分离科学基础 第一章 绪论
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第1讲-分离技术(绪论)幻灯片
分离的两种形式—组分离与单一分离 组（族）分离—将性质相近的一类组分一起分离。
1. 石油炼制中的轻重油分离; 2. 中药有效部位的分离. 单一分离—将某一组分以纯物质形式分离出来。 1. 工业上纯物质的制备； 2. 化学标准品的制备； 3. 药物对映异构体的分离。
1.1 分离科学及其研究内容
单一分离结果的主要形式 相互完全分离
1％以上的组分：99％ 痕量组分：95％或90％ 根据分离目的或经济价值：灵活确定回收率指标
3. 回收率的测定方法
利用标准参考物质（标准样品）、合成样品、分析过的样品、标 准加入法
1.5 分离方法的评价
富集倍数 富集倍数＝待分离组分的回收率/基体回收率 对富集倍数的要求—视样品中组分的最初含量
如：沉淀分离、溶剂萃取、色谱分离、选择性溶解。
3. 物理化学分离法－按被分离组分在物理化学性质上的 差异进行分离。
如：蒸馏、挥发、电泳、区带熔融、膜分离。
1.4 分离方法的类型
分类二：按分离过程的实质
1. 平衡分离过程－使原混合物系形成新的相界面。利用 互不相溶的两相界面上的平衡关系使均相混合物得 以分离。
体系中除浓度差（熵效应）外，还有： 水分子间的亲水相互作用势能对抗混合 水分子和己烷分子间的疏水相互作用势能对抗混合 水和己烷的密度差（重力势能）对抗混合
1.3 分离过程的本质
实例：Fe3+和Ti4+的混合实验（一）
混合均匀
Fe3+ 6mol/L HCl
Ti4+ 6mol/L HCl
抽掉隔板
1.3 分离过程的本质
Ti4+留在水相
Ti4+的亲水作用势能驱使Ti4+留在水相； Ti4+的浓度差产生的化学势驱使Ti4+均匀分布在整个空间； Ti4+的亲水作用势能远大于浓度差化学势，所以，Ti4+留在水相
1. 石油炼制中的轻重油分离; 2. 中药有效部位的分离. 单一分离—将某一组分以纯物质形式分离出来。 1. 工业上纯物质的制备； 2. 化学标准品的制备； 3. 药物对映异构体的分离。
1.1 分离科学及其研究内容
单一分离结果的主要形式 相互完全分离
1％以上的组分：99％ 痕量组分：95％或90％ 根据分离目的或经济价值：灵活确定回收率指标
3. 回收率的测定方法
利用标准参考物质（标准样品）、合成样品、分析过的样品、标 准加入法
1.5 分离方法的评价
富集倍数 富集倍数＝待分离组分的回收率/基体回收率 对富集倍数的要求—视样品中组分的最初含量
如：沉淀分离、溶剂萃取、色谱分离、选择性溶解。
3. 物理化学分离法－按被分离组分在物理化学性质上的 差异进行分离。
如：蒸馏、挥发、电泳、区带熔融、膜分离。
1.4 分离方法的类型
分类二：按分离过程的实质
1. 平衡分离过程－使原混合物系形成新的相界面。利用 互不相溶的两相界面上的平衡关系使均相混合物得 以分离。
体系中除浓度差（熵效应）外，还有： 水分子间的亲水相互作用势能对抗混合 水分子和己烷分子间的疏水相互作用势能对抗混合 水和己烷的密度差（重力势能）对抗混合
1.3 分离过程的本质
实例：Fe3+和Ti4+的混合实验（一）
混合均匀
Fe3+ 6mol/L HCl
Ti4+ 6mol/L HCl
抽掉隔板
1.3 分离过程的本质
Ti4+留在水相
Ti4+的亲水作用势能驱使Ti4+留在水相； Ti4+的浓度差产生的化学势驱使Ti4+均匀分布在整个空间； Ti4+的亲水作用势能远大于浓度差化学势，所以，Ti4+留在水相
分离科学与技术第1章 绪论
第一章 绪论
1.2 分离和富集
1.2.1 分离和富集的定义
1.2.2 常见的分离和富集
1.2.3 分离和富集中应注意的问题
第一章 绪论
1.2 分离和富集
1.2.1 分离和富集的定义
分析流程：
样品制备 分解 分离富集 测定 数据处理
第一章 绪论
1.2 分离和富集
1.2.1 分离和富集的定义
