分离科学基础 第一章 绪论

分离与富集方法第一章绪论第一节．概述物质的分离富集是化学学科的重要研究内容之一。

回顾化学的发展历史便可发现：化学的发展离不开分离富集。

元素周期表中各个元素的发现，经典的化学分离和提纯方法都曾起过重要作用。

从本世纪开始、各种天然放射性元素的逐个发现，人工放射性元素的获得，原子核裂变现象的最终确证，各种超铀元素的制备和合成，几乎都离不开各种化学分离技术。

近年来生命科学的许多重要成就，也都与分离科学有着紧密联系。

在应用科学方面，各种分离技术的应用对于开发宝贵的地下资源起着重要的作用。

与能源密切相关的石油工业，其中每一重要生产环节，几乎都离不开分离技术。

原子能的利用是在解决了作为核燃料的铀和钚的提取以及铀同位素分离获得成功之后，才得以蓬勃发展的；近代材料科学(包括电子材料．光纤材料，超导材料，功能材料等)的研究，诸如超纯硅、锗及化合物半导体砷化稼、磷化稼的制备提纯和分析；高纯稀土及其化合物的分离提取与分析等等，均与精馏、区域熔融、溶剂萃取、离子文换、色谱等分离技术密切相关。

稀有、稀散、稀贵金属的分离提取和分析，也需采用各种先进的分离富集技术。

由此可见，分离富集技术内容极其丰富，已广泛应用于化学工业、选矿冶金、农业、医学等领域、并已形成一门独立的新学科——分离科学，成为自然科学和应用科学中的一个重要分支。

对物质的分离．罗尼(Rony)曾提出这样的定义：“分离是一种假设的状态，在这种状态下，物质被分开了，也就是说，合有m种化学组分的混合物被分成m个常量范围。

换言之，任何分离过程的目的就要把m个化学组分分成m种纯的形式，并把它们置于m个独立的容器中”。

这里用一种“假设的状态”，是因为从理论上讲，把一个混合物的组分进行完全的分离是不可能的。

所谓的已被分离的化合物或组分实际上并没有完全的分开。

即使是99.9999％的纯硅，也意味着有0.0001％的其它组分。

因此分离过程大致有两种情况，即组分离——把性质相似的组分一起分离；单一分离——把某一组分以纯物质形式分离。

第一章绪论[题目答案分离版]一、A11、初级口腔卫生保健的概念主要是全社区成员平等享有A.全面口腔卫生保健B.全面口腔保健服务C.全面口腔医疗保险D.最基本的口腔保健E.最基本的口腔医疗服务【正确答案】：D【答案解析】：初级口腔卫生保健是在实际可行，科学可靠，为社会与群众所要求和接受，在个人积极参加和社会参与的基础上；以自我保健贯穿于其发展的各个阶段；通过社区卫生工作者或口腔卫生工作者的实践，提供最基本的口腔卫生保健服务；使全体社区成员都能享有的一种基本卫生保健。

【该题针对“第七章单元测试”知识点进行考核】2、在开展口腔健康状况调查的目的不是为了A.查明口腔疾病在特定时间内的发生频率和分布特征及其流行规律B.了解和分析影响口腔健康的有关因素C.为探索病因，建立和验证病因假设提供依据D.选择预防保健措施和评价预防保健措施的效果E.设计预防项目的需要【正确答案】：E【答案解析】：口腔健康状况调查有很强的目的性，必须根据不同的目的确定不同的调查方法和选择不同的人群作为调查对象。

一次调查最好不要涉及太多的问题，以免影响调查质量。

口腔健康状况调查的目的有：1.查明口腔疾病在特定时间内的发生频率和分布特征及其流行规律。

2.了解和分析影响口腔健康的有关因素。

3.为探索病因，建立和验证病因假设提供依据。

4.选择预防保健措施和评价预防保健措施的效果。

5.评估治疗与人力需要。

【该题针对“第一章单元测试”知识点进行考核】3、作为人体健康十大标准之一，WH0提出的口腔健康标准的具体内容不包括A.牙齿排列整齐B.没有龋洞C.牙齿清洁D.牙龈颜色正常E.牙齿没有痛感【正确答案】：A【答案解析】：1981年WHO制定的口腔健康标准是“牙清洁、无龋洞、无疼痛感，牙龈颜色正常、无出血现象”。

口腔健康的概念可以不同，但有三项内容是不能缺少的：具有良好的口腔卫生、健全的口腔功能以及没有口腔疾病。

【该题针对“第一章单元测试”知识点进行考核】4、下面哪一项三级预防的概念是不对的A.三级预防是指对症治疗B.二级预防包括恢复口腔功能C.二级预防又称“三早"预防D.一级预防又称病因预防E.窝沟封闭属于一级预防【正确答案】：B【答案解析】：预防口腔医学涉及口腔医学的各个方面，很早就成为口腔医学的一门分支学科，它包括一级预防：如氟化物应用、饮食控制、封闭窝沟、保护牙髓；二级预防（干预）：牙体外科、牙周病学、正畸学及其他领域问题的早期诊断与适当治疗；三级预防（治疗）：固定与过活动修复学方面的功能恢复与康复。

第一章绪论1 、分离技术的定义：分离技术是指利用物理、化学或物理化学等基本原理与方法将某种混合物分成两个或多个组成彼此不同的产物的一种手段。

2、分离技术的发展需要：新型分离技术开拓与发展的必要性（1）科技发展与探索的需求（新材料、新产品、新工艺）（2）资源利用与清洁生产的需求（节能、增产）（3）生态环境保护的需求(环保和资源综合利用)3、分离过程的几个概念：（1）分离过程：通常由原料、产物、分离剂及分离装置组成；（2）分离剂：加到分离系统中使过程得以实现的能量或物质；（3）分离装置：分离过程得以实施的必要物质设备，它可以是某个特定的装置，也可指从原料到产品之间的整个流程。

