《分析化學(xué)：第九章 分析化學(xué)中的分離富集技術(shù)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《分析化學(xué)：第九章 分析化學(xué)中的分離富集技術(shù)（37頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022-3-11Analitical Chemistry1第九章 分析化學(xué)中的分離富集技術(shù)9.19.1、概述、概述9.29.2、沉淀分離法、沉淀分離法9.39.3、溶劑萃取分離法、溶劑萃取分離法9.49.4、離子交換分離法、離子交換分離法9.59.5、膜分離法、膜分離法9.69.6、其它分離富集技術(shù)其它分離富集技術(shù)2022-3-11Analitical Chemistry29.1、概述一一、分離與富集在定量分析中的意義和作用分離與富集在定量分析中的意義和作用 當(dāng)有干擾存在時(shí)：當(dāng)有干擾存在時(shí)：儀器分析的選擇性和靈敏度不斷提高，儀器分析的選擇性和靈敏度不斷提高， 但在很多情況下有干擾存在。干擾組

2、分分離技術(shù)成為測(cè)試技術(shù)發(fā)展的瓶頸。但在很多情況下有干擾存在。干擾組分分離技術(shù)成為測(cè)試技術(shù)發(fā)展的瓶頸。 (1) (1) 將被測(cè)組分從復(fù)雜體系中分離出來(lái)后測(cè)定將被測(cè)組分從復(fù)雜體系中分離出來(lái)后測(cè)定 (2) (2) 把對(duì)測(cè)定有干擾的組分分離除去再測(cè)定把對(duì)測(cè)定有干擾的組分分離除去再測(cè)定 (3) (3) 將性質(zhì)相近的組分相互分開分別測(cè)定將性質(zhì)相近的組分相互分開分別測(cè)定 (4) (4) 把微量或痕量的待測(cè)組分通過(guò)分離達(dá)到富集的目的把微量或痕量的待測(cè)組分通過(guò)分離達(dá)到富集的目的 分離前的體系：均相；兩組分分離前的體系：均相；兩組分A A、B B的分離；的分離； 分離體系總是兩相；液分離體系總是兩相；液- -液；

3、液液；液- -固；氣固；氣- -液；液； 2022-3-11Analitical Chemistry3分離富集在醫(yī)藥領(lǐng)域中的地位與作用分離富集在醫(yī)藥領(lǐng)域中的地位與作用 1. 1. 研究對(duì)象的復(fù)雜性研究對(duì)象的復(fù)雜性 天然產(chǎn)物天然產(chǎn)物提取具有生理活性的組分；（抗癌有效提取具有生理活性的組分；（抗癌有效成分：紫杉醇）成分：紫杉醇） 中草藥中草藥有效組分的分離、測(cè)定有效組分的分離、測(cè)定 2. 2. 藥物、高純?cè)噭┑闹苽渌幬?、高純?cè)噭┑闹苽?青霉素過(guò)敏的原因：含微量其他組分；青霉素過(guò)敏的原因：含微量其他組分； 提純后提純后可口服可口服 3. 3. 醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn) 、法醫(yī)鑒定法醫(yī)鑒定 2022-3-11

4、Analitical Chemistry4二二、常用分離方法、常用分離方法1.1.沉淀沉淀- -揮發(fā)分離法揮發(fā)分離法 分離方法，采用沉淀劑；液分離方法，采用沉淀劑；液- -固分離固分離( (富集）。加入某些試富集）。加入某些試劑，使待測(cè)（或干擾）組分形成易揮發(fā)物質(zhì)，加熱劑，使待測(cè)（或干擾）組分形成易揮發(fā)物質(zhì)，加熱2.2.氣浮分離法：氣浮分離法：通過(guò)加入某些試劑，使待測(cè)組分附著氣泡上升液面而分離。2.2.溶劑萃取分離法溶劑萃取分離法 被分離物質(zhì)由一液相轉(zhuǎn)入互不相溶的另一液相的過(guò)程；被分離物質(zhì)由一液相轉(zhuǎn)入互不相溶的另一液相的過(guò)程； 液液- -液兩相；互不相溶。液兩相；互不相溶。 超臨界萃取。超臨界

5、萃取。2022-3-11Analitical Chemistry53.3.離子交換分離法離子交換分離法 通過(guò)帶電荷溶質(zhì)與固體（或液體）離子交換劑中可交換通過(guò)帶電荷溶質(zhì)與固體（或液體）離子交換劑中可交換的離子進(jìn)行反復(fù)多次交換而達(dá)到分離。的離子進(jìn)行反復(fù)多次交換而達(dá)到分離。4.4.膜分離技術(shù)膜分離技術(shù) 發(fā)展較快的一種分離方法；發(fā)展較快的一種分離方法； 模擬生物過(guò)程；模擬生物過(guò)程； 利用半透膜（高選擇性）淡化海水。利用半透膜（高選擇性）淡化海水。5.5.色譜分離方法色譜分離方法 柱層析；制備型氣相色譜；制備型液相色譜；柱層析；制備型氣相色譜；制備型液相色譜；2022-3-11Analitical Ch

