第四章+沉淀

第四章沉淀

4-1 水和废水处理的主要单元方法

沉淀是水中固体颗粒通过颗粒与水的密度差，在重力作用下与水分离的过程，是水和污水处理中一种常见的工艺。沉淀所能去除的颗粒尺度在20~100μm以上，水中的胶体物质需先经混凝处理后才能经固液分离操作去除。

4.1.1 沉淀的功能及基本类型

1、沉淀和澄清在水处理中的功能

（1）给水处理

沉淀分离经混凝过程产生的絮体，常采用澄清池以得到澄清的出水，是饮用水处理的一个重要环节，要求浊度<20°

（2）城市污水处理

一级处理的主要工艺（沉砂、初沉池），控制处理效果。

二级处理中：①作为预处理单元，减轻生物负荷。

②作为二沉池，分离生物处理过程产生的污泥，得到澄清出水

③作为浓缩池，降低污泥的含水率，减小其体积，以便于进一步处理处置。

（3）工业废水中

作用多样，预处理，中间处理及最终处理均可采用。一般与混凝工艺联用。

（4）在污水灌溉和氧化塘处理之前

——去除粗大悬浮颗粒，稳定水质。

——去除寄生虫卵和堵塞土壤孔隙的物质。

2、沉淀的类型

根据沉淀物质的性质、絮凝性、浓度分为四类。

（1）自由沉淀（discrete settling）

颗粒在沉淀过程中呈离散状态，其尺寸、质量、形状均不改变，下沉不受干扰。非絮凝性颗粒、浓度低、颗粒间无絮凝。

颗粒独立完成沉淀过程，其物理性质（形状、大小、比重）不发生变化→颗粒沉速不变。发生在沉砂池及沉淀池的前期沉淀过程

（2）絮凝沉淀（flocculation settling）

沉淀过程中，颗粒的尺寸、质量随深度增加而增大，沉速相应提高。

絮凝性颗粒、浓度较低、颗粒间发生絮凝；沉淀过程中其物理性质发生变化→颗粒沉速度加快；发生在水处理沉淀池、污水处理初沉池后期及二沉池的前期沉淀过程。

（3）成层沉淀（zone settling）

又叫拥挤沉淀。颗粒在水中的浓度较大，下沉过程中彼此干扰，形成清水与浑水的明显界面并逐渐下移。

絮凝性颗粒、浓度较高（矾花浓度≥ 2~3g/L、活性污泥浓度≥1g/L ）、颗粒间发生絮凝；沉淀过程中颗粒间相互干扰并形成网格状绒体共同下沉→形成清水浑水界面（界面的沉降）；发生在沉淀池后期沉淀过程。

（4）压缩沉淀（compress settling）

颗粒在水中的浓度增高到颗粒相互接触并部分地受到压缩物支撑。发生于沉淀池底及浓缩池中。

絮凝性颗粒、浓度极高；沉淀过程中颗粒结成块状，相互接触、相互支撑、相互挤压；发生在沉淀池后期沉淀过程及污泥浓缩池中。

4.1.2 沉淀试验及沉淀曲线分析

1、沉淀理论

颗粒在水中的沉降速度是颗粒重力与浮力双重作用的结果，可认为受四个因素的影响： ()ρμρ,,,s d f u =

（1）沉速公式

通常采用stokes 公式描述水中颗粒的自由沉降（推导从略）

①层流区： 2181gd u s μ

ρ

ρ?=

该公式适用于d ≤0.1mm ，10-4

②过度区： ()d g u s 3

1

22

2254??

??????

?????=μρρρ 该公式适用于0.1

③紊流区： gd u s ρ

ρ

ρ?=82

.1 该公式适用于500≤Re<104的情况。

Stokes 公式仅适用于分析沉淀的影响因素，工程实践中属于自由沉淀的非常少。 利用上述公式计算时，可先假定一个Re 区，计算出u 后带入Re 定义式进行校核，若不符合假定，则重复上述步骤计算，直至符合为止。

（2）计算示例

例：油珠直径为80μm ，密度为0.8g/cm 3，水温20℃，计算油珠在水中的上升速度。 解：已知 d=0.008m ，20℃时μ=0.0101g/cm 3·s 。计算得：u=0.0691cm/s 。

运动粘滞系数ν=0.0101cm 2/s ，带入Re 定义式可得：

10547.0Re <==

ν

ud

符合假定，计算所得u 正确。

2、沉淀试验及沉淀曲线分析

——作用：用于分析静置沉淀；确定水中悬浮颗粒的沉降特性 （1）自由沉淀试验

自由沉淀一般采用单筒沉淀柱试验确定悬浮颗粒的沉降特性。 1）试验装置

2）试验方法

沉淀柱有效水深H ，悬浮物原始浓度为C 0。在时间t 1时从水深H 处取样测得C 1，则认为沉速大于u 1（H/t 1）的颗粒均已通过H ，残余颗粒必然具有小于u 1的沉速，则沉速小于u 1的颗粒与全部颗粒的比例x 1=C 1/C 0。在时间t 2、t 3......时重复试验，可得出对应的u 2、u 3......和x 2、x 3......，将这些数据整理可绘出图4-1-2（粒度分布曲线）。 3）沉淀效率η的求取

设要求的最小沉速为u 0，则u ≥u 0的颗粒在t 0时可全部去除，而u

000u u

t u ut H

h

=

=

故u

?=0

00

011x udx u x η

上式中第一项由u 0求得，第二项对粒度分布曲线图解积分求得。 （2）絮凝沉淀（自学）

1）试验装置 2）试验方法

3）η-t 曲线，等效沉淀曲线

（3）拥挤沉淀（高浓度悬浮液的沉淀试验） 1）形成拥挤沉淀的条件

——浓度：矾花 2~3g/L；活性污泥 1g/L；泥砂 5g/L。

——颗粒间的粒度差异：d max/d min<6

2）沉淀特征

——分为四个层：澄清液层、受阻沉降层、过度层、压缩层

——清水与固体有清晰界面，该界面等速下降

——压缩区内部自上而下，沉速递减

——沉淀过程中，清水区高度不断增加

3）沉淀曲线（界面高度与时间的关系）

4）研究拥挤沉淀的方法

——利用沉淀过程线分析：Kynch法、Fitch法；

——建立沉速—浓度函数关系v=f（C）（多筒试验）：固体通量法、吉冈法。

4.1.3 理想沉淀池效率分析

上述介绍的均为静置沉淀，与实际沉淀过程是有差别的。为了描述实际的沉淀过程，提出了“理想沉淀池”的概念。 1、假设条件

理想沉淀池有平流式、竖流式和辐流式三种，其基本假定是一致的。

（1）污水在池内沿水平方向作等速流动，水平流速为v ，从入口到出口的流动时间为t ；

（2）在入流区，颗粒沿截面均匀分布并处于自由沉淀状态，颗粒的水平分速等于水平流速v ；

（3）悬浮物以等速下沉；

（4）颗粒一碰到池底即认为被去除 2、推导

以平流式理想沉淀池为例

平流式理想沉淀池

（1）截留速度：0

0t H u =

在一定条件下，沉淀过程中可被全部去除的颗粒所具有的最小沉速（m/h ）。

（2）表面负荷率（q 0）

单位时间内、单位沉淀池表面积所处理的水量（m 3/m 2.d ） 水平流速：HB

Q

v =

因：

L

vH

u u H v L =

?=00 可得：

A

Q

q BL Q u ===

00 式中：q 0——表面负荷率或过流率（m 3/m 2·h ）。 3、公式的物理意义

颗粒在沉淀池中的截留速度刚好等于单位时间单位面积上流过的水量，为沉淀池的设计提供了理论依据。

若定义：具有沉速u i

0q u u u i i i ==

η 说明ηi 与水深、沉淀时间、水平流速、池长无关。（Hazen 理论） a ．若ηi 一定，则u i 增大，q 0增大；q 0一定，则u i 增大，ηi 增加 b ．若Q 一定、u i 一定，则A 增加，ηi 增加；

Q 、u i 一定时，对相同体积的池子，H 减小，则A 增大，ηi 增加。

Hazen 理论提供了提高沉淀池效率的依据。 4、实际沉淀池与理想沉淀池的差别

根据上面对理想沉淀池的分析可知，水中悬浮颗粒的沉淀效率与水深、沉淀时间、水平流速、池长无关。但是，实际沉淀池与理想沉淀池是有区别的。因此，在实际沉淀池中，这些无关因素就变得有关了，使得实际沉淀池的沉淀效率较理想沉淀池低。实际沉淀池与理想沉淀池的差别如下： （1）水的流动状态

