分析化學(xué)分離方法題庫 (1)(共6頁)

1、緒論(xln)填空題：分離的形式(xngsh)有（組分離）和（單一分離）兩種。富集用于對(duì)于摩爾分?jǐn)?shù)(fnsh)小于（0.1）的組分的分離；濃縮用于對(duì)摩爾分?jǐn)?shù)在（0.10.9）范圍內(nèi)的組分分離；純化用于對(duì)摩爾分?jǐn)?shù)大于（0.9）的組分的分離。分離方法可用（分離度）、（回收率）和（富集倍數(shù)）等進(jìn)行評(píng)價(jià)。問答題： 分離的原則性要求是什么？ 答：分離因子應(yīng)盡可能的高；所需分離劑或能量盡可能的少；產(chǎn)品純度盡可能高；設(shè)備盡可能便宜；操作盡可能簡(jiǎn)單；分離速度盡可能快。試樣的采集及處理一、填空： 試樣的預(yù)處理步驟包括（破碎）、（過篩）、（混合）和（縮分）四個(gè)步驟。分解試樣一般采用（溶解法）、（熔融法）和（燒結(jié)法

2、）三種方法。二、問答題：1.試樣處理時(shí)，破碎過程中會(huì)引起試樣組成改變的原因是什么？答：在粉碎試樣的后階段常常會(huì)引起試樣中水分含量的改變。破碎機(jī)研磨表面的磨損，會(huì)使試樣中引入某些雜質(zhì)，如果這些雜質(zhì)恰巧是要分析測(cè)定的某種微量組分，問題就更為嚴(yán)重。破碎、研磨試樣過程中，常常會(huì)發(fā)熱，而使試樣溫度升高，引起某些揮發(fā)性組分的逸去；由于試樣粉碎后表面積大大增加，某些組分易被空氣氧化。試樣中質(zhì)地堅(jiān)硬的組分難于破碎，錘擊時(shí)容易飛濺逸出；較軟的組分容易粉碎成粉末而損失，這樣都將引起試樣組成的改變。因此，試樣只要磨細(xì)到能保證組成均勻和容易為試劑所分解即可，將試樣研磨過細(xì)是不必要的。2.試樣分解使用熔融法有哪些缺點(diǎn)？

3、怎么樣盡量避免這些缺點(diǎn)對(duì)分析的影響？答：熔融時(shí)常需用大量的熔劑（一般熔劑質(zhì)量約為試樣質(zhì)量的十倍），因而可能引入較多的雜質(zhì)；由于應(yīng)用了大量的熔劑，在以后所得的試液中鹽類濃度較高，可能會(huì)對(duì)分析測(cè)定帶來困難；熔融時(shí)需要加熱到高溫，會(huì)使某些組分的揮發(fā)損失增加；熔融時(shí)所用的容器常常會(huì)受到熔劑不同程度的侵蝕，從而使試液中雜質(zhì)含量增加。因而當(dāng)試樣可用酸性溶劑（或堿性溶劑）溶解時(shí)，總是盡量避免應(yīng)用熔融法。如果試樣的大部分組分可溶于酸，僅有小部分難于溶解，則最好先用溶劑使試樣的大部分溶解。然后過濾，分離出難于溶解部分，再用較少量的熔劑熔融之。熔塊冷卻、溶解后，將所得溶液合并，進(jìn)行分析測(cè)定。沉淀分離法一、填空：1

4、.在沉淀生成的過程中，影響沉淀生成的因素有（同離子效應(yīng)）、（鹽效應(yīng)）、（絡(luò)合效應(yīng)）及氫離子濃度對(duì)沉淀溶解度的影響。2.鹽析沉淀通常有加入（沉淀劑）、沉淀物的（陳化）、沉淀物的（收集）等三個(gè)操作步驟。二、問答題：1.簡(jiǎn)述鹽析沉淀機(jī)理。答：中性鹽在溶解時(shí)，鹽離子與蛋白質(zhì)分子爭(zhēng)奪水分子，降低了用于溶解蛋白質(zhì)的水量，減弱了蛋白質(zhì)的水合程度，破壞了蛋白質(zhì)表面的水化膜，導(dǎo)致蛋白質(zhì)溶解度下降；中性鹽在溶解后，鹽離子電荷的中和作用，使蛋白質(zhì)溶解度下降；中性鹽在溶解過程中，鹽離子引起原本在蛋白質(zhì)分子周圍有序排列的水分子的極化，使水活度降低。從而使蛋白質(zhì)發(fā)生聚集而形成沉淀。2.以硫酸銨為鹽析劑，簡(jiǎn)述鹽析沉淀的通用

