绪论
分离就是将某种或某类物质从复杂的混合物中分离出来，使之与其它物质分开，以相对纯的形式存在。
分离只是一个相对的概念。
分离的形式主要有两种：一种是组分离；另一种是单一分离。
组分离时将性质相近的一类组分从复杂的混合物体系中分离出来。如石油炼制中轻油和重油的分离。
单一分离时将某种化合物以纯物质的形式从混合物中分离出来。如化学标准品的制备。
与分离紧密相关的几个概念：富集、浓缩和纯化。
富集：是指在分离过程中使目标化合物在某空间区域的浓度增加。浓缩：是指将溶液中的一部分溶剂蒸发掉，使溶液中存在的所有溶质的浓度都同等程度提高的过程。
浓缩是溶剂与溶质的相互分离，不同溶质相互并不分离。
纯化：是通过分离操作使目标产物纯度提高的过程，是进一步从目标产物中出去杂质的分离操作。
根据目标组分在原始溶液中相对含量（摩尔分数）的不同，可以将富集、浓缩和纯化三个概念进行大致的区分。
富集用于对摩尔分数小于0.1的组分的分离，特别是对痕量组分的分离，如海水中中金属的分离。浓缩用于对摩尔分数小于0.1~0.9范围内的组分的分离，这时的目标组分是溶液中的主要组分之一。纯化是用于对摩尔分数大于0.9的组分的分离，特别是对痕量组分的分离。这时样品中的主要组分已经是目标物质，纯化只是为了使其摩尔分数进一步提高。
分离科学是研究从某混合物中分离、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。
分离的目的主要由以下几个方面：
1. 分析操作的样品前处理。
2. 确认目标物质的结构。
3. 获取单一纯物质或某类物质以作它用。
4. 除掉有害或有毒物质。
分离按被分离物质的性质分类
1. 物理分离法（如离心分离、电磁分离）
2. 化学分离法（如沉淀、萃取、色谱分离、选择性溶解）
3. 物理化学分离法 （如蒸馏、挥发、电泳区带熔融、膜分离）
分离按分离过程的本质分：
1. 平衡分离过程
2. 速度差分离过程
3. 反应分离过程
分离方法的评价
分离方法的好坏理论上可以用方法的分离度、回收率、富集倍数、准确性和重现性等进行评价。
1、 回收率：反应被分离物在分离过程中损失量的多少。
%1000
?=Q Q R ，Q 为实际回收量，0Q 为理论回收总量。 通常情况对回收率的要求是：对于含量>1%的常量组分，回收率应大于99%，对于含量<0.01%的微量组分，回收率应大于95%。
2、 分离因子（也叫分离系数） 分离因子表示两种物质被分离的程度。 假定A 为目标分离组分，B 为共存组分，则A 对B 的分离因子S A/B 定义为： B
A B A R R S =/，对于常量组分要求S A/B >103，对于微量组分要求S A/B >106， 3、 富集倍数 富集倍数定义为目标组分和基体组分的回收率之比。
由于基体组分的回收率难以得到，实际工作中，常用富集后与富集钱样品中目标组分的浓度之比来表示富集倍数。
分子间相互作用力
分子间的相互作用是介于物理相互作用与化学相互作用之间的一种作用力。 分子间的相互作用包括：
1. 静电相互作用 ；
2. 范德华力；
3. 氢键；
4. 电荷转移相互作用 范德华力包括：永久偶极相互作用力；诱导偶极相互作用力；色散力 色散力也是许多溶剂极性不同的主要原因，即使是极性化合物的分子间也存在色散力。
色散力普遍存在于任何两个相邻的原子和分子之间，非极性分子之间的相互作用力主要是色散力。色散力是产生范德华力的最重要的原因，通常也是主要的。 在极性分子中，三种范德华力同时存在；在非极性分子间则只有色散力；含不饱和键或易极化键的分子在有电场时，分子间主要是诱导偶极作用。
萃取技术
一、溶剂萃取
溶剂萃取是利用不同物质在互不相容的两相（水相和有机相）间分配系数的差异，使目标物质与基体物质相互分离的方法。
萃取：把某组分从一个液相（水相）转移到互不相溶的另一个液相（有机相）的过程。 萃取过程的本质是将物资有亲水性转化为疏水性的过程。 分配平衡常数
溶剂萃取分配定律：在一定温度下，当某一溶质在互不相溶的两种溶剂中达到分配平衡时，该溶质在两相中的浓度之比为一常数，如果溶质 A 在两相中的平衡浓度分别为[A]org 和[A]aq ，则：
分配比
分配比表示某种物质在有机相中的各种形态的总浓度C org 和在水相中的各种形态的总浓度 C aq 之比，称为分配比，用 D 表示:
萃取率 萃取率（E ）表示在一定条件下被萃取溶质进入有机相的量，即：
V org /V aq 称为相比 R
如果萃取n 次（每次用V org 的有机溶剂），则水相中剩余A 的质量减至m n ，则：
m n =m 0 V a q DV org +V aq n aq
org
D A A K ][][=∑∑==i aq
i i org i A aq A org A A c c D ][][水相中各形态的总浓度度有机相中各形态的总浓%100?=溶质在两相中的总量溶质在有机相中的量E %100?+=aq aq org org org org V c V c V c E %100/1D D %100/?+=?+=R
V V D D E org aq
式中：m 0为水相中物质A 的原始质量。
分离因子：
分离因子β 表示两种溶质相互分离的程度。在溶剂萃取中，习惯上定义分配比大的溶质A 相对于分配比小的溶质 B 的分离因子 βA,B 为：
根据萃取反应，可将萃取分离法分为：无机共价化合物萃取、金属螯合物萃取、离子缔合物萃取、共萃取与抑萃取、熔融盐萃取。
影响溶剂萃取的因素：
1、萃取剂浓度的影响
2、酸度的影响
3、金属离子浓度的影响
4、盐析剂的影响
在萃取过程中，往水相中加入另一种无机盐使目标萃取物的分配系数或分配比提高的作用称为盐析作用，所加入的无机盐称为盐析剂。
5、温度的影响
6、萃取剂和稀释剂的影响
二、胶团萃取
胶团是双亲（即亲水又亲油）物质在水或有机溶剂中自发形成的聚集体。当向水溶液中加入表面活性剂达到一定浓度时就会形成表面活性剂聚集体，即胶团。
反胶团： 表面活性剂的极性头（亲水基）朝内（水），憎水的非极性尾部朝外（有机溶剂），中间形成极性的核。
临界胶束浓度：表明活性剂在溶液中开始形成胶团时的浓度称为临界胶束浓度。当溶液中表面活性剂浓度低于临界胶束浓度时，它主要以单体形式，即分子或离子形式存在。
反胶团萃取体系可能通过四种方式溶解蛋白质：
1、水壳模型；
2、插入模型；
3、吸附模型；
4、溶解模型
前三种溶解方式的共同点就是认为蛋白质与胶团之间的静电相互作用是蛋白质进入胶团的主要驱动力。溶解模型中，蛋白质溶于胶团的驱动力被认为是蛋白质分子与胶团之间的疏水相互作用。
目前公认的是水壳模型。
影响反胶束萃取的主要因素：
B aq B org A aq A org B A B
A c c c c D D //,==β
1.表面活性剂的种类与浓度；
2. 水相pH 对萃取的影响；
3. 离子强度；
三、双水相萃取
双水相是由两种互不相溶的高分子溶液或互不相溶的高分子溶液和盐溶液组成。
双水相萃取是指某些有机物之间，或有机物与无机盐之间，在水中以适当的浓度溶解后形成互不相容的两相或多相体系。
在双水相体系中，之所以一种聚合物富集于某一相，而另一种聚合物富集于另一相，是因为两种聚合物的不相容性。聚合物的不相容性主要源于聚合物分子的空间位阻作用，相互无法渗透，不能形成单一水相，故具有强烈的分离倾向。
四、超临界流体萃取
超临界流体是物质介于气体和液体之间的一种特殊的聚集状态。超临界流体萃取技术是利用超临界流体对物质异常增加的溶解能力，以及压力和温度的微小变化会引起超临界流体对物质溶解度产生很大变化而进行分萃取分离的方法。
处于临界状态的流体，既具有液体良好的溶解性，又具有气体良好的扩散性，传质速率大大高于液相过程，也就是说超临界流体兼具气体和液体的性质。
影响超临界萃取率的因素：
萃取压力，萃取温度，物料粒度大小，CO2流量，夹带剂选择
超临界流体萃取技术的优点：
（1）超临界流体在接近室温(35-40℃)及CO
气体笼罩下进行提取，有效地
2
防止了热敏性物质的氧化和逸散。
（2）超临界流体萃取全过程不用有机溶剂，因此萃取物绝无残留溶媒,同时也防止了提取过程对人体的毒害和对环境的污染。
（3）萃取和分离合二为一，不仅萃取效率高而且能耗较少，节约成本。
（4）CO2是一种不活泼的气体,萃取过程不发生化学反应,且属于不燃性气体,无味、无臭、无毒，故安全性好。