QA RA 0 QA
QA0 和 QA 分别表示分离前后欲测物质 A 的含量。
第一章 绪论
1.3 分离方法的评价 1.3.1 分离方法的评价指标 1) 回收率
QA RA 0 QA
RA 通常小于 l00%。原因：挥发、分解或分离不完全， 器皿和有关设备的吸附作用以及其它人为的因素会引起欲 分离组分的损失。 对常量分析（含量 >1% 组分），要求 RA > 99.9%； 对痕量组分，要求 RA > 95％，或至少不低于 90%。
1.1.1 分离过程
1.1.2 分离方法的分类
1.1.3 分离方法的发展
1.1.4 化学分离法发展趋势
第一章 绪论
1.1 概述
1.1.1 分离过程 混合是一个自发过程。
分离是一个需要消耗能量的过程 熵减小（外界对体系 做功）。 分离过程涉及：添加物料、引进能量。
第一章 绪论
1.1 概述
1.1.1 分离过程 添加物料：吸收剂、溶剂、表面活性剂、试剂、吸收物质、
沉淀、共沉淀、选择溶解、汞齐作用、火试 金等
溶剂萃取、固液萃取、分配色谱、纸色谱、 薄层色谱等 无机和有机离子交换剂、液态离子交换剂 汞阴极电解、电沉积、掩蔽和解蔽
第一章 绪论
1.1 概述
分离与富集方法
分离与富集方法第一章绪论第一节．概述物质的分离富集是化学学科的重要研究内容之一。
回顾化学的发展历史便可发现：化学的发展离不开分离富集。
元素周期表中各个元素的发现，经典的化学分离和提纯方法都曾起过重要作用。
从本世纪开始、各种天然放射性元素的逐个发现，人工放射性元素的获得，原子核裂变现象的最终确证，各种超铀元素的制备和合成，几乎都离不开各种化学分离技术。
近年来生命科学的许多重要成就，也都与分离科学有着紧密联系。
在应用科学方面，各种分离技术的应用对于开发宝贵的地下资源起着重要的作用。
与能源密切相关的石油工业，其中每一重要生产环节，几乎都离不开分离技术。
原子能的利用是在解决了作为核燃料的铀和钚的提取以及铀同位素分离获得成功之后，才得以蓬勃发展的；近代材料科学(包括电子材料．光纤材料，超导材料，功能材料等)的研究，诸如超纯硅、锗及化合物半导体砷化稼、磷化稼的制备提纯和分析；高纯稀土及其化合物的分离提取与分析等等，均与精馏、区域熔融、溶剂萃取、离子文换、色谱等分离技术密切相关。
稀有、稀散、稀贵金属的分离提取和分析，也需采用各种先进的分离富集技术。
由此可见，分离富集技术内容极其丰富，已广泛应用于化学工业、选矿冶金、农业、医学等领域、并已形成一门独立的新学科——分离科学，成为自然科学和应用科学中的一个重要分支。
对物质的分离．罗尼(Rony)曾提出这样的定义：“分离是一种假设的状态，在这种状态下，物质被分开了，也就是说，合有m种化学组分的混合物被分成m个常量范围。
换言之，任何分离过程的目的就要把m个化学组分分成m种纯的形式，并把它们置于m个独立的容器中”。
这里用一种“假设的状态”，是因为从理论上讲，把一个混合物的组分进行完全的分离是不可能的。
所谓的已被分离的化合物或组分实际上并没有完全的分开。
即使是99.9999％的纯硅，也意味着有0.0001％的其它组分。
因此分离过程大致有两种情况，即组分离——把性质相似的组分一起分离；单一分离——把某一组分以纯物质形式分离。
化学分离法绪论ppt课件
§1.1 化学分离法的任务 §1.2 化学分离研究的对象 §1.3 化学分离法分类
§1.4 化学分离法发展过程
重点： 化学分离的任务、对象及分类 难点： 化学分离法分类
.列举两件生活中得益于分离技术的事例
1.淘米时可以用倾倒法将洗米水与大米分离
2.用洗衣机洗衣服，洗衣机产生的离心力可以将灰 尘等与衣服分开；此外，由于洗涤剂的主要成分是 表面活性剂，可以将污渍分散成小液滴，从而达到 去污的目的
枝中含有的氧化了的纤维素与水中的Ca2+、Mg2+等进行 了化学反应） 几千年前在我国自贡地区出现的熬制食盐工艺。 人们在长期生产、生活实践中累积了大量经验，这就促使 人们思考、探索看上去彼此不相干的各个物质的分离方法 是否存在内在的联系，其理论依据是什么。
