第三章沉淀技术
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无机化学第六版第三章 溶解与沉淀
第三章 溶解与沉淀
化学平衡
一、化学反应的可逆性和化学平衡
H2
H2
+I +I
2
2 HI
2
2 HI
可逆反应：在同一条件下，既能向正反应（向右）方向 又能向逆反应（向左）方向进行的反应称为可逆反应。 多数的反应都是可逆的，但是可逆的程度不同。通 常把可逆程度极小的反应称为不可逆反应。
M n O 2 2KClO 3(s) 2KCl(s)+3O 2(g) △
14 Ksp , Fe(OH) 1.64 10 7 2 [OH ] 5 . 73 10 [Fe 2 ] 0.050
pH = 14-pOH = 14 –6.24 = 7.76 结论：利用分级沉淀原理，可使两种以上的离子有 效分离。如果两种沉淀的溶度积相差愈大，分离得 就会越完全。
在一定温度下，可逆反应达到平衡状态，生 成物平衡浓度系数的幂次方的乘积与反应物浓度
系数幂次方的乘积之比，总是一个定值，这一定
值称为“平衡常数”。 如果将其中各物质用相 对平衡浓度或相对平衡分压表示，则称作标准平 衡常数，用
K 表示。
书写标准平衡常数表达式应注意的事项
1、在书写 K表达式时，只写浓度或分压可变的溶液相和气
例题2：分别计算Ag2CrO4
(1) 在0.10mol.L-1AgNO3溶液中的溶解度,
(2) 在0. 10mol.L-1Na2CrO4中的溶解度. 解:(1)Ag2CrO4 =2 Ag+ + CrO4 20.1+2S S S = [CrO4 2-]
Ksp=（ 0.1+ 2S ）2×S = 0.01S =1.12×-12
平衡向右移动 定义：在难溶电解质溶液中，加入易溶强电解质而使难溶 电解质的溶解度增大的作用。
化学平衡
一、化学反应的可逆性和化学平衡
H2
H2
+I +I
2
2 HI
2
2 HI
可逆反应：在同一条件下，既能向正反应（向右）方向 又能向逆反应（向左）方向进行的反应称为可逆反应。 多数的反应都是可逆的，但是可逆的程度不同。通 常把可逆程度极小的反应称为不可逆反应。
M n O 2 2KClO 3(s) 2KCl(s)+3O 2(g) △
14 Ksp , Fe(OH) 1.64 10 7 2 [OH ] 5 . 73 10 [Fe 2 ] 0.050
pH = 14-pOH = 14 –6.24 = 7.76 结论：利用分级沉淀原理，可使两种以上的离子有 效分离。如果两种沉淀的溶度积相差愈大，分离得 就会越完全。
在一定温度下，可逆反应达到平衡状态，生 成物平衡浓度系数的幂次方的乘积与反应物浓度
系数幂次方的乘积之比，总是一个定值，这一定
值称为“平衡常数”。 如果将其中各物质用相 对平衡浓度或相对平衡分压表示，则称作标准平 衡常数，用
K 表示。
书写标准平衡常数表达式应注意的事项
1、在书写 K表达式时，只写浓度或分压可变的溶液相和气
例题2：分别计算Ag2CrO4
(1) 在0.10mol.L-1AgNO3溶液中的溶解度,
(2) 在0. 10mol.L-1Na2CrO4中的溶解度. 解:(1)Ag2CrO4 =2 Ag+ + CrO4 20.1+2S S S = [CrO4 2-]
Ksp=（ 0.1+ 2S ）2×S = 0.01S =1.12×-12
平衡向右移动 定义：在难溶电解质溶液中，加入易溶强电解质而使难溶 电解质的溶解度增大的作用。
第三章沉淀溶解平衡
第二节 沉淀的生成 第三节 分步沉淀和沉淀的转化 第四节 沉淀的溶解 沉淀溶解平衡的移动 例: AgCI(s) 溶度积规则 溶解 是平衡移动 Ag+ + CI- 规律的总结
沉淀
(production of precipitation)
第二节 沉淀的生成
沉淀的生成
●沉淀生成的必要条件: 增大离子浓度，使 IP＞KSP ●采用方法: ①加入沉淀剂 ②控制溶液 pH(对难溶弱酸盐和难溶 氢氧化物).
积、同浓度的NH3· H2O相混合,①有无Mg(OH)2沉 淀析出？②如果要阻止沉淀析出,至少应加多少克 NH4CI(s)?已知 Ksp(Mg(OH)2)=5.61×10-12, Kb(NH3)=1.79×10-5
=1.79×10-5×0.05/1.06×10-5 =8.44×10-2(mol· L-1) ∴需加NH4CI(s): 8.44×10-2×0.020×53.5 =9.03×10-2(g)
√ 5.61×10-12/0.05 = =1.06×10-5(mol· L-1) 采用方法:利用同离子效应,加NH4CI(s)来 抑制NH · H O离解.
