化学分离法知识点

1、学习好资料化学分离法知识点总结第二章化学分离前的预处理1. 组分分离的概念1) 富集：对摩尔分数小于 0.1 组分分离。2) 浓缩：对摩尔分数处于 0.1 到 0.9 范围内组分的分离。3) 纯化：对摩尔分数大于 0.9 组分分离。4)回收因子Ri： Ri 为分离后所测得的回收量Q 占样品总量 Q o 的比值。 Ri=Q/Qo5) 分离因子 S B/A：对于 A、B 两种组分而言。分离程度可从用分离因子表示。在分析分离中是表示被测组分 A 与干扰组分B的分离程度。其定义式为：S B/A=（ QB/QA）/(QOB/Q OA)=RB/RA在分离过程中要求分离因子越小越好6) 纯度：纯度系指分离产

2、物中含杂质的多少。对于在常量范围的无机物定量分析而言， 纯度要求 99.9%以上，对于高纯物质则要求高达 99.999%甚至更高。2. 化学分离前的预处理：为了从固体混合物中得到单一组分物质， 通常要先将其溶解或分解、熔融、浸出等，转变为溶液状态，最后才进行化学分离。 因此把在化学分离之前将固体混合物处理成溶液这一过程，称为化学分离前的预处理。预处理方法：溶解法（酸融法、碱融法） ，熔融法（酸熔法、碱熔法、半熔法或烧结法） ，物质的浸出（直接法、转换法、细菌浸出法） ，有机物分解五种。3. 分离目的：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、去除有毒或有害物质。第三章沉淀分离

3、法1 沉淀分离法： 是在溶液中加入溶剂或沉淀剂 , 通过化学反应或者改变溶液的 pH 值、温度、压力等条件 , 使分离物以固相物质形式沉淀析出的一种方法。沉淀分离法分为：常规沉淀分离法、均相沉淀分离法和共沉淀分离法。2. 均相沉淀法：1) 概念：借助于化学反应使溶液中缓慢而均匀地产生沉淀剂以获得较纯净的晶形或非晶形沉淀的方法。2) 沉淀按其物理性质不同，可粗略分为两类：晶型沉淀和不定形沉淀。不定形沉淀又称非晶型沉淀或胶体沉淀。晶型沉淀中又分为细晶型和粗晶型。3) 如果要获得晶体沉淀，一般认为首先是构晶粒子在过饱和，然后进一步成长为按一定晶格排列的沉淀。晶核的形成有两种情况：一是均相成核，另一种

4、是异相成核。均相成核是构晶粒在过饱和溶液中，通过离子缔合欢迎下载作用自发地形成晶核。异相成核是溶液中混有固体微粒，这些微粒起着晶种的作用，诱导沉淀形成。4) 均相沉淀法的途径：a) 可以通过改变溶液 pH 值，使欲沉淀物质的溶解度慢慢降低，令沉淀析出。b) 利用适当的反应在溶液中缓缓地产生出沉淀剂。c) 逐渐出去溶剂。将试液与有机沉淀剂在某种与水混合的溶剂中混合，然后慢慢蒸发出去溶剂。d) 破坏可溶性络合物。用加热的方法破坏络合物或用一种离子从络合物中置换出被测离子， 从破坏北侧例子的络合物从而进行均相沉淀。3共沉淀分离法：1) 共沉淀现象： 当沉淀从溶液中析出时，溶液中的某些原本可溶的组分被

5、沉淀夹带而混杂于沉淀中，这种现象被成为共沉淀现象。2) 定义： 加入某种离子同沉淀剂生成沉淀作为载体沉淀剂，将痕量组分定量地沉淀下来，然后将沉淀分离（溶解在少量溶剂中、灼烧等方法） ，以达到分离和富集目的的一种分析方法。3) 利用共沉淀剂进行分离的方法很多 。一般分为无机共沉淀剂沉淀分离法和有机共沉淀剂沉淀分离法。4) 无机共沉淀剂沉淀分离法特点：a) 无机共沉淀剂比表面积大，吸附富集效率高。b) 选择性不高，但犹豫痕量组分经富集后可用原子光谱分析，因此不影响测定结果。5) 无机共沉淀剂沉淀分离法三种形式：a) 吸附共沉淀分离可分为夹带沉淀和后沉淀两种沉淀方式。i. 夹带沉淀：这种方法基于物化