5、操作程序。答：第一步，取一部分料液，將其分成等體積的數(shù)份，冷卻至4；第二步，計(jì)算飽和度達(dá)到某設(shè)計(jì)值（如10%90%）所需加入的硫酸銨用量，并在特定攪拌條件下，分別加到料液中，繼續(xù)攪拌60min以上，同時(shí)保持溫度在4；第三步，離心30min后，將沉淀溶于2倍體積的緩沖溶液中，測(cè)定其中總蛋白和目標(biāo)蛋白的濃度；第四步，分別測(cè)上清液中總蛋白和目標(biāo)蛋白的濃度，比較沉淀前后蛋白質(zhì)是否保持物料守恒，檢驗(yàn)分析結(jié)果的可信度；第五步，以飽和度為橫坐標(biāo)，上清液中總蛋白和目標(biāo)蛋白濃度為縱坐標(biāo)作圖。根據(jù)所得的曲線可以找到最佳的飽和度，在此飽和度下，能夠得到純度較高的蛋白質(zhì)沉淀。萃取(cuq)分離法一、填空(tinkng

6、)：1.萃取分離法按萃取方法(fngf)分為兩類，一類稱（完全萃?。硪活悶椋ㄟx擇性萃?。?.萃取溶劑和萃取劑的相似相溶原則的“相似”包括兩個(gè)方面：一是（分子結(jié)構(gòu)相似），二是指（分子間相互作用力相似）。3.被萃取的金屬濃度（大），螯合試劑濃度（大），堿性（強(qiáng)），則萃取速率就大。二、問答題：1.分析化學(xué)中選擇萃取劑和萃取溶劑的原則是什么？答：在分析化學(xué)中選擇萃取劑的原則是：對(duì)被萃取物有高的分配比，以保證盡可能完全地萃取出被萃取物；萃取劑對(duì)被萃取物的選擇性要好，即對(duì)需分離的共存物具足夠大的分離因子；萃取劑對(duì)后面的分析測(cè)定沒有影響，否則需要反萃除去；毒性小，容易制備。在溶劑萃取中，要求萃取溶劑易

7、溶解萃取劑，萃取溶劑的選擇可按照相似相溶的原則，亦要求萃取溶劑密度遠(yuǎn)小于水、黏度低、表面張力大，以易于分相；揮發(fā)性小、閃點(diǎn)高，以易于使用、保證安全。并要求萃取溶劑毒性要小，保證操作者健康2.為什么反膠團(tuán)萃取具有不會(huì)使蛋白質(zhì)類生物活性物質(zhì)失活的特點(diǎn)？答：形成反膠團(tuán)的條件是加入的表面活性劑在有機(jī)相中的濃度達(dá)臨界膠束濃度值以上，表面活性劑反膠團(tuán)（束）形成時(shí)，表面活性劑的非極性基團(tuán)朝外與非極性的有機(jī)溶劑接觸，而極性基團(tuán)則排列在內(nèi)形成一個(gè)極性核，此極性核具有容納極性物質(zhì)于有機(jī)相的能力。當(dāng)含有此種反膠團(tuán)的有機(jī)溶劑與水溶液接觸后，極性小分子水進(jìn)入反膠團(tuán)形成水池。從水相萃入有機(jī)相的蛋白質(zhì)被封閉在水池中，表面存