【例3-7】试分析10ml 0.10mol· L-1MgCI2与等体
解:②NH3· H2O NH4+ + OH0.05 x 1.06×10-5 [NH4+]=Kb [NH3· H2O]/ [OH-]
[H+ ]=
√
Ka1Ka2 [M2+][H2S] KSP(MS）
1 KSP
式中 [H2S]饱和= 0.1(mol· L-1)
结论: 使MS(s)溶解所需
[H+ ]∝
沉淀的溶解
小结 多种离子平衡共存时的处理方法
第三章 沉淀溶解平衡
第三章 沉淀溶解平衡 当CAg+=KspAgCl/CCl-=1.8×10-9mol/L C =1.8× mol/L时 AgCl开始沉淀。此时溶液中 AgCl =1.5× /1.8× CI-=KspAgI/CAg+=1.5×10-16/1.8×10-9 =8.33× mol/L（此时， I-已沉淀完全） =8.33×10-8mol/L
第三章 沉淀溶解平衡
第二节 沉淀的生成和溶解 一、沉淀的生成
1.沉淀的生成 （1）沉淀生成的唯一条件是Qi>Ksp Qi>Ksp （2）在分析化学中当被沉淀离子浓度小于 mol/L时认为被“沉淀完全”。 10-5mol/L （3）沉淀剂一般过量20--50%。过多将使溶 20--50%。 20--50% 液中离子牵制作用增强，反而使沉淀溶解。
第三章 沉淀溶解平衡
（2）发生氧化还原反应 指利用氧化还原反应降低难溶电解质离 子浓度的方法。 3CuS+8H++2NO3- =3S↓+2NO↑+3Cu2++4H2O （3）生成难电离的配离子 指利用氧化还原反应降低难溶电解质 离子浓度的方法。 3CuS+8H++2NO3- =3S↓+2NO↑+3Cu2++4H2O
第三章 沉淀溶解平衡
（4）沉淀的转化 在含有沉淀的溶液中加入另一种沉淀 剂，使其与溶液中某一离子结合成更难溶 的物质，引起一种沉淀转变成另一种沉淀 的现象，叫沉淀的转化。 CaSO4(s)+ Na2CO3 = CaCO3(s)+ Na2SO4
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第三章 沉淀溶解平衡
三、溶度积规则
某难溶电解质的溶液中任一情况下有 关离子浓度的乘积Qi Qi。 Qi 当Qi<Ksp时 不饱和溶液 ； Q 当Qi=Ksp时 饱和溶液 ； Q 当Qi>Ksp时 过饱和溶液 。 Q 应用（1）判断沉淀的生成和溶解 （2）控制离子浓度，使反应向需 要的方向移动。
第三章_沉淀技术
•温度的影响：高离子强度溶液中，温度升高一般使β 下降（温度升高利于盐的溶解，夺取更多的水分子，使 蛋白质溶解性更差） lgS =β-ksI
17
3）、盐析分类
lgS =β-ksI
1. ks盐析：固定蛋白质的pH 、T（ β ）,变动离子 强度I达到沉淀的目的。
2. β盐析：在一定的离子强度下（ I ） ，改变溶液 的pH、T ，达到沉淀的目。
15
讨论 1）、KsI项
Ks与溶液的pH、温度无关，仅取决于蛋白质的性 质和盐的种类。 盐浓度↑→离子强度I↑→S↓→析出。 lgS =β-ksI
16
2）、β值的特性及对盐析的影响 •表示不外加盐时的理想溶解度S，与盐的种类无关， 但与温度、pH有关； •pH的影响：pI时蛋白质溶解度最低，β在pI时最小（ 调节pH可以导致蛋白质净电荷数变化）
相互作用，此时生物分子很容易相互聚集，在溶
液中的溶解度降得很低，从而形成沉淀从溶液中
析出。
13
• 盐析机理归纳
1）.盐离子与蛋白质分子争夺水分子，破坏了蛋 白质表面的水化膜； 2）.盐离子电荷的中和作用； 3）.盐离子引起了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。 注： 水活度：水分含量的活性部分或自由水。
43
（2）脱水作用
由于使用的有机溶剂与水互溶，它们在溶解于水的同
11
盐析
（1）、继续增大中性盐离子强度时→大量的盐夺取了 自由水，使水分子在盐离子表面聚集→蛋白质胶体 外层的水化膜因盐的夺取而遭到破坏→蛋白质胶体 表面的疏水区域暴露出来，彼此相互聚集，沉淀；