（5）CO2价格便宜，纯度高，容易取得，且在生产过程中循环使用，从而降低成本。
（6）压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数。因此工艺简单易掌握，而且萃取速度快。
五、超声波及微波辅助萃取
超声波辅助溶解萃取简称超声萃取。超声提高萃取率的主要原因是利用了超声波的空化效应。另外，超声波的热作用和机械作用也能促进超声波强化萃取。
微波辅助萃取木九十利用微波加热来加上溶剂对固体样品中目标物的萃取。
离子交换树脂
离子交换树脂：
离子交换树脂是一类由小分子单体和交联剂聚合而成的有网状结构的有机高分子聚合物，在网状结构的骨架上连有许多活性基团。活性基团中有可解离的离子，离子解离后，由于交换树脂带电荷，可吸附溶液中带相反电荷的离子。即活性基团中可解离的离子和溶液中带相同电荷的离子发生了交换。
强酸性阳离子树脂，含有大量的强酸性基团，如磺酸基－SO3H，容易在溶液中离解出H+，故呈强酸性。酸性离子交换树脂上的活性基团H+可与溶液中的阳离子进行交换。
某种强酸型阳离子交换树脂结构如下图所示：
弱酸性阳离子树脂，含弱酸性基团，如羧基－COOH，能在水中离解出H+ 而呈酸性。树脂离解后余下的负电基团，如R-COO－（R为碳氢基团），能与溶液中的其他阳离子吸附结合，从而产生阳离子交换作用。
强碱性阴离子树脂，含有强碱性基团，如季胺基（亦称四级胺基）－NR3OH （R为碳氢基团），能在水中离解出OH－而呈强碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合，从而产生阴离子交换作用。
离子交换树脂进行离子交换反应的性能，表现在它的“离子交换容量”，即每克干树脂或每毫升湿树脂所能交换的离子的毫克当量数。总交换容量，表示每单位数量（重量或体积)树脂能进行离子交换反应的化学基团的总量。
离子交换树脂交换容量可以用滴定的方法进行测定。方法如下：称取1g氢型树脂于锥形瓶中，加入100.0mL0.1000mol/LNaOH溶液，振荡，放置过夜，移取上层清液25.00mL，以酚酞做指示剂，用0.1000mol/LHCl 标准溶液滴定至终点。然后按下式计算其交换容量：
交换容量=（c NaOH V NaOH?c HCl V HCl）×4干树脂质量（g）
离子交换树脂对不同离子的亲和力的大小与离子所带电荷数、水合离子半径和离子极化程度等因素有关。一般来说，离子所带的电荷数越多，树脂对它的亲和力越大。对于同价态的离子，离子的水合半径越小（对阳离子而言，原子序数越大），在交换过程中引起树脂内标的碰撞越小，也就越有利于离子进入树脂相。因此，亲和力顺序为：
Ba2+>Sr2+>Ca2+>Mg2+>Be2+
Cs+>Rb+>K+>Na+>Li
ClO4- >I- >CN - >NO3- >Cl- > OH- >F-
此外，树脂本身的交联度也是影响树脂的选择性的重要因素。树脂的交联度越大这种应用就越大，即离子间的亲和力的差别亦越大。
离子交换树脂在合成过程中，需要加入交联剂，使树脂能形成网状的礼堂结构。交联度是树脂交联的程度，用加入树脂中交联剂的百分含量表示交联度的大小。
交联度=
交联剂质量
反应混合物质量
×100%
正是由于树脂对于不同离子的亲和力大小不同，在进行离子交换时，树脂就有了一定的选择性。
制备色谱
柱层析技术(chromatography) 又称柱色谱技术，主要原理是根据样品混合物中各组分在固定相和流动相中分配系数不同，经多次反复分配将组分分离开来。
装柱子时，有两种方法：即湿法装柱和干法装柱。固定相的高度一般为15cm 左右，太短了可能分离效果不好，太长了也会由于扩散或拖尾导致分离效果不好。
上样也有干法和湿法之分：干法就是把待分离的样品用少量溶剂溶解后，在加入少量硅胶，拌匀后再旋去溶剂。如此得到的粉末再小心加到柱子的顶层。干法上样较麻烦，但可以保证样品层很平整。湿法上样就是用少量溶剂（最好就是展开剂，如果展开剂的溶解度不好，则可以用一极性较大的溶剂，但必须少量）将样品溶解后，再用胶头滴管转移得到的溶液，沿着层析柱内壁均匀加入。然后用少量溶剂洗涤后，再加入。
柱层析常用固定相：硅胶（最常用）、键合硅胶、氧化铝、活性炭、聚酰胺、大孔吸附树脂、凝胶。
硅胶种类：硅胶H—不含粘合剂和其他添加剂的层析用硅胶，常用于柱层析填柱子。硅胶G—含燃烧过的石膏（CaS04·1/2H20）作粘合剂的层析用硅胶，G 代表石膏。硅胶HF254—含荧光物质，常用于硅胶层析，可用于254nm的紫外光下观察荧光。硅胶GF254—含煅烧石膏、荧光物质的层析用硅胶。
比移值（R f），是指薄层色谱法中原点到斑点中心的距离，与原点到溶剂前沿的距离的比值。
在一定的色谱条件下，特定化合物的R f 值是一个常数，因此有可能根据化合物的R f 值鉴定化合物。
逆流色谱法：逆流色谱法的分离原理是基于样品在两种互不相容的溶剂之间分配作用，溶质中各组分在通过两溶剂相的过程中因分配系数不同而得以分离。这是一种不用固态支撑体的全液态的色谱方法。逆流色谱法与其它色谱技术相比具有以下优点：避免了样品的不可逆吸附；样品不易变性，适用于生物活性物质的分离。
膜分离
膜技术是膜分离技术的简称，是利用隔膜使溶剂（通常是水）同溶质或微粒等不同介质分离的技术。一种通用的广义定义把“膜”定义为两相之间的一个不连续区间，因而膜可以分为气相、液相和固相，或是它们的组合。
膜分离兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能，在医药和生化工业上主要用于分离净化和浓缩。
膜分离的过程多由压力、浓度差、电势差等因素驱动。按照分离精度的不同，压力驱动膜又可以分为微滤（MF）膜、超滤（UF）膜、纳滤（NF）膜和反渗透（RO）膜等等。
膜分离根据溶质或溶液透过膜的推动力分类：
1. 以电动势为推动力：电渗析和电渗透
2. 以浓度差为推动力：扩散渗析和自然渗透
3. 以压力差为推动力：压渗析和反渗透、超滤。
衡量膜分离的参数主要有透水率、透盐率和通量衰退系数。
反渗透技术原理是在高于溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。
电渗析法（electrodialysis，ED）指的是在外加直流电场的作用下，利用阴离子交换膜和阳离子交换膜的选择透过性，使一部分离子透过离子交换膜而迁移到另一部分水中，从而使一部分水淡化而另一部分水浓缩的过程。
电渗析和离子交换相比，有以下异同点：
（1）分离离子的工作介质虽均为离子交换树脂，但前者是呈片状的薄膜，后者则为圆球形的颗粒；
（2）从作用机理来说，离子交换属于离子转移置换，离子交换树脂在过程中发生离子交换反应。而电渗析属于离子截留置换，离子交换膜在过程中起离子选择透过和截阻作用。所以更精确地说，应该把离子交换膜称为离子选择性透过膜；
（3）电渗析的工作介质不需要再生，但消耗电能；而离子交换的工作介质必须再生，但不消耗电能。
电化学分离
根据原子或分子的电性质以及离子的带电性质和行为进行化学分离的方法称为电化学分离法。
电化学分离方法有：
1. 电解分离法；
2. 电渗析法
3. 电泳分离法
4. 溶出伏安法
电渗析是指液体中的离子或荷电质点在电场的影响下的迁移。由于离子的性质不同，迁移的速率也不同，正负电荷移动的方向也不同。当在电池的两极加上一个直流电压时，可以把一些有机物的混合物分离。
电渗析与电解不同之处在于：
电渗析的电压虽高，电流并不大，维持不了连续的氧化还原反应所需；电解却正好相反。电渗析广泛应用于化工、轻工、冶金、造纸、海水淡化、环境保护等领域。
电泳分离法：
电泳是指在电场作用下，带电荷的离子或分子向两极做定向移动的一种电迁移现象，称为电泳。由于不同物质所带有效电荷、形状及大小的差异，它们的电泳迁移速率不同而实现分离。也就是说，物质粒子在电池中迁移速度的不同是电泳分离的基础。
电渗析与电泳的区别：电泳：分散相的运动，分散介质相对固定；电渗：分散介质的运动，分散相相对固定
电泳与电迁移有类似之处，但是电泳一般为大分子，而电迁移为离子。
高效毛细管电泳：
高效毛细管电泳，是一类以毛细管为分离通道、以高压直流电场为驱动力，依据样品中各组分之间淌度和分配行为上的差异而实现分离的液相分离方法。
