最新現(xiàn)代分離技術(shù)練習(xí)題資料

1、精品文檔齊魯工業(yè)大學(xué)17 / 18 學(xué)年第 二 學(xué)期研究生期末考試試卷（ A 卷）課 程 名 稱：現(xiàn)代分離技術(shù) 得分：年級： 2017 級姓名： 學(xué)號：問答題:（每題 20 分，共 100 分。請根據(jù)自己的實際情況和理解程度自行獨立答題，字?jǐn)?shù)不限，不必長篇 大論，脈絡(luò)清晰就行。若有雷同，將視情節(jié)從嚴(yán)扣分。答題完成后，暫不要求打印。 ）1、透析、滲析、（正）滲透、反滲透、超濾、微濾、納濾與普通過濾，辨析之。2、欲對苦咸水進(jìn)行淡化，根據(jù)你所掌握的知識，可以選用哪種（些）分離方法？3、你在此前的科研工作中，接觸過哪些分離方法？請嘗試對其中的一種方法予以簡介。4、試談?wù)劮蛛x科學(xué)的重要性及你對學(xué)習(xí)這門課

2、程的體會。5、計算題：某溶液含 Fe3+ 100 mg，用某有機(jī)溶劑萃取之，分配比 D=99。問用等體積溶劑萃取 1 次和 2 次，溶液中剩余的 Fe3+量各是多少毫克？若是萃取 2 次后，將分出的有機(jī)層合并， 再用等體 積的水洗滌 1 次，有機(jī)相中會損失 Fe3+多少毫克？答：1、透析：通過小分子經(jīng)過半透膜擴(kuò)散到水（或緩沖液）的原理，將小分子與生物大分子分開的 一種分離純化技術(shù)。 滲析： 又稱透析。 一種以濃度差為推動力的膜分離操作， 利用膜對溶質(zhì)的選擇透過性實現(xiàn)不同性 質(zhì)溶質(zhì)的分離。即利用半透膜能透過小分子和離子但不能透過膠體粒子的性質(zhì)從溶膠中除掉作為雜 質(zhì)的小分子或離子的過程。 滲透是水

3、分子經(jīng)半透膜擴(kuò)散的現(xiàn)象。它由高水分子區(qū)域 （即低濃度溶液）滲入低水分子區(qū)域 （即 高濃度溶液），直到半透膜內(nèi)外濃度平衡為止。 反滲透又稱逆滲透，在膜的兩邊造成一個壓力差，并使其大于滲透壓，就會發(fā)生溶劑倒流， 使?jié)?度較高的溶液進(jìn)一步濃縮。 是一種以壓力差為推動力， 從溶液中分離出溶劑的膜分離操作， 孔徑范 圍在 0.00010.001 m 之間；（由于分離的溶劑分子往往很小，不能忽略滲透壓的作用，故而成為 反滲透） 超濾是一種加壓膜分離技術(shù)， 即在一定的壓力下， 使小分子溶質(zhì)和溶劑穿過一定孔徑的特制的薄 精品文檔精品文檔膜，而使大分子溶質(zhì)不能透過， 留在膜的一邊，從而使大分子物質(zhì)得到了部分的純

4、化。分離介質(zhì)同 上，但孔徑更小，為 0.0010.02 m，分離推動力為壓力差，膜只阻擋大分子，大分子的滲透壓 不明顯。適合于分離酶、蛋白質(zhì)等生物大分子物質(zhì)。 微濾是以多孔膜（微孔濾膜）為過濾介質(zhì)，在 0.10.3MPa 的壓力推動下，截留溶液中的顆粒和 藻類以及一些細(xì)菌等， 而大量溶劑、 小分子及少量大分子溶質(zhì)都能透過膜的分離過程。 以多孔細(xì)小 薄膜為過濾介質(zhì)，壓力差為推動力，使不溶性物質(zhì)得以分離的操作，孔徑分布范圍在0.02514m之間。 納濾是以壓力差為推動力， 介于反滲透和超濾之間的截留水中粒徑為納米級顆粒物的一種膜分離 技術(shù)。以壓力差為推動力， 從溶液中分離 3001000 小分子量