12
（2）、加入高浓度中性盐后，盐离子与生物分子表
面的带相反电荷的离子基团结合，中和了生物分
17
3）、盐析分类
lgS =β-ksI
1. ks盐析：固定蛋白质的pH 、T（ β ）,变动离子 强度I达到沉淀的目的。
2. β盐析：在一定的离子强度下（ I ） ，改变溶液 的pH、T ，达到沉淀的目。
15
讨论 1）、KsI项
Ks与溶液的pH、温度无关，仅取决于蛋白质的性 质和盐的种类。 盐浓度↑→离子强度I↑→S↓→析出。 lgS =β-ksI
16
2）、β值的特性及对盐析的影响 •表示不外加盐时的理想溶解度S，与盐的种类无关， 但与温度、pH有关； •pH的影响：pI时蛋白质溶解度最低，β在pI时最小（ 调节pH可以导致蛋白质净电荷数变化）
相互作用，此时生物分子很容易相互聚集，在溶
液中的溶解度降得很低，从而形成沉淀从溶液中
析出。
13
• 盐析机理归纳
1）.盐离子与蛋白质分子争夺水分子，破坏了蛋 白质表面的水化膜； 2）.盐离子电荷的中和作用； 3）.盐离子引起了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。 注： 水活度：水分含量的活性部分或自由水。
43
（2）脱水作用
由于使用的有机溶剂与水互溶，它们在溶解于水的同
11
盐析
（1）、继续增大中性盐离子强度时→大量的盐夺取了 自由水，使水分子在盐离子表面聚集→蛋白质胶体 外层的水化膜因盐的夺取而遭到破坏→蛋白质胶体 表面的疏水区域暴露出来，彼此相互聚集，沉淀；
12
（2）、加入高浓度中性盐后，盐离子与生物分子表
面的带相反电荷的离子基团结合，中和了生物分
第三章 溶解与沉淀
1. 加入沉淀剂后体系中哪种离子先发生沉淀？ 对同一类型的沉淀，Ksp越小越先沉淀，且 Ksp相差越大分步沉淀越完全； 对不同类型的沉淀？ 2. 当第二种离子开始沉淀时，第一种被沉淀离子的 残留浓度有多大？分离是否完全（离子浓度＜ 10-5 mol· L-1）？
【例6】设溶液中Cl-、CrO42-离子浓度均为0.0010 mol· L-1。
7.70×10-13 1.50×10-16
1.33×10-5
8.77×10-7 1.22×10-8
（2）组成类型不同时，不一定 “Ksp↑，s↑”，不能 直接用溶度积比较其溶解度的相对大小。
类型
难溶电解质
S(mol· L-1)
Ksp
AB
A2B
AgCl
Ag2CrO4
1.33×10-5 1.77×10-10
不同类型，所需沉淀剂浓度小的先沉淀。
⑵ 第二种离子开始沉淀时，溶液中残留的第一种离子的
浓度是多少？（不考虑加入AgNO3后对溶液体积的影响） Ksp, AgCl=1.77×10-10，Ksp, Ag2CrO4=1.12×10-12 解：（2）Ag2CrO4开始沉淀时， 溶液中的[Ag+] = 3.3×10-5 mol· L-1，
若逐滴加入AgNO3溶液，试计算 ⑴ 哪一种离子先产生沉淀？
Ksp, AgCl=1.77×10-10，Ksp, Ag2CrO4=1.12×10-12
不同类型沉淀，先计算沉淀时各自所需沉淀剂浓度
解：⑴ 当出现AgCl沉淀时， Ag+浓度为：
[Ag+] ≥ Ksp, AgCl／[Cl-] = 1.8×10-7 mol· L-1 当出现Ag2CrO4沉淀时， Ag+浓度为 [Ag+]≥( Ksp, Ag2CrO4／[CrO42-])1/2 = 3.3×10-5 mol· L-1 ∴ AgCl先沉淀。
【例6】设溶液中Cl-、CrO42-离子浓度均为0.0010 mol· L-1。
7.70×10-13 1.50×10-16
1.33×10-5
8.77×10-7 1.22×10-8
（2）组成类型不同时，不一定 “Ksp↑，s↑”，不能 直接用溶度积比较其溶解度的相对大小。
类型
难溶电解质
S(mol· L-1)
Ksp
AB
A2B
AgCl
Ag2CrO4
1.33×10-5 1.77×10-10
不同类型，所需沉淀剂浓度小的先沉淀。
