现代分离技术知识点总结

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1绪论1:什么是分离?利用混合物中各组分在物理性质、化学性质或生物学性质上的差异,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在不同的时间依次分配到同一空间区域的过程。

2:分离的主要目的?浓缩:、富集、纯化、掩蔽与除杂3:对分离方法的一般要求?①分离度大、回收率、富集倍数高、重现性好②设备廉价、操作简单、分离速度快③所需能量或分离剂少④对分离组分的玷污和损失小4:絮凝:使用絮凝剂,在悬浮粒子之间产生架桥的作用而使胶粒形成粗大的絮凝体的过程。

5:凝聚:在特定的电解质作用下,破坏悬浮固形颗粒、菌体和蛋白质等胶体粒子的分散状态,使胶体粒子聚集的过程。

6:固液分离的方法:(沉降、离心和过滤)3多组分精憾1:什么是蒸馅利用液体混合物中各组分挥发度的差异及回流的工程手段来实现分离液体混合物的单元操作2:易挥发组分(沸点低挥发性大饱和蒸汽压高轻组分)难挥发组分(沸点高挥发性小饱和蒸汽压低重组分)3:什么是饱和蒸汽压一定的温度下,与同种物质的液态(或固态)处于平衡状态的蒸汽所产生的压强叫饱和蒸汽压4:部分气化部分冷凝才能被分离5:什么是挥发度达到气液平衡时,某一组分在蒸气中的分压和与之平衡的液相中的摩尔分数之比6:相对挥发度大于1,能分离;等于1不能。

7:蒸馅(操作方法)的方式有哪些?简单蒸憾、平衡蒸憾、精馆、特殊精徭(水蒸气精憾衡沸精徭萃取精徭)4膜分离技术1:膜的定义?如果在一个流体相内或两个流体相之间有一薄层凝聚相物质把流体相分隔开来成为两部分,那么这一薄层物质就是膜。

2:膜必须具备的两个特性?膜不管薄到什么程度,至少必须具有两个界面。

膜正是通过这两个界膜应具有选择透过性。

膜可以是完全透过性的,也可以是半透过性的。

3:浓差极化?溶质A在膜表面的浓度XAi高于在料液中的浓度,这种现象称为浓差极化。

4:由压力差引起的膜分离(微滤超滤反渗透气体分离)5:什么是电渗析?以直流电为推动力,利用阴、阳离了交换膜对水溶液中的阴、阳离了的选择透过性,使一个水体中的离子通过膜转移到另一个水体中的物质分离过程。