1.4.2 技术时期
19世纪末和20世纪初，一些学者对分离过程中的规 律进行了归类整理。
属中杂质的分析时，往往要求达到ppb 富集和浓缩延伸了分析方法的检出下限。 分离科学是其他学科发展的基础。 分离科学大大提高了人类的生活品质。
生产生活的需要
分离的目的
分析操作的样品前处理。 确认目标物质的结构。 获取单一纯物质或某类物质以作他用。 除掉有害或有毒物质。
分析流程
与分离紧密相关的几个概念
化学分离法
引言
你学过的分离法 你身边用到的分离法
课程简介
一、学时安排 【总 学 时】：32 【理论学时】：24 【实践学时】：8 §1.绪论 §2.化学分离前的预处理 §3.沉淀分离法 §4.萃取分离法 §5.离子交换分离法 §6.色层分离法 §7.膜分离
2学时 3学时 4学时 4学时 3学时 5学时 3学时
纯度（purity）：用来表示纯化产物主组分含量高低或所含 杂质多少的一个概念。 分离科学（separation science）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一门学科。
§1.4 化学分离法发展过程
重点： 化学分离的任务、对象及分类 难点： 化学分离法分类
.列举两件生活中得益于分离技术的事例
1.淘米时可以用倾倒法将洗米水与大米分离
2.用洗衣机洗衣服，洗衣机产生的离心力可以将灰 尘等与衣服分开；此外，由于洗涤剂的主要成分是 表面活性剂，可以将污渍分散成小液滴，从而达到 去污的目的
枝中含有的氧化了的纤维素与水中的Ca2+、Mg2+等进行 了化学反应） 几千年前在我国自贡地区出现的熬制食盐工艺。 人们在长期生产、生活实践中累积了大量经验，这就促使 人们思考、探索看上去彼此不相干的各个物质的分离方法 是否存在内在的联系，其理论依据是什么。
1.4.2 技术时期
19世纪末和20世纪初，一些学者对分离过程中的规 律进行了归类整理。
属中杂质的分析时，往往要求达到ppb 富集和浓缩延伸了分析方法的检出下限。 分离科学是其他学科发展的基础。 分离科学大大提高了人类的生活品质。
生产生活的需要
分离的目的
分析操作的样品前处理。 确认目标物质的结构。 获取单一纯物质或某类物质以作他用。 除掉有害或有毒物质。
分析流程
与分离紧密相关的几个概念
化学分离法
引言
你学过的分离法 你身边用到的分离法
课程简介
一、学时安排 【总 学 时】：32 【理论学时】：24 【实践学时】：8 §1.绪论 §2.化学分离前的预处理 §3.沉淀分离法 §4.萃取分离法 §5.离子交换分离法 §6.色层分离法 §7.膜分离
2学时 3学时 4学时 4学时 3学时 5学时 3学时
纯度（purity）：用来表示纯化产物主组分含量高低或所含 杂质多少的一个概念。 分离科学（separation science）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一门学科。
新型分离技术
应物存在于混合物中，则可利用化学反应将其从混合物中分离出来或直接把它去
掉。不是所有的化学反应都可以用于分离为目的的过程，分离过程常用的化学反
应：可逆反应、不可逆反应、分解反应。
1.3 新型分离技术的进展
新型分离技术在近 20 年发展迅速，新型分离技术大致可分为三类：
第一类：对传统分离过程或方法加以变革后的分离技术，如基于萃取的超临界流
原料：即被分离物，可以是单相或者 多相，但至少含有两个组分；
原料
分离装置
产物：即分离产品，通常为两股，也
产物
可为多股；
分离装置：是分离过程得以实现的必要物质装备，可以是某个特定装置，也可指
从原料到产品之间的整个流程。
按分离过程原理，可以分为机械分离、传质分离和反应分离三大类。
1.2.2 机械分离
利用机械力简单地将两相混合物相互分离的过程称为机械分离过程，分离对
基于萃取技术的液膜分离技术，传质比表面积大，且可利用化学反应和载体 促进传质，具有非常高的选择性和传质速率。