短流：实际的平均停留时间较理想的短，称为短流现象。短流的存在，使池子的容积利用率降低。

引起短流的原因:

——流速分布不均匀（深度方向流速分布不均无影响，宽度方向流速分布不均影响沉淀效率（推导从略））

——进出口配水的不均匀，造成死区；

——异重流:由于密度不同产生的分层流动现象。

密度(进水中悬浮物含量与池中水不相同)

温度(温度差引起的密度不同)

——池子的构造:如转弯处易形成死区。

紊流：进水时产生射流，如穿孔墙孔眼流速为0.1～0.2m/s

（2）其它因素

——池深:絮凝效果；防止已沉颗粒冲刷上浮

——沉淀时间:絮凝沉淀。

因此，设计沉淀池时，除了对表面负荷率有要求外，还对停留时间、池深、进出水构造、排泥方式等均有要求。通常，对于静置沉淀得出的试验结果，在用于设计时还需考虑一定的安全系数。一般在设计时：

q设=q0/1.25~1.75，T=（1.5~2.0）T0。

4-2 沉淀工艺及其设计

4.2.1 沉砂池（Grit Chamber）

1、去除对象、作用、工作原理及类型

去除对象：从污水中分离比重较大的无机颗粒，分离有机颗粒和无机颗粒，便于分别处理和处置。去除废水中比重远大于≥1的可沉降无机固体颗粒（砂粒、煤渣等，一般比重大于2.65，粒径为0.2mm）。

主要作用：保证后续处理构筑物的正常运行。

基本原理：重力分离。控制水流速度在一定范围内，以仅使无机颗粒下沉而有机颗粒随水流出。

设置位置：泵站前、倒虹管前、沉淀池前

主要类型：竖流式（目前很少应用）、平流式、曝气沉砂池、多尔沉砂池、旋流沉砂池等。

2、设计原则及主要工艺参数

（1）设计原则

◆城市污水处理厂一般均设，工业废水处理视具体情况定。

◆一般不少于两个（隔），并联运行。

◆按最大流量或最大泵组合流量设计。

◆以机械排砂方式为主，也可采用重力排砂方式（但管线应尽可能短）。

（2）主要工艺设计参数

沉砂量（X）：按每106m3废水沉砂30m3计，其含水率为60%，容重为1500kg/m3。

沉砂斗容积：按2日沉砂量计。贮砂斗壁与水平面的倾角不小于55o。排砂管直径不小于DN200。

超高：不小于0.3m。

颗粒沉速u：考虑水流扰动，按下式计算。

2、平流式沉砂池

最为常用，构造简单，截留效果好、工作稳定、排渣方便。

（1）构造形式

一个加宽了的明渠，两端设闸阀以控制水流。多为平顶堰溢流出水，设有1~2个贮砂斗，下接排砂管。重力排砂。

排渣方式:排砂管 +底阀（螺旋推进器，射流器）

刮板

抓斗

（2）设计要求和工艺参数:

两座以上并联

水平流速v0.15~0.3 m/s

停留时间T30~60s

有效水深h0.25~1.0m <1.2m

池宽(每格)B≥0.6m

砂斗与水平面夹角 α≮55°

超高≥0.3m

排砂管径≥Φ200mm

平流式沉砂池

（3）工艺设计 按水平流速与停留时间

a ．池长（m ） L = vt 式中：v—设计水平流速，m/s t—停留时间，s

b ．池侧面积A ： v

Q A max

=

（m 2）； 式中：Q max —最大设计流量，m 3/s

c ．池宽B ： 2

h A

B =（m ）； 式中：h 2—设计有效水深，m

d ．贮砂斗容积V ： 6

max 10

86400

????=

Z K T X Q V （m 3）； 式中：X—城市污水的沉砂量，一般为30m 3/106m 3（污水）； T—排砂时间间隔（d ）； K Z —生活污水量的总变化系数；

e ．池高H ： 321h h h H ++=（m ）

式中：h 1—超高，m

h 2——贮砂斗高度（m ）； f ．核算最小流速v min ： min

1min

min .W n Q v =

（m/s ）；

式中：Q min —设计最小流量，m 3/s n1—最小流量时工作的沉砂池数

W min —最小流量时沉砂池中的水流断面面积（m 2）。

3、曝气沉砂池 (Aerated Grit Chamber)

常用沉砂设备

截留效果好，工作稳定，构造简单，投资省，维护管理方便。

沉淀杂质中挟带有较多有机成分，易于腐化而不利于进一步处理和处置。

功能：解决普通沉砂池截留的沉砂中夹带有机物和被有机物包裹的砂粒截留效果不好的问题。

曝气的作用：使有机颗粒处于悬浮状态；产生剪切力，促使砂粒相互摩擦，去除包裹的有机物，得到较为纯净的无机颗粒（曝气沉砂池沉碴中有要物含量仅5％左右，不易腐败）；具有预曝气、脱臭、防止厌氧分解、除泡等作用。 水流状态：池中污水呈螺旋状前进

曝气沉砂池

（1）构造形式 见图。

（2）主要设计参数

水平流速v 0.08~0.12m/s ；

旋流速度v 旋 0.25~0.4m/s ；

停留时间T 1~3min(最大流量时)，通常4~6min ； 有效水深H 2~3 m ； 有效宽/深比 1~1.5；

空气量 0.2 m 3气/m 3水 或 3~5

m 3气/m 2池表面积·h ； 穿孔曝气管 孔径2.5~6mm ，距池底0.6~0.9m ； （3）工艺设计计算

a ．总容积V ： 60max ??=t Q V （m 3）；

b ．过水断面面积A ： 1

max

v Q A =

（m 2）； c ．池宽B ： 2

h A

B =

（m ）； d ．池长L ： A

V

L =

（m ）； e ．每小时需气量q ： d A q ?=。

4.2.2 沉淀池（Sedimentation tank，settling tank，clarifier）

沉淀池是一种主要的固液分离构筑物。在生物处理工艺中起预处理作用的沉淀池称为初沉池，生物处理后起澄清出水和浓缩污泥的称为二沉池。除在生物处理中作为固液分离的主要构筑物外，在别的工艺中也常作为固液分离的主要构筑物。

1、去除对象、作用及工作原理

去除对象：水和废水中比重略大于≥1的可沉降SS颗粒（SS去除达40%~70%、去除不溶性BOD5 20%~40%。

主要作用：根据在处理工艺中的位置不同，发挥不同的作用。

水处理：混凝沉淀池—泥水分离、澄清出水。

废水处理：初沉池—去除SS，减轻后续处理工艺负担

二沉池—泥水分离、澄清出水。

基本原理：重力分离。控制流态和速度。

2、类型

（1）按功能分

混凝沉淀池：位于混凝（混合、反应池）处理工艺之后，并为其不可缺少的组成部分，用于絮体的分离、浓缩及澄清出水。

初沉池（初次沉淀池）：位于生物处理构筑物之前，用于去除SS。

二沉池（二次沉淀池）：位于生物处理构筑物之后，并为其不可缺少的组成部分，用于泥水分离、浓缩污泥、澄清出水。

（2）按水流分

一般将沉淀池分为四种：

（1）平流式沉淀池（单向水平流动、矩形）；（2）辐流式沉淀（辐射水平流动、园形）；（3）竖流式沉淀池（上向垂直流动、园、方、正多边形）；（4）斜流式沉淀池（斜向流动、矩形）。