6、emistry6三、現(xiàn)代分離技術(shù)的進(jìn)展三、現(xiàn)代分離技術(shù)的進(jìn)展 以以技術(shù)、高效制備技術(shù)、高效制備色譜色譜、超臨界超臨界萃取萃取為代表的現(xiàn)代分離技術(shù)；為代表的現(xiàn)代分離技術(shù)； 生生物技術(shù)的發(fā)展需要高效分離技術(shù)：物技術(shù)的發(fā)展需要高效分離技術(shù)： 核酸、酶、蛋白質(zhì)、多肽等的活性純化；核酸、酶、蛋白質(zhì)、多肽等的活性純化； 2022-3-11Analitical Chemistry7四、分離的基本原理四、分離的基本原理 1 分配系數(shù)和分配比分配系數(shù)和分配比 描述被分離組分在兩相中的分配平衡；判斷分離的難易描述被分離組分在兩相中的分配平衡；判斷分離的難易程度；程度； 溶質(zhì)溶質(zhì)A A在兩相（相在兩相（相1 1和相

7、和相2 2）中的活度之比（在一定溫）中的活度之比（在一定溫度下是一個(gè)常數(shù)），分配系數(shù)：度下是一個(gè)常數(shù)），分配系數(shù)：221121)()()()()(AAAAAPAAaaK a a 、A、 分別為活度、濃度、活度系數(shù)。分別為活度、濃度、活度系數(shù)。 兩組分分配系數(shù)相差越大越易分離；兩組分的分離比：兩組分分配系數(shù)相差越大越易分離；兩組分的分離比：APBPKK)()( 分配系數(shù)大者為分子項(xiàng)，分離比分配系數(shù)大者為分子項(xiàng)，分離比1。2022-3-11Analitical Chemistry82 2回收因子與分離因子回收因子與分離因子 定量分析對(duì)分離的要求：定量分析對(duì)分離的要求： 對(duì)待對(duì)待測(cè)組分測(cè)組分 A 的

8、分離，在分離過(guò)程中的的分離，在分離過(guò)程中的損失損失要要小小，即，即回回收完全收完全； 對(duì)干擾對(duì)干擾組分組分 B 的分離，的分離， 殘留量要小殘留量要小，以減少干擾。，以減少干擾。兩個(gè)量化參數(shù)：兩個(gè)量化參數(shù)：回收因子（回收率）回收因子（回收率）RA和和分離因子分離因子SB/A。回收因子回收因子：BAAAQQAAR)( 在試樣中的量在試樣中的量的回收量的回收量分離后分離后 常量分析中，要求常量分析中，要求RA達(dá)到達(dá)到0.999。2022-3-11Analitical Chemistry9分離因子分離因子 或稱分離系數(shù)，用來(lái)表達(dá)或稱分離系數(shù)，用來(lái)表達(dá)A 與與B 的分離程度；的分離程度； 由分離因子與

9、由分離因子與A、B 的的原始比率原始比率乘積可得到最終分離后乘積可得到最終分離后兩組分的比值；兩組分的比值； 分離因子分離因子SB/A ： 00/)()(ABABABQQSQQ 故故 常量分析中，要求常量分析中，要求SB/A達(dá)到達(dá)到0.001；痕量分析要求達(dá)到；痕量分析要求達(dá)到10-6。ABABBAABRRQQQQS 00/)()(樣品中兩種成分的比值分離后兩種成分的比值2022-3-11Analitical Chemistry10一、無(wú)機(jī)沉淀劑沉淀分離法一、無(wú)機(jī)沉淀劑沉淀分離法 對(duì)沉淀反應(yīng)的要求：所生成的沉淀溶解度小、純度高、穩(wěn)定對(duì)沉淀反應(yīng)的要求：所生成的沉淀溶解度小、純度高、穩(wěn)定1. 1.

10、 氫氧化物沉淀分離法氫氧化物沉淀分離法沉淀劑：沉淀劑：NaOHNaOH，NHNH4 4OH OH 影響因素：溶液影響因素：溶液pH pH ，共沉淀，共沉淀表 各種金屬離子氫氧化物開始沉淀和沉淀完全時(shí)的 pH 值氫氧化物氫氧化物溶度積溶度積 KSP開始沉淀時(shí)開始沉淀時(shí)的的 pH 值值M+=0.01molL-1沉淀完全時(shí)沉淀完全時(shí)的的 pH 值值M+=0.01molL-1Sn(OH)4110-570.51.3TiO(OH)2110-290.52.0Sn(OH) 2110-271.73.7Fe(OH) 3110-382.23.5Al(OH) 3110-324.15.4Cr(OH) 3110-314.

11、65.9Zn(OH) 2110-176.58.5Fe(OH) 2110-157.59.5Ni(OH) 2110-186.48.4Mn(OH) 2110-138.810.8Mg(OH) 2110-119.611.69.2 沉淀分離法沉淀分離法2022-3-11Analitical Chemistry11表 各種金屬離子氫氧化物開始沉淀和沉淀完全時(shí)的 pH 值氫氧化物氫氧化物溶度積溶度積 KSP開始沉淀時(shí)開始沉淀時(shí)的的 pH 值值M+=0.01molL-1沉淀完全時(shí)沉淀完全時(shí)的的 pH 值值M+=0.01molL-1Sn(OH)4110-570.51.3TiO(OH)2110-290.52.0Sn

12、(OH) 2110-271.73.7Fe(OH) 3110-382.23.5Al(OH) 3110-324.15.4Cr(OH) 3110-314.65.9Zn(OH) 2110-176.58.5Fe(OH) 2110-157.59.5Ni(OH) 2110-186.48.4Mn(OH) 2110-138.810.8Mg(OH) 2110-119.611.62022-3-11Analitical Chemistry122.2.硫化物沉淀分離法硫化物沉淀分離法 沉淀劑：沉淀劑：H2S 約約4040余種金屬離子可生成難溶硫化物沉淀；余種金屬離子可生成難溶硫化物沉淀； 各種金屬硫化物沉淀的溶解度相差

