实验五 过滤实验

第七周1课时
实验五：水的净化
实验目的
1、通过对水净化方法的学习，体会化学知识在生活生产中的广泛运用，培养学生对化学知识的学习兴趣。

2、通过过滤操作的训练，提高学生动手、观察、协作等能力。

实验器材
明矾、滤纸、铁架台（带铁圈）、漏斗、烧杯、玻璃棒、投影仪。

实验原理
水的净化主要采取以下几种方法：吸附，过滤，蒸馏，沉淀等。

吸附是用明矾在水中形成胶状物质来吸附水中的悬浮的物质来达到净水目的的。

蒸馏是采用水中各个物质沸点的不同来达到净水目的的。

实验步骤
一，吸附
在烧杯中加入水后上面放入3药匙明矾粉末，搅拌溶解后，静止，观察现象
二，过滤
取一张圆形滤纸，折好并放入漏斗，使之紧贴漏斗壁，并使滤纸边缘略低于漏斗口，用少量水润湿滤纸并使滤纸与漏斗壁之间不要有气泡。

在铁架上架好漏斗，使漏斗下端管口紧靠烧杯内壁，以使滤液沿烧杯壁流下。

取用明矾处理过的一杯液体，沿玻璃棒慢慢向漏斗中倾倒，注意液面始终要低于滤纸的边缘。

比较未经处理的天然水和做了不同程度处理的水，清澈度有什么不同？
三，蒸馏
在烧瓶中加入1/3体积的硬水，再加入几粒沸石，以防加热时出现暴沸，连接好装置，使个连接部严密不漏气。

加热烧瓶，注意不要使液体沸腾的太剧烈，以防液体通过导管直接流到试管里。

弃去开始蒸出的部分液体，收集到10毫升左右蒸馏水后，停止加热。

用肥皂水比较蒸馏前后的硬度变化。

实验五过氧化氢含量的测定—高锰酸钾法【目的要求】1.掌握高锰酸钾标准溶液的配制和标定方法。

2.学习高锰酸钾法测定过氧化氢含量的方法。

【实验原理】H2O2是医药、卫生行业上广泛使用的消毒剂，它在酸性溶液中能被KMnO4定量氧化而生成氧气和水，其反应如下：5H2O2+2MnO4-+6H+=2Mn2++8H2O+5O2滴定在酸性溶液中进行，反应时锰的氧化数由+7变到+2。

开始时反应速度慢，滴入的KMnO4溶液褪色缓慢，待Mn2+生成后，由于Mn2+的催化作用加快了反应速度。

生物化学中，也常利用此法间接测定过氧化氢酶的活性。

在血液中加入一定量的H2O2，由于过氧化氢酶能使过氧化氢分解，作用完后，在酸性条件下用标准KMnO4溶液滴定剩余的H2O2，就可以了解酶的活性。

【仪器试剂】台秤（0.1g）、天平（0.1mg），试剂瓶（棕色），酸式滴定管（棕色，50cm3），锥形瓶（250cm3），移液管（10cm3、25cm3）；H2SO4（3 mol·dm-3），KMnO4(s)，Na2C2O4(s,AR.)，双氧水样品（工业）。

【实验步骤】1. KMnO4溶液（0.02 mol·dm-3）的配制称取1.7g 左右的KMnO4放入烧杯中，加水500cm3，使其溶解后，转入棕色试剂瓶中。

放置7-10天后，用玻璃砂芯漏斗过滤。

残渣和沉淀则倒掉。

把试剂瓶洗净，将滤液倒回瓶内，待标定。

2. KMnO4溶液的标定精确称取0.15~0.20g预先干燥过的Na2C2O4三份，分别置于250cm3锥形瓶中，各加入40cm3蒸馏水和10cm33 mol·dm-3 H2SO4，水浴上加热直约75-85℃。

趁热用待标定的KMnO4溶液进行滴定，开始时，滴定速度宜慢，在第一滴KMnO4溶液滴入后，不断摇动溶液，当紫红色退去后再滴入第二滴。

溶液中有Mn2+产生后，滴定速度可适当加快，近终点时，紫红色褪去很慢，应减慢滴定速度，同时充分摇动溶液。

水的过滤实验水是人类生活中必不可少的资源，但是由于各种原因，自来水中常常含有各种杂质和污染物。

为了解决这个问题，过滤水成为了一种常见的处理方法。

本文将介绍一种简单的水的过滤实验，来探究不同过滤材料对水的过滤效果的影响。

实验材料与方法：1. 实验材料：- 塑料漏斗- 不同种类的过滤材料，如砂子、木炭和无纺布等- 自来水或污染水- 量筒- 清洁容器2. 实验步骤：1）将塑料漏斗放置在干净的容器上方，确保漏斗的出口正好位于容器的中间位置。