6、效应，在沉淀表面未达到平衡时， 机械吸附溶液中的异电荷离子， 从而将痕量组分夹带下来的分离方法。ii. 后沉淀：后沉淀又称继沉淀。溶液中某些组分沉淀之后， 另一种本来难以沉淀的组分在该沉淀表面上继续析出沉淀的现象。特征：富集物质的量随沉淀在溶液中放置时间的增长而增多。b) 混晶共沉淀分离c) 形成晶核共沉淀分离法6) 以有机试剂来富集分离微量组分的分离方法 称为有机共沉淀分离法。7）与无级共沉淀分离法相比，有机共沉淀分离法具有共沉淀分离法分离具有的优点 ：高效性和高选择性， 有机共沉淀剂可用强酸、 强氧化剂破坏或用灼烧挥发方法除去。第四章萃取分离法学习好资料1. 利用溶质在互不相溶的两相之间分

7、配系数不同而使溶液得到纯化或浓缩的方法称为 萃取。2.萃取法 根据参与溶质分配在两相中物态性质的不同而分为：液固萃取、溶液有机溶剂萃取、双水相萃取和超临界流体萃取等。3. 溶剂萃取的基本原理： 相似相溶原则。4. 萃取条件的选择1) 螯合物萃取条件的选择：a) 螯合剂的选择：所使用的螯合剂与金属离子生成的螯合物越稳定，其稳定常数越大，分配比也就越大，萃取的效率也就越高。此外，螯合剂所含疏水基团越多，亲水基团越少，萃取的效率越高。b) 溶剂的选择：溶剂的选择依据“相似相溶”原理。被萃取的螯合物在溶剂中的溶解度越大，萃取的效率就越高。对螯合物萃取体系一般选择惰性溶剂。c) 酸度的选择：选择溶液的酸

8、度尽可能的要小，其解离度要大，分配比才会比较大，萃取的效率就越高。但酸度不能太小，否则容易发生金属离子水街。d) 干扰的消除：如果利用控制酸度的方法不能够达到很好的分离效果，可以加入适当的掩蔽剂以达到分离的目的。2) 缔合物萃取条件的选择：a) 萃取剂和溶剂的选择：对于盐萃取常采用含氧的有机溶剂作为萃取剂和溶剂。对于铵盐萃取通常用大分子胺和碱性染料做为萃取剂，溶剂则用苯、甲苯、三氯甲烷、二氯甲烷等惰性溶剂。b) 酸度：离子缔合物萃取体系一般要在较高的酸度下进行才能保证盐的形成。c) 盐析作用：在离子缔合物的萃取体系中如果加入某些与被萃取化合物具有相同的阴离子盐类或酸根。有助于提高萃取效率。这种

9、作用成为盐析作用。加入的盐类称为盐析剂。盐析剂的作用做要是产生同离子效应，降低水分子与被萃取物的结合能力和水的介电常数，从而有利于离子缔合物的生成。d) 加入适当的配位剂：可以使金属离子先形成亲水性小的配阴离子，然后才能和 离子或铵离子形成离子缔合物。5. 超临界流体的概念及性质：概念：当流体的温度和压力处于它的临界温度和临界压力以上时，称该流体处于超临界状态。性质：流体既具有液体对物质的高溶解度的特性，又具有气体易于扩散和流动的特性。欢迎下载6. CO2 是超临界流体技术中最常用的溶剂，其优点是：1) CO2在室温下实现设备加工并不困难， 并且它还有不可燃、无毒、化学稳定性好、廉价等优点。2

