高校化工专业课件第18章分离方法(分析化学)课件

高校化工专业课件第18章分离方法(分析化学)ppt课件目录CONTENCT分离方法概述沉淀分离法萃取分离法色谱分离法电化学分离法其他分离方法分离方法的选择与优化01分离方法概述定义分类分离方法的定义与分类分离方法是指将混合物中的各个组分采用物理或化学手段进行分离的技术。根据分离原理的不同，分离方法可分为物理分离和化学分离两大类。其中，物理分离包括蒸馏、萃取、吸附等；化学分离包括沉淀、离子交换、色谱等。样品前处理组分分析结构鉴定在分析化学中，分离方法常用于样品的前处理，以去除干扰物质，提高分析的准确性和灵敏度。通过分离方法可将混合物中的各个组分分离开来，进而对单一组分进行定性和定量分析。某些分离方法还可用于化合物的结构鉴定，如色谱、质谱等。分离方法在分析化学中的地位01020304微型化自动化多维分离绿色化分离方法的发展趋势针对复杂样品的分析，多维分离技术逐渐受到关注，如二维色谱、三维色谱等。为了提高分析效率，减少人为误差，分离方法的自动化程度不断提高，如自动进样、自动检测等。随着微纳技术的发展，分离方法正朝着微型化方向发展，如微流控芯片技术。环保意识的提高使得分离方法的绿色化成为发展趋势，如减少有机溶剂的使用、开发环保型分离材料等。02沉淀分离法利用沉淀反应使目标组分从溶液中析出，达到分离纯化的目的。根据沉淀剂的性质和沉淀反应的特点，可分为无机沉淀法、有机沉淀法和共沉淀法。沉淀分离法的原理及分类分类原理80%80%100%无机沉淀剂的应用利用金属离子与氢氧根离子反应生成氢氧化物沉淀，如Fe3+、Al3+等离子。利用金属离子与硫离子反应生成硫化物沉淀，如Cu2+、Pb2+等离子。利用金属离子与碳酸根离子反应生成碳酸盐沉淀，如Ca2+、Mg2+等离子。氢氧化物沉淀法硫化物沉淀法碳酸盐沉淀法草酸盐沉淀法磷酸盐沉淀法有机染料沉淀法有机沉淀剂的应用利用金属离子与磷酸根离子反应生成磷酸盐沉淀，如Fe3+、Al3+等离子。利用某些有机染料与金属离子形成不溶性的有色沉淀物，用于分离和鉴定金属离子。利用金属离子与草酸根离子反应生成草酸盐沉淀，如Ca2+、Mg2+等离子。利用一种沉淀剂同时沉淀多种离子，或将痕量组分载带于共沉淀剂中一并沉淀下来，达到分离纯化的目的。常用的共沉淀剂有氢氧化铁、氢氧化铝、二氧化锰等。共沉淀法具有操作简便、分离效果好等优点，在痕量组分的分离富集方面应用广泛。共沉淀分离法03萃取分离法原理利用物质在两种不互溶（或微溶）溶剂中溶解度或分配比的不同来达到分离。分配比越大，萃取效果越好。分类根据使用溶剂的不同，可分为有机溶剂萃取法、双水相萃取法、超临界流体萃取法等。萃取分离法的原理及分类萃取方式单级萃取和多级萃取。多级萃取可提高萃取效率。影响因素被分离成分的性质、溶剂的性质、pH值、温度等。有机溶剂的选择对欲分离成分溶解度大，对杂质溶解度小；不与被分离成分起化学反应；沸点适中，易回收；无毒或毒性小。有机溶剂萃取法原理利用高聚物水溶液的分离性质，将两种高聚物水溶液混合后，由于高聚物之间的不相溶性，当高聚物浓度达到一定值时，就会形成两相，被分离物质则根据其在两相中的选择性不同而进行分离。特点条件温和、操作简便、易于放大、可连续操作及与后续提纯工序直接相衔接等。应用生物大分子如蛋白质、核酸、多糖的分离纯化等。双水相萃取法原理利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。特点可以在接近常温的条件下提取分离，几乎保留产品中全部有效成分，无有机溶剂残留；选择性高；操作简便，能耗低，节省资源。应用天然产物有效成分的提取、食品工业中香料的提取等。超临界流体萃取法04色谱分离法色谱分离法是一种物理或物理化学的分离分析方法，利用物质在固定相和流动相之间分配系数的差异进行分离。原理根据分离原理和操作方式的不同，色谱分离法可分为吸附色谱法、分配色谱法、离子交换色谱法、凝胶色谱法等。分类色谱分离法的原理及分类定义01利用吸附剂对物质分子的吸附能力不同进行分离的方法。原理02当混合物随流动相通过固定相（吸附剂）时，由于各组分在固定相上的吸附能力不同，经过一定时间后，各组分在固定相中的浓度分布不同，形成不同颜色的谱带，从而达到分离的目的。