3、沉淀池的基本组成及其功能

沉淀池构造根据功能分为五个区：

（1）进水区—均匀布水、集水，以使水流均匀地流过沉淀区，保证沉淀池中水流的稳定性。

（2）出水区—均匀出水（目的同上），阻拦浮渣

（3）沉淀区—沉淀发生的主场所，是SS与废水分离的区域。

（4）污泥区—沉淀污泥贮存、浓缩和排出的区域。

（5）缓冲区—分隔沉淀区和污泥区的增设水层，以保证沉淀颗粒不因水流扰动而再行返回废水中。

4、平流式沉淀池（horizontal flow Sedimentation Tank）

（1）构造形式

平流式沉淀池

多斗式沉淀池

——进水区整流、布水构造：均匀布水、消能、防止短流、异重流及冲刷污泥横向潜孔 + 挡板

竖向潜孔 + 挡板

穿孔花墙

——出水区构造：均匀集水、拦截漂浮物、防止短流、沟流，定容。薄壁（平顶）堰、锯齿堰、淹没式孔口出流。

出水区构造

——堰：控制池内水位，均匀出水；须保证单位堰长上溢流量相等(堰顶严格水平)，且不宜过大，否则滞泥。若单宽流量不能满足，应增大堰长。增加堰长的方法举例。

——集泥、贮泥: 设泥斗：

多斗式；

单斗式：刮泥机（链带式刮泥机）；

——排泥: 重力（静压）排泥

排泥管、吸泥车、排泥井

沉淀池增加堰长的方法

排泥管设置方式

（2）主要设计参数

控制沉淀效率的工艺参数：表面负荷率（截留速度）

沉淀时间

——通过试验获得:q设 = qo/（1.25～1.75）

t设 = （1.5~2.0）t0→有效水深H ——经验（常用）：见表。

城市污水沉淀池设计数据

沉淀池类型沉淀时间（h）

表面负荷率

（m3/m2.h）每人每日污

泥量（g）

污泥含水率

（%）

初次沉淀池 1.0~2.0

1.5~3.0

14~27

95~97 生物膜法后 1.5~2.5 1.0~2.0 7~19 96~98

二次沉

淀池活性污泥法后 1.5~2.5 1.0~1.5 10~21 99.2~99.6 考虑布水均匀，减小紊流，增大稳定性:

水平流速：≯5mm/s；3~5mm/s；

表面负荷率（q S）：1~3m3/m2.h

有效水深（h2 ）：2~3m（即沉淀区水深）

停留时间（ t ）：1.0~3.5h（视功能而定）

沉淀池长度（ L ）：30~50m

沉淀池宽度（ B ）：5~10m

长宽比（ L/B ）：>4（一般控制在4~5）

长深比（ L/h ）：控制在8~12

出流堰上负荷率：初沉池<2.9l/s.m 二沉池≯ 1.7l/s.m；

超高≮0.3m，有效水深宜2~4m；

池数n≥2；

贮泥斗容积：初沉池一般≯2日污泥量；二沉池一般≯2小时污泥量；

排泥水头：静压排泥时，初沉池静水压头≮1.5m，二沉池在生物膜法后应≮1.2m，

曝气池后≮0.9m。

（3）设计计算

工艺参数及基本要求：

表面积（A）：A=Q max/qS（m2）；

有效水深（h2）：h2=qSt（m）；

沉淀区有效容积（ V ）：V=Ah2 =Q max t （m3）；

沉淀区长度（ L ）：L= vt（m）；

沉淀池宽度（ B ）：B=A/L（m）；

总长度（L S ）：L S=l1+L+l2（m）；

总高度（ H ）：H=h1+h2+h3+h4（m）。

5、竖流式沉淀池（vertical flow ST ）

（1）构造形式

平面多为圆形或正方形，D(或边取)<10m（若太大有什么问题），一般4~7m。

中心管进水（设反射板）；

池周设薄壁或锯齿堰出水，D>7m时考虑设辐射式出水槽；浮渣问题？

进水口以上为沉淀区，以下缓冲、浮泥区（泥斗）。

排泥:静水压力，排泥管。

竖流式沉淀池

（2）沉淀效率

竖流沉淀池的表面负荷率 =上升流速v；

u>v(去除)沉下 u

对自由沉淀 去除率低于基本类型；

分析化学课后习题答案 第七章

第七章重量分析法和沉淀滴定法 思考题 1.沉淀形式和称量形式有何区别试举例说明之。 答：在重量分析法中，沉淀是经过烘干或灼烧后再称量的。沉淀形式是被测物与沉淀剂反应生成的沉淀物质，称量形式是沉淀经过烘干或灼烧后能够进行称量的物质。有些情况下，由于在烘干或灼烧过程中可能发生化学变化，使沉淀转化为另一物质。故沉淀形式和称量形式可以相同，也可以不相同。例如：BaSO4,其沉淀形式和称量形式相同，而在测定Mg2+时，沉淀形式是MgNH4PO4·6H2O，灼烧后所得的称量形式却是Mg2P2O7。 2．为了使沉淀定量完全，必须加人过量沉淀剂，为什么又不能过量太多 答：在重量分析法中，为使沉淀完全，常加入过量的沉淀剂，这样可以利用共同离子效应来降低沉淀的溶解度。沉淀剂过量的程度，应根据沉淀剂的性质来确定。若沉淀剂不易挥发，应过量20%~50%；若沉淀剂易挥发，则可过量多些，甚至过量100%。但沉淀剂不能过量太多，否则可能发生盐效应、配位效应等，反而使沉淀的溶解度增大。 3．影响沉淀溶解度的因素有哪些它们是怎样发生影响的在分析工作中，对于复杂的情况，应如何考虑主要影响因素 答：影响沉淀溶解度的因素有：共同离子效应，盐效应，酸效应，配位效应，温度，溶剂，沉淀颗粒大小和结构等。共同离子效应能够降低沉淀的溶解度；盐效应通过改变溶液的离子强度使沉淀的溶解度增加；酸效应是由于溶液中H+浓度的大小对弱酸、多元酸或难溶酸离解平衡的影响来影响沉淀的溶解度。若沉淀是强酸盐，如BaSO4，AgCl等，其溶解度受酸度影响不大，若沉淀是弱酸或多元酸盐[如CaC2O4、Ca3(PO4)2]或难溶酸（如硅酸、钨酸）以及与有机沉淀剂形成的沉淀，则酸效应就很显着。除沉淀是难溶酸外，其他沉淀的溶解度往往随着溶液酸度的增加而增加；配位效应是配位剂与生成沉淀的离子形成配合物，是沉淀的溶解度增大的现象。因为溶解是一吸热过程，所以绝大多数沉淀的溶解度岁温度的升高而增大。同一沉淀，在相同质量时，颗粒越小，沉淀结构越不稳定，其溶解度越大，反之亦反。综上所述，在进行沉淀反应时，对无配位反应的强酸盐沉淀，应主要考虑共同离子效应和盐效应；对弱酸盐或难溶酸盐，多数情况应主要考虑酸效应，在有配位反应，尤其在能形成较稳定的配合物，而沉淀的溶解度又不太大时，则应主要考虑配位效应。 4．共沉淀和后沉淀区别何在它们是怎样发生的对重量分析有什么不良影响在分析化学中什么情况下需要利用共沉淀 答：当一种难溶物质从溶液中沉淀析出时，溶液中的某些可溶性杂质会被沉淀带下来而混杂于沉淀中，这种现象为共沉淀，其产生的原因是表面吸附、形成混晶、吸留和包藏等。后沉淀是由于沉淀速度的差异，而在已形成的沉淀上形成第二种不溶性物质，这种情况大多数发生在特定组分形成稳定的过饱和溶液中。无论是共沉淀还是后沉淀，它们都会在沉淀中引入杂质，对重量分析产生误差。但有时候利用共沉淀可以富集分离溶液中的某些微量成分。 5．在测定Ba2+时，如果BaSO4中有少量BaCl2共沉淀，测定结果将偏高还是偏低如有Na2S04、Fe2(SO4)3、BaCrO4共沉淀，它们对测定结果有何影响如果测定S042-时，BaSO4中带有少量BaCl2、Na2S04、BaCrO4、Fe2(S04)3，对测定结果又分别有何影响 答：如果BaSO4中有少量BaCl2共沉淀，测定结果将偏低，因为M BaO＜M BaSO4。如有Na2S04、Fe2(SO4)3、BaCrO4共沉淀，测定结果偏高。如果测定S042-时，BaSO4中带有少量BaCl2、Na2S04、BaCrO4、Fe2(S04)3，对测定结果的影响是BaCl2偏高、Na2S04偏低、BaCrO4偏高、Fe2(S04)3偏低。 6．沉淀是怎样形成的形成沉淀的性状主要与哪些因素有关其中哪些因素主要由沉淀本质决定哪些因素与沉淀条件有关

