3. 过滤：将混合物通过滤纸或其他滤膜进行过滤，使得固体颗粒被滤出，而液体透过滤膜。
4. 沉淀剂法：添加一种特定的化学物质（沉淀剂），能够与溶液中的物质发生反应生成沉淀，使其从溶液中沉淀出来。
5. 蒸发结晶：将溶液加热蒸发，使得固体物质从溶液中结晶出来，实现固液分离。
6. 电沉积：利用电解作用，通过外加电压或电流将带电的物质沉积到电极上进行分离。
需要根据具体的实验要求和分离对象选择适合的方法。
3沉淀分离法
2
大量
Pd
2
痕量（被测）
CaCO3 沉淀
Ca CO3
2
2
CaCO3
Pd2+离子附着在CaCO3沉淀的表面，形成共沉淀。
① 无机共沉淀剂
● 氢氧化物沉淀： 如，Fe(OH)3,Al(OH)3,MnO(OH)2等，主要利用 表面吸附作用使痕量金属离子共沉淀。 ● 硫化物沉淀： 如，PbS、HgS等，共沉淀是除吸附、吸留作用 外还有后沉淀作用。 ● 某些晶形沉淀： 如，BaSO4，SrSO4，SrCO3等，可与生成相似晶 格的离子形成混晶（如BaSO4-RaSO4、BaSO4PbSO4等）而共沉淀。
提高氢氧化物沉淀分离的方法
（1） 采用“小体积”沉淀法——小体积、大浓度且
有大量对测定没有干扰的盐存在下进行沉淀。如：
在大量NaCl存在下，NaOH分离Al3+与Fe3+。 （2）加入掩蔽剂提高分离选择性。 （3） 控制pH值选择合适的沉淀剂 不同金属形成氢氧化物的pH值及介质不同。 （4）采用均匀沉淀法或在较热、浓溶液中沉淀并且热 溶液洗涤消除共沉淀。
（3）逐渐除去溶剂
• 如果将试液与有机沉淀剂在某种水溶液混合，然后慢慢蒸 发除去溶剂，即可在适当的缓冲条件下进行均相沉淀。 • 例如，用8-羟基喹啉沉淀Al3+时，可在Al3+ 试液中加入醋酸
胺缓冲溶液、8-羟基喹啉的丙酮溶液，在70-80℃加热3h，
使丙酮挥发，15min 后即有8-羟基喹啉铝的晶形沉淀析出， 此沉淀易于过滤、洗涤。
均相沉淀的优点： 这样的沉淀不但吸附的杂质少，沉淀较纯净， 而且不必陈化，过滤、洗涤液较方便。 均相沉淀的途径
（1）试剂水解 （2）在溶液中直接产生出沉淀剂 （3）逐渐除去溶剂 （4）破坏可溶性的络合物
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5.硫酸铵饱和度的调整方法
1.添加硫酸铵固体
在不宜增加溶液体积时应用，可能导致局部浓度 过高
2.添加饱和硫酸铵溶液
V
V
0
(
S 2
S ) /(1 1
S) 2
V-需加入的饱和硫酸氨溶液的体积；
V0-待盐析溶液的体积 S1-原来溶液的饱和度 S2-需要达到的饱和度
第三节 有机沉淀剂沉淀分离法
现代食品分离技术
第二章 沉淀分离技术
知识点：盐析法，等电点沉淀法，有机溶
剂 沉淀法，选择性变性沉淀法，金属离子 沉淀法。
重点：上述几种沉淀方法的概念、原理及
其适用范围；盐析法的影响因素对沉淀效 果的影响，并能根据实际情况予以灵活应 用和选择。
难点：常用沉淀方法的灵活运用
第一节 沉淀分离的目的及其方法
3、影响盐析效果的因素
（1）蛋白质浓度： 2.5~3%
蛋白质浓度高，盐用量少，但是共沉淀导致选择性下降。
（2）离子强度的影响：不同类型的蛋白质，盐
析时所要求的离子强度各有不同。逐渐增加离子强度， 分步盐析。可以体现出对蛋白质的选择性。各种蛋白
质的Ks相差越大，效果越好。
（3）不同离子类型对盐析效果的影响
lgS = lgS0 -KsI S0：蛋白质在纯水中的溶解度； S：蛋白质在离子强度为I的溶液中的溶解度；
Ks：盐析常数；
I：离子强度
注：
I 1 Mz2 2
M表示溶液中各种离子的物质量浓度，z为各种离子的价数。
当温度和pH值一定时，对于某一溶质来说，其
S0是一个常数，即lgS0=β
β的大小取决于溶质的性质，与温度和pH有关。
2C6H8O7.H2O+3CaSO4.H2O
谷氨酸能与Zn2+、 Ca2+、 Cu2+等金属 离子作用生成谷氨酸盐沉淀。
此类沉淀影响因素主要温度和pH值
常有共沉淀作用和吸附作用发生，因此 分离作用不是很理想，一般用作粗分离。
二、盐析