⑵ 第二种离子开始沉淀时，溶液中残留的第一种离子的
浓度是多少？（不考虑加入AgNO3后对溶液体积的影响） Ksp, AgCl=1.77×10-10，Ksp, Ag2CrO4=1.12×10-12 解：（2）Ag2CrO4开始沉淀时， 溶液中的[Ag+] = 3.3×10-5 mol· L-1，
若逐滴加入AgNO3溶液，试计算 ⑴ 哪一种离子先产生沉淀？
Ksp, AgCl=1.77×10-10，Ksp, Ag2CrO4=1.12×10-12
不同类型沉淀，先计算沉淀时各自所需沉淀剂浓度
解：⑴ 当出现AgCl沉淀时， Ag+浓度为：
[Ag+] ≥ Ksp, AgCl／[Cl-] = 1.8×10-7 mol· L-1 当出现Ag2CrO4沉淀时， Ag+浓度为 [Ag+]≥( Ksp, Ag2CrO4／[CrO42-])1/2 = 3.3×10-5 mol· L-1 ∴ AgCl先沉淀。
第三章沉淀法3-2
均匀沉淀的扩散式生长
团聚形成的单分散体系
不定向团聚
均相沉淀法Sm掺杂的氧化铈（SDC）
Sm(NO3)3
Ce(NO3)3
尿 素
85oC恒温
沉淀
粉体
焙烧
干燥
洗涤
过滤
SDC粉体的TEM照片
250nm
250nm
1500C烧结的样品的SEM照片
不同制备方法下CeO2粉体的形貌
b
a共沉淀 法 b均相共 沉淀法 c水热合 成法
I无晶核生成 II成核阶段 III生长阶段
生成沉淀的途径主要有
1）沉淀剂缓慢的化学反应，导致H+（OH-）离子变化，溶
液pH值变化，使产物溶解度逐渐下降而析出沉淀 H2NCONH2 + 3H2O CO2 + 2NH4+ + 2OH- (90C) 2) 沉淀剂缓慢的化学反应，释放出沉淀离子，达到沉淀离 子的沉淀浓度而析出沉淀 NH2HSO3 + H2O SO42- + NH4+ + H+ 3）协同作用 H2NCONH2 + H2O CO2 + 2NH3 (90oC） NH3 + HC2O4C2O42- + NH4+
粉体制备流程
尿 素 Sm(NO3)3 Ce(NO3)3 300～800W微波 加热8~15min 沉淀
粉体
焙烧
干燥
洗涤
过滤
粉体形貌（TEM）
100nm
100nm
200nm
200nm
试剂浓度与粒子尺寸
[M4+] [urea]
晶粒尺寸(nm)
(谢乐公式计算)
粒子尺寸(nm)
第三章 沉淀和澄清
Bh0v=Q 水的流量； BL=A 沉淀区平面面积； Q/A— 单位面积沉淀区所沉淀的水流量，称沉淀池的表面负 荷（过流率） 理想沉淀池的表面负荷就是它的截流沉速，反应了能全 部去除的颗粒中的最小颗粒沉速。 由上述可知，浑水在理想沉淀池中的沉淀效率只与沉淀 池的表面负荷率有关，而与其他因素（水深、池长、水平流 速、沉淀时间）无关，这一结论抓住了沉淀池的主要矛盾， 阐明了决定沉淀效率的主要因素反应了下列两个问题： （1）当E一定时 i越大，q也越高，亦即产水量越大，或 一定时u 也越高， 当 一定时 越大， 也越高 亦即产水量越大， 不变时u 越高。 当Q、A不变时 i越大、E越高。 ui的大小与混凝效果有关， 、 不变时 越大、 越高 因此，生产上一定要重视絮凝工艺。 （2） ui一定，A增加、E提高。当W（容积）一定时， 一定， 增加 增加、 提高 提高。 池深浅些，则表面积大些，沉淀效率可以高些，此即“浅池 “ 理论” 理论”，斜板、斜管沉淀池的发展即基于此理论。
cd
FD
= C DAρ1
ν s2
πd 3 dv s 4 m = g (ρ s − ρ1) − dt 6 2 颗粒下沉时，起始沉速为零，故以加速度下沉，随着vs增加，阻 力也相应增加，很快颗粒即等速下沉。dvs/dt=0
中国环评网： 收集整理
πd
3
ρ 1v s 2
中国环评网： 收集整理
随时间增长，交 界面继续下降，直至 B C B、C两个区消失，只 剩A、D两个区，D区 高度也逐渐减小，设 压实时间 t→: ，最后 压实到H:为止。 以交界面高度为 纵坐标，沉淀时间为 横坐标，可得交界面 沉降过程曲线。