第七章 沉淀溶解平衡和沉淀滴定法习题及答案

第七章 沉淀溶解平衡和沉淀滴定法习题 1.是非判断题 1-1 CaCO 3和PbI 2的容度积非常接近，皆约为10-8，故两者饱和溶液中，Ca 2+及Pb 2+离子的浓度近似相等。 1-2用水稀释AgCl 的饱和溶液后，AgCl 的溶度积和溶解度都不变。 1-3只要溶液中I -和Pb 2+离子的浓度满足[c(I -)/c θ]2·[c(Pb 2+)/c θ]≥K SP (PbI 2)，则溶液中必定会析出PbI 2沉淀。 1-4在常温下，Ag 2CrO 4和BaCrO 4的溶度积分别为2.0×10-12和1.6×10-10，前者小于后者，因此Ag 2CrO 4要比BaCrO 4难溶于水。 1-5 MnS 和PbS 的溶度积分别为1.4×10-15和3.4×10-28，欲使Mn 2+与Pb 2+分离开，只要在酸性溶液中适当控制pH 值，通入H 2S 。 1-6为使沉淀损失减小，洗涤BaSO 4沉淀时不用蒸馏水，而用稀H 2SO 4。 1-7一定温度下，AB 型和AB 2型难溶电解质，容度积大的，溶解度也大。 1-8向BaCO 3饱和溶液中加入Na 2CO 3固体，会使BaCO 3溶解度降低，容度积减小。 1-9 CaCO 3的容度积为2.9×10-9，这意味着所有含CaCO 3的溶液中，c(Ca 2+)=c(CO 32-)，且 [c(Ca 2+)/c θ][c(CO 32-)/c θ]=2.9×10-9。 1-10同类型的难溶电解质，K sp θ较大者可以转化为K sp θ较小者，如二者K sp θ 差别越大，转化反应就越完全。 2.选择题 2-1在NaCl 饱和溶液中通人HCl(g)时，NaCl(s)能沉淀析出的原因是 A.HCl 是强酸，任何强酸都导致沉淀 B.共同离子Cl-使平衡移动，生成NaCl(s) C.酸的存在降低了()K NaCl SP 的数值 D.()K NaCl SP 不受酸的影响，但增加Cl-离子浓度，能使()K NaCl SP 减小 2-2对于A 、B 两种难溶盐，若A 的溶解度大于B 的溶解度，则必有 A.()()sp sp K A K B θθ> B.()()sp sp K A K B θθ< C.()()sp sp K A K B θθ ≈ D.不一定 2-3已知CaSO 4的溶度积为2.5×10-5，如果用0.01 mol ·L -1的CaCl 2溶液与等两的Na 2SO 4溶液混合，若要产生硫酸钙沉淀，则混合前Na 2SO 4溶液的浓度（mol ·L -1）至少应为 A.5.0×10-3 B.2.5×10-3 C.1.0×10-2 D.5.0×10-2 2-4 AgCl 与AgI 的sp K θ 之比为2×106，若将同一浓度的Ag +（10-5 mol ·L -1）分别加到具有相同氯离子和碘离子（浓度为10-5 mol ·L -1）的溶液中，则可能发生的现象是 A. Cl -及I -以相同量沉淀 B. I -沉淀较多 C. Cl -沉淀较多 D.不能确定

《分析化学》第七章沉淀滴定法

广东省高级技工学校文化理论课教案（首页）（代号A——3）

【组织教学】 1、师生互致问候语 2、考勤、组织教学。 【导入】 用于沉淀滴定法的沉淀反应必须符合下列几个条件： 1．生成的沉淀应具有恒定的组成，而且溶解度必须很小； 2．沉淀反应必须迅速、定量地进行； 3．能够用适当地指示剂或其他方法确定滴定地终点。 其中，银量法应用较为广泛，根据滴定方式、滴定条件和选用指示剂的不同，将银量法分为莫尔法、佛尔哈德法及发扬司法，本次课程主要学习这三类方法，并通过习题巩固本章知识点。 【课堂教学】 7.4沉淀滴定法 7.4.1摩尔法（Mohr）－用铬酸钾作指示剂AgNO 3 滴定NaCl 1.原理：Ag+ + Cl- = AgCl↓（白色）—滴定反应 Ag+ + CrO 42- = Ag 2 CrO 4 ↓(砖红色 ) —指示剂反应 计量点时：[][] 4.7 10 Ag Cl +-- ==＝1.25?10－5mol/L 2.指示剂浓度：K 2CrO 4 的最佳浓度为5.0?10-3mol/L3. pH：最宜范围为6.5-10.5（中 性或弱碱性）. 4.适用范围：直接滴定Cl-、Br－。 5．干扰：凡能与CrO 4 2-或 Ag+生成沉淀的离子都干扰测定。如：Ba2+、Pb2+、Hg2+以 及PO 43-、AsO 4 3-、S2-、C 2 O 4 2-等。

7.4.2佛尔哈德法（Volhard）－铁铵矾（NH 4Fe（SO 4 ） 2 ）作指示剂1.直接滴定法 －在硝酸介质中，用NH 4 SCN标准溶液滴定Ag+。（1）原理：Ag++ SCN- = AgSCN↓（白）滴定反应 Fe3+ + SCN- = FeSCN2+（红）指示剂反应 （2）溶液酸度控制在0.1-1mol/L之间 （3）Fe3+浓度一般控制在0.015 mol/L 2．返滴定法－测定鹵素离子（1）优点：选择性高。 （2）缺点：终点时，过量的SCN-易使下列反应发生： AgCl + SCN－＝AgSCN+ Cl– 所以，溶液出现的红色不稳定，随着不断地摇动溶液，红色又逐渐消失，得不到正确的终点。 解决措施：分离AgCl沉淀 b.用有机溶剂将AgCl沉淀表面覆盖，使其不与溶液接触。 C．提高Fe3+的浓度以减小终点时SCN－的浓度，从而减小滴定误差。 7.4.3法扬司法（Fajans）－吸附指示剂吸附指示剂是一类有机燃料，当它被吸附在胶粒表面之后，可能是由于形成某种化合物而导致指示剂分子结构的变化，因而引起颜色的变化。 AgNO 3 滴定Cl－，用荧光黄作指示剂。HFI＝H＋＋FI－ AgCl?Ag＋＋ FI－（黄绿色）＝AgCl?Ag＋?FI－（淡红色） 注意： （1）应尽量使沉淀的比表面大一些。 （2）被滴定离子的浓度不能太低 （3）避免在强的阳光下进行滴定。

第三章沉淀反应技术

第三章沉淀反应技术 （Precipitation reacti on technique） 一、概述 可溶性抗原（如细菌浸出液、含菌病料浸出液、血清以及其他来源的蛋白质、多糖质、类脂体等）与其相应的抗体相遇后，在电解质参与下，抗原抗体结合形成白色絮状沉淀，出现白色沉淀线，此种现象称为沉淀反应。沉淀反应中的抗原叫沉淀原（precipitinogen）,与沉淀原发生反应的抗体称为沉淀素（precipitin）。沉淀反应的发生机制与凝集反应基本相同。不同之点是：沉淀原分子小，单位体积内总面积大，故在定量试验时，通常稀释抗原。 沉淀反应主要包括有环状沉淀反应、絮状沉淀反应和琼脂扩散反应。 环状沉淀反应是最早的沉淀反应，目前在链球菌的分类、鉴定，昆虫吸血性能及所吸血液来自何种动物的鉴别，肉品种属鉴定及炭疽尸体与皮张的检验工作中仍然应用。主要是用已知的抗体诊断未知的抗原。 絮状沉淀反应是将抗原与血清在试管内混合，在电解质存在的情况下，抗原抗体复合物可形成混浊沉淀或絮状沉淀凝聚物，此法通常用于毒素与抗毒素的滴定。 琼脂凝胶免疫扩散（Agar－gel immunodiffusion）是沉淀反应的一种形式，是指抗原抗体在琼脂凝胶内扩散，特异性的抗原抗体相遇后，在凝胶内的电解质参与下发生沉淀，形成可见的沉淀线。这种反应简称琼脂扩散。 抗原抗体扩散使用的凝胶种类很多，除琼脂外还有明胶、果胶、聚丙烯酰胺等，因此总的名称叫免疫扩散（Immunodiffusion 简写为ID）。琼脂扩散是免疫扩散中的一种方法。 琼脂扩散的原理是：物质自由运动形成扩散现象，扩散可以在各种介质中进行。我们所使用的1％～2%的琼脂凝胶，琼脂形成网状构架，空隙中是98％~99%的水，扩散就在此水中进行。1％~2%琼脂所形成的构架网孔较大，允许分子量在20万以下甚至更大些的大分子物质通过，绝大多数可溶性抗原和抗体的分子量在20万以 ? 1 ?