应用：蛋白质和酶的粗提纯 特点：成本低、操作简单、安全、对生物活性成
分破坏作用小。
主要内容：
1、原理 盐溶 盐析 2、盐的选择 3、影响盐析效果的因素 4、脱盐处理
1.盐溶与盐析的原理
（1） 盐溶 在低浓度下，蛋白质和酶类的溶解度随盐浓度
的提高而增大，称为盐溶。主要是中性盐离子 对蛋白质分子表面活性基团及水活度的影响。 a 无机盐离子在蛋白质表面上吸附，使颗粒带 相同电荷而相互排斥； b 无机盐离子增加了蛋白质的亲水性，改善了 与水膜的结合，增加了蛋白质分子与溶剂分子 相互作用，使蛋白质浓度增加。
一、基本原理及特点 1.无机沉淀剂沉淀法的缺点：分离的选
择性和灵敏度都比较差。 2.有机溶剂沉淀剂的特点： （1）选择性比较高； （2）沉淀后所得产品不需脱盐
（3）缺点是对某些生物活性的大分子物
质如酶类具有失活作用。
3.有机溶剂沉淀法的原理
（1）有机溶剂改变了溶液的介电常数。 增强了溶质分子间的静电作用力，降低了溶质
1.沉淀定义：溶液中的溶质在适当条件下由液相变成
固相而析出的过程。
2.沉淀目的：浓缩和去杂，液相变固相 3.应用要求：选择性，目标成分的活性和化学结构的
不破坏性，无有害残留
4.沉淀分类：无机沉淀剂、有机沉淀剂、非离子多聚
体沉淀剂、等电点沉淀、共沉淀分离、变性沉淀分 离
第二节 无机沉淀剂沉淀分离法
很多金属盐类的溶解性比较低，如硫酸 盐、碳酸盐、草酸盐。所以，当添加适 当的无机沉淀剂形成上述各种化合物时， 便会形成沉淀。
分子与溶剂分子间的相互作用，导致溶质分子 间发生聚合而析出。 （2）脱水作用。 有机溶剂必须溶解在水溶液中，这样就减少了 溶质与水的作用，因而使溶质脱水而相互聚集 沉淀。
二、有机沉淀剂的选择
③盐离子引起原本在蛋白质分子周围有序排列的水
分子的极化，使水活度降低。
盐析原理图
蛋白质分子表面的疏水性区域，都聚集许多水分子，当盐类 加入时，这些水分子被抽出，以便与盐离子进行水合，暴露 出疏水性区域互相结合，形成沉淀。
蛋白质的溶解度与溶液中盐的离子强度之间的关系 （Cohn表达式）
lg(S/S0) = -KsI
离子半径小、带较高电荷的离子盐析效果好！
磷酸钾＞硫酸钠＞硫酸铵＞柠檬酸钠 ＞硫酸镁 （4）pH值的影响
一般在等电点下进行
（5）温度的影响
通常在常温下操作，对于敏感的酶类，在低温下操作。
盐析操作
4、脱盐处理 透析法：半透膜，具有让小分子和水扩散
而不断通过，直到膜内外浓度达到平衡。 电渗析法 葡萄糖凝胶过滤法
β分段盐析法：保持溶液的离子强度不变，改变
溶液的pH和温度，使不同的溶质在不同的pH 和温度下有最大的析出.
Ks取决于盐的性质，并且与离子的价数、平均 半径有关。高价阴离子有较高的Ks ，高价阳
离子有较低的Ks 。 Ks越大，盐析效果越好。
Ks分段盐析法：在一定的pH和温度下，改变 盐离子的离子强度I值，使不同的溶质在不同 的离子强度下有最大的析出。
2、盐析分离法中盐的选择
蛋白质的盐析中，以硫酸铵、硫酸钠应用最广。
（1）硫酸铵的特点：
温度系数小：温度变化引起溶液性质的变化不大； 溶解度大； 对蛋白质变性影响小； 价格低。 但缓冲能力小； 含氮，影响蛋白质含量的测定。
（2）无机盐种类的影响
不同盐溶液中碳氧血红蛋白的溶解度与离子强度的关系（25℃） (○)NaCl; (▼)KCl; (◘)MgSO4; (▲)NH4)SO4; (●)Na2SO4; (□)K2SO4; (■)柠檬 酸三钠
第二节 无机沉淀剂沉淀分离法
一、金属盐类沉淀分离法
利用金属离子与酸根在形成盐类时溶解度低而得以沉 淀分离。
柠檬酸工业中钙盐法
第一步 钙盐中和
2C6H8O7.H2O+CaCO3 → Ca3(C6H5O7)2.4H20+CO2+H2O
第二步 酸解
→ Ca3(C6H5O7)2.4H20+3H2SO4+H2O
分子在其等电点时，容易互相吸引，聚合成沉淀，加 入盐离子会破坏这些吸引力，使分子散开，溶入水中。
（2）盐析原理
①盐离子与蛋白质分子争夺水分子，降低了用于溶 解蛋白质的有效水量，减弱了蛋白质的水合程度，
破坏了蛋白表面的水化膜，导致蛋