色谱萃取技术基于传统的吸附平衡机理，是利用组分在固定相和流动相内的 分配平衡差异进行分离的。吸附色谱的分离原理与吸附分离相似，而分配色谱则 与精馏相似。色谱之所以比吸收及精馏有高得多的分离效率是由于流动相和固定 相之间不断的接触平衡所造成的。装填好的色谱柱可从几百到上千的平衡级，特 别适用于精馏等过程难以分离的体系。
（1）传统分离与膜分离集成技术：膜分离技术与常规的反应或者分离方法 相耦合，组成集成技术。如膜分离分别与蒸馏、吸收、萃取等结合。
①精馏-渗透汽化集成技术：近 10 年来，采用亲水性渗透汽化与常规精馏过 程集成可将醇/水混合物中的水脱除，得到无水醇。
②渗透汽化-萃取集成技术：从有机物水溶液中萃取有机物或污水中除去有机 物，常用亲水和亲有机物渗透汽化膜与萃取结合过程。
分离工程绪论
31
1.2.2 速率分离过程
(1) 定义
是在某种推动力（浓度差，压力差，温度差，电位差
等）的作用下，有时在选择性透过膜的作用下，利用各
组分扩散速率的差异实现组分的分离。
(2) 特征
这类过程所处理的原料和产品通常属于同一形态，仅有组 成上的差异。
(3) 典型分离单元操作
膜分离-①超滤 ②反渗透 ③渗析 ④电渗析 ⑤气体渗透分离 ⑥液膜分离 热扩散 32
（4） 萃取 精馏
气体和液 体
溶剂改变 原溶液组 分的相对 挥发度
以苯酚作溶 剂由沸点相 近的非芳烃 中分离甲苯
27
1.2.1 平衡分离过程
（8）共沸精馏
名称
简图
原料 相态
分离媒介
产生相态或 MSA的相态
分离原理
工业应用实例
（ 8） 共沸精馏
汽、 液或 汽液 混合 物
液体共沸 剂（MSA） 和热量 （ESA）
平衡分离
均相混合物
速率分离
变成两相系统
原料与产品同一相， 仅组成不同 膜分离，超滤，反渗透， 渗析，电渗析,场分离
蒸发、精馏、吸收、萃取、结晶
本课程仅讨论传质分离过程。
21
1.2.1 平衡分离过程
能量媒介( ESA，energy separation agent ) - 热，功； 物质媒介（ MSA, matter separation agent）- 吸收剂，萃取剂。
原料：石脑油
沸程120～230 ℃
加氢重整后得到：轻油 非芳烃
苯 甲苯 二甲苯
高级芳烃 邻二甲苯 沸点℃ 144.411 间二甲苯 139.104
目的产物为 对二甲苯
对二甲苯 138.351
1.2.2 速率分离过程
(1) 定义
是在某种推动力（浓度差，压力差，温度差，电位差
等）的作用下，有时在选择性透过膜的作用下，利用各
组分扩散速率的差异实现组分的分离。
(2) 特征
这类过程所处理的原料和产品通常属于同一形态，仅有组 成上的差异。
(3) 典型分离单元操作
膜分离-①超滤 ②反渗透 ③渗析 ④电渗析 ⑤气体渗透分离 ⑥液膜分离 热扩散 32
（4） 萃取 精馏
气体和液 体
溶剂改变 原溶液组 分的相对 挥发度
以苯酚作溶 剂由沸点相 近的非芳烃 中分离甲苯
27
1.2.1 平衡分离过程
（8）共沸精馏
名称
简图
原料 相态
分离媒介
产生相态或 MSA的相态
分离原理
工业应用实例
（ 8） 共沸精馏
汽、 液或 汽液 混合 物
液体共沸 剂（MSA） 和热量 （ESA）
平衡分离
均相混合物
速率分离
变成两相系统
原料与产品同一相， 仅组成不同 膜分离，超滤，反渗透， 渗析，电渗析,场分离
蒸发、精馏、吸收、萃取、结晶
本课程仅讨论传质分离过程。
21
1.2.1 平衡分离过程
能量媒介( ESA，energy separation agent ) - 热，功； 物质媒介（ MSA, matter separation agent）- 吸收剂，萃取剂。
原料：石脑油
沸程120～230 ℃
加氢重整后得到：轻油 非芳烃
苯 甲苯 二甲苯
高级芳烃 邻二甲苯 沸点℃ 144.411 间二甲苯 139.104
目的产物为 对二甲苯
对二甲苯 138.351
1绪论