2）按照漏斗的大小和形状，选择合适的过滤材料，并将其放置在漏斗中。

3）将自来水或污染水缓慢地倒入漏斗中，以观察过滤效果。

4）通过量筒测量被过滤得到的水的量。

实验结果和分析：在实验过程中，我们使用了不同种类的过滤材料进行过滤。

将自来水或污染水倒入漏斗后，我们观察到水通过过滤材料流入容器中。

通过量筒的测量，我们可以得到被过滤得到的水的量。

我们可以根据实验结果和观察到的情况来进行分析和比较。

以下是三种不同过滤材料的效果及其可能的原因：1. 砂子：砂子通常具有较大的颗粒和多孔结构，因此能够有效地过滤杂质和固体颗粒。

实验中，砂子能够过滤掉较大的悬浮颗粒和杂质，使水变得较为清澈。

然而，对于较小的颗粒和溶解物质，砂子的过滤效果可能不理想。

2. 木炭：木炭具有较为多孔的表面结构，在一定程度上能够吸附和去除水中的有机物和异味。

通过实验观察，我们可以发现木炭对于改善水的味道和气味具有一定效果。

然而，木炭对于溶解在水中的无机盐和微小颗粒的过滤效果有限。

3. 无纺布：无纺布在实验中表现出较好的过滤效果，能够较好地捕捉悬浮颗粒和杂质。

无纺布具有较密的纤维结构，能够有效地过滤水中的微小颗粒和有机物。

在实验过程中，通过无纺布过滤得到的水较为明亮和清澈。

结论：根据实验结果和分析，我们可以得出以下结论：- 不同过滤材料对水的过滤效果会产生不同的影响。

- 砂子能够较好地过滤大颗粒和杂质，但对于溶解物质和小颗粒的过滤效果较差。

实验五 废水中悬浮固体的分离——常压过滤与减压过滤一、概念1．了解物质分离提纯的主要方法及其原理。

2．掌握常压过滤的基本操作。

3．掌握减压过滤装置的组装方法和基本操作。

二、原理分离、提纯的方法有物理方法和化学方法。

在用化学方法提纯时，不能引入新的杂质，一般选用只和杂质反应的试剂，将杂质转化为沉淀或气体除去。

在反应过程中能将杂质转化为被提纯物质则更好。

如用溶液吸收气体杂质时，净化后的气体还需进行干燥。

常用的分离、提纯方法有：过滤、蒸发、结晶、分液、蒸馏、洗气、升华、渗析等。

1、常用的物理方法（1）过滤：不溶性固体与液体的分离。

如粗盐提纯。

主要仪器是滤纸、漏斗、烧杯、玻璃棒。

（2）蒸发、结晶、重结晶：可溶性固体与溶剂的分离。

如分离NaCl和KNO3的混合物。

主要仪器是酒精灯、蒸发皿、玻璃棒、三脚架等。

（3）蒸馏、分馏：利用沸点的不同将互溶的液体混合物分离。

如制蒸馏水、将酒精和水分离。

主要仪器是蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计、接受器等。

（4）分液：不相溶的液体混合物分离。

如汽油和水的分离。

主要仪器是分液漏斗。

图 电解法精炼铜 （5）萃取：在互不相溶的溶剂中，溶质从溶解度较小的溶剂中溶解到较大的溶剂中去使其。

中含有的H+、Cl-、Fe3+的混合体系中加入某种无机盐使胶体凝聚而分离。

如蛋白质溶液离心力，使比重不同的物质进行分离的方法。

由于离心机等设备可体与所用试剂反应而吸收。

物质转化为所需的物质（即杂转纯）。

分离。

如用CCl4从碘水中提取碘。

主要仪器是分液漏斗。

（6）升华：能升华的固体与其它固体的分离。

如碘与氯化钠（7）渗析：使胶粒与其它溶液的溶质分离。

如去掉Fe(OH)3胶体等。

主要用品是半透膜。

（8）盐析：向胶体和溶液中的蛋白质和水的分离（9）离心分离：借助于产生相当高的角速度，使离心力远大于重力，于是溶液中的悬浮物便易于沉淀析出:又由于比重不同的物质所受到的离心力不同，从而沉降速度不同，能使比重不同的物质达到分离。