《现代分离方法与技术》

《现代分离方法与技术》

《现代分离方法与技术》现代分离方法与技术是指在化学、物理、生物等领域中用于分离、纯化和富集目标物质的方法和技术。

随着科学技术的不断发展,现代分离方法与技术也在不断完善和创新,为各个领域的研究和应用提供了更多的选择和优化方案。

一、传统分离方法1.蒸馏法:是利用物质在不同温度下的沸点差异,通过升华、再凝结的方式达到分离纯化的目的。

常见的如常压蒸馏和高压蒸馏等。

2.结晶法:通过溶解物质在溶剂中的溶解度随温度变化的规律,将溶质从溶液中逐渐结晶出来,达到分离的目的。

3.萃取法:是利用溶剂对物质的选择性溶解性差异,将目标物质从混合物中抽提出来的一种方法。

4.离心法:是利用旋转离心机的高速旋转,利用离心力将混合物中的组分分离开来。

5.过滤法:利用过滤膜或过滤纸等过滤媒介,通过物理隔离的方法将固体颗粒从液体中分离出来。

二、现代分离方法与技术1.色谱法:是一种利用物质在固定相与流动相之间的差异相互作用,使不同组分分离的方法。

常见的有气相色谱法、液相色谱法、超临界流体色谱法等。

2.电泳法:是利用电场对带电粒子或分子的运动进行分离的方法,常见的有凝胶电泳、毛细管电泳、等电聚焦等。

3.膜分离法:是利用膜的多孔性或选择渗透性,将混合物中的组分通过膜的分离作用实现纯化和富集的方法。

常见的有微滤、超滤、纳滤、渗透、气体分离等。

4.不溶溶液分离法:基于溶质与溶剂之间的相容性产生的相互不溶而分离目标物质,例如冷沉淀法、沉淀法等。

5.扩散操作技术:利用渗透扩散,通过膜的渗透性,使得溶液中的分子在不同组分之间发生传递、富集和分离。

例如蒸发扩散、结晶扩散、渗透扩散等。

6.静态和动态分离技术:利用吸附剂对目标物质进行吸附,然后进行再生和分离的方法。

静态方法包括吸附剂固定在固定床上,动态方法则是通过流体对吸附剂进行冲洗和脱附。

7.色谱质谱联用技术:将色谱和质谱相结合,既可以获得分离和纯化的结果,又可以进行成分的鉴定和结构的分析。

以上只是现代分离方法与技术中的一部分,随着科学技术的不断更新和发展,还有更多的方法和技术会被引入和应用到分离领域。

现代分离总结

现代分离总结

现代分离小结 一、绪论部分 -- 分离的一些基本概念1、富集:目标成分浓度在特定空间区域增加。

用于mol 分数<0.1的组分分离。

2、浓缩:部分去除溶剂,所有成分浓度增加。

目标成分(摩尔分数)0.1~0.9。

3、纯化:目标产物中去除杂质,使纯度提高。

目标成分(摩尔分数)>0.9。

4、纯度:纯化产物中主组分含量高低或含杂质多少。

5、回收率:分离过程中损失量的多少。

=实际回收量/理论回收量。

6、分离因子:两组分被分离的程度。

A 目标成分,B 共存组分,则A 对B 分离因子为7、富集倍数:通过分离将目标组分在样品中的摩尔分数提高的一个过程,基体组 分摩尔分数降低。

二、 热力学1、过程自发进行的方向判断:自由能变化 ,自发过程总是使体系自由能降低。

2、化学势 :体系中i 物质的化学势指,等温等压下,其他组分不变时,引入1摩尔组分i 引起体系吉布斯自由能的变化,单位J/mol 。

化学势作用:物质迁移的动力和方向。

3、浓差扩散的原因:由浓度差引起的分子扩散。

浓度高,化学势高,物质是从化学势高的地方转移到化学势低的地方。

4、混合熵:将i 种纯组分混合,如各组分间无相互作用,混合前后的熵变称为混合熵变。

分离熵则是混合的逆过程的熵变。

例题:已知空气的大致组成(摩尔分数)为N20.78,O20.21,Ar0.01,求其摩尔混合熵和分离熵。

5、相律:F =C -P +2=1-P +2=3-P三、动力学怎么评价区带扩展1、塔板高度的概念和意义:塔板高度-区带扩展指标。

本质当2DT/Y 大时,扩展相对于分离进行的距离X 过大。

当2DT/Y 小时,区带比较窄。

因此,系数2DT/Y 可用作表示分离途径中σ2增长速率的指标,它也是决定分离能力的大小的一个重要指标。

2、塔板数:N 是迁移距离X 内所经历的H 单位(塔板)数目,是无因次量。

分离的整体好坏明显随着X/σN 是衡量分离能力的指标。

3、分辨率(分离度) :两组分分离成功的最重要的指标是分辨率Rs 。

现代分离方法与技术复习要点

现代分离方法与技术复习要点

第一章分离: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。

浓缩:将溶剂部分分离,使溶质浓度提高的过程富集:通过分离,使目标组分在某空间区域的浓度增大。

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。

分离因子S :两种物质被分离的程度。

分离科学的意义:1.分离是认识物质世界的必经之路 2分离是各种分析技术的前提 3富集(分离)延伸了分析方法的检出限 4分离科学是其他学科发展的基础 5分离科学提高了人类的生活品质第二章1.分离熵与混合熵的计算:混合熵(∆Smix )—将i 种纯组分混合,若各组分间无相互作用,则混合前后体系的熵变称为混合熵变(混合熵)分离熵(∆Ssep )—混合过程的相反过程的熵变。

∆Ssep =-∆Smix (两种过程的始终态对应相反)∆Smix =k ∑Ni ln(N/Ni)=(R/NA)∑ ni NA ln(1/xi)=-R ∑ni lnxixi= Ni/N k=R/ NA (气体常数R=8.31 J ⋅K-1 ⋅mol-1) ni = Ni/NA ⇒ Ni =ni NA摩尔混合熵的计算: = ∆Smix/n (n为体系的总摩尔数)=-R ∑(ni/n)lnxi=-R ∑xilnxi 摩尔分离功 要使混合理想气体分开,需要对体系作功。