13、較大；各種金屬硫化物沉淀的溶解度相差較大； 根據(jù)根據(jù)H2S的的分布曲線，溶液中分布曲線，溶液中S S2-2-的濃度與的濃度與pHpH有關(guān)，控制有關(guān)，控制溶液溶液pH pH 可控制分步沉淀。可控制分步沉淀。 H2S 有毒，氣味難聞；有毒，氣味難聞； 選擇性差。選擇性差。2022-3-11Analitical Chemistry13二二、有機(jī)試劑沉淀分離法 高選擇性、高靈敏度；應(yīng)用普遍；高選擇性、高靈敏度；應(yīng)用普遍； 有機(jī)沉淀劑與金屬離子生成的三種沉淀類型：有機(jī)沉淀劑與金屬離子生成的三種沉淀類型： 1.1.螯合物沉淀螯合物沉淀 8-8-羥基喹啉與羥基喹啉與MgMg2+2+生成六元環(huán)結(jié)構(gòu)的螯合物沉淀

14、；生成六元環(huán)結(jié)構(gòu)的螯合物沉淀； 在氨緩沖溶液中，可實(shí)現(xiàn)鎂與堿金屬及堿土金屬的分離；在氨緩沖溶液中，可實(shí)現(xiàn)鎂與堿金屬及堿土金屬的分離； 2.2.締合物沉淀締合物沉淀 四苯基硼化物與四苯基硼化物與K K+ +的反應(yīng)產(chǎn)物；溶度積的反應(yīng)產(chǎn)物；溶度積2.252.251010-8-8； 3.3.三元配合物沉淀三元配合物沉淀 提高選擇性和靈敏度的一條途徑；提高選擇性和靈敏度的一條途徑；2022-3-11Analitical Chemistry14三、鹽析法 在溶液中加入中性鹽使溶質(zhì)生成沉淀析出；在溶液中加入中性鹽使溶質(zhì)生成沉淀析出； 易產(chǎn)生共沉淀，選擇性差；易產(chǎn)生共沉淀，選擇性差； 成本低，簡(jiǎn)便；成本低，簡(jiǎn)

15、便； 蛋白質(zhì)的分離：對(duì)其生物活性有穩(wěn)定作用；蛋白質(zhì)的分離：對(duì)其生物活性有穩(wěn)定作用； 常用的中性鹽：硫酸鹽、磷酸鹽、氯化物等；在蛋白質(zhì)常用的中性鹽：硫酸鹽、磷酸鹽、氯化物等；在蛋白質(zhì)的分離中硫酸銨、硫酸鈉應(yīng)用較多。的分離中硫酸銨、硫酸鈉應(yīng)用較多。2022-3-11Analitical Chemistry15一、分配系數(shù)和逆流分配分離一、分配系數(shù)和逆流分配分離 萃取分離的原理與特點(diǎn)：萃取分離的原理與特點(diǎn)： 定義定義： 被分離物質(zhì)由一液相轉(zhuǎn)入互不相溶另一液相的過(guò)程稱為萃取。被分離物質(zhì)由一液相轉(zhuǎn)入互不相溶另一液相的過(guò)程稱為萃取。 特點(diǎn)特點(diǎn)：萃取分離體系由互不相溶的兩液相組成；：萃取分離體系由互不相溶的

16、兩液相組成； 原理原理：被分離組分在兩液相中的溶解度具有較大的差異；：被分離組分在兩液相中的溶解度具有較大的差異；1.1.分配系數(shù)分配系數(shù) 萃取是溶質(zhì)在兩相中經(jīng)過(guò)充分振搖，達(dá)到平衡后按一定比例重新分配萃取是溶質(zhì)在兩相中經(jīng)過(guò)充分振搖，達(dá)到平衡后按一定比例重新分配的過(guò)程。在恒溫、恒壓、較稀濃度下，溶質(zhì)在兩相中達(dá)到平衡時(shí)，溶質(zhì)的過(guò)程。在恒溫、恒壓、較稀濃度下，溶質(zhì)在兩相中達(dá)到平衡時(shí)，溶質(zhì)在兩相中的濃度比值為一常數(shù)（分配系數(shù)），即：在兩相中的濃度比值為一常數(shù)（分配系數(shù)），即：恒溫，恒壓恒溫，恒壓 21ccKc1 、c2 分配平衡后，溶質(zhì)在上、下層液相中的濃度。分配平衡后，溶質(zhì)在上、下層液相中的濃度。9

17、.3 溶劑萃取分離法溶劑萃取分離法2022-3-11Analitical Chemistry16討論討論 （1）不同溶質(zhì)在不同的溶劑中具有不同的）不同溶質(zhì)在不同的溶劑中具有不同的 K 值；值； （2）K 值越大表示該溶質(zhì)在上層溶劑中的溶解度越大；值越大表示該溶質(zhì)在上層溶劑中的溶解度越大； （3）當(dāng)混合物中各組分的）當(dāng)混合物中各組分的K 值很接近時(shí)，須通過(guò)不斷更值很接近時(shí)，須通過(guò)不斷更新溶劑進(jìn)行多次抽提才能彼此分離；新溶劑進(jìn)行多次抽提才能彼此分離； （4）分配系數(shù)與物質(zhì)在兩相體系中的溶解度有關(guān)，但分）分配系數(shù)與物質(zhì)在兩相體系中的溶解度有關(guān)，但分配系數(shù)不等于溶質(zhì)在兩種溶劑中溶解度的比值。溶解度是指