过滤实验报告
本次实验旨在研究不同过滤方法对水质的影响，以及评估其过滤效果。

实验采
用了几种常见的过滤方法，包括活性炭过滤、陶瓷过滤和纤维过滤，通过对比它们的过滤效率和水质改善情况，以期找到最适合特定环境的过滤方法。

首先，我们对水样进行了基本的理化性质测试，包括浊度、pH值、溶解氧含
量等。

然后，分别使用了活性炭过滤器、陶瓷过滤器和纤维过滤器进行过滤处理。

在过滤结束后，我们再次对水样进行了相同的理化性质测试，并对比实验前后的数据进行分析。

结果显示，活性炭过滤器对水质的改善效果最为显著，其能够有效去除水中的
异味和有机物质，使水质更清澈、口感更好。

陶瓷过滤器虽然能够去除一部分杂质，但对水质的改善效果较为有限。

而纤维过滤器在去除杂质方面表现一般，对水质的改善效果并不明显。

此外，我们还对各种过滤器的使用寿命和维护成本进行了评估。

结果显示，活
性炭过滤器虽然在过滤效果上表现出色，但其使用寿命较短，维护成本较高。

而陶瓷过滤器和纤维过滤器在使用寿命和维护成本上则相对较为经济实惠。

综合实验结果，我们得出结论，在一般家庭饮用水处理中，可以考虑选择活性
炭过滤器进行过滤处理，其能够有效改善水质，提高饮用水的品质。

而对于一些特殊环境，如户外野外生存、旅行等，可以选择使用陶瓷过滤器或纤维过滤器，其具有较长的使用寿命和较低的维护成本。

总之，本次实验为我们提供了一些有益的参考信息，对于选择合适的水质过滤
器具有一定的指导意义。

希望本实验结果能够对相关领域的研究和应用有所帮助。

实验五 板框过滤实验一、实验目的1.了解板框过滤机的构造和操作方法；2.测定恒压过滤方程式中的过滤常数K 、e q 及e θ。

二、基本原理板框过滤是把液—固混合物的滤浆在一定压强下送入两侧覆有过滤介质（滤布）的滤框内，滤液通过滤布流走，固体物（滤渣）被滤布截留在框内。

板框过滤有恒压过滤和恒速过滤两种操作方式，过滤时固体颗粒不断被截留，介质表面慢慢形成滤饼并逐渐变厚，滤液通过滤饼的阻力也随之增加，如果保持过滤速率不变，就要不断增加介质两侧压差，此即恒速过滤；反之介质两侧压差不变，过滤速率随着滤饼增厚而减小，此即恒压过滤。

本实验做恒压过滤操作。

恒压过滤的基本方程式为：)()(22e e KA V V θθ+=+令：A V q =，A V q ee =则上式可改写为： )()(2e e K q q θθ+=+其微分式为：θKd dq q q e =+)(2即： eq K q Kdq d 22+=θ 上式的倒数式用增量代替则可写出近似式：e q K q K q 22+=∆∆θ以上各式中：θ——过滤时间，s ；V ——θ时间内所得的滤液量，m 3； V e ——过滤介质的当量滤液量，m 3； θe ——相当滤液量V e 所需过滤时间，s ； A ——过滤面积，m 2； K ——过滤常数。