毛细管电泳实际上包含电泳、色谱及其交叉内容，它使分析化学得以从微升水平进入纳升水平，并使单细胞分析，乃至单分子分析成为可能。
石英材质的毛细管是毛细管电泳中最常使用的毛细管，管子内表面在碱性和微酸性溶液中Si-OH电离成SiO-，使表面带负电。当其与溶液接触时，会形成紧贴内表面的和游离的两部分离子。
这两部分离子组成的与表面电荷异号的离子层，即为双电层，其中第一部分又称之为Stern 层。第二层为扩散层，使体相溶液带正电，在电场作用下，体相溶液整体向一个方向泳动，这种现象称之为电渗流。电渗流是毛细管内壁表面电荷所引起的管内液体的整体流动，来源于外加电场对管壁溶液双电层的作用。
在毛细管电泳中，电渗速度可比电泳速度大一个数量级，所以能实现样品组分同向泳动。正离子的运动方向和电渗一致，因此它应最先流出。中性分子与电渗流同速，随电渗而行。负离子因其运动方向和电渗相反，在中性粒子之后流出。
其它分离方法
分子印迹：将各种生物大分子从凝胶转移到一种固定基质上的过程称为印迹技术。
分子印迹原理：当模板分子(印迹分子)与聚合物单体接触时会形成多重作用点，通过聚合过程这种作用就会被记忆下来，当模板分子除去后，聚合物中就形成了与模板分子空间构型相匹配的具有多重作用点的空穴，这样的空穴将对模板分子及其类似物具有选择识别特性。
分子印迹制备方法包括预组装法和自组装法。
1.共价键法(预组装方式)
聚合前印迹分子与功能单体反应形成硼酸酷、西夫碱、亚胺、缩醛等衍生物，通过交联剂聚合产生高分子聚合物，用水解等方法除去印迹分子即得到共价结合型分子印迹聚合物。
2.非共价键法(自组装方式)
非共价键法是制备分子印迹聚合物最有效且最常用的方法。这些非共价键包括静电引力(离子交换)、氢键、金属鳌合、电荷转移、疏水作用以及范德华力等。其中最重要的类型是离子作用，其次是氢键作用。
泡沫吸附分离技术：
泡沫吸附分离技术根据表面吸附的原理，藉鼓泡使溶液内的表面活性物质聚集在气液界面，上浮至溶液主体上方形成泡沫层，将泡沫层和液相主体分开，就可达到浓缩表面活性物质和净化液相主体的目的。
泡沫吸附分离，在工业上主要应用于在大量稀溶液中回收贵金属。在医药和生物工程中，可用于分离蛋白质、酶以及活体中的金属含量的检验以及病毒的浓缩分离。
分子蒸馏技术：
分子蒸馏是一种特殊的液--液分离技术，它不同于传统蒸馏依靠沸点差分离原理，而是靠不同物质分子运动平均自由程的差别实现分离。
分子运动自由程：指的是一个分子在相邻两次分子碰撞之间所经过的路程。在某时间间隔内自由程的平均值称为平均自由程。
分子蒸馏的原理：
当液体混合物沿加热板流动并被加热，轻、重分子会逸出液面而进入气相，由于轻、重分子的自由程不同，因此，不同物质的分子从液面逸出后移动距离不同，若能恰当地设置一块冷凝板，则轻分子达到冷凝板被冷凝排出，而重分子达不到冷凝板沿混合液排出。这样，达到物质分离的目的。
分子蒸馏技术的特点：
1、操作温度低（远低于沸点）、真空度高（空载≤1Pa）、受热时间短（以秒计）、分离效率高等，特别适宜于高沸点、热敏性、易氧化物质的分离；
2、可有效地脱除低分子物质（脱臭）、重分子物质（脱色）及脱除混合物中杂质；
3、其分离过程为物理分离过程，可很好地保护被分离物质不被污染，特别是可保持天然提取物的原来品质；
4、分离程度高，高于传统蒸馏及普通的薄膜蒸发器。
沉淀分离法：
利用共沉淀现象来进行分离和富集的方法叫做共沉淀分离法。
利用无机共沉淀剂进行沉淀分离主要有两种方法。
1. 利用表面吸附的共沉淀
2. 利用形成混晶的共沉淀。
有机共沉淀剂与无机共沉淀剂相比，具有良好的选择性，所形成的沉淀溶解度小，沉淀比较完全而且较为纯净。此外，有机共沉淀剂易于在灼烧中分解挥发而被除去，即消除了沉淀剂对待测物质的干扰，又富集了待测元素。
西安交通大学17年9月课程考试《化工分离过程》作业考核试题 一、单选题（共35 道试题，共70 分。） 1. 简单精馏塔是指 A. 设有中间再沸或中间冷凝换热设备的分离装置 B. 有多股进料的分离装置 C. 仅有一股进料且无侧线出料和中间换热设备 D. 无 正确答案： 2. 平均吸收因子法（） A. 假设全塔的温度相等 B. 假设全塔的压力相等 C. 假设各板的吸收因子相等 D. 无 正确答案： 3. 如果二元物系有最低压力恒沸物存在，则此二元物系所形成的溶液一定是（） A. 正偏差溶液 B. 理想溶液 C. 负偏差溶液 D. 不一定 正确答案： 4. 气液两相处于相平衡时，（） A. 两相间组分的浓度相等 B. 只是两相温度相等 C. 两相间各组分的逸度相等 D. 相间不发生传质 正确答案： 5. lewis提出了等价于化学位的物理量（） A. 蒸馏 B. 吸收 C. 膜分离 D. 离心分离 正确答案：
6. 关于均相恒沸物的那一个描述不正确（） A. P-X线上有最高或低点 B. P-Y线上有最高或低点 C. 沸腾的温度不变 D. 部分气化可以得到一定程度的分离 正确答案： 7. 液相双分子吸附中，U型吸附是指在吸附过程中吸附剂（） A. 始终优先吸附一个组分的曲线 B. 溶质和溶剂吸附量相当的情况 C. 溶质先吸附，溶剂后吸附 D. 溶剂先吸附，溶质后吸附 正确答案： 8. 二无理想溶液的压力组成图中，P-X线是（） A. 曲线 B. 直线 C. 有最高点 D. 有最低点 正确答案： 9. 平衡常数较小的组分是 A. 难吸收的组分 B. 较轻组份 C. 挥发能力大的组分 D. 吸收剂中的溶解度大 正确答案： 10. 关于均相恒沸物的那一个描述不正确（） A. P-X线上有最高或低点 B. P-Y线上有最高或低点 C. 沸腾的温度不变 D. 部分气化可以得到一定程度的分离 正确答案： 11. A. B. C. D. 正确答案： 12. 约束变量数就是（） A. 过程所涉及的变量的数目； B. 固定设计变量的数目 C. 独立变量数与设计变量数的和； D. 变量之间可以建立的方程数和给定的条件. 正确答案： 13. 约束变量数就是（）
化工分离过程试题库(复习重点) 第一部分填空题 1、分离作用是由于加入（分离剂）而引起的，因为分离过程是（混合过程）的逆过程。 2、分离因子是根据（气液相平衡）来计算的。它与实际分离因子的差别用（板效率）来表示。 3、汽液相平衡是处理（汽液传质分离）过程的基础。相平衡的条件是（所有相中温度压力相等，每一组分的化学位相等）。 4、精馏塔计算中每块板由于（组成）改变而引起的温度变化，可用（泡露点方程）确定。 5、多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（设计）型计算和（操作）型计算。 6、在塔顶和塔釜同时出现的组分为（分配组分）。 7、吸收有（轻）关键组分，这是因为（单向传质）的缘故。 8、对多组分吸收，当吸收气体中关键组分为重组分时，可采用（吸收蒸出塔）的流程。 9、对宽沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（进料热焓）决定，故可由（热量衡算）计算各板的温度。 10、对窄沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（组成的改变）决定，故可由（相平衡方程）计算各板的温度。 11、为表示塔传质效率的大小，可用（级效率）表示。 12、对多组分物系的分离，应将（分离要求高）或（最困难）的组分最后分离。 13、泡沫分离技术是根据（表面吸附）原理来实现的，而膜分离是根据（膜的选择渗透作用）原理来实现的。 14、新型的节能分离过程有（膜分离）、（吸附分离）。 15、传质分离过程分为（平衡分离过程）和（速率分离过程）两大类。 16、分离剂可以是（能量）和（物质）。 17、Lewis 提出了等价于化学位的物理量（逸度）。 18、设计变量与独立量之间的关系可用下式来表示( Ni=Nv-Nc即设计变量数=独立变量数-约束关系 ) 19、设计变量分为（固定设计变量）与（可调设计变量）。 20、温度越高对吸收越（不利） 21、萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（萃取剂回收段）。 22、用于吸收过程的相平衡关系可表示为（V = SL）。 23、精馏有（两个）个关键组分，这是由于（双向传质）的缘故。 24、精馏过程的不可逆性表现在三个方面，即（通过一定压力梯度的动量传递），（通过一定温度梯度的热量传递或不同温度物流的直接混合）和（通过一定浓度梯度的质量传递或者不同化学位物流的直接混合）。 25、通过精馏多级平衡过程的计算，可以决定完成一定分离任务所需的（理论板数），为表示塔实际传质效率的大小，则用（级效率）加以考虑。 27、常用吸附剂有（硅胶），（活性氧化铝），（活性炭）。 28、恒沸剂与组分形成最低温度的恒沸物时，恒沸剂从塔（顶）出来。