8、在一層水化層與膠束內(nèi)表面分隔開，從而使蛋白質(zhì)不與有機(jī)溶劑直接接觸，避免了變性。3.鹽析劑的存在會(huì)使分配比顯著增大，萃取進(jìn)行完全的原因是什么？答：鹽析劑的加入，溶液中的陰離子濃度增加，產(chǎn)生同離子效應(yīng)，從而使反應(yīng)朝著有利于萃取作用的方向進(jìn)行；鹽析劑的用量一般是比較多的，在加入鹽析劑后，溶液中離子濃度大為增加，各個(gè)離子都可能與水分子結(jié)合起來形成水合離子，因而水分子的濃度大為降低。這樣就大大減少了水分子與被萃取金屬離子的結(jié)合能力，從而使被萃取離子與有機(jī)溶劑形成溶劑化物，而溶于有機(jī)溶劑中；大量電解質(zhì)的加入，使水的介電常數(shù)降低，水的偶極矩作用減弱，就有利于離子締合物的形成和萃取作用的進(jìn)行。色層分離法一、填

9、空：1.色層分析法是由（流動(dòng)相），帶著被分離的物質(zhì)流經(jīng)（固定相），在移動(dòng)過程中，各種溶質(zhì)受到（固定相）不同程度的作用，從而使試樣中的各種組分分離。2.按固定相裝填方式不同，色層分析分為（柱層析）、（紙層析）和（薄層層析）。3.親和層析法是利用（底物）、（抗體）和（抗原）等之間的特異性親和力來選擇分離的。4.在相同展距中能分離斑點(diǎn)數(shù)越（多），說明板效越（高），分離數(shù)越（大），薄層板的容量越（大）。二、問答題：1.簡(jiǎn)述大孔吸附樹脂在層析實(shí)驗(yàn)中的裝柱方法。答：在潔凈的分離柱內(nèi)，放入已除去外來雜質(zhì)，體積恒定的大孔吸附樹脂，加入相當(dāng)于樹脂體積0.40.5倍的乙醇（或甲醇），浸泡24h，然后用樹脂體積的2

10、3倍的乙醇（或甲醇）與水交替反復(fù)洗脫，交替洗脫23次，至最終以水洗脫后，保持分離使用前的狀態(tài)，醇洗脫液加水不顯混濁。2.用于凝膠層析中的凝膠應(yīng)具備哪些條件？常用的凝膠有哪幾種？答：凝膠是惰性(duxng)的凝膠和待分離物質(zhì)之間不能起化學(xué)反應(yīng)，否則會(huì)引起待分離物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)的改變。在生物化學(xué)中要特別注意蛋白質(zhì)和核酸(h sun)在凝膠上變性的危險(xiǎn)；凝膠的化學(xué)性質(zhì)(huxu xngzh)是穩(wěn)定的凝膠應(yīng)能長期反復(fù)使用而保持化學(xué)的穩(wěn)定性，應(yīng)能在較大的PH和溫度范圍內(nèi)使用；凝膠上沒有或只有極少量的離子交換基團(tuán)以避免離子交換效應(yīng)；凝膠上必須具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，防止在液流作用下變形。凝膠層析中，常用的四種凝

11、膠是葡聚糖凝膠、聚丙烯酰胺凝膠、瓊脂糖凝膠、瓊脂糖及葡聚糖組成的復(fù)合凝膠。3.為什么分配層析中沉淀混雜著吸附層析？答：載體只起負(fù)載固定相的作用，本身應(yīng)該是惰性的。但實(shí)際上并不是這樣，對(duì)于同一種試樣，改變載體，會(huì)使常常Rf值發(fā)生改變，這可能是由于載體表面固定液膜較薄，一部分載體裸露在外面，起了吸附劑的作用，也就是分配層析中沉淀混雜著吸附層析的原因。液相色譜分離法一、填空：1.制備液相色譜由（流動(dòng)相提供系統(tǒng)）、（進(jìn)樣系統(tǒng)）、（色譜柱和柱加溫裝置）、（檢測(cè)器及記錄系統(tǒng)）、（收集系統(tǒng)）構(gòu)成。2.范第姆特方程中A為（渦流擴(kuò)散項(xiàng)）；B為（分子擴(kuò)散系數(shù)）；C為（傳質(zhì)阻力系數(shù)）。二、問答題：1.液相色譜由幾部