a-b段为向下的曲线，可解释为颗粒间的絮凝过程，由于颗粒凝聚变 大，使下降速度逐渐变大。 b-c段为直线，表明交界面等速下降。 a-b曲线段一般较短，且有时不是很明显，所以可以认为是b-c直线段 的延伸。 c-d为上凹的曲线， 絮凝过程 交界面等速下沉 下降速度 逐渐变小 B区消失 区消失
无机及分析化学第三章 沉淀-溶解平衡
2 2+
2 OH
-
= 1.25 10 K spMg ( OH )
-5
2
所以有沉淀析出
[例4] 向20mL0.002 mol∙L-1Na2SO4的溶液中，加入 20mL0.002 mol∙L-1CaCl2，问（1）是否有沉淀生成？ （2）如果用20 mL 0.02 mol∙L-1BaCl2溶液代替CaCl 2， 是否有BaSO4沉淀生成？（3）若有BaSO4沉淀生成， SO42-的沉淀是否完全？ ）
例题：在含有0.10mol· -1 Fe3+和 0.10mol· -1 L L Ni2+的溶液中，欲除掉Fe3+，使Ni2+仍留在 溶液中，应控制pH值为多少? 解：
Ksp 开始沉淀 pH
-16
沉淀完全 pH
Ni(OH)2 5.010 -39 Fe(OH)3 2.810
6.85
2.82
Ni2+开始沉淀 6.85 pH
[例6] 向 Cl-和I-均为0.01 mol∙L-1的溶液中，逐滴加入 AgNO3溶液，哪一种离子先沉淀？第二种离子开始沉 淀时，溶液中第一种离子的浓度是多少？两者有无分 离的可能？(Ksp(AgI)=9.3×10-17 Ksp(AgCl)=1.8×10-10)
解：当AgI开始沉淀时: -17 Ksp(AgI) 9.3 10 +)= =9.3×10-15(mol ∙ L-1) = C(Ag C(I-) 0.01 当AgCl开始沉淀时: -10 +)= 1.8 10 =1.8×10-8 mol ∙ L-1) C(Ag 0.01 + + c1 (Ag )I c2 (Ag )Cl -
Ksp，CaSO4 = 9.110-6 ， Ksp，BaSO4 = 1.110-10
2 OH
-
= 1.25 10 K spMg ( OH )
-5
2
所以有沉淀析出
[例4] 向20mL0.002 mol∙L-1Na2SO4的溶液中，加入 20mL0.002 mol∙L-1CaCl2，问（1）是否有沉淀生成？ （2）如果用20 mL 0.02 mol∙L-1BaCl2溶液代替CaCl 2， 是否有BaSO4沉淀生成？（3）若有BaSO4沉淀生成， SO42-的沉淀是否完全？ ）
例题：在含有0.10mol· -1 Fe3+和 0.10mol· -1 L L Ni2+的溶液中，欲除掉Fe3+，使Ni2+仍留在 溶液中，应控制pH值为多少? 解：
Ksp 开始沉淀 pH
-16
沉淀完全 pH
Ni(OH)2 5.010 -39 Fe(OH)3 2.810
6.85
2.82
Ni2+开始沉淀 6.85 pH
[例6] 向 Cl-和I-均为0.01 mol∙L-1的溶液中，逐滴加入 AgNO3溶液，哪一种离子先沉淀？第二种离子开始沉 淀时，溶液中第一种离子的浓度是多少？两者有无分 离的可能？(Ksp(AgI)=9.3×10-17 Ksp(AgCl)=1.8×10-10)
解：当AgI开始沉淀时: -17 Ksp(AgI) 9.3 10 +)= =9.3×10-15(mol ∙ L-1) = C(Ag C(I-) 0.01 当AgCl开始沉淀时: -10 +)= 1.8 10 =1.8×10-8 mol ∙ L-1) C(Ag 0.01 + + c1 (Ag )I c2 (Ag )Cl -
Ksp，CaSO4 = 9.110-6 ， Ksp，BaSO4 = 1.110-10
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中性盐的亲水性大，使蛋白质脱去水化膜，疏水区暴露， 由于疏水区的相互作用导致沉淀；
常用的盐析剂
硫酸铵：
优点:价廉；溶解度大（767g/L）；稳定蛋白 质；