分离之所以能够进行，是由于混合物中待分离的 组分之间，在物理、化学、生物学等方面的性质，至 少有一个存在着的差异。
物理性质
力学性质： 密度、摩擦因数、表面张力、尺寸、质量 热力学性质： 熔点、沸点、临界点、转变点、蒸气压、 溶解度、分配系数、吸附平衡
19
电、磁性质：
电导率、介电常数、迁移率、电荷、磁化率
17
结论：
分离有时是自发过程、混合有时也不能自发进
行；
总自由能决定体系是趋向分离、还是趋向混合，
即：
G总＝势能项＋熵项＝µ i＋RT lnai
均相体系中只存在浓度差
自发混合。
非均相体系中除浓度差外，还存在各种相互作
用（势能） 各组分趋向于分配在低势能相。 （自由能降低） 18
可被分离利用的物质性质
Q0A
Q为实际回收量 , Q0为理论回收量
欲回收组分的回收率都是越大越好。
确定回收率的大小要根据分离目的、分离组分的 浓度含量和分离费用等考虑。
25
常量组分 RA ≥0.999 微量组分(0.01—1%)
RA ≥0.99
痕量组分(＜10-4%
)
RA＞ 0.90
(0.95)
回收率的测量：采用标准参考物质，如标准样
▲ 电化学反应，如电沉积
▲ 生物反应，如BOD 可见，分离科学是一门综合学科！
22
按分离目的分类
要求高纯度、高回收率产物 规模：实验室；生产/工程 测定物质结构和性质的分离：高纯度； 但不一定要求高收率 要求“定量”概念，即考虑分离程度的 完全性；定量分离的可能性；简单快速； 分离结果具有良好的再现性
组分：A, B。。。 空间： （） 丰度：A “主成分”
物理性质
力学性质： 密度、摩擦因数、表面张力、尺寸、质量 热力学性质： 熔点、沸点、临界点、转变点、蒸气压、 溶解度、分配系数、吸附平衡
19
电、磁性质：
电导率、介电常数、迁移率、电荷、磁化率
17
结论：
分离有时是自发过程、混合有时也不能自发进
行；
总自由能决定体系是趋向分离、还是趋向混合，
即：
G总＝势能项＋熵项＝µ i＋RT lnai
均相体系中只存在浓度差
自发混合。
非均相体系中除浓度差外，还存在各种相互作
用（势能） 各组分趋向于分配在低势能相。 （自由能降低） 18
可被分离利用的物质性质
Q0A
Q为实际回收量 , Q0为理论回收量
欲回收组分的回收率都是越大越好。
确定回收率的大小要根据分离目的、分离组分的 浓度含量和分离费用等考虑。
25
常量组分 RA ≥0.999 微量组分(0.01—1%)
RA ≥0.99
痕量组分(＜10-4%
)
RA＞ 0.90
(0.95)
回收率的测量：采用标准参考物质，如标准样
▲ 电化学反应，如电沉积
▲ 生物反应，如BOD 可见，分离科学是一门综合学科！
22
按分离目的分类
要求高纯度、高回收率产物 规模：实验室；生产/工程 测定物质结构和性质的分离：高纯度； 但不一定要求高收率 要求“定量”概念，即考虑分离程度的 完全性；定量分离的可能性；简单快速； 分离结果具有良好的再现性
组分：A, B。。。 空间： （） 丰度：A “主成分”
第一章 绪论 练习题及答案解析
第一章绪论[题目答案分离版]一、A11、初级口腔卫生保健的概念主要是全社区成员平等享有A.全面口腔卫生保健B.全面口腔保健服务C.全面口腔医疗保险D.最基本的口腔保健E.最基本的口腔医疗服务【正确答案】：D【答案解析】：初级口腔卫生保健是在实际可行，科学可靠，为社会与群众所要求和接受，在个人积极参加和社会参与的基础上；以自我保健贯穿于其发展的各个阶段；通过社区卫生工作者或口腔卫生工作者的实践，提供最基本的口腔卫生保健服务；使全体社区成员都能享有的一种基本卫生保健。
【该题针对“第七章单元测试”知识点进行考核】2、在开展口腔健康状况调查的目的不是为了A.查明口腔疾病在特定时间内的发生频率和分布特征及其流行规律B.了解和分析影响口腔健康的有关因素C.为探索病因，建立和验证病因假设提供依据D.选择预防保健措施和评价预防保健措施的效果E.设计预防项目的需要【正确答案】：E【答案解析】：口腔健康状况调查有很强的目的性，必须根据不同的目的确定不同的调查方法和选择不同的人群作为调查对象。