第三章离心技术与离心机习题参考答案

第三章离心技术与离心机习题参考答案 一、名词解释 1.离心现象：物体远离圆心运动的现象称为离心现象,也叫离心运动。 2.重力沉降：液体中的微粒受重力的作用，较重的微粒下沉与液体分开，这个现象称为重力沉降。 3.沉降速度：在强大离心力的作用下，单位时间内物质的运动的距离。 4.扩散现象：在介质中，扩散是由于微粒的热运动而产生的质量迁移现象,主要是由于密度差引起的，这种现象称为扩散现象。 5.解释R?C?F：相对离心力，是指在离心力场中，作用于颗粒的离心力相当于地球重力的倍数，单位是重力加速度“g” 6.解释沉降系数：是指颗粒在单位离心力场作用下的沉降速度，其单位为秒。 7.K系数：是用来描述在一个转子中，将粒子沉降下来的效率。也就是溶液恢复成澄清程度的一个指标。 8.最大转速：指离心转头可达到最大转速，单位是rpmo 9.最大离心力：指离心机可产生的最大相对离心力场R?C?F,单位是g。 10.最大容量：指离心机一次可分离样品的最大体积，通常表示为mXn。 11.调速范围：也叫转速设置范围，指离心机转头转速可调整的范围。 12.温度控制范围：指离心机工作时可控制的样品温度范围。 13.工作电压：一般是指离心机电机工作所需的电压。 14.电源功率：通常是指离心机电机的额定功率。 二、选择题 [ASUS] 1. B 2?C 3?B 4. C5?A 6?C 7?B 8? A 9. C 10?A 11. A 12. C 13. C 14. C 15. D 16. B 17?A 18. A 19. B 20. A 21. D 22. E 23. D 24. C 25. C 26. B 27. C 28. B 29. C 30. A 31. D 32. B

分析化学第七章(重量分析法和沉淀滴定法)答案

重量分析法和沉淀滴定法 思考题 1.沉淀形式和称量形式有何区别？试举例说明之。 答：在重量分析法中，沉淀是经过烘干或灼烧后再称量的。沉淀形式是被测物与沉淀剂反应生成的沉淀物质，称量形式是沉淀经过烘干或灼烧后能够进行称量的物质。有些情况下，由于在烘干或灼烧过程中可能发生化学变化，使沉淀转化为另一物质。故沉淀形式和称量形式可以相同，也可以不相同。例如：BaSO 4 ,其沉淀形式和称 量形式相同，而在测定Mg2+时，沉淀形式是MgNH 4PO 4 ·6H 2 O，灼烧后所得的称量形式却 是Mg 2P 2 O 7 。 2．为了使沉淀定量完全，必须加人过量沉淀剂，为什么又不能过量太多? 答：在重量分析法中，为使沉淀完全，常加入过量的沉淀剂，这样可以利用共同离子效应来降低沉淀的溶解度。沉淀剂过量的程度，应根据沉淀剂的性质来确定。若沉淀剂不易挥发，应过量20%~50%；若沉淀剂易挥发，则可过量多些，甚至过量100%。但沉淀剂不能过量太多，否则可能发生盐效应、配位效应等，反而使沉淀的溶解度增大。 3．影响沉淀溶解度的因素有哪些？它们是怎样发生影响的？在分析工作中，对于复杂的情况，应如何考虑主要影响因素? 答：影响沉淀溶解度的因素有：共同离子效应，盐效应，酸效应，配位效应，温度，溶剂，沉淀颗粒大小和结构等。共同离子效应能够降低沉淀的溶解度；盐效应通过改变溶液的离子强度使沉淀的溶解度增加；酸效应是由于溶液中H+浓度的大小对弱酸、多元酸或难溶酸离解平衡的影响来影响沉淀的溶解度。若沉淀是强酸盐，如BaSO 4 ， AgCl等，其溶解度受酸度影响不大，若沉淀是弱酸或多元酸盐[如CaC 2O 4 、Ca 3 (PO 4 ) 2 ] 或难溶酸（如硅酸、钨酸）以及与有机沉淀剂形成的沉淀，则酸效应就很显著。除沉淀是难溶酸外，其他沉淀的溶解度往往随着溶液酸度的增加而增加；配位效应是配位剂与生成沉淀的离子形成配合物，是沉淀的溶解度增大的现象。因为溶解是一吸热过程，所以绝大多数沉淀的溶解度岁温度的升高而增大。同一沉淀，在相同质量时，颗粒越小，沉淀结构越不稳定，其溶解度越大，反之亦反。综上所述，在进行沉淀反应时，对无配位反应的强酸盐沉淀，应主要考虑共同离子效应和盐效应；对弱酸盐或难溶酸盐，多数情况应主要考虑酸效应，在有配位反应，尤其在能形成较稳定的配合物，而沉淀的溶解度又不太大时，则应主要考虑配位效应。 4．共沉淀和后沉淀区别何在？它们是怎样发生的？对重量分析有什么不良影响？在分析化学中什么情况下需要利用共沉淀？

第4章 沉淀

第4章沉淀 一．填空题 1.颗粒杂质能否在沉淀池中沉淀下来，主要取决于颗粒杂质的和。 2.在水中作沉降运动的颗粒杂质，主要受、、三种力作用。 3.在理想沉淀池沉淀区，表面负荷和在数值上相等。 4.在理想沉淀区的沉淀效率只与有关，当处理水量一定时，沉淀效率只与有关。 5.根据水的流动方向，斜板沉淀方式分为、、、。 6.自我造粒型流化床高效固液分离设备主要由、、、、 5个部分组成 7.浓缩池的深度由、、三部分的高度组成。 二．选择题 1.平流式沉淀池的构造主要分为（）四部分。 A.沉淀区、配水区、进水区和浑水区 B.沉淀区、分离区、配水区和出水区 C.反应区、存泥区、进水区和浑水区 D.沉淀区、存泥区、进水区和出水区 2.设计某一水厂平流沉淀池，一般采用以下参数（）是合适的。 A.沉淀时间90min、有效水深3.2m、长宽比取5、长深比取20 B.沉淀时间45min、有效水深3.2m、长宽比取5、长深比取20 C.沉淀时间90min、有效水深2.5m、长宽比取5、长深比取10 D.沉淀时间4h、有效水深3.2m、长宽比取5、长深比取10 3.平流式沉淀池的处理流量为15000m3/d,水厂自用水量按5%计，颗粒截留沉速为0.7mm/s，其表面负荷约为（）。 A.110m3/(m2·d) B. 600m3/(m2·d) C. 16.8m3/(m2·d) D. 60.5m3/(m2·d) 4.二沉池的功能是（），排除清澈的处理水，对（）进行浓缩，使（）的污泥及剩余污泥达到一定的浓度。 A.去除颗粒物质；活性污泥；污泥处理 B. 有机物和无机物；污水；进入消化池 C. 泥水分离；沉淀污泥；回流到曝气池 D.去除悬浮颗粒；沉淀污泥；初沉池 5.平流沉淀池的水平流速可采用10-25mm/s，水流应避免过多（）。 A.急流 B.转折 C.涡流 D.交叉 6.平流沉淀池宜采用（）配水和溢流堰集水，溢流率一般可采用小于500m3/(m﹒d) A. 穿孔墙 B.导流墙 C.左右穿孔板 D.上下隔板 7.异向流斜管沉淀池宜用于浑浊度长期低于（）度的原水。 A. 1000 B.800 C.300 D.500 8.异向流斜管沉淀池，斜管（）液面负荷，应按相似条件下的运行经验确，一般可采用9-11m3/m2﹒d。 A. 进水区 B. 配水区 C. 沉淀区 D. 出水区 9.异向流斜管沉淀池，斜管设计一般可采用下列数据：管径为25-35mm;斜长为1.0m；倾角为（）。 A. 30° B. 75° C. 45° D. 60° 10.异向流斜管沉淀池，斜管沉淀池的清水区保护高度一般不宜小于（）m;底部配水区高度不宜小于1.5m.. A.1.0 B. 1.2 C. 1.5 D. 0.8 11.同向流斜板沉淀池宜用于浑浊度长期低于（）度的原水。 A.100 B. 200 C. 150 D.300 12. 同向流斜板沉淀池斜板沉淀区液面负荷，应根据当地原水水质情况及相似条件下的水厂运行经验或试验资料确定，一般可采用（）m3/(m2﹒h)。 A.30-40 B. 15-25 C. 10-20 D.20-30 13.同向流斜板沉淀池沉淀区斜板倾角设计一般可采用（）。 A. 30° B. 45° C. 60° D. 40° 14.同向流斜板沉淀池应设均匀（）的装置，一般可采用管式、梯形加翼或纵向沿程集水等型式。 A. 集水 B. 进水 C. 配水 D. 排泥 三．名词解释 1.界面沉降 2.截留沉速 3.拥挤沉淀 4.自由沉淀 5.浅池理论 6.气浮 7. 等浓度面沉降过程线 8.水中造粒 四．简答题 1.理想沉淀池的三个假设？