缺点：水解变酸；高pH 释氨，腐蚀；残留产 品有影响。
硫酸钠 硫酸镁 磷酸二氢钠 柠檬酸盐
选用盐析用盐的几点考虑
盐析作用要强 盐析用盐需有较大的溶解度 盐析用盐必须是惰性的 来源丰富、经济
3. 球蛋白的分离： 新离心管称重并记录，量取10mL上清液体积，将其置于另一离
心管中，用移液器滴加饱和硫酸铵溶液，使溶液的饱和度达到50%， 4℃放置15min，3000r/min离心10min，其上清液为清蛋白，沉淀 为球蛋白。弃去上清液（直接倒掉上清液，并倒扣在滤纸上），留下 沉淀部分。 +6mL饱和硫酸铵溶液 4. IgG的分离：
定的胶体溶液。
⑵蛋白质分子间静电排斥作用（存在双电层）
因此，可通过降低??? 降低蛋白质溶液的稳 定性，实现蛋白质的 沉淀。
主要内容
3.1 盐析法 3.2 有机溶剂沉淀法 3.3 其它沉淀技术
3.1 盐析法
概念：在高浓度的中性盐存在下，蛋白质
（酶）等生大分子物质在水溶液中的溶解 度降低，产生沉淀的过程。
IgG相对分子质量为15-16万，沉淀系数约为7S
。
IgG是血清主要的抗体成分，约占血清Ig的75%
。其中40～50％分布于血清中，其余分布在组 织中。
粗分离 纯化 鉴定
IgG结构图
四、操作步骤与方法
1、计算各步滴加饱和硫酸铵溶液的量 2、清蛋白和球蛋白的分离：
离心管加入5mL血浆和5mL 0.01mol/L,pH7.0的磷酸 盐缓冲液，混匀，边加饱和硫酸铵溶液边搅拌，使溶液最终饱 和度为20%，4℃放置15min，3000r/min离心10min，弃 去沉淀（沉淀为纤维蛋白原），其上清液为清蛋白和球蛋白。 +2.5mL饱和硫酸铵溶液 边滴加搅拌，防止局部过饱和的现象，达不到预期的饱和度。 搅拌时不要过急以免产生过多泡沫，致使蛋白质变性。
第三章 沉淀技术
沉淀法概述
利用沉淀剂使所需提取的生化物质或杂质在
溶液中的溶解度降低而形成无定形固体沉淀 的过程。
特点：操作简单、经济、浓缩倍数高 种类：盐析、有机溶剂沉析、等电点沉析等 缺点：针对复杂体系而言，分离度不高、选
择性不强
蛋白质胶体溶液的稳定性
⑴蛋白质周围的水化层可以使蛋白质形成稳
影响盐析的因素
盐饱和度的影响： 样品浓度的影响：
蛋白质浓度大，盐的用量小，但共沉作用明显，分辨率 低；
蛋白质浓度小，盐的用量大，分辨率高；
pH值：影响蛋白质表面净电荷的数量
通常调整体系pH值，使其在pI附近；
盐析温度：
一般在高盐浓度下，温度升高，其溶解度反而下降
盐析操作
硫酸铵是最常用的蛋白质盐析沉淀剂 采用硫酸铵进行盐析时可按二种方式加入：
一般利用离子交换层析法纯化。在离子交换层析
之前，由于盐析所得的蛋白质中含有大量硫酸铵 ，将影响离子交换层析。
所以，在层析之前需要“脱盐”。“脱盐”有凝
胶过滤法和透析法。
实操：盐析法分离血清IgG
IgG是免疫球蛋白G(Immunoglobulin G，IgG)的
缩写。根据结构的不同将免疫球蛋白分为五种 ，IgG是人的免疫球蛋白之一，其他还有lgA、 lgM、IgD和lgE。
G和A为常数，数值与温度有关。
现在已将达到各种饱和度所需固体硫酸铵的数量列 成表，使用时不需计算可直接从表中查出。
注意事项
市售固体硫酸铵中一般残留有硫酸，所以制备的
饱和硫酸铵溶液的PH常在4.5 ~5.5之间，作用之 前应该用氢氧化铵调节，使其PH为7；
用固体硫酸铵盐析时，蛋白质应溶解于具有一定
缓冲能力的溶液中；
在硫酸铵中还含有一些重金属离子，用量过大时
易使蛋白质变性，在这种情况下可加入一些EDTA 等螯合剂以螯合这些金属离子。
注意事项
硫酸铵盐析法可使蛋白质的纯度提高约5倍，而且
可以除去DNA，RNA等。
但盐析后的蛋白质中仍含有一些杂蛋白，所以盐
析产生的产品为粗分离产品需要进一步纯化。
①直接加入固体(NH4)2SO4粉末，工业上常采用这种方 法，加入速度不能太快，应分批加入，并充分搅拌，使 其完全溶解和防止局部浓度过高；
②是加入硫酸铵饱和溶液，在实验室和小规模生产中， 或(NH4)2SO4浓度不需太高时，可采用这种方式，它可 防止溶液局部过浓，但加量较多时，料液会被稀释。