上式为一直线方程，在笛卡尔坐标上作图，其斜率为K 2，截距为eq K 2。

三、实验装置实验装置及流程如下图所示，主要设备为板框过滤机、配浆槽、储浆罐、水洗罐、计量筒、空气压缩机等。

滤浆在配浆槽中配制好后送入储浆罐，一边搅拌一边用压缩空气送至过滤机过滤，过滤前先把过滤机按规定加上滤布组装好，过滤完毕再用水洗涤滤饼一次。

板和框的构造见附图所示，1钮板叫滤板，2钮板叫滤框，3钮板为洗涤板。

滤框空间尺寸为170×170×20mm （四角扇形半径为40mm ）。

四、实验步骤首先熟悉实验设备、流程，搞清各个阀门的用途、操作方法，在此基础上按以下步骤进行实验：⒈检查所有阀门均处于关闭状态；⒉把滤布浸湿，在2钮滤框两侧对准孔道平整地铺好，板与框按1-2-3-2-1的次序排列组装好，用顶丝杠压紧；⒊水洗罐加水至32液面；⒋启动空气压缩机，使减压阀前压力保持在3kgf/cm 2以上备用；⒌一切准备就绪后，用橡胶塞堵住配浆槽底部出口，向槽内加水40kg 及MgCO 31.5kg配制滤浆液（浓度3～5%Wt ），不断地搅拌均匀；⒍打开储浆罐的放空阀，把配制好的滤浆全部送入储浆罐，同时开动搅拌机搅拌，关闭进浆阀和放空阀；⒎把压缩空气送入储浆罐，维持0.5kgf/cm 2压力，打开过滤机上滤浆和滤液的进出口阀①、③、④，进行过滤，与此同时用秒表不停地计量滤液流出量（每隔一个容积单位记一次时间），直至滤液停止流出为止，然后关闭阀①、③、④；⒏把储浆罐剩余滤浆卸出备用，把压缩空气送入水洗罐，打开过滤机水洗进出口阀②、④，进行滤饼水洗操作，洗液流出1000ml 即可停止；⒐水洗完毕，打开过滤机，取出滤饼，洗净滤布、滤框，中心组装好过滤机并压紧，改变过滤压力，重复5～9的操作过程；⒑实验完毕，用水洗罐的水（加压缩空气）冲洗储浆罐液面管及其他输液管道，以免MgCO 3沉淀堵塞；⒒关闭空气压缩机，清扫场地，整理好实验设备。

空气膜过滤实验报告1. 实验目的本实验旨在研究使用空气膜进行过滤的效果和优劣，并比较不同压力、膜孔直径以及过滤液体浓度对过滤效果的影响。

2. 实验原理空气膜过滤是一种常用的物理过滤方法，其原理是通过气体的压力驱动下，将液体通过特制的膜孔进行过滤。

空气膜通过其微小的孔径来过滤物质，在保持溶液中颗粒的质量的同时，去除液体中的悬浮物。

在实验中，我们将采用不同压力和膜孔直径的空气膜进行过滤，并测试不同浓度的过滤液体的过滤效果。

3. 实验步骤- 步骤一：准备不同压力和膜孔直径的空气膜，并验证其孔径大小和性能。

- 步骤二：设置实验装置，将待过滤液体放置在容器中，通过连通气密膜循环系统将气体引入。

- 步骤三：根据实验设定的压力和膜孔直径，通过连通相应设备开始过滤过程。

- 步骤四：在过滤过程中，定时收集过滤液体样品，并测量其浓度。

- 步骤五：记录实验数据，并进行结果分析和讨论。

4. 实验结果与分析实验数据如下：实验条件压力（MPa）膜孔直径（μm）过滤液体浓度（mg/L）- - - -实验一0.1 0.2 50实验二0.2 0.5 40实验三0.1 0.5 30实验四0.2 1.0 20实验五0.3 1.0 15通过对实验数据的整理与分析，得出以下结论：1. 在相同膜孔直径下，随着压力的增大，过滤液体的浓度呈下降趋势，说明压力对空气膜过滤效果有显著影响。

2. 在相同压力下，膜孔直径较小的空气膜能够更好地过滤液体，使得过滤液体的浓度更低，过滤效果更好。

3. 过滤液体浓度随过滤时间的增加而下降，说明过滤时间对过滤效果也有一定影响。

5. 结论实验结果表明，空气膜过滤能够有效地去除悬浮物，并降低过滤液体的浓度。

在实验条件相同的情况下，较高的压力和较小的膜孔直径可以得到更好的过滤效果。

空气膜过滤是一种高效、环保的物理过滤方法，可以应用于各种领域的液体过滤中。

6. 实验改进与展望本次实验还存在一些缺陷和不足之处。

首先，实验的样本数量较少，未能进行更全面、细致的探索。

实验五 过滤实验1 实验目的了解板框过滤机的构造、流程和操作方法。

测定某一压力下过滤分内工程中的过滤常熟K 、q e 、τe 值，增进对过滤理论的理解。

测定洗涤速率与最终过滤速率间的关系。

2 实验原理过滤是以某种多孔物质为介质，在外力的作用下，使悬浮液中的连续相液体通过介质的孔道，分散相固体颗粒被截留在介质上，从而实现固/液分离的操作。

液体通过过滤介质和滤饼空隙的流动是流体经过固定床流动的一种具体情况，但过滤操作中的床层厚度不断增加，在一定压差下，滤液通过床层的速率随过滤时间的延长而减小，即过滤操作不属于定态过程。