4、分离过程的分类：按照分离过程原理，可分为三大类：（1）机械分离（2）传质分离( 平衡分离、速率控制分离)（3）反应分离5、新型分离技术三大类（1）对传统技术或方法加以改良的分离技术：超临界流体萃取、液膜萃取、双水相萃取以及色谱分离等（2）基于材料科学发展形成的分离技术：反渗透、超滤、气体渗透、渗透汽化等膜分离技术；（3）膜与传统分离相结合形成的分离技术：膜吸收、膜萃取、亲和超滤、膜反应器等。

6、分离技术选择的基本依据(1) 待处理物的物性——混合物至少在物理、化学、电磁、光学、生物学等性质方面存在以下一个或多个差异：a. 物性参数：分子量、尺寸与形状、熔点、沸点、密度、溶解度等；b. 力学性质：表面张力、摩擦因子；c. 电磁性质：分子电荷、电导率、介电常数、电离电位、磁化率等；d: 传递特性常数：迁移率、扩散速度、渗透系数；e ：化学特性常数：分配系数、平衡常数、离解常数、反应速率、络合常数等。

(2) 目标产物的价值与处理规模——目标产物的价值与规模大小密切相关，常成为选择分离方法的主要因素：目标产物的经济价值比较低，则应采用低能耗、无需分离剂、或廉价分离剂以及大规模生产过程；而高附加值产物则可采用中小规模生产。

(3) 目标产物的特性——包括其热敏性、吸湿性、放射性、氧化性、光敏性、分解性、易碎性等，这些特性常是导致目标产物变质、变色、损坏等的根本原因，因此成为分离方法选择中的一个重要因素。

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。

第一章绪论化学分析与仪器分析的关系，分析化学的发展方向，分析化学中的仪器分析方法，仪器分析的基本原理。

1.1 化学与分析化学化学：研究包括原子、分子、超分子等各种物质的不同层次与复杂程度的聚集态的合成和制备、反应和转化、分离和分析、结构和形态、化学物理性能和生物与生理活性及其规律和应用的科学。

分析化学：一门发展和应用各种理论、方法、仪器和策略，以获取有关物质在相对时空内的组成和性质的信息的科学1.2 分析化学的任务（1）定性分析：考质–是什么：组成、（2D/3D)结构、物理化学性质（2）定量分析：求数–有多少：浓度、丰度、比率–静态定量分析（3）时空变化：求数- 动态的定量分析：时空分辨化学组成/浓度分布–反应动力学、2D/3D 分子成像1.3 分析化学的种类按方法分类：（1）化学分析：以物质的化学反应及其计量关系为基础的分析方法。

（2）仪器分析：通过测量物质的某些物理或物理化学性质的参数及其变化来获取物质的化学组成、成分含量及化学结构等信息的分析方法。

按分析对象：无机分析、有机分析按所需试样量：常量分析、半常量分析、微量分析、超微量分析按分析物状态：成分分析、价态分析、形态分析、结构分析1.4 分析化学的发展历史（1）第一次变革：20世纪初，物理化学溶液理论的发展，建立了溶液中四大反应平衡理论，酸碱（电离）平衡、沉淀平衡、配位平衡、氧化还原平衡（2）第二次变革：第二次世界大战前后到60年代，核磁共振波谱、气相色谱、极谱分析（3）第三次变革：始于1980，计算机控制的分析数据采集与处理、化学计量学、化学信息学。

1.5 仪器分析特点（1）三高：高灵敏度、高选择性、高速度；三微：微区、微粒、微量。

（2）相对误差较大5%，不适合常量和高含量成分的测定。

（3）需要价格比较昂贵的专用仪器1.6 仪器分析的应用化学：新化合物的结构表征、反应机理探索生命科学：组学研究、DNA测序、临床检验、医学成像环境科学：环境监测、环境毒理材料科学：新材料表征、结构与性能关系药物发现：靶标发现、构效关系研究、药理学地质科学：地质年代学、天体年代学、太阳系星云演化、月球形成与演化、地球古环境社会：体育（兴奋剂）、生活产品质量（鱼新鲜度、食品添加剂、农药残留量）、环境质量（污染实时检测）、法庭化学（DNA取证，身份确认）1.7 仪器分析的发展趋势（1）高灵敏度、高通量、低样耗（2）自动化、数字化、计算机化（3）微型化、智能化、仿生化（4）在线、非侵入、无损（微创）（5）原位、实时、多维（6）简便、经济、现场1.8 仪器分析的分类质谱分析法、光学分析法、热分析法、电分析化学法、分离分析法、分析仪器联用技术（1）光学分析方法分类紫外可见吸收光谱法、红外吸收光谱法、核磁共振波谱法、荧光光谱法、原子吸收光谱法、原子发射光谱法（2）电化学分析方法电导分析法、点解分析法、库伦分析法、电位分析法、电泳分析法、极谱与伏安分析法（3）分离（色谱）分析法气相色谱法、液相色谱法、电色谱法、激光色谱法、薄层色谱法、超临界色谱法（4）其它仪器分析方法热分析法、质谱分析法、放射分析法、表面分析法、联用技术1.9 分析仪器的基本结构单元（1）样品系统分析试样的引进或放置，可包括功能：试样物理、化学状态改变、成分分离等。