分离技术复习及思考题 1、角种分离技术的原理、应用（沉淀分高、溶剂莘取、离子交换、薄层层析、蒸偏、过 滤、离心、电泳、泡沫浮选、电解、固相莘取、超临界流体萃取膜分离、毛细管电泳、微波萃取） 2、什么情况下要进行样品预处理分离？ 3、采样的基本原则是什么？简述土壤样品前处理的主要步骤。 有代表性均匀多次重复取样。 4、同体试样消解方式有哪些？ 5、有机沉淀分离较无机沉淀分离的优点有哪些？何谓共沉淀分离，举例说明。 6、共沉淀与后沉淀对分析结果的影响的处理 7、晶型沉淀与无定型沉淀的沉淀条件选择 8、何谓均相沉淀，获得均相沉淀的方式有哪儿种？ 均相沉淀是在均相溶液中，借助于适当的化学反应，有控制地产生为沉淀作用所需的离子，使在整个溶液中缓慢地析出密实而较至的无定形沉淀或大颗粒的品态沉淀的过程。控制溶液pH的均相沉淀酉旨类或其他化合物水解络合物分解以释出待沉淀离子氧化还原反应产生所需的沉淀离子合成螯合沉淀剂法酶化学反应 9、金属离了溶剂萃取分离的原理是什么？分配系数、分配比、分离系数、萃取率的概念及 相关计算 液-■萃取是指两个完全不互溶或部分互溶的液相接触后，一个液相中的溶质经过物理或化学作用另…个液相，或在两相中重新分配的过程. 指一定温度下，处于平衡状态时，--种溶质分肥在互不相溶的两种溶剂中的浓度比值. 有机相中被萃取物的总浓度与水相中被萃取物的总浓度之比 分离系数（separation coefficient）又称分离因「（separation factor）。表示某单元分囱操作或某分离流程将两种物质分离的程度。通常有两种定义：单级分离系数，表示物料中两种物质在某一单元分离操作（单级分离操作）前后相对含景的比值，流程分离系数，表示物料中两种物质在经过某一分离流程前后相对含量的比值。 100D E（%）=57* 式中，Vw——水相体积V—TT机相体积 萃取效率就等于A在有机相中的总含量比A在两相中的总含量的百分比 10、溶剂萃取体系中两种组分一次萃取完全分离的分配比成满足的条件是什么？ 11、何谓逆流萃取？对萃取率比较低的萃取体系，应采取怎样的萃取方式？ 其原理为利用螺旋柱在行星运动时产生的多维离心力场，使7［不相溶的两相不断混合，同时保留其中的-相（固定相），利用恒流亲连续输入另-相（流动相），随流动相进入螺旋柱的溶质在两相之间反夏分配，按分配系数的次序，被依次萃取分离出。在流动相中分配比例大的先被洗脱，反之，在固定相中分配比例大的后被洗脱，从而实现分离。 （@）①利用协同萃取：用两种或两种以上苹取剂组成的混合萃取剂革取某一金属高了或化合... %1反萃取：反萃取是用反萃取剂使被萃取物从负载有机相返叵I水相的过程。... %1改变元素价态和种类：金属高子的种类和价态对萃取过程也有较大影响。... %1选择合适掩蔽剂：出两种或多种金属离了与螯合剂均形成可萃取的螯合物时，W加入掩蔽剂使其中的一种或多种金属离子形成易溶于水的配合物而相互分离。这是提高溶剂萃取选择性的重要途径之一。 12、连续萃取的优越性有哪些？憧得连续萃取的萃取装置的使用。 萃取效率高——相平衡建立快，易于实现单级或多级串联逆流或错流洗涤和萃取，传质效率高，级效率接近100%,停车后不破坏所建立的各级浓度分布，可在各级随时取样，便
MESH方程。 一、填空(每空2分,共20分) 1. 如果设计中给定数值的物理量的数目等于 设计变量，设计才有结果。 2. 在最小回流比条件下，若只有重组分是非分 配组分，轻组分为分配组分，存在着两个 恒浓区，出现在精镏段和进料板 位置。 3. 在萃取精镏中，当原溶液非理想性不大时， 加入溶剂后，溶剂与组分1形成具有较强正 偏差的非理想溶液，与组分2形成 负偏差或理想溶液，可提高组分1对2的 相对挥发度。 4. 化学吸收中用增强因子表示化学反应对传质 速率的增强程度，增强因子E的定义是化学吸 收的液相分传质系数（k L）/无化学吸收的液相 分传质系数（k0L）。 5. 对普通的N级逆流装置进行变量分析，若组 分数为C个，建立的MESH方程在全塔有 NC+NC+2N+N=N(2C+3) 个。 η； 6. 热力学效率定义为= 实际的分离过程是不可逆的，所以热力学效 率必定于1。 7. 反渗透是利用反渗透膜选择性的只透过 溶剂的性质，对溶液施加压力，克服溶 剂的渗透压，是一种用来浓缩溶液的膜 分离过程。 二、推导(20分) 1. 由物料衡算，相平衡关系式推导图1单 级分离基本关系式。 ——相平衡常数； 式中： K i ψ——气相分 率（气体量/进料量）。 2. 精馏塔第j级进出物料如图1，建立
三、简答(每题5分,共25分) 1.什么叫相平衡相平衡常数的定义是什么 由混合物或溶液形成若干相，这些相保持物理平衡而共存状态。热力学上看物系的自由焓最小；动力学上看相间表观传递速率为零。 K i =y i /x i 。 2.关键组分的定义是什么；在精馏操作中， 一般关键组分与非关键组分在顶、釜的 分配情况如何 由设计者指定浓度或提出回收率的组分。 LK绝大多数在塔顶出现，在釜中量严格控制； HK绝大多数在塔釜出现，在顶中量严格控制； LNK全部或接近全部在塔顶出现； HNK全部或接近全部在塔釜出现。 3.在吸收过程中，塔中每级汽、液流量为 什么不能视为恒摩尔流 吸收为单相传质过程，吸收剂吸收了气体中的溶质而流量在下降过程中不断增加，气体的流量相应的减少，因此气液相流量在塔内都不能视为恒定。 4.在精馏塔中设中间换热器为什么会提高 热力学效率 在中间再沸器所加入的热量其温度低于塔 底加入热量的温度，在中间冷凝器所引出的 热量其温度高于塔顶引出热量的温度，相对 于无中间换热器的精馏塔传热温差小，热力 学效率高。 5.反应精馏的主要优点有那些 （1）产物一旦生成立即移出反应区；（2）反应区反应物浓度高，生产能力大；（3）反应热可由精馏过程利用；（4）节省设备投资费用；（5）对于难分离物系通过反应分离成较纯产品。 四、计算(1、2题10分，3题15分，共35分) 1. 将含苯（mol分数）的苯（1）—甲苯（2）混合物在下绝热闪蒸，若闪蒸温度为94℃，用计算结果说明该温度能否满足闪蒸要求 已知：94℃时P 1 0= P 2 0= 2. 已知甲醇（1）和醋酸甲酯（2）在常压、54℃ 下形成共沸物，共沸组成X 2 =(mol分率), 在此条件下：kPa P kPa p98 . 65 , 24 . 9002 1 = =求 该系统的活度系数。 3. 气体混合物含乙烷、丙烷、丁烷（均为摩尔分数），用不挥发的烃类进行吸收，已知吸收后丙烷的吸收率为81%，取丙烷在全塔的平均吸收因子A=，求所需理论板数；若其它条件不变，提高平均液汽比到原来的2倍，此时丙烷的吸 收率可达到多少。
生化分离技术试题及 答案
浙江理工成教院期终考试 《生化分离技术》试卷A试卷 教学站年级班级学号姓名 一、填空题（每空1分，共21分）。 1、生化分离是从生物材料、微生物的发酵液或动植物细胞的培养液中分离并纯化有关生化产品的过程，一般采用如下工艺流程：发酵液→（）→细胞分离→（细胞破碎→细胞碎片分离）→（）→（）→成品加工。 2、提取的产物在细胞内，选用细胞破碎法；在细胞膜附近则可用细胞破碎法；提取的产物与细胞壁或膜相结合时，可选用机械法和化学法相结合的细胞破碎法。 3、发酵液的预处理目的主要包括改变和。 4、典型的工业过滤设备有和。 5、反萃取是将目标产物从转入的过程。 6、超临界流体萃取的溶剂可分为非极性和极性溶剂两种，常用的极性溶剂有和 、非极性有。 7、按膜的孔径的大小分类，可将膜分为、、 和等。 8、冻干操作过程包括：、和。 二、判断题（每题1分，共15分）