脱盐
积并不等于混合前两种溶液体积之和，而上 式中是按相等于计算的，所以会产生误差。
但实验证明所造成的误差一般小于20%，
故可忽略不计。
2．固体硫酸铵法
X = G(C 2 − C1 ) 或X = G(C2 − C1 )
100 − AC2
1 − AC2
X是将1L饱和度为C1溶液提高到饱和度为C2时，需
要加入固体硫酸铵的重量（g）。
V
=
V0
C2 100
− −
C1 C2
或V
=
V0
C2 − C1 1− C2
式中: V0——蛋白质溶液的原始体积； C2——所要达到硫酸铵饱和度； C1——原来溶液的硫酸铵饱和度； V——应加入饱和硫酸铵溶液的体积。
将计算所得体积的饱和硫酸铵溶液加入到混
合蛋白质溶液中，即可达到盐析的目的。
严格讲，混合两不同溶液时，混合后的总体
透析和凝胶过滤
举例：硫酸铵分级盐析蛋白质
用硫酸铵分级盐析蛋白质时，盐析出某种蛋
白质成分所需的硫酸铵浓度一般以饱和度来 表示。
实际工作中将饱和硫酸铵溶液的饱和度定为
100%或1。
盐析某种蛋白质成分所需的硫酸铵数量折算
成100%或1饱和度的百分之几，即为该蛋白 盐析的饱和度。
1．饱和硫酸铵溶液法
将所得的沉淀溶于5mL 0.01mol/L,pH7.0的磷酸盐缓冲溶液中， 滴加饱和硫酸铵溶液，使溶液的饱和度达35%，在4℃放置20min， 3000r/min离心15min。其上清液为α、β球蛋白，沉淀为IgG。弃去 上清液，即获得粗制的IgG沉淀。 +2.7mL饱和硫酸铵溶液
盐析法的原理
（1）破坏水化膜 （2）中和电荷
盐析法原理
当中性盐加入蛋白质分散体系时可能出现以下两
种情况：
（1）“盐溶”现象—低盐浓度下，蛋白质溶解度增 大
（2）“盐析”现象—高盐浓度下，蛋白质溶解度随 之下降，原因如下：
无机离子与蛋白质表面电荷中和，形成离子对，部分中 和了蛋白质的电性，使蛋白质分子之间的排斥力减弱， 从而能够相互靠拢；
常用的盐析剂
硫酸铵：
优点:价廉；溶解度大（767g/L）；稳定蛋白 质；
缺点：水解变酸；高pH 释氨，腐蚀；残留产 品有影响。
硫酸钠 硫酸镁 磷酸二氢钠 柠檬酸盐
选用盐析用盐的几点考虑
盐析作用要强 盐析用盐需有较大的溶解度 盐析用盐必须是惰性的 来源丰富、经济
3. 球蛋白的分离： 新离心管称重并记录，量取10mL上清液体积，将其置于另一离
心管中，用移液器滴加饱和硫酸铵溶液，使溶液的饱和度达到50%， 4℃放置15min，3000r/min离心10min，其上清液为清蛋白，沉淀 为球蛋白。弃去上清液（直接倒掉上清液，并倒扣在滤纸上），留下 沉淀部分。 +6mL饱和硫酸铵溶液 4. IgG的分离：
定的胶体溶液。
⑵蛋白质分子间静电排斥作用（存在双电层）
因此，可通过降低??? 降低蛋白质溶液的稳 定性，实现蛋白质的 沉淀。
主要内容
3.1 盐析法 3.2 有机溶剂沉淀法 3.3 其它沉淀技术
3.1 盐析法
概念：在高浓度的中性盐存在下，蛋白质
（酶）等生大分子物质在水溶液中的溶解 度降低，产生沉淀的过程。
IgG相对分子质量为15-16万，沉淀系数约为7S
。
IgG是血清主要的抗体成分，约占血清Ig的75%
。其中40～50％分布于血清中，其余分布在组 织中。
粗分离 纯化 鉴定
IgG结构图
四、操作步骤与方法
1、计算各步滴加饱和硫酸铵溶液的量 2、清蛋白和球蛋白的分离：
离心管加入5mL血浆和5mL 0.01mol/L,pH7.0的磷酸 盐缓冲液，混匀，边加饱和硫酸铵溶液边搅拌，使溶液最终饱 和度为20%，4℃放置15min，3000r/min离心10min，弃 去沉淀（沉淀为纤维蛋白原），其上清液为清蛋白和球蛋白。 +2.5mL饱和硫酸铵溶液 边滴加搅拌，防止局部过饱和的现象，达不到预期的饱和度。 搅拌时不要过急以免产生过多泡沫，致使蛋白质变性。
第三章 沉淀技术
沉淀法概述
利用沉淀剂使所需提取的生化物质或杂质在
溶液中的溶解度降低而形成无定形固体沉淀 的过程。