一次调查最好不要涉及太多的问题，以免影响调查质量。
口腔健康状况调查的目的有：1.查明口腔疾病在特定时间内的发生频率和分布特征及其流行规律。
2.了解和分析影响口腔健康的有关因素。
3.为探索病因，建立和验证病因假设提供依据。
4.选择预防保健措施和评价预防保健措施的效果。
5.评估治疗与人力需要。
【该题针对“第一章单元测试”知识点进行考核】3、作为人体健康十大标准之一，WH0提出的口腔健康标准的具体内容不包括A.牙齿排列整齐B.没有龋洞C.牙齿清洁D.牙龈颜色正常E.牙齿没有痛感【正确答案】：A【答案解析】：1981年WHO制定的口腔健康标准是“牙清洁、无龋洞、无疼痛感，牙龈颜色正常、无出血现象”。
口腔健康的概念可以不同，但有三项内容是不能缺少的：具有良好的口腔卫生、健全的口腔功能以及没有口腔疾病。
【该题针对“第一章单元测试”知识点进行考核】4、下面哪一项三级预防的概念是不对的A.三级预防是指对症治疗B.二级预防包括恢复口腔功能C.二级预防又称“三早"预防D.一级预防又称病因预防E.窝沟封闭属于一级预防【正确答案】：B【答案解析】：预防口腔医学涉及口腔医学的各个方面，很早就成为口腔医学的一门分支学科，它包括一级预防：如氟化物应用、饮食控制、封闭窝沟、保护牙髓；二级预防（干预）：牙体外科、牙周病学、正畸学及其他领域问题的早期诊断与适当治疗；三级预防（治疗）：固定与过活动修复学方面的功能恢复与康复。
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五、分离方法的选择
结合分离对象的性质，根据要求分离的纯 度和回收率、产品的价格和竞争力、分离物彼 此分离因子的大小、分离物的热效性和能耗、 物耗及设备等进行科学合理的选择。
以下几种情况，一般都必须采用适当的分离富集技术， 才能保证获得准确可靠的分析结果：
(1) 样品中存在干扰物质；
(2) 待测组分在样品中分布不均匀； (3) 待测痕量组分的含量低于测定方法的检测限；
平衡分离过程：是一种利用外加能量或分离剂，使原混 合物体系形成新的界面，利用互不相溶的两相界面上的 平衡关系使均相混合物得以分离的方法。 如：溶剂萃取，就是向含有待分离溶质的均相水溶 液中加入有机溶剂，形成互不相溶的有机相—水相两相 体系，利用溶质在两相种分配系数的差异，当达到平衡 后，目标物质进入有机相，共存物质留在水相。 一般在非均相介质中。
4、在不影响分离和富集的效果条件下，应使用最少的步 骤来完成。
5、分离后干扰元素除去得越完全越好，但也有一定的限 度，即只要剩下的干扰成分不影响分析结果的准确度即可。 6、实际工作中常将分离和掩蔽结合起来。 7、以分析为目的分离富集，除要求分离程度的完全性和
定量分离外，还要求简单、快速和分离结果有良好的再 现性。
在分析化学中，若找不到合适的放射性同位 素时．可采用标准参考物质，如标准样品、检测 过的标准物质、人工合成样品、分析过的样品或 采用标准加入法来测量回收率。
2、分离因数（SB/A)
欲测组分A，干扰组分B 定义：两元素的回收率之比。
SB / A
0 RB QAQB 0 RA QBQA
QA0 QA
(2)、大量与小量或痕量物质间的分离和富集
在进行矿石中的稀散元素的测定或纯物质中的微量杂 质的测定时，样品中某一或某些元素是大量的。这些大量 元素的存在常干扰痕量杂质的测定，因此必须分离除去， 对欲测定的痕量元素（杂质）由于其量太少，一般方法灵 敏度不高，难以完成测定，为此必须进行富集。 (3)、小量与小量或痕量物质间的分离和富集 (4)、稀溶液中痕量物质富集
分 离 科 学
第一章 绪论
第二章
第三章 第四章 第五章 第六章
沉淀分离法
液-液萃取分离法 离子交换分离法 色谱分离法 其它分离方法简介
第一章
§1.1 概述
绪
论
§1.2 分离和富集 §1.3 本课程的内容及要求
§1.1 概 述