5、的膜分離過程， 孔徑分布在平均 2nm。 普通過濾是通過特殊裝置將流體提純凈化的過程， 一般是在推動力或者其他外力作用下懸浮液 （或含固體顆粒發(fā)熱氣體）中的液體（或氣體）透過介質(zhì)，固體顆粒及其他物質(zhì)被過濾介質(zhì)截留， 從而使固體及其他物質(zhì)與液體（或氣體）分離的操作。2、蒸餾法。把苦咸水加熱使之沸騰蒸發(fā) ,再把蒸汽冷凝成淡水的過程。蒸餾法是最早采用的淡化 法,其主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)較簡單、操作容易、所得淡水水質(zhì)好。蒸餾法有許多種,如多效蒸發(fā)、多級閃蒸、壓汽蒸餾、膜蒸餾等 。 電滲析法。利用離子交換膜在電場作用下，分離鹽水中的陰、陽離子,從而使淡水室中鹽分濃度降低而得到淡水的一種膜分離技術(shù)。電滲析裝置是利

6、用離子在電場的作用下定向遷移,通過選擇透過性的離子交換膜達(dá)到除鹽目的。該技術(shù)已比較成熟 ,具有工藝簡單、除鹽率高、制水成本低、操 作方便、不污染環(huán)境等主要優(yōu)點 ,但存在對水質(zhì)要求較嚴(yán)格、需對原水進(jìn)行預(yù)處理等缺點。 反滲透法。在濃溶液一邊加上比自然滲透更高的壓力，扭轉(zhuǎn)自然滲透方向,把溶液中的離子壓到半透膜的另一邊。 反滲透方法可以從水中除去 90 %以上的溶解性鹽類和 99 %以上的膠體微生物及 有機(jī)物等。具有無相態(tài)變化、常溫操作、設(shè)備簡單、效益高、占地少、操作方便、能量消耗少、適 應(yīng)范圍廣、自動化程度高和出水質(zhì)量好等優(yōu)點。3、萃取、過濾、蒸餾（常壓蒸餾和減壓蒸餾） 、重結(jié)晶、色譜分離（氣相色譜

7、） 、離心。 萃取分離簡介：定義：利用系統(tǒng)中組分在溶劑中有不同的溶解度來分離混合物的單元操作。 原理：利用物質(zhì)在兩種互不相溶 （或微溶）的溶劑中溶解度或分配系數(shù)的不同，使溶質(zhì)物質(zhì)從一種 溶劑內(nèi)轉(zhuǎn)移到另外一種溶劑中的方法。方法：向待分離溶液（料液）中加入與之不相互溶解（至多是部分互溶）的萃取劑，形成共存的兩精品文檔精品文檔個液相。利用原溶劑與萃取劑對各組分的溶解度(包括經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后的溶解) 的差別，使它們不等 同地分配在兩液相中，然后通過兩液相的分離，實現(xiàn)組分間的分離。優(yōu)點：常溫操作，節(jié)省能源，不涉及固體、氣體，操作方便。 缺點：分離的樣品具有一點的局限性4. 認(rèn)識：分離科學(xué)是研究分離、富集和純

8、化物質(zhì)的一門學(xué)科。從本質(zhì)上講，它是研究被分離組分 在空間移動和再分布的宏觀和微觀變化規(guī)律的一門學(xué)科。分離過程中伴隨著分離與混合(或定向移動與擴(kuò)散 )、濃集與稀釋及某些情況下分子構(gòu)象的變化與其自然形態(tài)以及可逆或不可逆的過程。其 重要性可以變現(xiàn)如下幾個方面：認(rèn)識物質(zhì)世界的必經(jīng)之路：獲得純物質(zhì)、鑒定結(jié)構(gòu)、了解物理、化學(xué)性質(zhì)各種分析技術(shù)的前提：去除干擾、提高檢測限(濃縮、富集) 其他學(xué)科發(fā)展的基礎(chǔ)：天然產(chǎn)物提取與分離、環(huán)境科學(xué)、有機(jī)化學(xué)、食品科學(xué)等 獲取有用物質(zhì)的手段：純凈水、精鹽、天然色素體會：分離科學(xué)這門課的開始不讓我們了解到分離技術(shù)的發(fā)展歷史， 而且讓我學(xué)到了很多的新型的 分離手段， 拓寬了我們的視野。 這些分離方法我么可以把它應(yīng)用到實驗當(dāng)中去， 提高我們的科研素 養(yǎng)和成果?？傊?，分離科學(xué)這門課的開設(shè)對我們的科研工作是有極大的幫助的。5. 解：依據(jù) mn=m0(V 水 /(DV 有+V 水 )n等體積萃取時，即 V 有=V 水，mn=m0(1/D+1) n等體積萃取 1次，剩余的 Fe3+的量為： m1=m0(1/D+1)=100*(1/(99+1)=1mg3+等體積萃取 2次，剩余的 Fe3+的量為： m1=m0(1/D+1)2=100*(1/(99+1)=0.01mg