生化分离工程 第三章 沉淀

第三章沉淀 主要内容 第一节蛋白质表面特性 第二节蛋白质沉淀方法 第一节蛋白质表面特性 蛋白质表面由不均匀分布的荷电基团形成的荷电区、亲水区和疏水区构成。 蛋白质的水溶液呈胶体性质，在蛋造白质分子周围存在与蛋白质分子紧密或疏松结合的水化层。是蛋白质形成稳定的胶体溶液、防止蛋白质凝聚沉淀的屏障之一。 蛋白质沉淀的另一屏障是蛋白质分子间的静电排斥作用。当双电层的电位足够大时，静电排斥作用抵御分子间的相互吸引作用，使蛋白质溶液处于稳定状态。 第二节蛋白质沉淀的方法 盐析沉淀法 等电点沉淀法 有机溶剂沉淀法 非离子型聚合物 聚电解质 多价金属离子 1.盐析法 盐析沉淀法：蛋白质在高离子强度溶液中溶解度降低，发生沉淀的现象。 中性盐：硫酸铵、硫酸钠、柠檬酸钠等 盐析沉淀原理: 由于加入大量的中性盐破坏了蛋白质的水化膜、中和其所带的电荷从而使蛋白质分子聚集而沉淀析出。 蛋白质的盐析行为常用Cohnx经验式表示： lgS=β-K sμ 式中S为蛋白质的溶解度；μ为离子强度；β为常数，与盐的种类无关，但与温度和pH有关；K s 为盐析常数，与盐的种类有关，但与温度和pH无关。 K s分级盐析法：在一定的pH和温度条件下，改变盐的浓度(即离子强度)达到沉淀的目的。 β分级盐析法：在一定的离子强度条件下，改变溶液的pH和温度达到沉淀的目的。 影响盐析的因素 (1)无机盐种类：离子半径小，带电多，电荷密度高的阴离子，盐析效果好。 (2)pH值：pH影响Cohnx方程中的b值，pH值接近蛋白质pI值时，蛋白

质溶解度最小。 (3)温度：T影响Cohn方程中的b值。温度升高，b降低；温度降低，b升高。 分段盐析 不同的蛋白质分子，由于其分子表面的极性基团的种类、数目以及排布的不同，其水化层厚度不同，故盐析所需要的盐浓度也不一样，因此调节蛋白质的中盐浓度，可以使不同的蛋白质分别沉淀。 ?常用的盐析剂是硫酸铵，因为它的盐析能力强，在水中的溶解度大，价格便宜，浓度高时也不会引起蛋白质活性丧失。 ?盐析沉淀的蛋白质仍保持天然构象，即仍有活性。 ?蛋白质用盐析方法沉淀分离后，还需要脱盐才能进一步精提纯。脱盐常用透析法。 透析是将含有小分子杂质的蛋白质溶液装在半透膜（玻璃纸、火绵纸等）制的透析袋里放在缓冲液中进行，可不断更换缓冲液，直至杂质被除去。 2 等电点沉淀 利用蛋白质在pH等于其等电点的溶液中溶解度下降的原理进行沉淀分级的方法称为等电点沉淀法。 不同的蛋白质有不同的等电点，因此通过调节溶液pH到目的蛋白的等电点，可使之沉淀而与其它蛋白质分开，从而除去大量杂蛋白。 沉淀原理：蛋白质在其等电点时溶解度最低。 3 有机溶剂沉淀法 ?有机溶剂沉淀：向含有目标物质的溶液中加入水溶性的有机溶剂(如丙酮，乙醇等)，而使目标物质发生沉淀的方法。 沉淀原理： A 有机溶剂能破坏溶质分子的水化层，降低溶质的溶解度； B 有机溶剂降低水溶液的介电常数，使溶质分子间的静电引力（库仑力）增大，导致溶质的凝集和沉淀。 4 非离子型聚合物 非离子型聚合物：利用一些非离子型的高聚物来沉淀蛋白质的方法。 沉淀原理：可能有降低蛋白质分子表面的水化程度或空间排阻作用

第四章+沉淀

第四章沉淀 4-1 水和废水处理的主要单元方法 沉淀是水中固体颗粒通过颗粒与水的密度差，在重力作用下与水分离的过程，是水和污水处理中一种常见的工艺。沉淀所能去除的颗粒尺度在20~100μm以上，水中的胶体物质需先经混凝处理后才能经固液分离操作去除。 4.1.1 沉淀的功能及基本类型 1、沉淀和澄清在水处理中的功能 （1）给水处理 沉淀分离经混凝过程产生的絮体，常采用澄清池以得到澄清的出水，是饮用水处理的一个重要环节，要求浊度<20° （2）城市污水处理 一级处理的主要工艺（沉砂、初沉池），控制处理效果。 二级处理中：①作为预处理单元，减轻生物负荷。 ②作为二沉池，分离生物处理过程产生的污泥，得到澄清出水 ③作为浓缩池，降低污泥的含水率，减小其体积，以便于进一步处理处置。 （3）工业废水中 作用多样，预处理，中间处理及最终处理均可采用。一般与混凝工艺联用。 （4）在污水灌溉和氧化塘处理之前 ——去除粗大悬浮颗粒，稳定水质。 ——去除寄生虫卵和堵塞土壤孔隙的物质。 2、沉淀的类型 根据沉淀物质的性质、絮凝性、浓度分为四类。 （1）自由沉淀（discrete settling） 颗粒在沉淀过程中呈离散状态，其尺寸、质量、形状均不改变，下沉不受干扰。非絮凝性颗粒、浓度低、颗粒间无絮凝。 颗粒独立完成沉淀过程，其物理性质（形状、大小、比重）不发生变化→颗粒沉速不变。发生在沉砂池及沉淀池的前期沉淀过程

（2）絮凝沉淀（flocculation settling） 沉淀过程中，颗粒的尺寸、质量随深度增加而增大，沉速相应提高。 絮凝性颗粒、浓度较低、颗粒间发生絮凝；沉淀过程中其物理性质发生变化→颗粒沉速度加快；发生在水处理沉淀池、污水处理初沉池后期及二沉池的前期沉淀过程。 （3）成层沉淀（zone settling） 又叫拥挤沉淀。颗粒在水中的浓度较大，下沉过程中彼此干扰，形成清水与浑水的明显界面并逐渐下移。 絮凝性颗粒、浓度较高（矾花浓度≥ 2~3g/L、活性污泥浓度≥1g/L ）、颗粒间发生絮凝；沉淀过程中颗粒间相互干扰并形成网格状绒体共同下沉→形成清水浑水界面（界面的沉降）；发生在沉淀池后期沉淀过程。 （4）压缩沉淀（compress settling） 颗粒在水中的浓度增高到颗粒相互接触并部分地受到压缩物支撑。发生于沉淀池底及浓缩池中。 絮凝性颗粒、浓度极高；沉淀过程中颗粒结成块状，相互接触、相互支撑、相互挤压；发生在沉淀池后期沉淀过程及污泥浓缩池中。

基础化学第四章 沉淀平衡练习答案.