分离1mol 理想混合物需对体系做功为摩尔分离功。

分离理想气体或溶液的最小功( Wmin )Wmin = T ∆Smix%欲回收总量实际回收量=回收率1000⨯Q Q R BA B A B A B A Q Q Q Q R R S ,0,0,//==摩尔最小功 2.利用泡点方程露点方程的计算泡点方程 露点方程 3.分配平衡相与界面:分离过程大多数是在两互不相溶的相中进行的;两相界面的物理化学过程是影响分离的主要因素。

现代分离技术资料总结

现代分离技术资料总结

名词解释:萃取:是利用两物质在两相中溶解度不同而使其分离的技术。

超临界萃取:利用超临界流体的特殊性质,与待分离的物质接触,萃取出目的产物,然后通过降压或升温的方法,使萃取物得到分离。

反相微胶团萃取:如果溶剂为非极性液体,加入表面活性剂时,表面活性剂的非极性基团部分朝外,朝向非极性溶剂部分,而极性基团部分则朝内,因而形成一种与水相微胶团结构反向的聚集体,这种聚集体就称为反相微胶团。

如果待分离组分以是以反微胶团的形式被萃取,就称之为反相微胶团萃取。

分离膜:是指能以特定形式限制和传递流体物质的分隔两相或两部分的界面。

迁移率:在电位梯度E的影响下,带电颗粒在时间t中的迁移距离d。

色谱分离技术:利用混合液中各种组分之间的理化性质差别,在固定相和流动相中具有不同的平衡分配系数(或溶解度),当两相作相对运动时,不同的组分在两相中被反复多次地分配,形成特有的区段,从而得到分离。

有机沉淀剂沉淀分离法概念:在含有溶质的水溶液中加入一定量亲水的有机溶剂,降低溶质的溶解度,使其沉淀析出。

膜分离的概念:利用膜的选择性(孔径大小),以膜的两侧存在的能量差作为推动力,由于溶液中各组分透过膜的迁移率不同而实现分离的一种技术。

电泳迁移率:在电位梯度E的影响下,带电颗粒在时间t中的迁移距离d。

其单位是cm2.sec-1.V-1简答题:分离技术方法的确定:⑴查找待分离组分的基础性研究资料,包括待分离组分的相对分子质量、化学结构、理化性质以及生物活性等。

⑵选择和确立对该组分进行定性、定量测定的方法,目的在于能对分离效率有一个有效的评价。

⑶了解原料的特性以及待分离组分的存在和含量情况。

⑷确定选用分离技术并对分离条件进行实验选择、优化。

⑸对分离效果进行评价。

⑹中间试验和工业生产应用的放大设计。

沉淀分离技术通常包括下列各种沉淀方法:⑴无机沉淀剂沉淀分离法:通常是以盐类作为沉淀剂的一类沉淀方法,如盐析法,多用于各种蛋白质和酶类的分离纯化,以及某些金属离子的去除。