1、盐析是指向蛋白质溶液中加入某些浓的中性盐后，使蛋白质凝聚而从溶液中析出，以达到分离、提纯生物大分子的目的。（） 2、常用的盐析剂有葡聚糖、琼脂糖、聚丙烯酰胺、明胶等。（） 3、萃取是利用化合物在两种互不相容的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另一种溶剂中，经过反复多次的萃取，将绝大部分化合物提取出来的方法。 （） 4、双水相萃取的体系的两相是不含有水分的。（ ) 5、膜分离操作中，所有溶质均被透过液传送到膜表面上，不能完全透过膜的溶质受到膜的截留作用，在膜表面附近浓度升高，这种现象叫做浓差极化。 （） 6、凝胶色谱是利用不同生物分子的电离能力不同而达到物质分离目的的。（） 7、离子交换色谱是利用不同分子的大小不同而达到物质分离目的的。 （） 8、亲和色谱是利用生物分子之间的亲和力的不同而达到物质分离目的的。（） 9、要增加目的物的溶解度，往往要在目的物的等电点附近进行提取。 （） 10、蛋白质类的生物大分子在盐析过程中，最好在高温下进行，因为温度高会增加其溶解度。 （）
泰山学院材料与化学工程系2004级、2006级（3＋2）化学工 程与工艺专业(本)科2007～2008学年第一学期 《化工分离过程》试卷A 答案及评分标准 (试卷共7页，答题时间120分钟) 一、 填空题(每空1分，共30分) 1.萃取剂回收段 2. KV L A =、难易程度 3.设计、操作 4. 分配组分 5.1个、单向传质 6. 稀释 7. 增大 8. S 、H 9. 塔釜 10.理论板数 11. 可逆 12. 大于 13. 平衡分离过程、速率控制过程 14. 气相组成和液相组成的比值（y/x ） 15. ∑=1i i x K 16. 越多 17.底 18.P 2s 、P 1s 19不利 20. 硅胶、活性氧化铝、活性炭 21. 能量ESA 、物质MSA 二、选择题(共10题，每题2分，共20分) 1.a 2.a 3.a 4.c 5.c 6.c 7.b 8.d 9.d 10.a 三、简答题(共6题，每题5分，共30分)
1.采用简单塔完全分离含C个组分的物料为C个产品，需C-1个塔（2分）安排分离流程的一些经验规则： 1）按相对挥发度递减顺序分离； 2）最困难的分离应放在塔序的最后； 3）尽可能对分（塔顶与塔釜采出相差不大）； 4）分离要求高的组分最后分； 5）含量多的组分先分； 6）特殊组分先分（特殊组分：热敏性、强腐蚀性、易爆、易燃等）。（以上每小点0.5分） 2.多组分精馏分离，馏出液中除了重关键组分外没有其他重组分，重组分全部由塔釜排出，而釜液中除了轻关键组分外没有其它轻组分，轻组分全部由塔顶排出，这种分离情况称为清晰分割，此时非关键组分为非分配组分。（3分）而馏出液中除了重关键组分外还有其他重组分，釜液中除了轻关键组分外还有其它轻组分，这种分离情况称为非清晰分割，此时非关键组分为分配组分。（2分） 3. 1）原理不同：吸收是根据各组分溶解度不同进行分离的。精馏利用组分间相对挥发度不同使组分分离。（1分） 2）传质形式不同：精馏操作中，汽液两相接触时，汽相中的较重组分冷凝进入液相，而液相中较轻组分被气化转入汽相，因此传质过程是双相传质过程；而吸收过程则是气相中的某些组分溶到不挥发的吸收剂中去的单向传质过程。（2分） 3）塔式不同：一般的精馏塔是一处进料，塔顶和塔釜出料，而吸收塔是两处进料、两处出料。（1分） 4）多组分精馏过程有两个关键组分，多组分吸收过程只有一个关键组分（1分）。 4.最小回流比是馏的极限情况之一，此时，未完成给定的分离任务，所需
化工分离过程试题库 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】
化工分离过程试题库 朱智清 化学工程系有机教研室 目录 前言 ...................................................................................................................... 目录 ...................................................................................................................... 第一部分填空题 ................................................................................................... 第二部分选择题 ................................................................................................... 第三部分名词解释............................................................................................... 第四部分计算题 ...................................................................................................
填空部分: 1我们测定气相色谱仪灵敏度时，如果用102-白色担体，邻苯二甲酸二壬酯固定液， 此时按两相所处的状态属于（气一液）色谱；按固定相性质属于（填充柱）色谱； 按展示方式属于（冲洗）色谱；按分离过程所依据的物理化学原理属于（分配）色谱。 2、液相色谱分析中常用以低压汞灯为光源，波长固定式的紫外（UV ）检测器，它是以低压 汞灯的最强发射线（253.8）nm做为测定波长。 3、根据分离原理的不同，液相色谱可分为（液一液）：（液一固）：（离子交换）：（凝胶）色谱法。 4、固定相分为（液体）和（固体）固定相两大类。固体固定相可分为（吸附齐U _____ , （高分子多孔小球）,（化学键合）固定相三类。 5、保留值大小反映了（组分）与（固定相）之间作用力的大小，这些作用力包括 （定向力）,（诱导力）,（色散力），（氢键作用力）等。 6、柱温选择主要取决于 样品性质。分析永久性气体，柱温一般控制在（50 C以上）： 沸点在300C以下的物质，柱温往往控制在（150C以下）：沸点300C以上的物质， 柱温最好能控制在（200C以下）：高分子物质大多分析其裂解产物。若分析多组分 宽沸程样品，则可采用（程序升温）：检测器可采用（FID ）。 7、在气相色谱分析中，载气钢瓶内贮存气体都有明显的标记，如氮气，瓶外漆（黑色） _____ ， 用黄色标写“氮”:氢气漆（深绿色），红色标写“氢”。 8、固定液按相对极性可粗分为（五）类，异三十烷是（非极性）固定液，属（0）级; 3，3，—氧二丙腈是（强极性）固定液，属（5）级。 9、采用TCD检测器时，要注意先（诵载气）后（加桥电流）并且（桥电流）不可过大, 否则易烧 损铼钨丝。 10、色谱基本参数测量与计算的关键是（控制色谱操作条件的稳定）。 11、气相色谱中，对硫、磷化合物有高选择性和高灵敏度的检测器是火焰光度检测器
分离工程习题 第一章 1. 列出5种使用ESA 和5种使用MSA 的分离操作。 答：属于ESA 分离操作的有精馏、萃取精馏、吸收蒸出、再沸蒸出、共沸精馏。 属于MSA 分离操作的有萃取精馏、液-液萃取、液-液萃取（双溶剂）、吸收、吸附。 5.海水的渗透压由下式近似计算：π=RTC/M ，式中C 为溶解盐的浓度，g/cm 3；M 为离子状态的各种溶剂的平均分子量。若从含盐0.035 g/cm 3的海水中制取纯水，M=31.5，操作温度为298K 。问反渗透膜两侧的最小压差应为多少kPa? 答：渗透压π=RTC/M ＝8.314×298×0.035/31.5=2.753kPa 。 所以反渗透膜两侧的最小压差应为2.753kPa 。 9.假定有一绝热平衡闪蒸过程，所有变量表示在所附简图中。求： （1） 总变更量数Nv; （2） 有关变更量的独立方程数Nc ； （3） 设计变量数Ni; （4） 固定和可调设计变量数Nx , Na ； （5） 对典型的绝热闪蒸过程，你 将推荐规定哪些变量？ 思路1： 3股物流均视为单相物流， 总变量数Nv=3(C+2)=3c+6 独立方程数Nc 物料衡算式 C 个 热量衡算式1个 相平衡组成关系式C 个 1个平衡温度等式 1个平衡压力等式 共2C+3个 故设计变量Ni =Nv-Ni=3C+6-(2C+3)=C+3 固定设计变量Nx ＝C+2,加上节流后的压力，共C+3个 可调设计变量Na ＝0 解： （1） Nv = 3 ( c+2 ) V-2 F zi T F P F V , yi ,Tv , Pv L , x i , T L , P L 习题5附图