10、) 低粘度，低表面张力，合理临界特性，任沸点。7. 超临界流体萃取的影响因素：1) 压力的影响：改变萃取剂流体压力就可以把试样中的不同组分按它们在流体中溶解度的大小不同，先后萃取分离。在低压下溶解度大的物质先被萃取，随着压力增加难溶物质也渐与基体分离。2) 温度的影响：温度变化影响超临界流体萃取的能力表现在影响萃取的密度和溶质的蒸汽压两个因素。3) 萃取时间的影响：萃取时间取决于两个因素，被萃取物质在朝里媒介流体中的溶解度以及潮流界流体在被萃取物质与基体中的传质连率。溶解度越大，传质速率越大，萃取越完全效率也越高，所用时间就越短。4) 其他溶剂的影响：在超临界流体中加入少量其他溶剂量可以改变它

11、对溶质的溶解能力第五章离子交换分离法1. 定义： 离子交换分离法是利用离子交换剂（固相）与淋洗液（液相） 中的离子之间所发生的交换反应进行分离的方法。2. 离子交换剂的分类1) 阳离子交换树脂：强酸阳离子交换树脂（ SO3H）、弱酸阳离子交换树脂 （ COOH）、中度阳离子交换树脂。（ PO3H2）2) 阴离子交换树脂：强碱性阴离子交换树脂RN(CH3)3Cl?弱碱性阴离子交换树脂伯、仲、叔胺基3) 特殊离子交换树脂3. 例题1) 举例说明阳离子交换树脂的合成途径。a) 阳离子交换树脂可由具有磺酸基团，羧酸基团或羟基的化合物直接聚合而成。b) 可以在得到粒状的离子交换树脂的基体后，再经过化学反

12、应导入离子交换功能基团。2) 最常用的磺酸型离子交换树脂是由苯乙烯 -二乙烯苯共聚物以硫酸银为催化剂， 用浓硫酸或氯磺酸处理而得到3) 例如，常用的季铵型强碱性阴离子交换树脂的制备可将苯乙烯 -二乙烯苯聚合物经氯甲基醚进行氯甲基化处理，然后再与叔胺进行氨化处理， 即得聚苯乙烯型季胺基强碱性阴离子交换树脂。学习好资料欢迎下载4.离子交换树脂的分类1)按物理结构分类：凝胶型（孔径为5nm);大孔型（孔径为20 100nm);2) 按合成的树脂所用原料单体分类：苯乙烯系、酚醛系、丙烯酸系、环氧系、乙烯吡啶系。3) 最常用的分类是依据树脂离子交换功能团分，主要可分为：a) 强酸性阳离子交换树脂b) 弱

13、酸性阳离子交换树脂c) 强碱性阴离子交换树脂d) 弱碱性阴离子交换树脂5.离子交换树脂的性能参数1) 交联度定义： 指树脂中含交联剂（二乙烯苯）的质量分数。是树脂的重要性质之一，树脂的交联度常以 “X”表示。交联度 =交联剂质量 / 树脂总质量2) 交换容量 ：表示一定量离子交换树脂中含有可交换离子的量，这是衡量离子交换树脂交换能力大小的尺度，是树脂性质的另一指标。6.例题1) 称取 1.500g 氢型让离子交换树脂，装入交换桩中，用 NaCl 溶液冲洗，至流出液使甲基橙指示剂呈现橙色为止。收集全部洗出液，用甲基橙做指示剂，以0.1000mol/L NaOH 标准溶液滴定，用去24.52ml，

14、计算树脂的交换容量。2) 将 100ml 水样通过强酸型阳离子交换树脂，流出液用 0.1042mol/L 的 NaOH 滴定，用去 41.25ml。若水样中金属离子含量以钙离子表示，求水样中钙的质量浓度（ mg/L ）？3) 将强酸型交换树脂处理成 H 型装柱，用水洗至中性，将的 CaCl2 溶液加入到该树脂柱中，再用水洗至中性。淋洗液在用 0.1020mol/mL 的 NaOH 滴定，消耗 20.50ml，求钙离子在该树脂上的交换率？7.离子交换树脂的选择性：1) 对不同价态的离子的选择：离子交换树脂选择高价离子。价数越高，亲和力越大。2) 树脂溶胀应力：树脂对同价离子的亲和力是随着水合离子