现代分离方法与技术

现代分离方法与技术

现代分离方法与技术
现代分离方法与技术是化学、物理、生物等领域中重要的分离手段。

这些分离方法与技术可以通过不同的方式将混合物中不同的成分分离出来,并且可以在不同条件下进行。

以下是一些现代分离方法与技术的例子:
1. 萃取:萃取是一种常用的分离方法,可以通过将混合物通过一种溶剂,将其中的某种成分转移到另一个容器中进行分离。

萃取剂可以是液体、气体或固体。

2. 蒸馏:蒸馏是一种高效的分离方法,可以将混合物中的水分子和其他不溶成分分离出来。

蒸馏可以在低温下进行,因此是一种适用于分离高沸点成分的方法。

3. 离子交换:离子交换是一种利用离子交换剂将溶液中的某种离子从另一种溶液中分离出来的方法。

通过选择适当的离子交换剂,可以将需要分离的离子从混合物中分离出来。

4. 结晶:结晶是一种通过结晶过程将混合物中的成分分离出来的方法。

结晶剂可以促进结晶,并且结晶过程可以通过控制温度、压力和流量等条件来实现。

5. 分选:分选是一种通过选择和过滤将混合物中的不同成分分离出来的方法。

分选可以通过机械、化学或物理手段来实现。

6. 磁分离:磁分离是一种利用磁场将混合物中的不同成分分离出来的方法。

这种方法可以通过改变磁场的方向和强度来实现。

除了以上列举的方法与技术,还有许多其他的分离方法与技术,例如电渗析、化学分离、吸附等。

这些方法与技术的选择取决于混合物的性质和分离目标。

现代分离方法与技术的应用越来越广泛,包括化学、物理、生物、医疗、农业、环境等领域。

现代生物分离技术

现代生物分离技术

现代生物分离技术生物分离技术是生物学领域中的一项重要科研技术,主要利用生物体中分子间所存在的电性、磁性、电荷、大小、形状等特性,从而通过各种不同的分离技术来获得所需的分子。

现代生物分离技术可以分为物理分离技术和化学分离技术两大类,其中物理分离技术包括了色谱分离、电泳分离、离心分离、过滤分离等各种技术,而化学分离则主要是利用化学反应或结构差异来实现生物分子的分离。

本文将对现代常用的生物分离技术进行详细说明,讨论其原理、特点及应用。

一、色谱分离技术色谱分离技术是基于质量、分子量、分子大小、溶解性、极性或疏水性等特性,将混合物中的物质从复杂的混合物中分离出来的一种分离技术。

色谱分离技术是现代分离技术中应用最广泛的一种技术,其主要原理是利用各种固定相(如气相、液相、固体等)与流动相(如气体、液体、超临界流体等)之间的相互作用来实现生物物质的分离。

主要包括了气相色谱、液相色谱、离子交换色谱、凝胶层析、亲和层析等。

色谱分离技术广泛应用于复杂的生物分子的分离和纯化,如对蛋白质、多肽、核酸等生物大分子的分离和纯化。

二、电泳分离技术电泳分离技术是利用电场作用力将荷电粒子(如DNA、蛋白质等)从混合物中分离出来的一种分离技术。

其原理是将混合物置于电场中,根据电荷的性质,荷电粒子在电场中产生运动,并在电极上沉淀。

电泳分离技术广泛应用于DNA、RNA、蛋白质等生物分子的分离和定量。

三、离心分离技术离心分离技术是根据生物分子的密度、大小、形状等物理特性将生物分子从混合物中分离出来的一种分离技术。

其主要原理是利用高速旋转的离心机作用,将混合液中的生物分子产生沉降差异,最终通过离心分离技术将生物分子分离出来。

离心分离技术广泛应用于细胞分离、蛋白质纯化、细胞器组分分离、病毒富集等方面。

四、过滤分离技术过滤分离技术是利用精密的过滤器或膜将混合物中的生物分子分离出来的一种分离技术。

其原理是利用过滤膜的孔径选择性来实现分离,对于小的分子可以通过膜的小孔径,而大分子由于尺寸过大而不能穿过膜孔。

现代分离

现代分离

组分在物理性质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不同的时间依次分配至同一空间区域的过程。

2胶团萃取:是被萃取物以胶团形式从水相萃取到有机相的溶剂萃取方法。

3反胶团:是表面活性剂分子在非极性有机溶剂中自发形成的纳米级分子聚集体。

4离子交换分离法:利用溶液中各带电组分与交换剂之间结合力的差异进行分离的实验技术。

5逆流色谱法:分离原理是基于样品在两种互不混溶的溶剂之间的分配作用,溶质中各组分在通过两溶剂相的过程中因分配系数不同而得以分离,是一种不用固态支撑体的全液态的色谱方法。