18、配系數(shù)不等于溶質(zhì)在兩種溶劑中溶解度的比值。溶解度是指飽和狀態(tài)，萃取則常用于稀溶液；飽和狀態(tài)，萃取則常用于稀溶液；2022-3-11Analitical Chemistry17分配比分配比 分配系數(shù)用于描述溶質(zhì)為單一形式存在的情況，如果有多分配系數(shù)用于描述溶質(zhì)為單一形式存在的情況，如果有多種存在形式，則引入分配比：種存在形式，則引入分配比： c1總總 、c2總總 分配平衡后，溶質(zhì)（包括所有的存在形式）分配平衡后，溶質(zhì)（包括所有的存在形式）分別在上、下層液相中的總濃度。分別在上、下層液相中的總濃度。 當(dāng)溶質(zhì)以為單一形式存在時(shí)，當(dāng)溶質(zhì)以為單一形式存在時(shí)，K=D恒溫，恒壓總總21ccD2022-3-1

19、1Analitical Chemistry182.2.萃取液萃取液兩相溶劑系統(tǒng)：兩相溶劑系統(tǒng)： 水水 相：水或水醇相：水或水醇 有機(jī)相：碳烴化合物、醚、酯等有機(jī)相：碳烴化合物、醚、酯等3. 3. 多次間歇萃取多次間歇萃取 當(dāng)一次萃取不能滿足要求時(shí)，采取多次萃取。當(dāng)一次萃取不能滿足要求時(shí)，采取多次萃取。4. 4. 逆流分配萃取逆流分配萃取 逆流分配儀：可連續(xù)上百次萃取。逆流分配儀：可連續(xù)上百次萃取。2022-3-11Analitical Chemistry19二、間歇操作的萃取效率二、間歇操作的萃取效率 設(shè)試樣水溶液體積為設(shè)試樣水溶液體積為V水水（mL），組分），組分A的總量為的總量為XA（mm

20、ol），加入有機(jī)溶劑體積），加入有機(jī)溶劑體積V有有（mL），經(jīng)過(guò)一次萃取），經(jīng)過(guò)一次萃取后，后，A在水相中的殘留量為在水相中的殘留量為YA（mmol），其分配系數(shù)），其分配系數(shù)K：水水有有水水有有）（VYVYXccKAAA/ 以回收率表示萃取效率，則組分以回收率表示萃取效率，則組分A的萃取率的萃取率RA的定義是：的定義是：有有有有水水水水有有有有）（）（）（在兩相中的總量在兩相中的總量組分組分在有機(jī)相中的量在有機(jī)相中的量組分組分VcVcVcXYXAARAAAAAAA 2022-3-11Analitical Chemistry20間歇操作的萃取效率間歇操作的萃取效率殘余在水相中殘余在水相中A的分

21、數(shù)的分?jǐn)?shù)fA與萃取率與萃取率RA的關(guān)系是：的關(guān)系是：KKRVVA 1則則，如果如果有有水水有有水水水水或或KVVVfXYRfAAAAA ;1KfVVA 11則則，當(dāng)當(dāng)有有水水如果用等體積溶劑進(jìn)行如果用等體積溶劑進(jìn)行n次萃取，則次萃取，則總萃取率總萃取率為：為：nnAnAKVVVfR有水水1)(1)(2022-3-11Analitical Chemistry21三、溶劑選擇的一般規(guī)律三、溶劑選擇的一般規(guī)律 （1）選擇一種對(duì)被分離物質(zhì)溶解度大而對(duì)雜）選擇一種對(duì)被分離物質(zhì)溶解度大而對(duì)雜質(zhì)溶解度小的溶劑，使被分離物質(zhì)從混合組分中質(zhì)溶解度小的溶劑，使被分離物質(zhì)從混合組分中有選擇性地分離；有選擇性地分離；

22、 （2）選擇一對(duì)被分離物質(zhì)溶解度小而對(duì)雜質(zhì)）選擇一對(duì)被分離物質(zhì)溶解度小而對(duì)雜質(zhì)溶解度大的溶劑，使雜質(zhì)分離；溶解度大的溶劑，使雜質(zhì)分離； （3）溶劑的選擇原則：溶劑的選擇原則：“相似相溶相似相溶”；2022-3-11Analitical Chemistry229.4 9.4 離子交換分離法離子交換分離法 一、離子交換與離子交換樹脂一、離子交換與離子交換樹脂 1.1.離子交換反應(yīng)離子交換反應(yīng)離子交換分離法是通過(guò)試樣離子在離子交換劑（固相）和淋洗液（液離子交換分離法是通過(guò)試樣離子在離子交換劑（固相）和淋洗液（液相）之間的分配（離子交換）而達(dá)到分離的方法。分配過(guò)程是一離子交換相）之間的分配（離子交換）

23、而達(dá)到分離的方法。分配過(guò)程是一離子交換反應(yīng)過(guò)程。反應(yīng)過(guò)程。 陽(yáng)離子交換反應(yīng)：陽(yáng)離子交換反應(yīng)： Resin-SO3H + Na+ = Resin-SO3 Na + H+ Resin-SO3Na + H+ = Resin-SO3 H + Na + 陰離子交換反應(yīng)：陰離子交換反應(yīng)： Resin-N(CH3) 3OH + Cl- = N(CH3) 3 Cl + OH+ Resin-N(CH3) 3 Cl + OH- = N(CH3) 3 OH + Cl - 2022-3-11Analitical Chemistry23 2. 2.離子交換樹脂離子交換樹脂 離子交換反應(yīng)發(fā)生在離子交換樹脂上的具有可交換離