15、半径的减少而增加。对于同价离子，当原子序数增加，离子表面的电荷密度相对减少。因此吸附的水分子也减少，水合离子半径也减少3) 稀土元素的亲和力随原子序数增大而减小，水合离子的半径却增大，故其与树脂的亲和力是按照原子序数不断递减8.始漏点：在流出液中刚出现被交换的离子这一点时， 称为“始漏点”或“流穿点” 。始漏点为什么小于交换量？ 由于到达始漏点时， 交界层中还有部分树脂未被交换，所以始漏点总是小于总交换量。9.影响离子交换速率的因素：1) 树脂的颗粒越小两者的扩散速度都越快2) 温度升高使内扩散过程变快3) 交联度越大，对树脂的选择性影响越大4) 溶液浓度5) 搅拌速率6) 交换离子的性质第六

16、章色层分离法1. 定义：又称层析法或称色谱分离法，其最大特点是分离效率高，而且能把各种性质极相似的物质彼此分离， 再对其进行成分分析。2. 色层分离法的分类：1) 按两相所处的状态分类：a)根据流动相分类：气相层析液相层析超临界流体层析b)根据固定相分类：固体作为吸附剂的固定相以涂布在固体载体表面的液体作为固定相2) 按层析过程的机制可分为：a) 吸附层析：利用吸附剂对不同组分吸附能力的不同加以分离的方法（气固层析，液固层析） 。b) 分配层析：利用不同组分在流动相和固定相中的分配系数不同而进行分离的方法 （气液层析，液液层析）。c) 离子交换层析：利用离子交换剂与各组分之间的离子亲和力不同而

17、进行层析分离的方法。d) 凝胶层析 （或称排阻色谱） ：利用不同组分之间分子大小不同，在通过凝胶介质时所受到的阻滞作用的差异而进行分离的方法。e) 亲和层析：利用生物大分子之间特有亲和力的不同进行分离纯化的方法。3) 按操作技术形式分类：a) 柱层析：将固定相装在层析柱中，使样品朝着一个方向移动，通过各组分随流动相流动而得到分离的方法。b) 纸层析：用纸作为液体的载体，样品点在纸上随后展开达到分离鉴定的方法。c) 薄层层析：将适当的吸附剂在玻璃板或其他材料薄板上铺成薄层，样品点在上面随后用流动学习好资料相展开达到分离鉴定的方法。4) 按色谱动力学过程分类：迎头法、顶替法和洗脱法。洗脱法（冲洗法

18、） ：工作时，首先将样品加到色谱柱头上，然后用吸附或溶解能力比试样组分弱得多的气体或液体作冲洗剂。由于各组分在固定相上的吸附或溶解能力不同，被冲洗剂带出的先后次序也不同，从而使组分彼此分离。这种方法能使样品的各组分获得良好的分离，色谱峰清晰。此外，除去冲洗剂后，可获得纯度较高的物质。目前，这种方法是色谱法中最常用的一种方法。常用的吸附剂有：硅胶、氧化镁、 氧化铝、活性碳等。一般要求吸附剂：a) 有较大的表面积和一定的吸附能力；b) 颗粒均匀，不与被分离物质发生化学作用；c) 对被分离的物质中各组份吸附能力不同。目前常用的吸附剂吸附极性化合物能力的顺序为：纸 <纤维素 <淀粉 <

19、;糖类 <硅酸镁 <硫酸钙 <硅酸 <硅胶 <氧化镁 <氧化铝 <活性碳3. 薄层层析的优点 : 快速 、分离效率高 、灵敏度高 、层析后可以用各种方法显色 、应用面广。4. 展开剂的选择：1) 对所需成分有良好的溶解性；2) 可使成分分离开；3) 待测组分的 Rf 值最好在 0.20.8 之间，定量测定最好在 0.30.5 之间；4) 不与待测组分或吸附剂发生化学反应；5) 展开后组分斑点圆且集中；6) 混和溶剂最好用新鲜配置的。5.显色方法：紫外光下观察以蒸气熏使之显色喷以各种显色剂下面是一道填空题。 。第八章电泳法电泳 ：带电颗粒在直流电场的作用