一、分离过程 二、分离的重要性 三、分离方法的分类 四、分离方法的发展 五、分离方法的选择
三、分离方法的分类
1 按分离过程本质分
机械分离、传质分离 机械分离中分离对象是：两相混合物 方法：用机械方法或实验室的一些简易仪器就可 将两相分离，而相间无物质传递发生。 示例：过滤、沉降、离心分离、旋风分离、静 电除尘。 分离过程在非均相介质中进行
传质分离：在相间有传递质量发生，既可以在均 相又可以在非均相中进行。 包括 → 平衡分离过程 速率控制分离过程
RA通常小于l00％，原因：挥发、分解或分离不完全， 器皿和有关设备的吸附作用以及其它人为的因素会引起欲分 离组分的损失。 对常量分析（含量1％组分）要求：RA 99.9％；对痕 量组分要求：RA 95％，或至少不低于90％。
回收率测定方法
放射性示踪技术是研究欲分离组分的回收率和 损失的最好方法。在分离富集之前,将欲分离组分 的放射性同位素作为示踪剂加到样品中，随后进 行放射性示踪测量，这样可对欲分离组分在分离 富集过程中的行为进行跟踪。
作业
• 1、列举一个给你日常生活带来很大益处，而 且是得益于分离的事例。分析解决这个问题 时，采用了哪几种分离方法。 • 2、什么是回收率、分离因数？分离时对 常量组分和痕量组分的回收率、分离 因数要求如何？ • 3、简述分离的重要性及分离富集技术的 发展趋势。 • 4、根据你自己的理解，用自己的语言阐述分 离与分析这两个概念的区别与联系。
3 按分离过程相的类型分类
例如： 沉淀分离 就是利用欲分离物质从液相进入固相而 进行分离的方法。 溶剂萃取 则是利用物质在两个不相混溶的液相之 间的转移来达到分离纯化的目的。 第二相可以是在分离过程中形成，也可以是外加的， 因此可按分离过程中初始相与第二相的状态进行分类。
按分离过程相的类型分类
四、分离方法的发展
2 依据分离方法的性质分
为物理分离法和化学分离法
物理分离法：以被分离组分所具有的不同物理性 质为依据， 采用适宜的物理手段进 行分离。 常用的有：气体扩散法，离心分离法，电磁分
离法以及喷咀射流法等。
化学分离法：按被分离组分在化学性质上的差异 ， 通过化学过程使其分离的方法。 包括：沉淀和共沉淀法、溶剂萃取法、离子交换法 、色谱法、 电化学分离法、泡沫浮选分离法 、选择 性溶解法等。 其它分离方法： 基于被分离组分的物理化学性质：如沸点、熔点、离 子电荷和迁移率等性质。 包括：蒸馏与挥发、区域熔融、电泳和膜分离法等。习惯上 这些分离方法通常也归属于化学分离法。
QA / QB Ri 0 0 QA / QB
或
C A / CB Ri 0 0 C A / CB
三、分离和富集中应注意的问题
1、在考虑所提出的分析任务和选用何种测定方法的同时， 还应考虑样品的分解、分离和富集问题，应将整个分析 作为一个整体考虑。 2、应考虑所采用的方法能否定量分离及所加试剂能否影 响以后的测定。 3、在进行痕量成分的分离和富集时所用试剂纯度应有 较严格的要求；所用仪器也不能引进有害杂质。
分离富集技术的发展趋势
1 经典的分离富集技术在理论和实践上不断完善、发展。 借助现代的科学方法，研究分离过程机理。 2 色谱——当今研究最活跃，发展最快的分离技术。 3 各种分离技术相互渗透，从而达到多法互补。 4 分离富集技术与测量方法的有机结合。
5 分离富集技术的机械化、自动化和工业化。
6 合成新试剂，创建新分离方法 。 7 利用电、磁、光、热等建立一些无污染的分离过程。
(4) 没有合适的标准参考物质；
(5) 样品的物理、化学状态不适于直接进行测定； (6) 样品本身剧毒或具有强放射性等等。 •分离富集的目的: 消除干扰，并提高待测痕量组分。
§1.2
分离和富集
一、常见的分离和富集
二、分离方法的评价
三、分离ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ富集中应注意的问题
分 析 流 程：
§1.2 分 离 和 富 集
SB / A
QB 0 RB QB
SB/A越小 越好！
