现代分离方法与技术第1章 ·绪论

化⼯分离过程_课后答案刘家祺化学⼯程与⼯艺教学改⾰系列参考书分离过程例题与习题集叶庆国钟⽴梅主编化⼯学院化学⼯程教研室前⾔化学⼯程与⼯艺专业所在的化学⼯程与技术⼀级学科属于⼭东省“重中之重”学科，⼀直处于⼭东省领先地位，⽽分离⼯程是该专业⼆门重要的必修专业课程之⼀。

该课程利⽤物理化学、化⼯原理、化⼯热⼒学、传递过程原理等基础基础知识中有关相平衡热⼒学、动⼒学、分⼦及共聚集状态的微观机理，传热、传质和动量传递理论来研究化⼯⽣产实际中复杂物系分离和提纯技术。

传统的教学⽅法的突出的弊端就是⼿⼯计算⼯程量⼤，⽽且结果不准确。

同时由于现代化化学⼯业⽇趋集成化、⾃动化、连续化，学⽣能学到的东西越来越少。

所以，传统的教学模式不能满⾜现代化⼯业⽣产对⾼⽔平⼯业⼯程师的需求，开展分离⼯程课程教学⽅法与教学⼿段课题的研究与实践，对我们的学⽣能否承担起现代化学⼯业的重任，与该课程的教学质量关系重⼤，因此对该门课程进⾏教学改⾰具有深远意义。

分离⼯程课程的改⾰主要包括多媒体辅助教学课件的开发、分离⼯程例题与习题集、分离⼯程试题库的编写等⼯作。

⽬前全国各⾼校化学⼯程与⼯艺专业使⽤的教材⼀般均为由化学⼯程与⼯艺专业委员会组织编写的化⼯分离过程(陈洪钫主编，化学⼯业出版社)，其他类似的教材已出版了⼗余部。

这些教材有些还未配习题，即便有习题，也⽆参考答案，⽽⾄今没有⼀本与该课程相关的例题与习题集的出版。

因此编写这样⼀本学习参考书，既能发挥我校优势，⼜符合形势需要，填补参考书空⽩，具有良好的应⽤前景。

分离⼯程学习指导和习题集与课程内容紧密结合，习题贯穿⽬前已出版的相关教材，有解题过程和答案，部分题⽬提供多种解题思路及解题过程，为学⽣的课堂以及课后学习提供了有⼒指导。

编者2006 年3 ⽉⽬录第⼀章绪论 (1)第⼆章单级平衡过程 (5)第三章多组分精馏和特殊精馏 (18)第四章⽓体吸收 (23)第五章液液萃取 (26)第六章多组分多级分离的严格计算 (27)第七章吸附 (33)第⼋章结晶 (34)第九章膜分离 (35)第⼗章分离过程与设备的选择与放⼤ (36)第⼀章绪论1. 列出5 种使⽤ESA 和5 种使⽤MSA 的分离操作。