12、分組成，各有什么作用？答：液相色譜色譜由流動(dòng)相提供系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、色譜柱和柱加溫裝置、檢測(cè)器及記錄系統(tǒng)、收集系統(tǒng)組成。流動(dòng)相提供系統(tǒng)以適當(dāng)?shù)牧魉傧蛏V柱提供流動(dòng)相。進(jìn)樣系統(tǒng)是一個(gè)將被分離的混合物試樣送入色譜柱的裝置。色譜柱和柱加溫裝置用于分離樣品和保持特定的溫度。檢測(cè)器及記錄系統(tǒng)是將由色譜柱分離后的各組分轉(zhuǎn)換為易測(cè)量的電信號(hào)并記錄下來。收集系統(tǒng)是在混合物中各組分經(jīng)色譜柱分享及檢測(cè)器檢測(cè)后，便可以全部或有選擇地加以收集，多數(shù)組分在室溫下都以溶液形式存在，溶劑揮發(fā)后，便可得到純組分。2.簡(jiǎn)述塔板理論的幾個(gè)假設(shè)。答：將色譜柱分為若干小段，組分可在小段的固定相和流動(dòng)相之間瞬時(shí)建立平衡，每小段假定為一塊

13、塔板，每小段的柱長為理論塔板高度。每個(gè)塔板內(nèi)，一部分空間為固定相，另一部分空間充滿流動(dòng)相，這部分空間為板體積。流動(dòng)相進(jìn)入色譜柱不是連續(xù)的，而是脈動(dòng)的，每次進(jìn)入為一個(gè)塔板體積。試樣開始時(shí)都附加在第0號(hào)塔板上，且試樣沿色譜柱方向的擴(kuò)散（縱向擴(kuò)散）可略而不計(jì)。分配系數(shù)在各板上為常數(shù)。膜分離法一、填空：1.膜分離技術(shù)是指以（外界能量）或（化學(xué)位差）為推動(dòng)力，依靠膜的選擇性透過作用進(jìn)行物質(zhì)的（分離）、（純化）與（濃縮）的一種技術(shù)。2.膜分離技術(shù)主要包括（微濾）、（超濾）、（納濾）和（反滲透）等四種。二、問答題：1.判斷污染膜是否需要清洗的原則是什么？答：1.根據(jù)膜分離裝置進(jìn)出口壓力降的變化：多數(shù)情況下，

14、壓力降超過初始值0.05Mpa時(shí)，說明流體阻力已經(jīng)明顯增大，作為日常管理可采用等壓大流量沖洗法沖洗，如無效，再選用化學(xué)清洗法；2.根據(jù)透水量或透水質(zhì)量的變化：當(dāng)膜分離系統(tǒng)的透過水量或透水質(zhì)量下降到不可接受程度時(shí)，說明透過水流路被阻，或者因濃差極化現(xiàn)象而影響了膜的分離性能，此種情況，多采用物理化學(xué)相結(jié)合清洗法，即進(jìn)行物理方法快速?zèng)_洗去大量污染物質(zhì)，然后再用化學(xué)方法清洗，以節(jié)約化學(xué)藥品；3.定時(shí)清洗：運(yùn)行中的膜分離系統(tǒng)根據(jù)膜被污染的規(guī)律，可采用周期性的定時(shí)清洗?？梢允鞘謩?dòng)清洗，對(duì)于工業(yè)大型裝置，則宜通過(tnggu)自動(dòng)控制系統(tǒng)按順序設(shè)定時(shí)間定時(shí)清洗。2.污染膜常用的清洗方法及判斷(pndun)清