特点：操作简单、经济、浓缩倍数高 种类：盐析、有机溶剂沉析、等电点沉析等 缺点：针对复杂体系而言，分离度不高、选
择性不强
蛋白质胶体溶液的稳定性
⑴蛋白质周围的水化层可以使蛋白质形成稳
影响盐析的因素
盐饱和度的影响： 样品浓度的影响：
蛋白质浓度大，盐的用量小，但共沉作用明显，分辨率 低；
蛋白质浓度小，盐的用量大，分辨率高；
pH值：影响蛋白质表面净电荷的数量
通常调整体系pH值，使其在pI附近；
盐析温度：
一般在高盐浓度下，温度升高，其溶解度反而下降
盐析操作
硫酸铵是最常用的蛋白质盐析沉淀剂 采用硫酸铵进行盐析时可按二种方式加入：
一般利用离子交换层析法纯化。在离子交换层析
之前，由于盐析所得的蛋白质中含有大量硫酸铵 ，将影响离子交换层析。
所以，在层析之前需要“脱盐”。“脱盐”有凝
胶过滤法和透析法。
实操：盐析法分离血清IgG
IgG是免疫球蛋白G(Immunoglobulin G，IgG)的
缩写。根据结构的不同将免疫球蛋白分为五种 ，IgG是人的免疫球蛋白之一，其他还有lgA、 lgM、IgD和lgE。
G和A为常数，数值与温度有关。
现在已将达到各种饱和度所需固体硫酸铵的数量列 成表，使用时不需计算可直接从表中查出。
注意事项
市售固体硫酸铵中一般残留有硫酸，所以制备的
饱和硫酸铵溶液的PH常在4.5 ~5.5之间，作用之 前应该用氢氧化铵调节，使其PH为7；
用固体硫酸铵盐析时，蛋白质应溶解于具有一定
缓冲能力的溶液中；
在硫酸铵中还含有一些重金属离子，用量过大时
易使蛋白质变性，在这种情况下可加入一些EDTA 等螯合剂以螯合这些金属离子。
注意事项
硫酸铵盐析法可使蛋白质的纯度提高约5倍，而且
可以除去DNA，RNA等。
但盐析后的蛋白质中仍含有一些杂蛋白，所以盐
析产生的产品为粗分离产品需要进一步纯化。
①直接加入固体(NH4)2SO4粉末，工业上常采用这种方 法，加入速度不能太快，应分批加入，并充分搅拌，使 其完全溶解和防止局部浓度过高；
②是加入硫酸铵饱和溶液，在实验室和小规模生产中， 或(NH4)2SO4浓度不需太高时，可采用这种方式，它可 防止溶液局部过浓，但加量较多时，料液会被稀释。
脱盐
积并不等于混合前两种溶液体积之和，而上 式中是按相等于计算的，所以会产生误差。
但实验证明所造成的误差一般小于20%，
故可忽略不计。
2．固体硫酸铵法
X = G(C 2 − C1 ) 或X = G(C2 − C1 )
100 − AC2
1 − AC2
X是将1L饱和度为C1溶液提高到饱和度为C2时，需
要加入固体硫酸铵的重量（g）。
V
=
V0
C2 100
− −
C1 C2
或V
=
V0
C2 − C1 1− C2
式中: V0——蛋白质溶液的原始体积； C2——所要达到硫酸铵饱和度； C1——原来溶液的硫酸铵饱和度； V——应加入饱和硫酸铵溶液的体积。
将计算所得体积的饱和硫酸铵溶液加入到混
合蛋白质溶液中，即可达到盐析的目的。
严格讲，混合两不同溶液时，混合后的总体
透析和凝胶过滤
举例：硫酸铵分级盐析蛋白质
用硫酸铵分级盐析蛋白质时，盐析出某种蛋
白质成分所需的硫酸铵浓度一般以饱和度来 表示。
实际工作中将饱和硫酸铵溶液的饱和度定为
100%或1。
盐析某种蛋白质成分所需的硫酸铵数量折算
成100%或1饱和度的百分之几，即为该蛋白 盐析的饱和度。
1．饱和硫酸铵溶液法
将所得的沉淀溶于5mL 0.01mol/L,pH7.0的磷酸盐缓冲溶液中， 滴加饱和硫酸铵溶液，使溶液的饱和度达35%，在4℃放置20min， 3000r/min离心15min。其上清液为α、β球蛋白，沉淀为IgG。弃去 上清液，即获得粗制的IgG沉淀。 +2.7mL饱和硫酸铵溶液
盐析法的原理
（1）破坏水化膜 （2）中和电荷
盐析法原理
当中性盐加入蛋白质分散体系时可能出现以下两
种情况：
（1）“盐溶”现象—低盐浓度下，蛋白质溶解度增 大
（2）“盐析”现象—高盐浓度下，蛋白质溶解度随 之下降，原因如下：
无机离子与蛋白质表面电荷中和，形成离子对，部分中 和了蛋白质的电性，使蛋白质分子之间的排斥力减弱， 从而能够相互靠拢；