20、下，向着与其电性相反的欢迎下载电极移动的现象电泳的分类：1. 按电泳时有无固体支持物分类1) 自由电泳（在无支持电解质溶液中进行）a) 显微镜电泳：细胞电泳b) 移动界面电泳：移界电泳，只能分离c) 等速电泳：各组分区带有同样的泳动速度d) 等电聚焦电泳 （ pH 梯度电泳）：鉴定胶体纯度，测定电泳速度2) 区带电泳（在支持介质上实现的电泳）a) 纸电泳：滤纸b) 薄膜电泳：醋酸纤维素、离子交换薄膜c) 凝胶电泳：聚丙烯酰胺凝胶、交联淀粉凝胶d) 纤维电泳：玻璃纤维、聚氯乙烯e) 粉末电泳：纤维素粉、淀粉、玻璃粉f) 毛细管电泳 （高效毛细管电泳） ：毛细管为分离通道、高压电场为驱动力的液相分

21、离分析新技术。2. 按支持物的装置形式不同，区带电泳可分为：1) 平板式电泳：支持物水平放置，是最常用的电泳方式。2) 垂直板式电泳：如聚丙烯酰胺凝胶可做成垂直板式电泳。3) 垂直柱式电泳：如聚丙烯酰胺凝胶盘状电泳。4) 连续液流电泳：首先应用于纸电泳，将滤纸垂直竖立，两边各放一电极，溶液自顶端向下流，与电泳方向垂直。后来有用淀粉、纤维素粉、玻璃粉等代替滤纸来分离血清蛋白质，分离量最大。5) 盘电泳：电泳槽为圆形（也有方形）的柱状凝胶电泳属于此类。3. 按 pH 的连续性不同，区带电泳可分为：1)连续 pH 电泳：即整个电泳过程pH 保持不变，如常用的纸电泳、醋酸纤维薄膜电泳等。2)非连续 p

22、H 电泳：缓冲液和电泳支持物间有不同的pH的电泳，如聚丙烯酰胺凝胶盘状电泳， 等电聚焦电泳等。4. 按分离原理命名：电聚焦、免疫电泳、双向电泳、蛋白质印迹、毛细管电泳等。5. 根据凝胶介质命名：聚丙烯酰胺电泳、琼脂糖凝胶电泳、淀粉凝胶电泳等。影响电泳迁移率的因素1. 被分离物质的性质：被分离组分所带电荷越多，离解度越大，体积越小电泳速度就越快，越接近球形物质，电泳速度越快。2. 外加直流电场的电位梯度 E：当 L 一定时，两极间所加电压越高，质点的泳动速度越快，分离时间越短。常压电泳（ U 为 100500V）高压电泳（U 为 50030000V）学习好资料? 过高，产热，样品和 Buffer

23、 扩散增加，条带增宽；蛋白变性。? 过低，电泳时间增加，扩散。当需要增大电场强度以缩短电泳时间时，需附有冷却装置。3. 支持介质的性质：化学惰性、不导电、不带电荷、没有电渗、不吸附电泳物质、热传导度大、结构均匀且稳定。? 吸附：支持介质表面对被分离组分质点吸附形成离子氛降低电泳速度和造成拖尾，因此降低分离效率。? 电渗 ：在电场中液体对固体支持物的相对移动；当电渗方向与电泳方向一致时，会加快颗粒泳动速度，反之，当两者方向相反时，会减慢颗粒泳动速度。4. 缓冲溶液的 pH 值及离子强度： pH 值距离其等电点愈远，其所带净电荷量就越大，电泳的速度也就越大；但是 pH过高或过低引起蛋白变性，缓冲液

24、通常要保持一定的离子强度；强度过低，则缓冲能力差，不易维持pH 恒定，离子强度过高， 在待分离分子周围形成较强的带相反电荷的离子扩散层（即离子氛），降低了蛋白质的带电量，使电泳速度减慢。一般所用离子强度为0.02-0.2 之间。聚丙烯酰胺凝胶电泳? 聚丙烯酰胺凝胶电泳是以聚丙烯酰胺凝胶作为支持介质的一种区带电泳方法。? 由于凝胶具有 支持介质及分子筛的双重功能 ，分辨能力高，是目前最高分辨能力的电泳支持介质之一。? 应用范围：蛋白质、核酸等高分子物质的分离（细分）、定性、定量；蛋白质及核酸相对分子量和核酸序列分析；基因变异及同功酶的研究。聚丙烯酰胺凝胶作为区带电泳的支持介质的优点：? 机械强度