15、洗是否成功與否的標(biāo)準(zhǔn)。答：1.采用(ciyng)增大流速、逆洗、脈沖流動(dòng)、超聲波清洗等機(jī)械方法。2.添加酸、堿、酶（蛋白酶）、螯合劑或表面活性劑等起溶解作用的物質(zhì)。3.添加過氧化氫、高錳酸鉀和次氯酸鹽等起氧化作用的物質(zhì)。4.添加磷酸鹽和聚磷酸鹽等起滲透作用的物質(zhì)。5.改變離子強(qiáng)度、PH值和電位等起切斷離子結(jié)合作用的方法。判斷清洗成功與否的標(biāo)準(zhǔn)之一是清洗后加純水，通量達(dá)到或接近原來水平，則認(rèn)為污染已消除。3.納濾膜的特點(diǎn)是什么？答：1.納米級(jí)孔徑：納濾膜是介于反滲透膜和超濾膜之間的一種膜，其表層孔徑處于納米級(jí)，因而其分離對(duì)象主要為粒徑1nm左右的物質(zhì)，特別適合于相對(duì)分子質(zhì)量為2001000的物質(zhì)

16、的分離。2.納濾過程操作壓力低：反滲透過程所需操作壓力很高，一般在幾個(gè)甚至幾十兆帕之間，而納濾過程所需操作壓力一般低于1.0Mpa，故也有“低壓反滲透”之稱。3.納濾膜的耐壓密性和抗污染能力：由于納濾膜多為復(fù)合膜及荷電膜，因而其耐壓密性和抗污染能力強(qiáng)。4.荷電納濾膜能根據(jù)離子的大小及電價(jià)的高低對(duì)低價(jià)離子和高價(jià)離子進(jìn)行分離。4.用溶解擴(kuò)散模型，描述滲透蒸發(fā)的過程。答：1.液體混合物在選擇性膜表面溶解并達(dá)到平衡；2.溶解的組分與膜內(nèi)的組分以分子擴(kuò)散方式從膜的液相側(cè)表面通過膜的活性層傳遞到氣相側(cè)；3.滲透組分在氣相側(cè)汽化。在滲透蒸發(fā)過程中，膜的傳質(zhì)為速度的限制性控制步驟，是膜分離過程的主要研究方向。

17、電化學(xué)分離法填空題：電化學(xué)分離法是根據(jù)原子或分子的（電性質(zhì)）以及離子的（帶電性質(zhì)）和（行為）進(jìn)行化學(xué)分離的方法。濃差極化是由于電解過程中電極表面附近溶液的（濃度）和主體溶液的（濃度）產(chǎn)生差別所引起的。減少濃差極化，可以采用（增大電極面積）、（減小電流密度）、（提高溶液溫度）以及（強(qiáng)化機(jī)械攪拌）等方法。電化學(xué)極差是由于（電極反應(yīng)遲緩）所引起的?；瘜W(xué)修飾電極是一種融（分離）、（富集）和（測(cè)定）為一體的分離分析方法。二、問答題： 1.為什么要進(jìn)行電極修飾？修飾電極的主要類型有哪些？ 答：利用電極修飾，可以在電極表面形成某種微結(jié)構(gòu)，賦予電極某種特定性質(zhì)，可以選擇性地在電極上進(jìn)行所期望的氧化還原反應(yīng)。另

18、外，化學(xué)修飾電極表面微結(jié)構(gòu)提供多種能利用的勢(shì)場(chǎng)，使待測(cè)物進(jìn)行有效的分離富集，借控制電極電勢(shì)進(jìn)一步提高選擇性，并且將測(cè)定方法的靈敏度和化學(xué)反應(yīng)的選擇性相結(jié)合，可融分離、富集和測(cè)定為一體，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。 修飾電極的主要類型有離子交換型、配位反應(yīng)型、共價(jià)鍵合型、疏水性富集型等。 2.電滲析膜的異相膜制備方法？ 答：將離子交換樹脂和用作黏合劑的成膜聚合物（如聚乙烯、聚氯乙烯等）以及其他輔料一起通過壓延或模壓方法成膜；將離子交換樹脂均勻分散到成膜聚合物的溶液中澆鑄成膜，然后蒸發(fā)除去溶劑；將離子交換樹脂分散到僅部分聚合的成膜聚合物中澆鑄成膜，最后完成聚合過程。 3.電滲析膜的均相膜的制備(zhbi)方法