24、離子交換反應(yīng)發(fā)生在離子交換樹脂上的具有可交換離子的活性基團(tuán)上。離子交換樹脂是以高分子聚合物為骨架，子的活性基團(tuán)上。離子交換樹脂是以高分子聚合物為骨架，反應(yīng)引入活性基團(tuán)構(gòu)成。高分子聚合物以苯乙烯反應(yīng)引入活性基團(tuán)構(gòu)成。高分子聚合物以苯乙烯-二乙烯苯二乙烯苯共聚物小球常見，可引入各種特性的活性基團(tuán)，使之具有選共聚物小球常見，可引入各種特性的活性基團(tuán)，使之具有選擇性。擇性。 Resin-SO3H（氫型）樹脂的酸性最強(qiáng)，其（氫型）樹脂的酸性最強(qiáng)，其Resin-SO3 Na （鈉型）比氫型穩(wěn)定，商品常為鈉型，使用前用酸淋洗（鈉型）比氫型穩(wěn)定，商品常為鈉型，使用前用酸淋洗轉(zhuǎn)型（再生）。陰離子交換樹脂的轉(zhuǎn)型（

25、再生）。陰離子交換樹脂的Cl型穩(wěn)定。型穩(wěn)定。 離子交換反應(yīng)是一可逆反應(yīng)。離子交換反應(yīng)是一可逆反應(yīng)。 離子交換樹脂使用后需要進(jìn)行再生處理。離子交換樹脂使用后需要進(jìn)行再生處理。 2022-3-11Analitical Chemistry24 3. 3.離子交換容量離子交換容量 離子交換樹脂在交換反應(yīng)中可交換離子的數(shù)目用交換容離子交換樹脂在交換反應(yīng)中可交換離子的數(shù)目用交換容量表示，單位量表示，單位 m mol / g 干樹脂。干樹脂。 將離子交換樹脂裝入玻璃柱即構(gòu)成離子交換分離柱，可將離子交換樹脂裝入玻璃柱即構(gòu)成離子交換分離柱，可用來(lái)分離干擾離子。當(dāng)淋洗液為中性水溶液時(shí)，干擾離子保用來(lái)分離干擾離子。

26、當(dāng)淋洗液為中性水溶液時(shí)，干擾離子保留在柱中。留在柱中。 離子交換反應(yīng)是一可逆反應(yīng)，被交換離子隨淋洗液離子交換反應(yīng)是一可逆反應(yīng)，被交換離子隨淋洗液pH不同而在分離柱中移動(dòng)，由于不同離子與離子交換樹脂之間不同而在分離柱中移動(dòng)，由于不同離子與離子交換樹脂之間的作用力不同，流出分離柱的時(shí)間不同而被分離。的作用力不同，流出分離柱的時(shí)間不同而被分離。 一般使用的離子交換樹脂的粒度為一般使用的離子交換樹脂的粒度為50-100目。目。2022-3-11Analitical Chemistry25 二、離子交換親和力與選擇性系數(shù)二、離子交換親和力與選擇性系數(shù) 離子交換分離中的分配系數(shù)是組分離子在樹脂離子交換分離

27、中的分配系數(shù)是組分離子在樹脂（R)R)上上的濃度與在溶液中的濃度之比，對(duì)陽(yáng)離子的濃度與在溶液中的濃度之比，對(duì)陽(yáng)離子Mn+，分配系數(shù)，分配系數(shù)KP為：為： nMMRPccK 分配系數(shù)分配系數(shù)KP反映了離子與樹脂的親和力大小。反映了離子與樹脂的親和力大小。 不同離子對(duì)樹脂的親和力大小具有如下規(guī)律：不同離子對(duì)樹脂的親和力大小具有如下規(guī)律：(1) 稀溶液中，離子電荷越大，親和力越大；稀溶液中，離子電荷越大，親和力越大；(2) 相同電荷時(shí)，水合半徑越小，親和力越大；相同電荷時(shí)，水合半徑越小，親和力越大；2022-3-11Analitical Chemistry26 (3) 陰離子親和力的順序?yàn)椋宏庪x子親

28、和力的順序?yàn)椋?SO42-C2O42- I-NO3- CrO42- Br- SCN- Cl- Ac-F- (4) H+對(duì)強(qiáng)酸性離子交換樹脂的親和力在對(duì)強(qiáng)酸性離子交換樹脂的親和力在Na+與與Li+之間，之間，離子交換樹脂的酸性越弱，離子交換樹脂的酸性越弱， H+與其親和力越大；與其親和力越大； (5) OH-對(duì)強(qiáng)堿性離子交換樹脂的親和力在對(duì)強(qiáng)堿性離子交換樹脂的親和力在Ac-與與F-之間，之間，離子交換樹脂的堿性越弱，離子交換樹脂的堿性越弱， OH-與其親和力越大；與其親和力越大；當(dāng)溶液中有多種離子可與樹脂發(fā)生交換時(shí)：當(dāng)溶液中有多種離子可與樹脂發(fā)生交換時(shí)： R-A + B+ = R-B + A+