1、名词解释 1)分配系数，指一定温度下，处于平衡状态时，组分在流动相中的浓度和在固 定相中的浓度之比，以K表示。分配系数与组分、流动相和固定相的热力学性质有关，也与温度、压力有关。在不同的色谱分离机制中，K有不同的概念：吸附色谱法为吸附系数，为选择性系数（或称交换系数），凝胶色谱法为渗透参数 2)絮凝，使水或液体中悬浮微粒集聚变大，或形成絮团，从而加快的，达到固 -液分离的目的，这一现象或操作称作 3)层析分离，是利用各组分（、、分子的形状与大小、分子的电荷性与）的不 同，将多组分混合物进行分离的方法。主要是利用不同物质在固定和流动相上的亲和性差异，利用移动速度的不同进行分离。 4)吸附分离，吸附是利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择性吸附的能 力，使其富集在吸附剂表面，再用适当的洗脱剂将其解吸达到分离纯化的过程 5)分子印迹技术分子印迹技术是指为获得在空间结构和结合位点上与某一分 子(印迹分子) 完全匹配的聚合物的实验制备技术。 6)反渗析，利用反渗透膜选择性的只能通过溶剂（通常是水）的性质，对溶液 施加压力，克服溶液的渗透压，使溶剂通过反渗透膜而从溶液中分离出来的过程。 7)共沉淀分离，共分离法是富集痕量组分的有效方法之一，是利用溶液中主沉 淀物（称为）析出时将共存的某些微量组分载带下来而得到分离的方法 8)离子交换分离，通过分子中的活性离子将溶液中带相反电荷的物质吸附在离 子交换剂上，然后用适当的洗脱溶剂将吸附物质再从离子交换剂上洗脱下来，达到分离的目的。 9)沉降分离，在外力场作用下，利用分散相和连续相之间密度差，使之发生相 对运动而实现非均相混合物分离。 10)液膜分离，液膜萃取，也称液膜分离，是将第三种液体展成膜状以隔开两个 液相，使料液中的某些组分透过液膜进入接收液，从而实现料液组分的分离。 11)临界胶团浓度，分子在溶剂中缔合形成的最低浓度 12)液膜分离， 13)反相色谱，根据流动相和相对不同，液相色谱分为和反相色谱。流动相大于 固定相极性的情况，称为反相色谱。合相色谱可作反相色谱。
化工分离过程试题库 朱智清 化学工程系有机教研室
目录 前言................................. 错误!未定义书签。目录................................................ II 第一部分填空题 (3) 第二部分选择题 (8) 第三部分名词解释 (14) 第四部分计算题 (15)
第一部分填空题 1.分离作用是由于加入（）而引起的，因为分离过程是（）的逆过程。 2.质量分离的程度用（）表示，处于相平衡状态的分离程度是（）。 3.分离过程是（）的逆过程，因此需加入（）来达到分离目的。 4.工业上常用（）表示特定物系的分离程度，汽液相物系的最大分离程度又 称为（）。 5.固有分离因子是根据（）来计算的。它与实际分离因子的差别用（）来 表示。 6.汽液相平衡是处理（）过程的基础。相平衡的条件是（）。 7.当混合物在一定的温度、压力下，满足（）条件即处于两相区，可通过（） 计算求出其平衡汽液相组成。 8.萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（）。 9.最低恒沸物，压力降低是恒沸组成中汽化潜热（）的组分增加。 10.吸收因子为（），其值可反应吸收过程的（）。 11.对一个具有四块板的吸收塔，总吸收量的80%是在（）合成的。 12.吸收剂的再生常采用的是（），（），（）。 13.精馏塔计算中每块板由于（）改变而引起的温度变化，可用（）确定。 14.用于吸收过程的相平衡关系可表示为（）。 15.多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（）型计算和（）型计算。 16.在塔顶和塔釜同时出现的组分为（）。 17.吸收过程在塔釜的限度为（），它决定了吸收液的（）。 18.吸收过程在塔顶的限度为（），它决定了吸收剂中（）。 19.吸收的相平衡表达式为（），在（）操作下有利于吸收，吸收操作的限度 是（）。 20.若为最高沸点恒沸物，则组分的无限稀释活度系数与饱和蒸汽压的关系式为 （）。 21.解吸收因子定义为（），由于吸收过程的相平衡关系为（）。 22.吸收过程主要在（）完成的。 23.吸收有（）关键组分，这是因为（）的缘故。 24.图解梯级法计算多组分吸收过程的理论板数，假定条件为（），因此可得出 （）的结论。 25.在塔顶和塔釜同时出现的组分为（）。 26.恒沸剂的沸点应显著比原溶液沸点（）以上。 27.吸收过程只有在（）的条件下，才能视为恒摩尔流。
生物分离与纯化技术模拟试卷三答案
精品资料 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2 生物分离与纯化技术模拟试卷三答案 一、名词解释（每小题3分，共15分） 1．CM-Sephadex C-50：羧甲基纤维素、弱酸性阳离子交换剂，吸水量为每克干胶吸水五克。 2．絮凝：指在某些高分子絮凝剂存在下，在悬浮粒子之间发生架桥作用而使胶粒形成粗大的絮凝团的过程 3．离心过滤：使悬浮液在离心力场作用下产生的离心力压力，作用在过滤介质上，使液体通过过滤介质成为滤液，而固体颗粒被截留在过滤介质表面，从而实现固液分离，是离心与过滤单元操作的集成，分离效率更高 4．膜分离：利用膜的选择性（孔径大小），以膜的两侧存在的能量差作为推动力，由于溶液中各组分透过膜的迁移率不同而实现分离的一种技术。 5．层析分离：是一种物理的分离方法，利用多组分混合物中各组分物理化学性质的差别，使各组分以不同的程度分布在两个相中。 二、单选题（每小题1分，共15分） 1．适合于亲脂性物质的分离的吸附剂是（ B ）。 A．活性炭 B.氧化铝 C.硅胶 D.磷酸钙 2．下列哪项酶的特性对利用酶作为亲和层析固定相的分析工具是必需的？（ B ） A.该酶的活力高 B.对底物有高度特异亲合性 C.酶能被抑制剂抑制 D.最适温度高 E.酶具有多个亚基 3．盐析法沉淀蛋白质的原理是（ B ） A.降低蛋白质溶液的介电常数 B.中和电荷，破坏水膜 C.与蛋白质结合成不溶性蛋白 D.调节蛋白质溶液pH到等电点 4．凝胶色谱分离的依据是（B）。 A、固定相对各物质的吸附力不同 B、各物质分子大小不同 C、各物质在流动相和固定相中的分配系数不同 D、各物质与专一分子的亲和力不同 5．如果要将复杂原料中分子量大于5000的物质与5000分子量以下的物质分开选用（D）。 A、Sephadex G-200 B、Sephadex G-150 C、Sephadex G-100 D、Sephadex G-50 6．工业上强酸型和强碱型离子交换树脂在使用时为了减少酸碱用量且避免设备腐蚀，一般先将其转变为（B）。 A、钠型和磺酸型 B、钠型和氯型 C、铵型和磺酸型 D、铵型和氯型 7．下面哪一种是根据酶分子专一性结合的纯化方法（ A ）。 A. 亲和层析 B. 凝胶层析 C. 离子交换层析 D. 盐析 8．以下哪项不是在重力场中，颗粒在静止的流体中降落时受到的力（ B ） A.重力 B. 压力 C.浮力 D. 阻力 9．关于用氢键形成来判断各类溶剂互溶规律，下列（A）项是正确的叙述。 A、氢键形成是能量释放的过程，若两种溶剂混合后形成的氢键增加或强度更大，则有利于互溶。 B、氢键形成是能量吸收的过程，若两种溶剂混合后形成的氢键增加或强度更大，则有利于互溶。 C、氢键形成是能量释放的过程，若两种溶剂混合后形成的氢键增加或强度更大，则不利于互溶。 D、氢键形成是能量吸收的过程，若两种溶剂混合后形成的氢键增加或强度更大，则不利于互溶。 10．关于萃取下列说法正确的是（C） A. 酸性物质在酸性条件下萃取 B碱性物质在碱性条件下萃取 C. 两性电解质在等电点时进行提取 D. 两性电解质偏离等电点时进行提取 11．下列关于固相析出说法正确的是（B） A.沉淀和晶体会同时生成 B析出速度慢产生的是结晶 C.和析出速度无关 D.析出速度慢产生的是沉淀 12．