一般情况SB/A<10-3分离被认为完全。
对痕量组分的测定，分离因数SB/A要在10-6~10-7 的范围。
3、富集因数
在进行痕量组分的富集时，富集后与富集前，欲 富集的痕量组分与主要组分之间的重量或浓度的比例 叫富集因数。以Ri表示。 A——痕量组分 B——主要组分
二、分离方法的评价
1. 回收率 常用回收率来表示被分离组分在分离中的完全程度
通过分离后欲测元素的 测得量 回收率 100% 分离前欲测元素原来的 含量
设A为欲测定的痕量物质，B为主要成分，经分离后 A的回收率为RA，通式：
QA RA 0 100% QA
RA越大 越好！
QA0和QA—分别表示分离前后欲测物质A的含量。
示例：蒸发、蒸馏、吸收、萃取、结晶、吸附和 浸出。
平衡分离过程
速率控制分离过程：是一种利用外加能量，强化特殊梯度 场（重力梯度、压力梯度、温度梯度、浓度梯度、电位梯 度等）。既可以用于非均相混合物分离，也可以在均相介 质中。 示例：热扩散、气体扩散、质量扩散、反渗透、 超滤、电渗析、色谱分离、电泳和膜分离。 速率控制分离过程
样品制备→分解→分离富集→测定→数据处理
一、常见的分离和富集
1、分离 分离是一种假设状态，在这种状态下，物质完全被 分开了，就是说含有m种化学组分的混合物被分割成m 个常量范围。换言之，任何分离过程的目的，就是要把 m个化学组分，分割成m种纯的形式。 分离就是使试样组分相互分开。
2、富集 从大量母体物质中，搜集欲测定的少量物质至一较 小的体积中，从而提高其浓度至测定下限之上。 3 、常见的分离和富集 (1)、大量与大量的物质间的分离 一般可采取两种方法： 一 是将要测定的元素分离出来然后进行测定。 例如：矿石中镍的测定 二 是将干扰元素分离出去，在余下的试液中测定 欲测元素。 例如：钢中稀土元素总量的测定
四、分离方法的发展
美国硅谷所在地的加利福尼亚州在美国率先成立了分离科学 学会，仅三年时间其年会就从州的规模扩大为在国际上颇有影响 的国际学术报告会。另外，从20世纪80年代初开始，在国内外越 来越多的大学里设立了“现代分离科学”课程。国际上每年多次 召开以分离科学为内容的学术会议。 正因为如此，目前形成了在研究分离过程和技术进展方面空 前未有的踊跃局面。例如：解决生物酶、蛋白质的分离和纯化的 高效液相色谱技术、双水相萃取分离技术及电动毛细管电泳技术、 应用包合物的分离技术、超临界分离技术、反微团分离技术等就 是其中的几个例子。这些新颖的分离技术的出现大大丰富了现代 分离科学的内容，并解决了现代分离科学中的许多难题。
§1.1 概 述
一、分离过程
添加物料：吸收剂、溶剂、表面活性剂、试剂、 吸收物质、离子交换剂、液膜和固膜 材料等。 引进能量：电、磁、热、静压力、离心力等。
分离剂（引入的能量或物质） 产品 原料（混合物） 分离设备 残余物综合利用
二、分离的重要性
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生活品质
工业技术发达的国家已开始把大量资金投放在高技术工业上。众 所周知，材料工业、生命科学和生物技术是高技术工业的重要组成部 分。以生命科学和生物技术为例，近几年来，美国、俄罗斯、日本以 及其他许多工业化程度较高的国家都相继建立了各种专门的研究机构 和开发公司。其中新成立的仅以“分离科学”和“分离技术”命名的 公司就有上百家。近年来，美国化学会每年都对在分离科学研究中作 出贡献的科学家进行奖励。如1986年奖励了犹他大学的吉丁斯 (Giddings)教授。表彰他创立的场级分馏法；1989年奖励了美国普渡大 学的瑞格涅尔(Regnier)教授用高效液相色谱分离生物大分子。20世纪 90年代又相继奖励了英国爱丁堡大学教授纳克斯(Knox)对柱色谱速率 理论及电驱动毛细管分离体系的贡献，毛细管电泳的奠基人美国北卡 罗纳大学的教授乔根森（Jorgenson），在研究分离体系中分子间相互 作用力卓有成效的美国明尼苏达大学教授卡尔(Carr)等。