29、此反應(yīng)的平衡常數(shù)稱為離子交換的選擇性系數(shù)此反應(yīng)的平衡常數(shù)稱為離子交換的選擇性系數(shù)KB/A。2022-3-11Analitical Chemistry27 三、三、離子交換分離法的應(yīng)用離子交換分離法的應(yīng)用 1. 1.去離子水的制備去離子水的制備 實(shí)驗(yàn)室用去離子水及鍋爐用水的軟化。采用串聯(lián)的陽(yáng)離子交換柱和實(shí)驗(yàn)室用去離子水及鍋爐用水的軟化。采用串聯(lián)的陽(yáng)離子交換柱和陰離子交換柱。陰離子交換柱。 2.2.干擾組分的分離干擾組分的分離 如測(cè)定礦石中的鈾時(shí)，為了除去其他金屬離子的干擾，將礦石溶解如測(cè)定礦石中的鈾時(shí)，為了除去其他金屬離子的干擾，將礦石溶解后處理成后處理成0.1mol/L的硫酸溶液，的硫酸溶液，

30、U(VI)形成形成UO2(SO4)22-或或UO2(SO4)34- ，在通過(guò)強(qiáng)堿性離子交換樹脂時(shí)，被留在樹脂上，金屬離子則流出。之，在通過(guò)強(qiáng)堿性離子交換樹脂時(shí)，被留在樹脂上，金屬離子則流出。之后，將其破壞成為后，將其破壞成為UO2+形式洗脫，回收率可達(dá)形式洗脫，回收率可達(dá)98% 3. 3. 痕量組分的富集痕量組分的富集 天然礦石中痕量釷的富集：先用樹脂富集后用鹽酸洗脫。釷在鹽天然礦石中痕量釷的富集：先用樹脂富集后用鹽酸洗脫。釷在鹽酸溶液中難以形成穩(wěn)定的配位離子，保留；共存的稀土則形成穩(wěn)定的配酸溶液中難以形成穩(wěn)定的配位離子，保留；共存的稀土則形成穩(wěn)定的配位離子，被洗脫。位離子，被洗脫。2022-

31、3-11Analitical Chemistry289.5 9.5 膜分離技術(shù)與生物試樣分離膜分離技術(shù)與生物試樣分離 一、一、透析透析 超濾分離技術(shù)超濾分離技術(shù) 原理：原理：透析是采用半透膜作為濾膜透析是采用半透膜作為濾膜, ,使試樣中的小分子經(jīng)擴(kuò)散作用不斷透使試樣中的小分子經(jīng)擴(kuò)散作用不斷透出膜外出膜外, ,而大分子不能透過(guò)被保留，直到膜兩邊達(dá)到平衡。而大分子不能透過(guò)被保留，直到膜兩邊達(dá)到平衡。 特點(diǎn)：半透膜兩邊均為液體，一邊為試樣溶液，另一邊為純凈溶劑特點(diǎn)：半透膜兩邊均為液體，一邊為試樣溶液，另一邊為純凈溶劑 （水（水或緩沖溶液）?？刹粩喔鼡Q外層溶劑使擴(kuò)散不斷進(jìn)行，直至符合要求?；蚓彌_溶液）

32、?？刹粩喔鼡Q外層溶劑使擴(kuò)散不斷進(jìn)行，直至符合要求。 應(yīng)用：制備或提純生物大分子時(shí)，除去小分子物質(zhì)及其雜質(zhì)，脫鹽。應(yīng)用：制備或提純生物大分子時(shí)，除去小分子物質(zhì)及其雜質(zhì)，脫鹽。 用于透析的半透膜應(yīng)具備的條件：用于透析的半透膜應(yīng)具備的條件： （1 1）在溶劑中能膨脹形成分子篩狀多孔薄膜，只允許小分子溶質(zhì)通過(guò)，）在溶劑中能膨脹形成分子篩狀多孔薄膜，只允許小分子溶質(zhì)通過(guò)，而阻止大分子（如蛋白質(zhì)）通過(guò)；而阻止大分子（如蛋白質(zhì)）通過(guò)； （2 2）化學(xué)惰性；）化學(xué)惰性； （3 3）在水、鹽溶液、稀酸或稀堿溶液中穩(wěn)定；）在水、鹽溶液、稀酸或稀堿溶液中穩(wěn)定； （4 4）有一定的機(jī)械強(qiáng)度和良好的再生性能。）有一定的

33、機(jī)械強(qiáng)度和良好的再生性能。 2022-3-11Analitical Chemistry29透析的裝置與方法 半透膜可制成管狀，按需要截取一定長(zhǎng)度，將一端封閉后，裝入需半透膜可制成管狀，按需要截取一定長(zhǎng)度，將一端封閉后，裝入需要透析的試樣溶液后，放入盛有溶劑的透析缸中。要透析的試樣溶液后，放入盛有溶劑的透析缸中。 商品透析管常涂有甘油以防干裂，也可能含有其他微量雜質(zhì)。商品透析管常涂有甘油以防干裂，也可能含有其他微量雜質(zhì)。 預(yù)處理預(yù)處理：用：用50%50%乙醇慢慢煮沸一小時(shí)，再分別用乙醇慢慢煮沸一小時(shí)，再分別用50%50%乙醇、乙醇、0.01mol/L0.01mol/L碳酸氫納溶液、碳酸氫納溶液、

34、0.001 mol/L EDTA 0.001 mol/L EDTA 溶液依次洗滌，最后用蒸溶液依次洗滌，最后用蒸餾水洗滌三次；餾水洗滌三次； 透析過(guò)程注意點(diǎn)：透析過(guò)程注意點(diǎn)： （1 1）透析前，對(duì)裝有試液的透析袋檢查是否有泄漏；）透析前，對(duì)裝有試液的透析袋檢查是否有泄漏； （2 2）透析袋裝一半左右，防止膜外溶劑因濃度差滲入將袋漲裂或過(guò)）透析袋裝一半左右，防止膜外溶劑因濃度差滲入將袋漲裂或過(guò)度膨脹使膜孔徑改變；度膨脹使膜孔徑改變； （3 3）攪拌；定期或連續(xù)更換外部溶劑可提高透析效果。）攪拌；定期或連續(xù)更換外部溶劑可提高透析效果。2022-3-11Analitical Chemistry30二