那一种膜孔径最小（C） A.微滤 B超滤 C.反渗透 D. 纳米过滤 13．酚型离子交换树脂则应在（B ）的溶液中才能进行反应 A. pH＞7 B pH＞9 C. pH﹤9 D. pH﹤7 14．一般来说，可使用正相色谱分离（B） A. 酚 B带电离子 C. 醇 D. 有机酸 15．离子交换层析的上样时，上样量一般为柱床体积的（C）为宜。 A. 2％-5％ B1％-2％ C. 1％-5％ D. 3％-7％ 三、判断题（每小题1分，共10分） 1．珠磨法中适当地增加研磨剂的装量可提高细胞破碎率。（×） 2．进料的温度和pH会影响膜的寿命。（√） 3．应用有机溶剂提取生化成分时，一般在较高温度下进行。（×） 4．溶剂的极性从小到大为丙醇＞乙醇＞水＞乙酸。（√） 5．蛋白质为两性电解质，改变pH可改变其荷电性质，pH﹤pI蛋白质带正电。（√） 6．进行水的超净化处理、汽油超净、电子工业超净、注射液的无菌检查、饮用水的细菌检查使用孔径为0.2μm的膜。（×） 7．只有树脂对被交换离子比原结合在树脂上的离子具有更高的选择性时，静态离子交换操作才有可能获得较好的效果。（√） 8．制备型HPLC对仪器的要求不像分析型HPLC那样苛刻。（√） 9．Sephadex LH-20的分离原理主要是分子筛和正相分配色谱。（√） 10．水蒸气蒸馏法是提取挥发油最常用的方法。（√） 四、填空题（每小题1分，共15分） 1．常用的蛋白质沉析方法有（等电点沉淀），（盐析）和（有机溶剂沉淀）。 2．蛋白质分离常用的色谱法有（凝胶色谱法），（多糖基离子交换色谱法），（高效液相色谱法）和（亲和色谱法）。 3．离子交换树脂由（载体），（活性基团）和（可交换离子）组成。 4．膜分离过程中所使用的膜，依据其膜特性（孔径）不同可分为（微滤膜），（超滤膜），（纳滤膜）和（反渗透膜）。 五、简答题（每小题7分，共35分） 1．在色谱操作过程中为什么要进行平衡？ 答：1、流速平衡：流速是柱层析操作当中的主要影响因素，流速的快慢直接影响着分离的效果，流速过快，混合物得不到完全的分离，流速过慢，整体分离的时间要延长，因此在分离前首先要确定留宿。
分离工程复习题库 第一部分填空题 1、分离作用是由于加入（分离剂）而引起的，因为分离过程是（混合过程）的逆过程。 2、分离因子是根据（气液相平衡）来计算的。它与实际分离因子的差别用（板效率）来表示。 3、汽液相平衡是处理（汽液传质分离）过程的基础。相平衡的条件是（所有相中温度压力相等，每一组分的化学位相等）。 4、精馏塔计算中每块板由于（组成）改变而引起的温度变化，可用（泡露点方程）确定。 5、多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（设计）型计算和（操作）型计算。 6、在塔顶和塔釜同时出现的组分为（分配组分）。 7、吸收有（轻）关键组分，这是因为（单向传质）的缘故。 8、对多组分吸收，当吸收气体中关键组分为重组分时，可采用（吸收蒸出塔）的流程。 9、对宽沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（进料热焓）决定，故可由（热量衡算）计算各板的温度。 10、对窄沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（组成的改变）决定，故可由（相平衡方程）计算各板的温度。 11、为表示塔传质效率的大小，可用（级效率）表示。 12、对多组分物系的分离，应将（分离要求高）或（最困难）的组分最后分离。 13、泡沫分离技术是根据（表面吸附）原理来实现的，而膜分离是根据（膜的选择渗透作用）原理来实现的。 14、新型的节能分离过程有（膜分离）、（吸附分离）。
15、传质分离过程分为（平衡分离过程）和（速率分离过程）两大类。 16、分离剂可以是（能量）和（物质）。 17、Lewis提出了等价于化学位的物理量（逸度）。 18设计变量与独立量之间的关系可用下式来表示（Ni-Nv-Nc 即设计变量数-独立变 量数-约束关系） 19、设计变量分为（固定设计变量）与（可调设计变量）。 20、温度越咼对吸收越（不利） 21、萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（萃取剂回收段）。 22、用于吸收过程的相平衡关系可表示为（V - SL ）。 23、精馏有（两个）个关键组分，这是由于（双向传质）的缘故。 24、精馏过程的不可逆性表现在三个方面，即（通过一定压力梯度的动量传递）, （通过一定温度梯度的热量传递或不同温度物流的直接混合）和（通过一定浓度梯度 的质量传递或者不同化学位物流的直接混合） 25、通过精馏多级平衡过程的计算，可以决定完成一定分离任务所需的（理论板数）, 为表示塔实际传质效率的大小，则用（级效率）加以考虑。 27、常用吸附剂有（硅胶），（活性氧化铝），（活性炭）。 28、恒沸剂与组分形成最低温度的恒沸物时，恒沸剂从塔（顶）出来。 29、分离要求越高，精馏过程所需的最少理论板数（越多）。 30、回流比是（可调）设计变量。 第二部分选择题 1下列哪一个是速率分离过程（） a. 蒸馏 b.吸收 c.膜分离 d.离心分离
1.分离过程可分为（机械分离）和（传质分离）两大类。按所依据的物理化学原理不同，传质分离过程可分为两类，即（平衡分离）和（速率分离）。过滤属于（机械分离），精馏操作属于（平衡分离） ，超滤属于（速率分离）。 2. 平衡分离过程所用的分离剂包括（物质媒介）和（能量媒介）。 3. 设计变量由（描述系统的独立变量数）和（变量之间的约束关系数）确定，计算设计变量的表达式是（Ni=Nv-Nc），设计变量分为（固定设计变量）和（可调设计变量）。 4. 工业上常用（分离因子）表示特定物系的分离程度，汽液相物系的最大分离程度又称为（理想分离因子）。 5. 汽液相平衡是处理（传质）过程的基础。相平衡的条件是（各相的温度、压力相等，各相组分的逸度相等）。 6. 在塔顶和塔釜同时出现的组分为（分配组分），只在塔顶或塔釜出现的组分为（非分配组分）。 7. 常见的特殊精馏有（共沸精馏）和（萃取精馏）。 8. 精馏过程的不可逆性表现在三个方面，即（质量传递），（能量传递）和（动量传递） 9. 气体吸收按照溶质与液体溶剂之间的作用性质可分为（物理吸收）和（化学吸收）。吸收因子的定义为（A=L/KV ），其与（L/V ）成正比，与（K ）成反比。 10. 结晶过程要经历两个过程，即（成核）和（晶体生长）。 1. 当把一个常温溶液加热时，开始产生气泡的温度点叫作（C） A.露点 B.临界点 C.泡点 D.熔点 2. 溶液的蒸气压大小（B ） A.只与温度有关 B.不仅与温度有关，还与各组分的浓度有关 C.不仅与温度和各组分的浓度有关，还与溶液的数量有关 D.只与组分的浓度有关 3. 汽液相平衡K值越大，说明该组分越（A ）
《生化分离》考试复习题库 一、选择题 1.下列不是超临界萃取工艺的方法是（）。 A 等温法 B 等压法 C 吸附法 D 交换法 2.影响絮凝效果的因素有很多，但不包括（）。 A 絮凝剂的浓度 B 溶液pH值 C 溶液含氧量 D 搅拌速度和时间 3.葡聚糖凝胶色谱属于排阻色谱，在化合物分离中，先被洗脱下来的为（）。 A 杂质 B 小分子化合物 C 大分子化合物 D 两者同时下来 4.当向蛋白质纯溶液中加入中性盐时，蛋白质溶解度（）。 A 增大 B 减小 C 先增大，后减小
D 先减小，后增大 5.下列不能提高发酵液过滤效率的措施是（）。 A 增大滤过面积 B 降低料液温度 C 加压或减压 D 加入助滤剂 6.下列方法中，哪项不属于改善发酵液过滤特性的方法 A 调节等电点 B 降低温度 C 添加表面活性物质 D 添加助滤剂 7.助滤剂应具有以下性质（） A 颗粒均匀、柔软、可压缩 B 颗粒均匀、坚硬、不可压缩 C 粒度分布广、坚硬、不可压缩 D 颗粒均匀、可压缩、易变形 8.在发酵液中除去杂蛋白质的方法，不包括（） A 沉淀法 B 变性法 C 吸附法 D 萃取法 9.下列关于速率区带离心法说法不正确的是（）