现代交换原理与技术练习题第1章绪论一、填空题7-1“竹信”就是用一根_________连结两个小竹筒，在竹筒的一方可以听见另一方小声说话的声音。

绳子7-2人类用电来传送信息的历史是由_________开始的。

电报7-3电报（Telegraph）是一种以_________________传送信息的方式，即所谓的数字方式。

符号（点、划）7-4“电信”是使用有线、无线、光或其它_____________系统的通信。

电磁7-5在电信系统中，信息是以电信号或___________信号的形式传输的。

光7-6交换设备的作用就是在需要通信的用户之间_________________，通信完毕拆除连接，这种设备就是我们今天常说的电路交换机。

建立连接7-7通信网由用户终端设备、_______________设备和传输设备组成。

交换7-8在由多台交换机组成的通信网中，信息由信源传送到信宿时，网络有___________连接和无连接两种工作方式。

面向7-9电路就是在通信系统中两个终端之间（有时须通过一个或多个交换节点）为了完成_____________传递而建立的通信路径。

信息7-10物理电路是终端设备之间为了传送信息而建立的一种________连接，终端之间可通过这种连接接收/发信息。

实7-11信息在通信网中的传送方式称为传送模式，它包括信息的复用、传输和________方式。

交换7-12时分复用，就是采用___________分割的方法，把一条高速数字信道分成若干条低速数字信道，构成同时传输多个低速数字信号的信道。

时间7-13交换技术从传统的电话交换技术发展到综合业务交换技术在内的现代交换技术，经历了人工交换、机电交换和_________交换三个阶段。

电子7-14电路交换技术是一种主要适用于_________业务的一种通信技术。

实时7-15分组交换采用的路由方式有数据报和_________两种。

虚电路7-16宽带交换技术就是指支持传输比特速率高于_________的交换技术。

第1章绪论重点：1.3 分离过程的本质1.5 分离方法的评价§1.1 分离科学及其研究内容分离是利用混合物中各组分在物理性质或化学性质上的差异，通过适当的装置或方法，使各组分分配至不同空间区域或者不同时间依次分配至同一空间区域的过程。

分离科学研究内容：§1.3 分离过程的本质有效识别混合物中不同组分间物理、化学和生物学性质的差别(选择依据)，利用能够识别这些差别的分离介质或扩大这些差别的分离设备来实现组分间的分离或目标产物的纯化。

物理性质：分子形状、大小，溶解度、挥发性，分子极性即电荷性质，流动性等化学性质：分子间的相互作用，分子识别，化学反应等生物学性质：生物大分子之间的分子识别和特异性结合分离（separation）是利用混合物中各组分在物理性质或化学性质上的差异，通过适当的装置或方法，使各组分分配至不同的空间区域或在不同的时间依次分配至同一空间区域的过程。

实际上，分离是一个相对的概念，人们不可能将一种物质从混合物中100%地分离出来。

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。

富集是分离的目的之一，需要借助分离的手段，富集与分离往往是同时实现。

浓缩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的提高的过程。

浓缩过程也是一个分离过程，是溶剂与溶质的相互分离，不同溶质并不相互分离，它们在溶液中的相对含量(摩尔分数)不变。

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除去杂质的过程。

纯化的操作过程可以是同一分离方法反复使用，也可以是多种分离方法反复使用。

纯度是用来表示纯化产物主组分含量高低或所含杂质多少的一个概念。

注意纯是相对的，不是绝对的。

纯度越高，则纯化操作的成本越高。

物质的用途不同，对纯度的要求也不同。

富集、浓缩和纯化的区分根据目标组分在原始溶液中的相对含量（摩尔分数）的不同进行区分：§1.4 分离方法的分类常用到得分离方法：萃取分离法（包括溶剂萃取、胶团萃取、双水相萃取、超临界流体萃取、固相萃取、固相微萃取、溶剂微萃取等）、色谱分离方法、膜分离方法（包括渗析、微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析、膜萃取、膜吸收、渗透汽化、膜蒸馏等）、电化学分离法、沉淀分离法等。

第一章绪论1. 什么是分离科学?1. 分离科学是研究被分离组分在空间移动和再分布的宏观和微观变化规律的一门学科，也可以说是研究分离、浓集和纯化物质的科学。

2. 简述分离科学研究的内容(1)研究各种表面上看来毫无联系的各分离方法之间的共同规律；(2)如何将现代科技中对分离和纯化要求最迫切的对象进行研究，以提高经济效益，解决生产中的关键问题；(3)将各种分离方法联用，研究最优化的分离条件；(4)分离出迄今尚未发现的新物质；(5)寻求新的分离原理及方法等。