35、、超濾 超濾是指外源加壓的膜分離，其原理與過(guò)濾一樣。超濾是指外源加壓的膜分離，其原理與過(guò)濾一樣。依據(jù)所加的操作壓力和膜的平均孔徑的不同，可分為三種模式：依據(jù)所加的操作壓力和膜的平均孔徑的不同，可分為三種模式： (1)(1)微孔過(guò)濾微孔過(guò)濾 操作壓力為操作壓力為0.07 MPa0.07 MPa，膜的平均孔徑為，膜的平均孔徑為500500埃至埃至14 14 m m，用于分離，用于分離較大顆粒；較大顆粒； (2)(2)加壓超濾加壓超濾 操作壓力為操作壓力為0.03-6 MPa0.03-6 MPa，膜的平均孔徑為，膜的平均孔徑為10-10010-100埃至埃至14 14 m m，用于，用于分離大分子溶

36、質(zhì)；分離大分子溶質(zhì)； (3)(3)反滲透反滲透 操作壓力為操作壓力為30-120 MPa30-120 MPa，膜的平均孔徑為，膜的平均孔徑為1010埃以下埃以下，用于分離小分用于分離小分子溶質(zhì)；子溶質(zhì)；2022-3-11Analitical Chemistry31超濾裝置與應(yīng)用 超濾裝置：超濾裝置：目前應(yīng)用最廣的是采用中空纖維系統(tǒng)的超濾裝置，其是目前應(yīng)用最廣的是采用中空纖維系統(tǒng)的超濾裝置，其是由多根空心纖維細(xì)管成束地裝配而成。由多根空心纖維細(xì)管成束地裝配而成。 空心纖維細(xì)管橫截面的內(nèi)表層細(xì)密，向外逐漸疏松，形成各向異性空心纖維細(xì)管橫截面的內(nèi)表層細(xì)密，向外逐漸疏松，形成各向異性微孔膜管結(jié)構(gòu)，管內(nèi)

37、徑一般為微孔膜管結(jié)構(gòu)，管內(nèi)徑一般為0.20.2 mmmm，有效面積約，有效面積約1 1cmcm2 2，表面積與體積，表面積與體積的比率極大，故濾速很高。的比率極大，故濾速很高。 DC-30DC-30型中空纖維系統(tǒng)的超濾裝置：三組中空纖維套筒，膜表面積型中空纖維系統(tǒng)的超濾裝置：三組中空纖維套筒，膜表面積2.7 m2.7 m2 2，在，在3 3個(gè)大氣壓下，濾液流量可達(dá)個(gè)大氣壓下，濾液流量可達(dá) 1L/min1L/min。 中空纖維系統(tǒng)的超濾裝置中空纖維系統(tǒng)的超濾裝置用于透析、脫鹽，在不到一小時(shí)可從溶液中用于透析、脫鹽，在不到一小時(shí)可從溶液中除去除去99%99%的水。的水。 應(yīng)用：應(yīng)用：濃縮酶、蛋白質(zhì)

38、、核酸、多糖；酶的濃縮回收率可達(dá)濃縮酶、蛋白質(zhì)、核酸、多糖；酶的濃縮回收率可達(dá)90%90%。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、高效、快速的分離方法。簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、高效、快速的分離方法。2022-3-11Analitical Chemistry32三、生物大分子的色譜分離法 生物試樣：生物試樣：酶、蛋白質(zhì)、核酸、多糖酶、蛋白質(zhì)、核酸、多糖 生命科學(xué)的發(fā)展需要提供高純?cè)噭?；生命科學(xué)的發(fā)展需要提供高純?cè)噭?色譜法是目前最有效的制備級(jí)的分離方法；色譜法是目前最有效的制備級(jí)的分離方法； 基因工程中，治療用蛋白的分離純化即采用高壓制備液相色譜；基因工程中，治療用蛋白的分離純化即采用高壓制備液相色譜； 空間排阻液相

39、色譜空間排阻液相色譜：蛋白質(zhì)大小差異，通用型蛋白分離純化工具；蛋白質(zhì)大小差異，通用型蛋白分離純化工具； 親和色譜親和色譜：利用固定相配基與生物大分子之間的特殊生物親和力的：利用固定相配基與生物大分子之間的特殊生物親和力的不同實(shí)現(xiàn)分離；不同實(shí)現(xiàn)分離； 例如：將過(guò)渡金屬離子例如：將過(guò)渡金屬離子CuCu2+ 2+ 、ZnZn2+ 2+ 、NiNi2+ 2+ 等以亞胺金屬配合物的形等以亞胺金屬配合物的形式鍵合到固定相上，由于組胺酸和半胱胺酸能與這些離子形成配位鍵，式鍵合到固定相上，由于組胺酸和半胱胺酸能與這些離子形成配位鍵，形成亞胺形成亞胺- -蛋白螯合物，故含有這兩種氨基酸的蛋白質(zhì)可以被這種親和色蛋