6反渗透:借助于半透膜的截留作用,在高于溶液渗透压的压力推动下,使溶剂透过半透膜实现分离的膜过程。

7透析:是一种扩散控制的,以浓度梯度为驱动力的膜分离方法。

8气体膜分离:在膜两侧压差的推动下,利用混合气体中各组分在膜面吸附及膜内溶解-扩散性质不同而导致的渗透速率差异进行分离的膜技术。

9电泳:是在电场作用下,电解质溶液中带电粒子向两极作定向移动的一种电迁移现象。

质分子运动的平均自由程的差异而实现的分离。

11超分子:是两种以上化学物种通过分子间非公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。

12渗透气化:在液体混合物中各组分分压差的推动下,利用各组分透过致密膜溶解-扩散性质的差异进行分离的膜过程。

13超临界流体萃取:以超临界流体做流动相,直接从固体或液体样品中萃取目标物质的分离方法。

14泡沫吸附分离:是以泡沫作分离介质,并利用各种类型对象物质与泡沫的吸附相互作用,实现表面活性剂物质或能与表面活性剂结合的物质从溶液主体中分离。

15电透析分离:以直流电为驱动力,利用离子交换膜的选择透过性进行分离性组分的分离。

16液滴逆流色谱法:由一组直立的、小孔径的硅烷化玻璃柱组成,玻璃管内充满固定相,流动相液滴不断穿过管柱体系。

具有至少一个萃取功能基团。

具有足够的疏水性。

良好的选择性。

有较高的萃取容量。

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分离的概念:分离是利用混合物中各组分在物理性质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一次分配至同一空间区域的过程。

分离的形式1.组分离(族分离):性质相近的一类组分从混合物体系中分离。

例如:药物和石油的分离。

2.单一分离:将某种化合物以纯物质的形式从混合物中分离出来。

3.多组分相互分离:混合物中所有组分相互分离(复杂天然产物分离为纯组分)4.特定组分分离:将某一感兴趣物质从中分离(其余物质混合在一起)5.部分分离:每种物质都存在于被分开的几个部分中,对每一个部分而言,是以某种物质为主,含有少量其他组分(每种物质都存在于被分开的几个部分)富集:目标化合物浓度在某空间增加浓缩:溶剂与溶质的相互分离纯化:目标产物中除去杂质纯度:表示纯化产物主组分含量高低或所含杂质多少的概念。

重结晶是化学合成中最常用的提纯手段分离科学的表述:是研究从混合物中分离、富集或纯化某些组分以获得相对纯物质的规律及其应用的学科。

分离技术应用原因:1.实际样品的复杂性2.分析方法灵敏度的局限性干扰的消除:1.控制实验条件2.使用掩蔽剂3.分离满足对灵敏度的要求:1.选择灵敏度高的方法2.富集评价分离效果:1.干扰成分减少至不再干扰2.待测组分有效回收质量分数> 1% 回收率> 99.9 % 以上质量分数0.01% ~1% 回收率> 99 %质量分数< 0.01 % 回收率> 95 % 或更低分离的目的:①分析操作的样品前处理②确认目标物质的结构③获取单一纯物质或某类物质以作他用④除掉有害或有毒物质:例如污水排放分离技术的特点:①分离对象物质种类繁多②分离目的各不相同③分离规模差别很大④分离技术形形色色⑤应用领域极为广泛分离科学的内容:1.研究分离过程的共同规律(热力学、动力学、平衡)2.研究基于不同分离原理的分离方法、分离设备及其应用分分离的基本原则:1.离因子尽可能高;2.分离剂或能量尽可能少;3.产品纯度尽可能高;4.设备极可能便宜;5.操作尽可能简单;6.分离速度尽可能快。

分离科学的重要性:1.分离是认识物质世界的必经之路2.分离是各种分析技术的前提3.富集和浓缩延伸了分析方法的检出下限4.分离科学是其他学科发展的基础5.分离科学大大提高了人类的生活品质分离过程的本质疏水作用势能重力势能作用亲水作用势能吉布斯自由能的改变=熵的变化+分子之间相互作用势能按被分离物质的性质分类:物理分离法:离心分离,电磁分离化学分离法:沉淀分离、溶剂萃取、色谱分离、选择性溶解物理化学分离法:蒸馏、挥发、电泳、区带熔融、膜分离按分离过程本质分类:平衡分离:利用外加能量或分离剂,使原混合物体系形成新的相界面,利用互不相容的两相界面上平衡关系使均相混合物得以分离的方法。