3. 简述分离的本质分离是非自发过程，是负熵过程，因而需要提供能量。

利用物质特有的某些性质，才能加以分离。

4. 解释回收率与富集倍数，并指出分离与富集的差异?回收率——分离后得到的组分总量和原始样品中组分的总量之比。

富集倍数——被分离组分的回收率与基体回收率的比值。

100 ng / 100 mL 0.1 g吸附剂100 ng/5mL富集倍数为20分离——将待检测组分从混合物中提出，或将干扰组分从体系中移走。

目的是提高检测的专一性。

富集——将待检测组分从大量基体物质里集中到一较小体积的溶液。

目的是提高检测的灵敏度。

5. Giddings提出分离方法的依据是什么? 简述其分类方法，并举例.Giddings提出的分离方法的分类是基于迁移和平衡。

他认为迁移有两个控制因素：第一是化学势能（μ），它既控制了相对的迁移又控制了平衡的状态；第二是流（flow）这可以是气体流也可以是液体流或超临界流体流。

由于化学势6.分离分析：是从分析的角度将一个待分析样品中所需知道的组成分离出来，随后或在分离的同时对单个组分进行定性和定量分析。

分离方法是化学的基础也可以说是许多自然科学领域所经常采用的基本方法技术，几乎涵盖所有领域。

7. 简述使用和研究分离分析方法的必要性？1.分析样品中存在干扰物质2.待测组分在样品中分布不均匀3.痕量组分的含量低于检测方法的检测限4.无合适标准品5.样品的物理、化学状态不适合于直接测定6.样品有剧毒或有强放射性8. 简述色谱法的分离机理。

⽣物分离与纯化技术-绪论（邱⽟华版）第⼀章绪论第⼀节⽣物分离纯化的概念与原理学习⽬标熟悉⽣物物质的概念、种类和来源；了解分离纯化技术并掌握其基本原理。

突飞猛进，⽇益成熟的现代⽣物技术，正在成为推动世界新技术⾰命的重要⼒量，其产业化发展必将对⼈类社会的经济发展和⽣活⽅式产⽣越来越⼤的影响。

⽣物技术产业主要制备具有⽣活活性的⽣物物质并使其商品化，利⽤专门的设备和技术将⽣物物质从⽣物原料中分离纯化出来并保持其活性，其中以复杂、周期长、影响因素多。

分离纯化技术是现代⽣物技术产业下游⼯艺过程的核⼼，是决定产品的安全、效⼒、收率和成本的技术基础，在⽣物技术产业中起着重要的作⽤。

⼀、⽣物物质及其来源1.⽣物物质“⽣物物质”这个词汇是在20世纪末随着⽣物技术的发展逐渐出现的，它指的是来源于⽣物中天然的或利⽤现代⽣物⼯程技术以⽣物为载体合成的，从氨基酸、多肽等低分⼦化合物到病毒、微⽣物活体制剂等具有复杂结构和成分的⼀类物质。

它们存在于⽣物体内直接参与⽣物机体新陈代谢过程，并能与⽣物各种机能产⽣⽣物活化效应，因此也称为⽣物活性物质，⽽在产业中的⽣物物质的制成品被称为⽣物产品。

⽣物物质的种类繁多，分布⼴。

按照其化学本质和特性分类，常见的有如下⼀些类型。

（1）氨基酸及其衍⽣物类主要包括天然氨基酸及其衍⽣物，这是⼀类结构简单、分⼦量⼩、易制备的⽣物物质，约有60多种。

⽬前主要⽣产的品种有⾕氨酸、赖氨酸、天冬氨酸、精氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸和⾊氨酸等，其中⾕氨酸的产量最⼤，约占氨基酸总量的80%左右。

（2）活性多肽类活性多肽是由多种氨基酸按⼀定顺序连接起来的多肽链化合物，分⼦量⼀般较⼩，多数⽆特定空间构像。

多肽在⽣物体内浓度很低，但活性很强，对机体⽣理功能的调节起着⾮常重要的作⽤，主要有多肽类激素，⽬前应⽤于临床的多肽药物已达20多种以上。

（3）蛋⽩质类这类⽣物物质主要由简单蛋⽩和结合蛋⽩（包括糖蛋⽩、脂蛋⽩、⾊蛋⽩等）。

《现代分离技术》课程教学大纲制定人：刘锡建教学团队审核人：陆杰开课学院审核人：饶品华课程代码：040384适用层次（本/专科）：本科总学时：32 学分：2 讲课学时：32 上机学时：0 实验学时：0 考核方式：考查成绩评定比例：平时（含期中）40 %+期末60 %先修课程：物理化学、分析化学、化工原理适用专业：化学工程与工艺教材：丁明玉，《现代分离方法与技术》（第二版），化学工业出版社, 2012主要参考书：1、陈欢林，《新型分离技术》，化学工业出版社，20052、刘茉娥，《膜分离技术》，化学工业出版社，20003、尹芳华，钟璟，《现代分离技术》，化学工业出版社，2009一、本课程在课程体系中的定位培养学生的解决化工过程中的分离问题能力。