在恒压过滤时，由于滤饼的增厚，过滤速率将随过滤时间的增加而降低。

对滤饼的洗涤过程，由于滤饼厚度不再增加，压差与速率的关系与固定床相同。

恒压过滤方程： 上式两边除以A 2得 测定K 、q e 、τe ：测与一系列的△τ、△q 值，然后以△τ/△q 为纵坐标，以q 为横坐标作图，即可以得到一条斜率为K 2，截距为q K2的直线，则可以算出K 、q e 的值；再以q=0,τ=0代入式子()()e e K q q ττ+=+2，便可以求出τe。

测定洗涤速率与最终过滤速率 洗涤速率： 最终过滤速率：3 实验流程4 实验步骤将碳酸镁在储浆槽中加水配制成％的悬浮液作滤浆，并在启动空压机前不停地搅拌，防止固体沉淀；按板、框的钮数为1－2－3－2－1－2－3－2－1的顺序排列号板框过滤机。

将滤布复在2号板框两侧，使其表面平整，然后用压紧螺杆压紧板和框；启动空气压缩机，第一次控制压力在;将计量筒放置在滤液出口出，记录液面的初始读数，准备好秒表；关闭洗水阀，打开滤液出口阀，开启滤浆进口旋塞，当有滤液连续流出时开始记录时间，计量筒中液面每上升3cm记录一次时间。

记录时两人用秒表同时间隔记录；当流出的滤液呈细线状流出时，则过滤已完毕，停止计时，关闭进口旋塞；关闭进水阀，滤液出口阀，开洗水进口阀进行洗涤。

洗水从滤液出口处流出时开始计时，每上升3cm记录一次时间，记录两组数据即可。

实验五凝胶层析法脱盐和分离蛋白质实验五凝胶层析法脱盐和分离蛋白质实验类型:验证型目的和要求掌握凝胶层析法的原理及操作。

原理凡盐析所获得的粗制蛋白质(盐析得到的IgG)中均含有硫酸铵等盐类，这类将影响以后的纯化，所以纯化前均应除去，此过程称为“脱盐”(desalthing)。

脱盐常用透析法和凝胶过滤法，这两种方法各有利弊。

前者的优点是透析后析品终体积较小，但所需时间较长，且盐不易除尽;凝胶过滤法则能将盐除尽，所需时间也短，但其凝胶过滤后样品体积较大。

所以，要根据具体情况选择使用。

凝胶达滤后样品体积不会太增加，所以选用凝胶过滤法。

凝胶过滤(gel filtration)，又称为凝胶层析(gelchromatography)、分子筛过滤(molecular sieve filtration)、凝胶渗透层析(gel osmotic chromatography)等。

它是20世纪60年代发展起来的一种层析技术。

其基本原理是利用被分离物质分子大小不同及固定相(凝胶)具有分子筛的特点，将被分离物质各成分按分子大小分开，达到分离的方法。

凝胶是由胶体粒子构成的立体网状结构。

网眼里吸满水后凝胶膨胀呈柔软而富于弹性的半固体状态。

人工合成的凝胶网眼较均匀地分布在凝胶颗粒上有如筛眼，小于筛眼的物质分子均可通过，大于筛眼的物质分子则不能，故称为“分子筛”。

凝胶之所以能将不同分子的物质分开是因为当被分离物质的各成分通过凝胶时，小于筛眼的分子将完全渗入凝胶网眼，并随着流动相的移动沿凝胶网眼孔道移动，从一个颗粒的网眼流出，又进入另一颗粒的网眼，如此连续下去，直到流过整个凝胶柱为止，因而流程长、阻力大、流速慢;大于筛眼的分子则完全被筛眼排阻而不能进入凝胶网眼，只能随流动相沿凝胶颗粒的间隙流动，其流程短、阻力小、流速快，比小分子先流出层析柱;小分子最后流出。

分子大小介于完全排阻不能进入或完全渗入凝胶筛眼之间的物质分子，则居中流出。

这样被分离物质即被按分子的大小分开。