40、白螯合物，故含有這兩種氨基酸的蛋白質(zhì)可以被這種親和色譜固定相分離。譜固定相分離。 離子交換色譜離子交換色譜：利用蛋白質(zhì)具有不同的等電點(diǎn)分離。利用蛋白質(zhì)具有不同的等電點(diǎn)分離。2022-3-11Analitical Chemistry339.6、 其它分離富集技術(shù)其它分離富集技術(shù)n利用超臨界流體作萃取劑，在兩相之間進(jìn)行的一利用超臨界流體作萃取劑，在兩相之間進(jìn)行的一種萃取方法。超臨界流體是介于氣液之間的一種種萃取方法。超臨界流體是介于氣液之間的一種物態(tài)，他只有在物質(zhì)的溫度和壓力超過(guò)臨界點(diǎn)時(shí)物態(tài)，他只有在物質(zhì)的溫度和壓力超過(guò)臨界點(diǎn)時(shí)才能存在。才能存在。n例：例：COCO2 2臨界溫度：臨界溫度：304

41、.2K(304.2K(高于此溫度不會(huì)液化）高于此溫度不會(huì)液化）（相當(dāng)于室溫）（相當(dāng)于室溫）n 臨界壓力：臨界壓力：7.38MPa7.38MPa（低于此壓力（低于此壓力不會(huì)液化）不會(huì)液化）CO2 超臨界流體是在其溫度和壓力的臨界點(diǎn)附近。超臨界流體是在其溫度和壓力的臨界點(diǎn)附近。超臨界萃?。撼R界萃取：2022-3-11Analitical Chemistry34應(yīng)用應(yīng)用n香料工業(yè)：天然提取香料香料工業(yè)：天然提取香料n制備超微粒子：微粒高分子聚合物等制備超微粒子：微粒高分子聚合物等n醫(yī)藥工業(yè)：提取醫(yī)用藥物、中藥西制、提純、醫(yī)藥工業(yè)：提取醫(yī)用藥物、中藥西制、提純、干燥等，藥品分析。干燥等，藥品分析。n

42、高分子合成：合成物質(zhì)的溶劑，合成后無(wú)溶高分子合成：合成物質(zhì)的溶劑，合成后無(wú)溶劑廢料。劑廢料。n其他：煤炭液化，石油開采等。其他：煤炭液化，石油開采等。2022-3-11Analitical Chemistry35n良好的流動(dòng)和傳質(zhì)性能，通過(guò)改變壓力和溫良好的流動(dòng)和傳質(zhì)性能，通過(guò)改變壓力和溫度可獲得不同密度的萃取劑，從而可提高萃度可獲得不同密度的萃取劑，從而可提高萃取的選擇性。取的選擇性。n被萃取物與萃取劑易于分開，分離過(guò)程無(wú)相被萃取物與萃取劑易于分開，分離過(guò)程無(wú)相變，耗能低。變，耗能低。n對(duì)于對(duì)于COCO2 2 ，臨界溫度低，無(wú)毒、無(wú)臭、無(wú)公，臨界溫度低，無(wú)毒、無(wú)臭、無(wú)公害，適宜熱敏性物質(zhì)、食

43、品和醫(yī)藥產(chǎn)品的有害，適宜熱敏性物質(zhì)、食品和醫(yī)藥產(chǎn)品的有益物質(zhì)的萃取。益物質(zhì)的萃取。n高壓操作，工藝技術(shù)要求高高壓操作，工藝技術(shù)要求高特點(diǎn)特點(diǎn)2022-3-11Analitical Chemistry36 分析化學(xué)的分離富集技術(shù)發(fā)展迅速，據(jù)分析化學(xué)的分離富集技術(shù)發(fā)展迅速，據(jù)1995年到年到2000年的統(tǒng)計(jì)，我國(guó)發(fā)表分離富集技術(shù)的論文年的統(tǒng)計(jì)，我國(guó)發(fā)表分離富集技術(shù)的論文近近500篇。在此期間召開有關(guān)學(xué)術(shù)會(huì)議篇。在此期間召開有關(guān)學(xué)術(shù)會(huì)議14次，發(fā)表次，發(fā)表專著專著6本。分析化學(xué)的分離富集技術(shù)促進(jìn)了生物制藥本。分析化學(xué)的分離富集技術(shù)促進(jìn)了生物制藥業(yè)的發(fā)展。業(yè)的發(fā)展。 當(dāng)今，回歸自然的熱潮席卷全球，天然

44、藥物當(dāng)今，回歸自然的熱潮席卷全球，天然藥物在治療和保健方面?zhèn)涫芮嗖A，為中藥新藥的研究和在治療和保健方面?zhèn)涫芮嗖A，為中藥新藥的研究和發(fā)展帶來(lái)了新的契機(jī)，我國(guó)正在逐步落實(shí)中藥現(xiàn)代發(fā)展帶來(lái)了新的契機(jī)，我國(guó)正在逐步落實(shí)中藥現(xiàn)代化的實(shí)現(xiàn)措施。而中藥有效群體和有效成分的提取化的實(shí)現(xiàn)措施。而中藥有效群體和有效成分的提取分離方法研究和應(yīng)用分離方法研究和應(yīng)用十種制劑十種制劑現(xiàn)代化中重要的環(huán)節(jié)現(xiàn)代化中重要的環(huán)節(jié)是提取分離技術(shù)。所以在中藥制藥行業(yè)，采用合理是提取分離技術(shù)。所以在中藥制藥行業(yè)，采用合理的提取分離技術(shù)，將有效的保證原生物體中的固有的提取分離技術(shù)，將有效的保證原生物體中的固有的有效群體的自然組成，從而提高中藥的療效。的有效群體的自然組成，從而提高中藥的療效。2022-3-11Analitical Chemistry37謝謝謝謝再見再見