基础化学第四章 习题答案 1、何谓沉淀－溶解平衡？同物质的量的BaCl 2和H 2SO 4混合溶液中，含有哪些离子？这些离子浓度之间存在着哪些关系？ 答：难溶电解质溶解和沉淀速度相等，固体的量和溶液中分子或离子的量不再改变的状态，称为沉淀-溶解平衡。 Ba 2+、Cl -、SO 42-、H +、OH - [Ba 2+/c θ][SO 42-/ c θ]=K sp θ ，[H +][OH -]= K w 等 2、 活度积、溶度积、离子积之间有何区别与联系？ 答：活度积、溶度积指平衡状态下的活度积或浓度积，对给定的难溶电解质其活度积只与温度有关，溶度积不但与温度有关，还和溶液离子强度有关，对于MA 型难溶电解质： θsp A M ap K K =γ?γ- +θ。离子积指任意状态下的浓度积，其值是任意的。 3、 无副反应时，沉淀的溶度积与溶解度有何关系？溶度积小的物质，它的溶解度是否一定小？举例说明。 答：θsp c n m K S n m n m +θ= 不同类型难溶电解质的溶解度不能根据溶度积数值大小直接判断。溶度积小的物质，它的溶解度是不一定小，如Ag 2CrO 4与AgCl 。 4、 除了沉淀物质本性以外，影响沉淀溶解度的主要因素有哪些？ 答：除了沉淀物质本性以外，影响沉淀溶解度的主要因素还有：同离子效应、盐效应、酸效应、配位效应等。 5、判断下列操作中可能发生的反应和现象并予以解释： （1）将少量CaCO 3固体放入稀HCl 中。 （2）将少量Mg （OH ）2放入NH 4Cl 溶液中。 （3）向少量MnSO 4溶液中加入数滴饱和H 2S 水溶液，再逐滴加入2mol ·L -1的氨水。 （4）向盛少量PbS 固体的试管中，滴入H 2O 2溶液。 （5）向盛少量AgCl 沉淀的试管中，滴入KI 溶液。 （6）向盛少量Cu （OH ）2沉淀的试管中，滴入2mol ·L -1NH 3·H 2O 溶液。 答：（1）CaCO 3固体溶解，有无色无味气体产生。

(完整版)第三章细胞生物学研究方法总结

第三章 细胞生物学研究方法 第一节细胞形态结构的观察方法 分辨率： 肉眼0.2mm 光镜0.2μm 电镜0.2nm 一、光学显微镜技术 （light microscopy ） （一）普通复式光学显微镜技术 a ． 光学放大系统：目镜和物镜 光镜 照明系统：光源、折光镜和聚光镜，有时另加各种滤光片 组成 机械和支架系统 b ．分辨率D ：分开两个质点间的最小距离。 0．61 λ 其中： λ为光源波长 D ＝ α为物镜镜口张角 N ·sinα/2 N 为介质折射率 c.普通光镜样品制备： 固定（如甲醛）、包埋（如石蜡）、切片（约5μm）、染色 （二）荧光显微镜技术（fluorescence microscopy 光镜水平对特异蛋白定性定位） 1．FM 包括免疫荧光技术和荧光素直接标记技术 2．不同荧光素的激发光波长范围不同，所以同一样品可以同时用两种以上荧光 素标记。荧光显微镜中只有激发荧光可以成像。 （三）激光共焦点扫描显微镜技术（laser scanning confocal microscopy ） 1．特点：瞬间只用很小一部分光照明，保证只有来自焦平面的光成像，成像清晰 分辨率比普通荧光显微镜提高1.4－1.7倍。 通过改变焦平面位置可以观察较厚样品的内部构造，进行三维重构。 2． 共焦点是指物镜和聚光镜同时聚焦到同一小点。 （四）相差和微分干涉显微镜技术 1．相差显微镜（phase-contrast microscopy ） 光线通过不同密度物质产生相位差，相差显微镜将其变成振幅差。它与普通光镜 的不同是其物镜后有一块“相差板”，夸大了不同密度造成的相位差。 2．微分干涉显微镜（differential －interference microscopy ）——用的是平面偏振光 光经棱镜折射成两束，通过样品相邻部位，再经棱镜汇合，使样品厚度上的微 小 差别转化为明暗区别，使样品产生很强的立体感。 二、电子显微镜技术（electron microscope ） （一）电子显微镜基本知识 1．与光镜的基本区别：电子束作光源、电磁透镜聚焦、镜筒高真空、荧光屏等成像 2．分辨本领与有效放大倍数： 分辨率0.2nm ，比肉眼放大有效放大倍 数 分辨本领指电镜处于最佳状态下的分辨率。 实际情况中，分辨率受样品限制。 3．电子显微镜 电子束照明系统：电子枪、聚光镜 基本构造 成像系统：物镜、中间镜、投影镜等 真空系统：用两级真空泵不断抽气 记录系统：荧光屏或感光胶片成像 （二）主要电镜制样技术介绍

第七章 沉淀溶解平衡和沉淀滴定法答案

第七章 沉淀溶解平衡和沉淀滴定法 习题7-1 Even through Ca(OH)2 is an inexpensive base, its limited solubility restricts its use. What is the pH of a saturated solution of Ca(OH)2? 解： Ca(OH)2(s) 〓 Ca 2+ + 2OH - 平衡 S 2S 4S 3 = 5.5×10-6 S = 1.1×10-2 mol·L -1 pH = 14 -[-lg(2×1.1×10-2 )]=14 -2 + lg2.2 = 12.34 习题7-2 根据θsp K 值计算下列各难溶电解质的溶解度：（1）Mg(OH)2在纯水中，（2）Mg(OH)2在0.010 mol·L -1 MgCl 2溶液中，（3）CaF 2在pH=2的水溶液中。 解： Mg(OH)2 (s ) 〓 Mg 2+ (aq) + 2OH - (aq) 1) Mg(OH)2在纯水中 4S 3 = θsp K = 5.61 ? 10-12 S = 1.12 ? 10-4 mol·L -1 2) Mg(OH)2在0.010 mol·L -1 MgCl 2中 S = 1 2c (OH -) = 12 12 =S = 1.2?10-5mol·L -1 3) CaF 2 (S) + 2H + 〓 Ca 2+ (aq) + 2HF 节平衡时c /(mol·L -1 ) 10-2 S 2S θJ K =θsp K (CaF 2)/θ2a K (HF ) = 1.46 ? 10 -10 / (3.53 ? 10-4 )2 = 1.17 ? 10-3 θJ K = 4S 3 / (10-2 )2 = 1.17 ? 10-3 S = 3.08?10-3 mol·L -1 习题7-3 欲从0.0020 mol·L -1 Pb(NO 3)2溶液中产生Pb(OH)2沉淀，问溶液的pH 值至少为多少？解： Pb 2+ + 2OH - 〓 Pb(OH)2 (s) 0.0020 x 0.0020 · x 2 = 1.42 ? 10-20 x =2.7 ? 10-9 mol·L -1 pH = 14 - [-lg(2.66 ? 10-9 )] = 5.43 习题7-4 下列溶液中能否产生沉淀？（1）0.020 mol·L -1 BaCl 2溶液与0.010 mol·L -1 Na 2CO 3溶

第七章 沉淀溶解平衡和沉淀滴定法习题及答案

第七章 沉淀溶解平衡和沉淀滴定法习题 1.是非判断题 1-1 CaCO 3和PbI 2的容度积非常接近，皆约为10-8，故两者饱和溶液中，Ca 2+及Pb 2+离子的浓度近似相等。 1-2用水稀释AgCl 的饱和溶液后，AgCl 的溶度积和溶解度都不变。 1-3只要溶液中I -和Pb 2+离子的浓度满足[c(I -)/c θ]2·[c(Pb 2+)/c θ]≥K SP (PbI 2)，则溶液中必定会析出PbI 2沉淀。 1-4在常温下，Ag 2CrO 4和BaCrO 4的溶度积分别为×10-12和×10-10，前者小于后者，因此Ag 2CrO 4要比BaCrO 4难溶于水。 1-5 MnS 和PbS 的溶度积分别为×10-15和×10-28，欲使Mn 2+与Pb 2+分离开，只要在酸性溶液中适当控制pH 值，通入H 2S 。 1-6为使沉淀损失减小，洗涤BaSO 4沉淀时不用蒸馏水，而用稀H 2SO 4。 1-7一定温度下，AB 型和AB 2型难溶电解质，容度积大的，溶解度也大。 1-8向BaCO 3饱和溶液中加入Na 2CO 3固体，会使BaCO 3溶解度降低，容度积减小。 1-9 CaCO 3的容度积为×10-9，这意味着所有含CaCO 3的溶液中，c(Ca 2+)=c(CO 32-)，且 [c(Ca 2+)/c θ][c(CO 32-)/c θ]=×10-9。 1-10同类型的难溶电解质，K sp θ较大者可以转化为K sp θ较小者，如二者K sp θ 差别越大，转化反应就越完全。 2.选择题 2-1在NaCl 饱和溶液中通人HCl(g)时，NaCl(s)能沉淀析出的原因是 是强酸，任何强酸都导致沉淀 B.共同离子Cl-使平衡移动，生成NaCl(s) C.酸的存在降低了()K NaCl SP 的数值 D.()K NaCl SP 不受酸的影响，但增加Cl-离子浓度，能使()K NaCl SP 减小 2-2对于A 、B 两种难溶盐，若A 的溶解度大于B 的溶解度，则必有 A.()()sp sp K A K B θθ> B.()()sp sp K A K B θθ< C.()()sp sp K A K B θθ≈ D.不一定 2-3已知CaSO 4的溶度积为×10-5，如果用 mol ·L -1的CaCl 2溶液与等两的Na 2SO 4溶液混合，若要产生硫酸钙沉淀，则混合前Na 2SO 4溶液的浓度（mol ·L -1）至少应为 AgCl 与AgI 的sp K θ 之比为2×106，若将同一浓度的Ag +（10-5 mol ·L -1）分别加到具有相同氯离子和碘离子（浓度为10-5 mol ·L -1）的溶液中，则可能发生的现象是