25、好，透明有弹性。? 可根据要求制成具有不同孔径大小的凝胶，也可按要求引入其他带电荷的基团制成所需的共聚物；? 除电泳作用还有分子筛的分离功能，分离效率进一步提高；? 无电渗现象，无吸附作用，化学惰性；? 样品用量小， 1100 g，甚至小至纳克级；? 仪器设备简单、耗时短、分析精密度高聚丙烯酰胺凝胶的制备? 聚丙烯酰胺凝胶是由 丙烯酰胺单体 和交联剂 N， N-亚甲基双丙烯酰胺 在催化剂作用下合成。? 聚丙烯酰胺凝胶聚合的催化体系有两种：1.化学聚合化学聚合的催化剂通常采用 过硫酸铵 ，此外还需要加速剂（四甲基乙二胺 ），它能以自由基的形式存在。2.光聚合光聚合通常用 核黄素 为催化剂，核黄素

26、经光照形成无色基，再被痕量氧氧化形成自由基，引发聚合反应。 TEMED的存在，可以加速聚合上述聚合反应受许多因素的影响：1. 大气氧能淬灭自由基，阻止多聚体链长的增加。在进行化学聚合前，一般用减压抽气的办法除去溶液中溶解的空欢迎下载气。在胶液表面，往往覆盖一层水或溶液，隔绝空气，可加速聚合。2. 低温、低 pH 都会减慢聚合反应速度。3. 有些材料如聚丙烯酸甲酯有机玻璃， 一些金属等可抑制聚合反应。凝胶电泳的操作要点1 凝胶制备2 电极缓冲液3 样品处理及加样4 电泳5 染色与固定6 脱色7 分析毛细管电泳优点：1. 仪器简单、易自动化仪器：电源、毛细管、检测器、溶液瓶2. 分析速度快、分离效

27、率高在 3.1min 内分离 36 种无机及有机阴离子， 4.1min 内分离了24 种阳离子；分离柱效：105107Tp/m ；3. 操作方便改变毛细管内填充溶液的种类、浓度、酸度或添加剂，可以建立不同的分析方法；4. 消耗少、环境污染少进样量极少，水介质中进行；5. 应用范围极广有机物、无机物、生物、中性分子；生物大分子等；分子生物学、医学、药学、化学、环境保护、材料等；缺点：? 制备能力低，检测要求高灵敏仪器，毛细管侧面积大，容积小，管壁对样品的作用影响大，不利于有吸附作用样品如蛋白质等的分析；? 操作时要控制电渗否则会影响分析的重现性。毛细管柱制作必须要专门的技术第九章膜分离膜的定义

28、：具有选择性分离的功能薄膜材料。膜的分类：按膜的材质：固膜、液膜、气膜按孔径大小：微滤膜、超滤膜、反渗透膜、纳滤膜按膜断面的物理形态：对称性膜、不对称膜、复合膜按材料分：天然膜：生物膜、天然物改性或再生膜合成膜：高分子聚合物膜、无机材料膜按膜的结构：多孔膜：微滤膜、超滤膜、纳滤膜致密膜：反渗透膜、渗透蒸发膜无机膜材料无机膜是采用陶瓷、金属、金属氧化物、玻璃、硅酸盐、沸石及碳素等无机材料制成的半透膜。无机膜按其表面结构不同可分为：致密膜和多孔膜。与高聚物相比，无机膜具有以下特点：1. 热稳定性好，适用于高温、高压体系。学习好资料2. 化学稳定性好，能耐酸和弱碱， pH 值适用范围宽。3. 抗微生物能力强，与一般的微生物不发生生化及化学反应。4. 无机膜机械强度大。5. 清洁状态好膜组件的种类： 管式膜组件 中空纤维式 平板膜组件 卷式膜组件反渗透 ：利用半透膜只能通过溶剂（通常是水）而截留离子物质性质，以膜两侧静压差为推动力，克服渗