速度差分离:利用外加能量,强化特殊梯度场度,压力梯度、温度梯度、浓度梯度、电位梯度。

反应分离:利用外加能量或化学试剂,促进化学反应达到分离的方法场-流分类法两大类因素控制和影响着溶质的迁移和分离。

化学势(场):控制溶质迁移的选择性和最终平衡态。

流:随着外加场的方向,一相相对于另一相(或膜)的迁移所有分离都是沿着流的方向,在化学模式的控制下进行。

相、膜和外力是达到所需模式提供方便的介质。

分离方法的评价1.回收率:反映的是被分离物在分离过程中损失量的多少,是分离方法准确性的表征。

2.分离因子:表示两种物质被分离的程度。

回收率相差越大,分离效果越好。

分离因子的数值越大,分离效果越好。

分离因子既与分离前样品中A与B的比列相关,也与分离后二者的比例相关。

在定量分离中,目标组分的回收率接近100%,即回收因子QA/Q0,A接近1,这时分离因子等于B的回收因子的倒数。

3.富集倍数:目标组分与基体组分的回收率之比富集是通过分离将目标组分在样品中的摩尔分数提高的一个过程,反过来说就是基体组分摩尔分数减少的过程。

在富集过程中分离出的目标组分比例越高或基体组分比例越低,则富集后的样品中目标组分的摩尔分数越大。

分离技术的展望1.色谱分离技术已成为最有效和应用最广泛的分离技术2.不同分离技术相互渗透形成新的分离方法3.其他学科对分离技术的促进4.分离富集技术的自动化5.在线分离技术大有可为6.微分离技术迅速崛起最佳分离方法(满足条件):最佳分离因子最纯的产物消耗最少的能量、试剂和时间最简单的设备最简单的操作流程热力学要解决的问题:1. 能否实现分离?2. 分离是否完全?3. 如何寻找最佳分离方法热力学研究内容:1. 通过熵、自由能、化学势的变化判断分离进行的方向和程度。

2. 分离过程能量、热量与功的守恒与转换。

3. 分离过程物质平衡与分布,结合分子间相互作用与分子结构关系,选择和建立高效的分离体系。

系统:在研究时必须先确定研究对象,把一部分物质与其余分开,这种被划定的研究对象称为系统(体系或物系)环境:系统以外有关的物质和空间称作环境。

系统和环境之间有一界面,把系统和环境分开,并作为系统和环境之间传递能量的介质。

系统或体系的分类:1.敞开系统:与外界有能量交换,也有物质交换2.封闭系统:与外界有能量交换,无物质交换3.孤立系统:与外界无能量交换和物质交换系统:动态(复杂)→ 平衡状态(简单)自发过程总是使体系自由能降低当系统的性质不随时间而改变,则处于热力学平衡态,热力学平衡包括以下平衡:1.热平衡:系统内各部分以及环境温度相等,无温度不同引起的热量交换。

2.力平衡:系统内各部分以及环境的各种力达到平衡,无力不平衡引起的坐标变化。

3.相平衡:系统内各相之间达到平衡,其物质的净传递为零。

4.化学平衡:无因化学反应产生的系统随时间的变化。

为什么研究分离过程的平衡状态?1. 平衡状态比较简单。

2. 孤立体系都有自发趋向平衡的趋势。

3. 分离过程需要对物质进行输运。

4. 许多分离过程的输运速度较快,是在非常接近平衡的状态下完成的。

热(Q):系统与环境之间因温差而传递的能量称为热系统吸热,Q>0;系统放热,Q<0。

功(W):系统与环境之间传递的除热以外的其它能量都称为功功可分为膨胀功和非膨胀功两大类。

系统对环境作功,W>0;环境对系统作功,W<0。

在化学反应中,熵在能量转换中据次要地位。

在分离过程中,熵常常起到关键作用混合熵(△Smix):将i种纯组分混合,如各组分间无相互作用,混合前后的熵变称为混合熵变。

分离熵(△Ssep):是混合的逆过程的熵变。

对于绝热体系中混合后形成均相理想体系混合过程自发:混合过程非自发:摩尔混合熵:是指每摩尔混合物中全部组分的混合熵之和,是每摩尔混合物各自的纯净态至混合态时的熵变。

非自发分离的体系:向体系提供的能量大于混合熵,以实现分离。

摩尔分离功:分离1mol理想混合物需对体系做的功。

由于分离熵为负值,分离功也为负值,表示要使混合理想气体分开,需要对体系做功。

封闭体系能做的最大非体积功等于体系自由能的减小量。

自发过程不存在非体积功。

等温等压不做非体积功的情况下,自发过程总是朝着自由能减小的方向进行。

如果其他因素不变,dG的大小取决于变化速率的大小体系中i物质的化学势。

物理意义:在等温等压条件下,其他组分不变时引入1mol组分i所引起的体系吉布斯自由能的变化。

加和号表示进入或离开体系的所有组分对dG的贡献。

组分i进入体系时,dni取正号;反之,为负号。

等温等压下,互相连接的两相间平衡的条件:组分在两相间的化学势相等。

组分化学势影响因素:1. 溶质在相中的亲和势能,即分子间作用力2. 溶质在相中的稀释程度,熵有关物质性质的微小差异不足以使它们相互分离,需要外加场的作用使物质的性质差异扩大。