第七章 沉淀滴定法

第七章沉淀滴定法 一、内容提要 本章讨论了以沉淀反应为基础的滴定分析方法——沉淀滴定法，并重点阐述了银量法的三种指示终点的方法。 对于沉淀滴定法，所用的沉淀反应必须具备以下条件： （1）沉淀的溶解度必须小于10-6g/mL；（2）反应必须迅速、定量进行、且无副反应；（3）沉淀的吸附作用不影响滴定结果；（4）有适当的指示的方法。 应用最多的是银量法，即利用生成难溶性银盐的沉淀滴定法。根据所采用的指示剂不同。可分为铬酸钾指示剂法（Mohr法）、铁铵矾指示剂法（V olhard法）和吸附指示剂法（Fajans 法）。 铬酸钾指示剂法是用铬酸钾为指示剂，在中性或弱碱性溶液中用AgNO3标准溶液直接滴定Cl－或Br－，微过量的Ag＋与K2CrO4生成砖红色的Ag2CrO4沉淀指示终点。此法宜测定Cl－和Br－，而不宜测定I－和SCN－。 铁铵矾指示剂法包括直接滴定法和返滴定法。直接滴定法是在酸性溶液中以铁铵矾为指示剂，用NH4SCN标准溶液滴定Ag＋。返滴定法是在酸性条件下，在被测溶液中加入已知过量的AgNO3标准溶液，以铁铵矾为指示剂，用NH4SCN标准溶液返滴过量的AgNO3，稍过量的SCN－与Fe3＋生成淡红色Fe(SCN)2＋的表示达滴定终点。此法可以测定Ag＋，Cl－，Br－，I－，SCN－等离子。 吸附指示剂法是以AgNO3为标准溶液，以吸附指示剂确定终点的沉淀滴定法，根据沉淀吸附的选择性，计量点前沉淀吸附过量的构晶离子，引起表面电性的变化，计量点时发生对带异性电荷指示剂离子的吸附作用，引起颜色变化而指示滴定终点的到达。此法可测定Ag＋，Cl－，Br－,，I－，SCN－等离子。 本章重点和难点是银量法的三种指示剂法的比较。 二、习题 （一）判断题 （）1．不论是AgNO3固体，还是配制成的AgNO3溶液都应放在密闭的棕色瓶中避

第七章 沉淀反应

第七章沉淀反应 沉淀反应（precipitation）是可溶性抗原与相应抗体特异性结合所出现的反应。早在1897年Kraus就发现，细菌培养液与相应抗血清混合时可发生沉淀反应。1905年Bechhold把抗体放在明胶中，将抗原加于其上，发现沉淀反应可在凝胶中进行。Oudin （1946）报告了试管免疫扩散技术，Mancini（1965）提出单向免疫扩散技术，使定性免疫试验向定量化发展。另一方面，免疫浊度法的出现，使沉淀反应达到快速、微量、自动化的新阶段。 沉淀反应分两个阶段，第一阶段发生抗原抗体特异性结合，第二阶段形成可见的免疫复合物（参见第九章）。经典的沉淀反应在第二阶段观察或测量沉淀线或沉淀环等来判定结果，称为终点法；而快速免疫浊度法则在第一阶段测定免疫复合物形成的速率，称为速率法。现代免疫技术（如各种标记免疫技术）多是在沉淀反应的基础上建立起来的，因此沉淀反应是免疫学方法的核心技术。 第一节液体内沉淀试验 一、絮状沉淀试验 絮状沉淀试验为历史较久、又较有用的方法。该法要点是：将抗原与抗体溶液混合在一起，在电解质存在下，抗原与抗体结合，形成絮状沉淀物。这种沉淀试验受到抗原和抗体比例的直接影响，因而产生了两种最适比例的基本测定方法。 （一）抗原稀释法（Dean-Webb法） 抗原稀释法是将可溶性抗原作一系列稀释，与恒定浓度的抗血清等量混合，置室温或37℃反应后，产生的沉淀物随抗原量的变化而不同。表7-1系以牛血清白蛋白为例的实验结果。 表7-1 Dean-webb 定量沉淀试验 ────────────────────────────────── 管号抗原抗体总沉淀量反应抗原沉淀抗体沉淀沉淀中 (mgN) (mgN) (mgN) 过剩物量(mgN) 量(mgN) Ab/Ag ────────────────────────────────── 1 0.003 0.68 0.093 Ab 0.003 0.090 30.0 2 0.005 0.68 0.145 Ab 0.005 0.140 28.0 3 0.011 0.68 0.249 Ab 0.011 0.238 21.7 4 0.021 0.68 0.422 Ab 0.021 0.401 19.1 5 0.032 0.68 0.571 Ab 0.032 0.539 16.8 6 0.043 0.68 0.734 —0.043 0.691 16.1 7 0.064 0.68 0.720 Ag ——— 8 0.085 0.68 0.601 Ag ——— 9 0.171 0.68 0.464 Ag ———\par 10 0.341 0.68 0.386 Ag ——— ───────────────────────────────── 从表7-1可以看出，1～5管为抗体过剩管，7～10管为抗原过剩管，唯第6管沉淀物最多，两者之比为16:1，即最适比。以牛血清白蛋白为例，见表7-2。从表中可以看

02【课堂笔记】《生物工程下游技术》-绪论、基础、沉淀部分

第一章绪论 1.1生物工程概念 生物工程是以现代生命科学为基础，结合现代的工程技术手段和其他基础学科的科学原理，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或打到某种目的的新技术。 生物工程包括五大工程：即遗传工程(基因工程)、细胞工程、微生物工程(发酵工程)、酶工程(生化工程)和生物反应器工程。 1.2生物工程研究领域 1)微生物培养 2)动物细胞培养 3)植物细胞培养 4)天然资源 5)生化材料 6)海洋生物培养 1.3生物工程下游技术定义 它是描述回收生物产品分离过程原理和方法的一个术语.是指对于由生物界自然产生的或由微生物菌体发酵的、动植物细胞组织培养的、酶反应等各种生物工业产生过程获得的生物原料，经提取分离、加工并精制目的成分，最终使其成为产品这个过程中所采用的方法和手段的总称． 上游技术（生物工程）；中游技术（发酵/反应器工程）；下游技术（分离纯化）生物工程下游技术的任务：最低的投入获得最高的产出 1.4下游技术发展的历史

1.5下游技术的发展趋势 1)灌注层析 2)高效离子交换剂 3)分离纯化设备 4)多种分离、纯化技术相结合 5)生化分离技术(下游技术)与发酵工艺(上游技术)相结合 6)生化分离技术规模化工程问题的研究 7)清洁生产 ?清洁生产工艺 ?清洁产品 ?清洁能源 1.6下游技术加工过程 1.6.1特点 1)产品的浓度低 2)成分复杂(a大分子;b小分子;c可溶物;d不可溶物;e化学添加物) 3)产物稳定性差(a化学降解(pH,温度);b微生物降解（酶作用，染菌） 4)收率低 5)失活问题 6)生物安全问题 1.6.2原则 1)时间短 2)温度低 3)pH适中（生物物质的稳定性问题） 4)清洁卫生 1.7下游技术方案设计与选择 1.7.1初始阶段: 主要任务在于从相对较大体积的抽提液中除去大量杂质,同时能浓缩样品和保障样品处于稳定的环境中. 侧重点放在速度和处理量上. 采用的技术有沉淀技术、膜过滤技术、离子交换层 析、亲和层析等. 1.7.2中间阶段: 主要任务是进一步除去大量杂质,但这些杂质与目的 物的性质差异相对较小,所以选择分离方法要有较高 的分辨率. 侧重点放在分辨率和处理量上. 采用的技术有离子交换层析、亲和层析、制备级等