19、？答：多組分(zfn)共聚或縮聚成膜，其中必有一組分帶有或可帶有活性基團(tuán)；先用賽璐玢、聚乙烯醇、聚乙烯、聚苯乙烯等制成底膜，然后再引入活性基團(tuán)；將聚砜之類的聚合物溶解，然后在其鏈節(jié)上引入活性基團(tuán)，最后澆鑄成膜，蒸發(fā)除去溶劑。 離子交換(l z jio hun)分離法一、填空：1.離子交換樹脂是一類帶有功能基的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子化合物，其結(jié)構(gòu)由三部分組成：不溶性的三維空間的（網(wǎng)狀骨架），連接在（骨架上的功能基團(tuán)）和（功能基團(tuán)所帶的相反電荷的可交換離子）。2.按樹脂功能基的類別，離子交換樹脂可分為（強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂）、（弱酸性陽離子交換樹脂）、（強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂）、（弱堿性陰離子交換樹脂）、

20、（螯合樹脂）、（兩性樹脂）、（氧化還原樹脂）。二、問答題：1.為什么在強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂上，離子交換親和力的順序?yàn)長i+Na+K+Rb+Cs+，而在弱酸性陽離子交換樹脂上此順序剛好相反呢？答：在堿金屬離子中，離子裸半徑最小的Li+，靜電場(chǎng)引力最強(qiáng)。因此它吸引水分子形成水合離子的現(xiàn)象最顯著，所形成的水合離子的半徑最大，于是水合的Li+靜電場(chǎng)引力最弱。而離子裸半徑最大的Cs+，靜電場(chǎng)引力最弱，于是水合Cs+半徑就最小，水合的Cs+靜電場(chǎng)引力就最強(qiáng)。另一方面，離子交換樹脂上的活性基團(tuán)，在電離以后也存在著靜電引力。但是不同的活性基團(tuán)靜電場(chǎng)的強(qiáng)弱不同，在弱酸性陽離子交換樹脂中交換基團(tuán)上的靜電場(chǎng)引力強(qiáng)，

21、而強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂中交換基團(tuán)上的靜電場(chǎng)引力較弱。對(duì)于具有弱靜電場(chǎng)引力的強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂，它和水合Cs+間的引力最大，交換親和力最大；而和水合Li+間的引力最小，交換親和力最小。因而堿金屬離子的交換親和力順序是：Li+Na+K+Rb+Cs+。弱酸性陽離子交換樹脂，由于它具有較強(qiáng)的靜電引力場(chǎng)，它將和水分子競(jìng)爭(zhēng)陽離子，結(jié)果它從水合離子中奪取出陽離子來而與之結(jié)合。這時(shí)離子裸半徑最小的Li+結(jié)合能最大，離子交換親和力最大；離子裸半徑最大的Cs+交換親和力最小。交換親和力的順序是：Cs+Rb+K+Na+Li+。2.以H+型陽離子交換樹脂浸入HCl溶液為例，簡(jiǎn)述唐南理論。答：如果將H+型陽離子交換樹脂浸入HCl溶液中，則樹脂上電離出來的H+可以透過半透膜擴(kuò)散進(jìn)入外部溶液，而外部溶液中的H+和Cl-也可以擴(kuò)散透過半透膜進(jìn)入樹脂相。當(dāng)膜內(nèi)外的H+和Cl-擴(kuò)散透過半透膜的速度相等，離子交換過程達(dá)到了平衡狀態(tài)，溶液中的H+ 和Cl-的濃度不再改變。唐南理論認(rèn)為質(zhì)量作用定律也適用于離子交換過程。于是可以得到如下的關(guān)系式：H+ 內(nèi)Cl- 內(nèi) = H+ 外 Cl-外式中，H+ 內(nèi)、Cl- 內(nèi) 為樹脂相中H+ 和Cl-的濃度；H+ 外 、Cl-外為外部溶液中H+和Cl-的濃度。由于膜的兩邊電荷必呈中性，即H+