外场的作用:1. 提供外力帮助待分离组分输运;2. 利用外场对不同组分作用力不同,造成或扩大待分离组分之间的化学势之差,起促进分离的作用;3. 外场给予物质分子某种随位置变化的势能,可转化为吉布斯自由能G的附加组分。

分配平衡是利用被分离组分在两相间的分配能力的不同而实现的。

借助分配平衡的分离操作多用于分析或制备目的。

在分配平衡体系中,相的组成可以在很宽的范围内变化。

分配平衡分离体系正是利用相组成的变化来扩大不同物质。

在两相间分配系数的差异实现分离。

分配平衡体系可用于性质差异很小的物质的分离,效率高,速度快。

给定体系和溶质,在一定温度下,溶质在A相的浓度对B相的浓度作图为分配等温线。

气-固吸附(朗格缪尔吸附等温线)假定溶质在均匀吸附剂表面单分子层吸附液-固吸附:溶剂也会跟吸附剂表面发生相互作用。

如果忽略相互作用,可以采用类似气-固吸附的分配公式来处理。

气-液分配平衡:经验的Henry定律认为: 在中等压力下,气体在溶液中的溶解度与溶液上方气相中该气体的分压pi成正比。

液-液分配平衡:遵循Nernst定律,即在一定温度下,溶质i在两相达到分配平衡后,浓度之比为常数。

低浓度时为常数,高浓度发生偏离,分子间相互作用从而偏离理想状态,有效浓度(活度)发生了变化。

分配定律:等温等压下有dni分子的i组分从I相转移至II相。

小结:物质是从化学势高的相转移到化学势低的相标准化学势由T、p、体系组成、外场决定。

调节标准化学势的方法:T、p、体系组成、外场差别越大,平衡后i在两相的活度差别越大,分离效果越好。

就某一单一作用力而言:从化学作用弱的转移到强的相;从分子间作用力弱的相转移到强的相;从外力场弱的相转移到强的相;从浓度高的相转移到低的相;从分离状态变成混合状态;从有序状态变为无序状态相平衡是从热力学的角度研究物质从一种相转变为另一相的规律。

相变:物质从一种聚集态转变成另一种聚集态的过程。

引起相变的原因:温度、压力、溶剂和化学反应研究相平衡的方法:相图、相律相图:表达多相体系的状态如何随温度、压力、组成等条件变化的图形,称为相图。

(图形直观,不够精确)相律:研究平衡体系中的相数、独立组分数与描述该平衡体系变量数目之间的关系(定性描述不涉及数值)F=C-P+2(F自由度;C独立组分数;P相数)液体上方充满该液体的气态分子,平衡时系统状态(温度、压力、两相分子数)不再随时间改变。

饱和液体:相平衡状态的液体饱和蒸气(压):相平衡状态的气体(气压)(蒸馏、升华、气相色谱分离的基础)饱和蒸气压与温度有关:克拉佩龙方程气相摩尔体积远大于液相,如视为理想气体可以从一个温度下的饱和蒸汽压计算另一温度下的饱和蒸汽压。

分离的基本特征:组分在空间被传送并重新分布传质和置换研究传质过程的必要性体系达到平衡前,存在各种梯度(外场作用和体系内部),溶质分子向趋于平衡的方向定向迁移,空间上重新分配,溶质分子扩散使得分离开的溶质趋向重新混合。

分离:设法强化定向迁移和减小非定向扩散置换:空间位置的变动传质:组分的移动传质进行的程度:到达平衡点分配:达到平衡浓度分离过程中的热力学和动力学的研究内容(1)传质体系宏观性质、微观性质(2)传质动力(3)平衡条件(4)组分分子结构研究目的:(1)控制分离的参数(2)相互影响的因素(3)分离方法的限制分离过程中的动力学:物质在输运过程中的运动规律(分离体系中组分迁移和扩散的基本性质和规律)分子迁移-Fick第一扩散定律传质过程:是指在适当的介质中,在化学势梯度的驱动下物质分子发生相对位移的过程。

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