A 样品可被分离成一系列的样品组分区带 B 离心前需于离心管内先装入正密度梯度介质 C 离心时间越长越好 D 一般应用在物质大小相异而密度相同的情况 10.助滤剂是一种不可压缩的多孔微粒，它能使滤饼疏松，滤速增大。以下不属于助滤剂的是（） A 氯化钙 B 纤维素 C 炭粒 D 硅藻土 11.细胞破碎的方法可分为机械法和非机械法两大类，下列不属于机械法的是（） A 加入金属螯合剂 B 高压匀浆法 C 超声破碎法 D 珠磨法 12.萃取操作是利用原料液中各组分（）的差异实现分离的操作。 A 溶剂中的溶解度 B 沸点 C 挥发度 D 密度 13.两相溶剂萃取法的原理为：
第一章 1、分离过程分类？机械分离传质分离(平衡分离、速率控制分离) 反应分离 分离装置中，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。 2、列举几种典型的机械分离过程：过滤、沉降、离心分离、旋风分离、除尘。 3、传质分离的分离过程如何分类？举例说明： 平衡分离：蒸发、闪蒸、蒸馏、吸收、萃取、吸附、离子交换、萃取蒸馏结晶 速率控制分离：气体渗透、反渗透、渗析、渗透蒸发、泡沫分离、色谱分离、电渗析4、几种典型的反应分离技术？可逆反应：（离子交换、反应萃取）不可逆反应：（反应吸收、反应结晶）生物分解反应：（生物降解）电化学反应：（双极膜水解反应） 第二章 1、按膜的分离原理及推动力不同，膜分几类？ 根据分离膜的分离原理和推动力的不同，可将其分为微孔膜、超过滤膜、反渗透膜、纳滤膜、渗析膜、电渗析膜、渗透蒸发膜等。 2、按膜的形态分类？ 按膜的形状分为平板膜(Flat Membrane)、管式膜(Tubular Membrane)和中空纤维膜(Hollow Fiber)、卷式膜。 3、按膜结构分类？对称膜、非对称膜和复合膜。 4、按膜的孔径大小分类？多孔膜和致密膜。 5、微滤、超滤、纳滤、反渗透，推动力是压力差。渗析，推动力浓度差。电渗析，推动力电位差。气体分离、渗透蒸发推动力是压力差。液膜分离推动力是浓度差。 6、常用的有机高分子膜材料？聚砜类、聚酰胺类、纤维素脂类。 7、醋酸纤维膜的优缺点？优点：醋酸纤维素性能稳定缺点：在高温和酸、碱存在下易发生水解，易受微生物侵蚀，pH值适应范围较窄，不耐高温和某些有机溶剂或无机溶剂。 8、醋酸纤维膜的结构？是一种非对称的多孔膜。表皮层、过渡层、支撑层（多孔层） 9、固体膜的保存应注意？主要应防止微生物、水解、冷冻对膜的破坏和膜的收缩变形。微生物的破坏主要发生在醋酸纤维素膜；而水解和冷冻破坏则对任何膜都可能发生。温度、pH值不适当和水中游离氧的存在均会造成膜的水解。冷冻会使膜膨胀而破坏膜的结构。 10、工业上应用的膜组件主要有中空纤维式、管式、螺旋卷式、板框式等四种型式。管式和中空纤维式组件也可以分为内压式和外压式两种 11、四种膜组件中装填密度最大的是？料液流径最快的是？中控纤维膜装填密度最高，管式料液流动最快。 12、什么是浓差极化？如何消除浓差极化？ 在膜表面附近浓度高于主体浓度的现象称为浓度极化或浓差极化。可通过降低膜两侧压差，减小料液中溶质浓度，改善膜面流体力学条件，来减轻浓差极化程度，提高膜的透过流量。 13、微孔过滤(MF)、超滤(UF)、反渗透(RO)、纳滤(NF)有什么共同特点？1、推动力都是压力差。2、四种膜中溶剂分子都能通过。不同：截流溶质大小不同。 14、反渗透系统的主要部件 主要部件有：压力容器（膜壳）、高压泵、保安过滤器、自动控制与仪器仪表、辅助设备15、.保安过滤器 是反渗透装置的最后一级过滤器，要求进水浊度小于2mg/L以下，出水浊度低于0.3-0.12mg/L。
题库名称:生物分离技术 一、名词解释 1.质量作用定律:化学反应得速率与参加反应得物质得有效质量成正比。 2.凝聚:在电解质作用下,破坏细胞菌体与蛋白质等胶体粒子得分散状态,使胶体粒子聚集得过程。 3.分配系数:在一定温度、压力下,溶质分子分布在两个互不相溶得溶剂里,达到平衡后,它在两相得浓度为一常数叫分配系数。 4.干燥速率:干燥时单位干燥面积,单位时间内漆画得水量。 5.CMSephadex C50:羧甲基纤维素、弱酸性阳离子交换剂,吸水量为每克干胶吸水五克。 6.絮凝:指在某些高分子絮凝剂存在下,在悬浮粒子之间发生架桥作用而使胶粒形成粗大得絮凝团得过程 7.过滤:就是在某一支撑物上放过滤介质,注入含固体颗粒得溶液,使液体通过,固体颗粒留下,就是固液分离得常用方法之一。 8.萃取过程:利用在两个互不相溶得液相中各种组分(包括目得产物)溶解度得不同,从而达到分离得目得 9.吸附:就是利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择性吸附得能力,使其富集在吸附剂表面得过程。 10.反渗析:当外加压力大于渗透压时,水将从溶液一侧向纯水一侧移动,此种渗透称之为反渗透。 11.离心沉降:利用悬浮液或乳浊液中密度不同得组分在离心力场中迅速沉降分层,实现固液分离 12.离心过滤:使悬浮液在离心力场作用下产生得离心力压力,作用在过滤介质上,使液体通过过滤介质成为滤液,而固体颗粒被截留在过滤介质表面,从而实现固液分离,就是离心与过滤单元操作得集成,分离效率更高 13.离子交换:利用离子交换树脂作为吸附剂,将溶液中得待分离组分,依据其电荷差异,依靠库仑力吸附在树脂上,然后利用合适得洗脱剂将吸附质从树脂上洗脱下来,达到分离得目得。 14.固相析出技术:利用沉析剂(precipitator)使所需提取得生化物质或杂质在溶液中得溶解度降低而形成无定形固体沉淀得过程。 15.助滤剂:助滤剂就是一种具有特殊性能得细粉或纤维,它能使某些难以过滤得物料变得容易过滤 16.沉降:就是指当悬浮液静置时,密度较大得固体颗粒在重力得作用下逐渐下沉,这一过程成为沉降 17.色谱技术:就是一组相关分离方法得总称,色谱柱得一般结构含有固定相(多孔介质)与流动相,根据物质在两相间得分配行为不同(由于亲与力差异),经过多次分配(吸附解吸吸附解吸…),达到分离得目得。 18.有机溶剂沉淀:在含有溶质得水溶液中加入一定量亲水得有机溶剂,降低溶质得溶解度,使其沉淀析出。 19.等电点沉淀:调节体系pH值,使两性电解质得溶解度下降,析出得操作称为等电点沉淀。 20.膜分离:利用膜得选择性(孔径大小),以膜得两侧存在得能量差作为推动力,由于溶液中各组分透过膜得迁 移率不同而实现分离得一种技术。 21.化学渗透破壁法:某些化学试剂,如有机溶剂、变性剂、表面活性剂、抗生素、金属螯合剂等,可以改变细胞壁或细胞膜得通透性,从而使胞内物质有选择地渗透出来。 22.超临界流体:超临界流体就是状态超过气液共存时得最高压力与最高温度下物质特有得点——临界点后得流体。 23.临界胶团浓度:将表面活性剂在非极性有机溶剂相中能形成反胶团得最小浓度称为临界胶团浓度,它与表面活性剂种类有关。 24.反渗透:在只有溶剂能通过得渗透膜得两侧,形成大于渗透压得压力差,就可以使溶剂发生倒流,使溶液达到浓缩得效果,这种操作成为反渗透。 25.乳化液膜系统:乳化液膜系统由膜相、外相与内相三相组成,膜相由烷烃物质组成,最常见得外相就是水相,内相一般就是微水滴。 26.树脂工作交换容量:单位质量干树脂或单位体积湿树脂所能吸附得一价离子得毫摩尔数称为树脂交换容量,在充填柱上操作达到漏出点时,树脂所吸附得量称为树脂工作交换容量。 27.色谱阻滞因数:溶质在色谱柱(纸、板)中得移动速率与流动相移动速率之比称为阻滞因数,以Rf表示。 28.胶团:两性表面活性剂在非极性有机溶剂中亲水性基团自发地向内聚集而成得,内含微小水滴得,空间尺度仅为纳米级得集合型胶体。 29.膜得浓差极化:就是指但溶剂透过膜,而溶质留在膜上,因而使膜面浓度增大,并高于主体中浓度。 30.超滤:凡就是能截留相对分子量在500以上得高分子膜分离过程称为超滤,它主要就是用于从溶剂或小分子溶质中将大分子筛分出来。 31、生物分离技术:就是指从动植物与微生物得有机体或器官、生物工程产物(发酵液、培养液)及其生物化学产品中提取、分离、纯化有用物质得技术过程。 32、离心分离技术:就是基于固体颗粒与周围液体密度存在差异,在离心场中使不同密度得固体颗粒加速沉降得分离过程。 33.物理萃取:即溶质根据相似相溶得原理在两相间达到分配平衡,萃取剂与溶质之间不发生化学反应。 34.化学萃取:则利用脂溶性萃取剂与溶质之间得化学反应生成脂溶性复合分子实现溶质向有机相得分配。 35.盐析:就是利用不同物质在高浓度得盐溶液中溶解度得差异,向溶液中加入一定量得中性盐,使原溶解得物质沉淀析出得分离技术。