应用03常用于气体、液体中微量组分的分析，如空气中的氧气、氮气，水中的微量有机物等。吸附色谱法010203定义利用物质在两种不相混溶的溶剂中分配系数的差异进行分离的方法。原理当混合物随流动相通过固定相时，由于各组分在固定相和流动相中的溶解度不同，因此各组分在两相中的分配系数不同。经过一定时间后，各组分在固定相中的浓度分布不同，形成不同颜色的谱带，从而达到分离的目的。应用常用于复杂样品中各组分的分离和测定，如石油、天然气、煤焦油等的分析。分配色谱法定义利用离子交换原理和液相色谱技术来分离离子型化合物的方法。原理离子交换色谱法中的固定相是离子交换剂，它可以与流动相中带相反电荷的离子进行可逆交换。当混合物随流动相通过固定相时，由于各离子与离子交换剂之间的亲和力不同，因此各离子在固定相中的保留时间不同，从而达到分离的目的。应用常用于无机阴、阳离子的分离和测定，如水中微量阴、阳离子的分析等。离子交换色谱法凝胶色谱法定义：以凝胶为固定相，利用凝胶的网状结构对物质分子进行筛分的方法。原理：凝胶是一种多孔性的高分子聚合物，当混合物随流动相通过凝胶柱时，由于各组分分子大小不同，它们在凝胶孔内的扩散速度不同。大分子物质不能进入凝胶孔内，只能从凝胶颗粒之间的空隙通过，因此较早地被洗脱出来；而小分子物质可以进入凝胶孔内，在凝胶孔内滞留时间较长，因此较晚被洗脱出来。经过一定时间后，各组分按分子大小顺序被分离出来。应用：常用于高分子化合物的分离和测定，如蛋白质、多糖等的分析。05电化学分离法

电泳法原理利用物质在电场作用下的电泳现象进行分离。样品中各组分在电场中具有不同的迁移速率，从而实现分离。分类根据支持物的不同，可分为纸电泳、醋酸纤维素膜电泳、琼脂糖凝胶电泳等。应用在生物化学、分子生物学等领域广泛应用，如DNA测序、蛋白质分离等。电渗析法利用离子交换膜的选择透过性，在直流电场作用下，使水中的阴、阳离子定向迁移，从而达到离子从水中分离的过程。过程原水→预处理→电渗析→后处理。预处理包括过滤、软化等；电渗析过程包括通电、离子迁移、浓水排放等；后处理包括去除残留离子、消毒等。应用主要用于苦咸水淡化、海水淡化、工业废水处理等领域。原理将电泳法和电渗析法相结合，利用电泳现象使样品中各组分在电场中具有不同的迁移速率，同时通过电渗析法去除杂质离子，提高分离效果。原理样品预处理→电泳分离→电渗析去除杂质→收集目标组分。过程适用于复杂样品中目标组分的分离和纯化，如生物大分子、有机小分子等。应用电泳-电渗析联用法06其他分离方法膜分离原理利用膜的选择性透过性质，使混合物中的某些组分能够透过膜，而其他组分被截留，从而实现分离。膜的种类根据膜的材料和结构不同，可分为有机膜、无机膜和复合膜等。膜分离技术的应用广泛应用于水处理、气体分离、生物医药等领域。膜分离法泡沫分离原理利用气体在液体中的溶解度差异，通过鼓泡或搅拌等方式产生泡沫，使某一组分富集在泡沫中，从而实现分离。泡沫分离技术的应用适用于液体混合物中痕量组分的分离和富集，如金属离子、有机物等的分离。泡沫分离法磁分离法磁分离原理利用物质磁性的差异，在外加磁场作用下，使混合物中的磁性组分与非磁性组分分离。磁分离技术的应用广泛应用于矿物加工、废水处理、生物医药等领域。例如，利用磁性纳米颗粒对生物样品进行分离和纯化。07分离方法的选择与优化根据目标物质的物理和化学性质（如溶解度、挥发性、电荷等）选择适合的分离方法。目标物质性质样品性质分离效果实验条件考虑样品的组成、浓度、稳定性等因素，选择对样品影响最小的分离方法。优先选择分离效果好、分辨率高的分离方法。结合实际实验条件（如设备、时间、成本等）选择最合适的分离方法。分离方法的选择原则调整实验参数选择合适的分离介质采用梯度洗脱优化设备结构分离方法的优化策略通过改变实验条件（如温度、压力、pH值等）优化分离效果。根据目标物质和样品的性质选择合适的分离介质，如色谱柱、滤膜等。在色谱分离中，通过改变流动相的组成或浓度实现梯度洗脱，提高分离效果。改进设备结构或增加辅助装置，提高分离效率和分辨率。将色谱分离技术与质谱检测技术相结合，实现