二、教学目标1.培养学生了解化工分离方面的新技术和新发展。

2.培养学生掌握化工分离的原理和化工分离的技术方法。

3.培养学生利用现代分离技术解决化工过程中分离问题的能力。

三、教学效果通过本课程的学习，学生可具备：1.了解化工分离方面的新技术和新发展。

2.掌握化工分离的原理。

3.掌握化工分离的技术方法。

4.从经济和技术两个方面考虑选择合适的分离方法。

5.利用现代分离技术解决化工过程中分离问题的能力。

四、教学内容与教学效果对照表教学效果效果1效果2效果3效果4效果5教学内容绪论√分子间的相√√互作用与溶剂特性萃取分离法√√√√√色谱分离原√√√√√理制备色谱技√√√√√术膜分离√√√√√吸附与离子√√√√√交换五、教学内容和基本要求第一章绪论教学内容：分离科学及其研究内容、分离科学的重要的性、分离过程的本质、分离方法分类、分离方法的评价、分离技术的展望教学要求：1、了解《现代分离技术》课程的发展、性质、地位和作用；2、了解分离方法分类以及研究内容；3、掌握分离方法的评价；4、了解分离技术的发展方向。

重点难点：【本章重点】分离方法的评价、分离技术的发展方向。

第二章分子间的相互作用与溶剂特性教学内容：分子间的相互作用、物质的溶解与溶剂极性、疏水相互作用教学要求：1、掌握分子间存在的几种相互作用力；2、理解并掌握物质的溶解与溶剂极性；3、了解疏水相互作用；重点难点：【本章重点】分子间的几种相互作用力、物质的溶解与溶剂极性等之间的关系。

声明：此版本为现代分离尼玛吐血整理草之完整版，几乎涵盖全部所给重点，至于PPT 上紫色部分请同学们自行参照课件复习，由于此份资料内容较多请同学们根据自己的需要取其精华、去其糟粕，有选择得复习。

此资料版权没有，盗版不究！！！ 祝同学们考试顺利！！！---------王迪1、绪论部分 -- 分离的一些基本概念 富集：目标成分浓度在特定空间区域增加 浓缩：部分去除溶剂，所有成分浓度增加 纯化：目标产物中去除杂质，使纯度提高纯度：纯化产物中主组分含量高低或含杂质多少富集---目标成分（摩尔分数）<0.1 浓缩---目标成分（摩尔分数）0.1~0.9 纯化---目标成分（摩尔分数）>0.9回收率：分离过程中损失量的多少。

根据分离目的和经济价值要求回收率，通常1％以上常量组分回收率要求大于99％，痕量组分要求大于90％或95％。

标准加入法或标准样品法测定分离因子：两组分被分离的程度，A 目标成分，B 共存组分，则A 对B 分离因子为：回收率相差越大，分离效果越好。

分离前后两者的比例相差越大，分离效果越好。

富集倍数：通过分离将目标组分在样品中的摩尔分数提高的一个过程，基体组分摩尔分数降低。

富集对象通常都是含量百万分之几以下的微量和痕量组分，富集倍数视样品中组分的最初含量和后续分析中的检测技术的灵敏度高低而定。

2、热力学过程自发进行的方向判断：自由能变化B B AA B A B A Q Q Q Q R R S ,0,0,//==基体成分的回收率目标成分的回收率富集倍数=%1000⨯=Q QR化学势：物质迁移的动力和方向浓差扩散的原因：由于化学势的高低引起的。

浓差扩散是从浓度高的向浓度低的移动，极限达到平衡状态。

混合熵：相律： F ＝C －P ＋2＝1－P ＋2＝3－P3、动力学塔板高度的概念和意义：区带扩展指标XH 2σ=塔板数：HX N =222⎪⎭⎫ ⎝⎛==σσX X N分辨率(分离度)：两组分分离成功的最重要的指标是分辨率Rs 。