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    分離科學基礎ppt課件

    素材編號:
    511742
    素材軟件:
    PowerPoint
    素材格式:
    ZIP/RAR
    素材上傳:
    weishenhe
    上傳時間:
    2021-11-19
    素材大。
    1.02 MB
    素材類別:
    科學PPT課件
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    分離科學基礎ppt課件

    分離科學基礎ppt課件下載是由PPT寶藏(www.jhc2yule.com)會員weishenhe上傳推薦的科學PPT課件, 更新時間為2021-11-19,素材編號511742。

    這是分離科學基礎ppt課件下載,主要介紹了日常生活中的分離;分離的定義;分離方法的分類;可被分離利用的物質性質;重要的分離術語;分離方法的分類;化學研究中的分離問題,物質的分離是化學中最基本的研究手段,也是最重要的實驗技術。歡迎點擊下載分離科學基礎ppt課件。

      §2.1概述

      要求:正確把握分離的概念分離:字面解釋清楚科學定義難

      人們對“分離”一詞的應是強烈的,比如親人間、朋友間的分離多是痛苦的。因此人類社會的分離要考慮是否有必要。物質分離也要考慮是否有必要,因為它是需要付出代價的。

      作為物質分離,在科學研究和工業生產中遇到,在日常生活中也無處不在。。

      一、日常生活中的分離

      l飲食起居:自來水(過濾),凈水器(分離膜/吸附劑);泡茶(固體浸出法);食糖和食鹽環境保護:垃圾分類;污水處理;鐵罐//鋁罐(磁力);塑料切碎(不同密度液體分離)醫藥衛生:抗菌素的純化;血透;花粉過敏(潔凈房間)

      化合物1化合物2化合物3化合物4化合物M

      分離對象:物質組分空間:容器、位置純度:100%“理想狀態”;5個9,6個9還是有雜質*純度測定:測主成分含量,如重量法、庫侖法;測雜質含量,如光譜純、高純氣體。

      “假設”的意思:☆絕對的(完全)分離是不可能的☆實際工作一般不考慮無關組分☆有些真實情況并沒有徹底分開,只是儀器記錄的分析信息而已

      air

      純度99.999%:0.001%雜質(包含分析儀器的檢測靈敏度限制)

      完全分離(A+B+C+…)→(A)+(B)+(C)…部分分離(A+B+C+…)→(A)+(B+C+…)(A+B+C+…)→(A,B)+(B,A)…

      分離的圖解定義

      組分:A,B。。?臻g:()豐度:A“主成分”

      強制分離

      “廣義”上的部分分離代表部分實際分離過程;而“狹義”上的完全分離是一種理想化情況。實際過程的完全分離一般是指滿足特定分離純度要求的分離。二元分離:間歇式,如萃取多元分離:色譜、電泳等

      在實際過程中分離受到什么限制?

      分離過程要克服混合和稀釋兩個自發過程,在熱力學上是受阻的,因此分離必須付出代價,分離過程必須做功(耗能)。分離程度越高,付出的代價越。

      分離科學實際上是研究如何將熱力學第二定律所說的自發過程,以相方向進行到最限度的科學。即如何給體系增加能量和降低體系的熵值以便增強分離效果。

      混合的熵:

      分離的理論耗能量(最小功):

      分離----負熵的生成:

      蒸餾過程

      T1:液面蒸汽T2:冷凝管入口

      形象的分離工作?收拾整理;打掃衛生

      ●報刊、雜志、CD、被子。。。歸位做分離工作!●走動、出力耗能!●在凌亂、工作量代價!●不同人,效率不同分離技術、方法效率!●清潔工分離工作者????科技進步,也使得清潔工發生變化:●掃把+籮筐●藍褂+清潔車●白褂+機器人

      說明:分離是有代價的分離科學和技術是發展的

      三、分離方法的分類

      ●平衡分離過程●速度差分離過程●應分離

      利用相間平衡▲相平衡:在分離過程中形成新相▲分布平衡:分離前引入第二相,溶質在兩相中達到分布平衡

      利用重力梯度、溫度梯度、電位梯度等場中,各組分的移動速度差進行分離

      ▲化學應,如水中重金屬沉淀,離子交換應▲電化學應,如電沉積▲生物應,如BOD

      可見,分離科學是一門綜合學科!

      §2.2分離過程與分離方法

      分離過程示意圖

      力學能:機械能、流體動能、位能、熱能化學能:溶度差、化學結合能、電能、光能、核能等

      對各組分所特有的性質差作用

      一、分離過程

      二、可被分離利用的物質性質

      分離之所以能夠進行,是由于混合物中待分離的組分之間,在物理、化學、生物學等方面的性質,至少有一個存在著的差異。

      物理性質力學性質:密度、摩擦因數、表面張力、尺寸、質量熱力學性質:熔點、沸點、臨界點、轉變點、蒸氣壓、溶解度、溶解度、分配系數、吸附平衡

      電、磁性質:電導率、介電常數、遷移率、電荷、淌度,磁化率輸運性質:擴散系數,分子飛行速度化學性質熱力學性質:應平衡常數、化學吸附平衡常數、離解常數、電離電位應速度性質:應速度常數生物學性質生物學親和力、生物學吸附平衡,生物學應速度常數

      分離不是一個自發過程性質差異是分離的基礎

      那么,這種差異應該多?一種還是多種?這取決于各種分離技術的要求!

      差異,易分離:高選擇性分離,如特效化學應,生物親和力,用于二元分離差異小,難分離:高效/高性能分離技術,如色譜色散力,用于多組分色譜和電泳分離

      三、重要的分離術語

      1.物相(State/phase)與分離2.流動(Flow)與分離3.力場(Field)與分離4.化學勢與分離5.分子和離子間的作用力

      物相與分離

      分離過程涉及的物態有:氣態、液態、固態(有時也包括多孔介質)、超臨界流體狀態。欲分離的物質將以一定的方式在兩相間分配,然后用物理方法將它們分開,從而達到分離。根據相的相對位置或運動狀態,有的分離過逞它們分成固定相和流動相。

      在兩相間的分離常涉及到界面。界面存在一化學位壘。“選擇性界面”常用于分離。

      流動(Flow)與分離

      “流”一詞用來描述所有流體的位移。分離可以在靜止(非流)體系和流體系進行。

      ●對流、隨機流等寄生流:(非生產型、破壞性的)●混流(攪動):如萃取中搖動混合,只對加速遷移和加快平衡起作用,而對分離的性質并不產生影響●(外加)定向流:流動相、載氣等

      思考題:流在分離中有何作用?流在FIA中起什么作用?

      許多分離過程中是以流體方式進行的。流動本身并不能導致分離,但它可使分離效率提高許多倍,或者說利用流來實現分離。當然,無益的流,如寄生流,也可能對分離起破壞作用。

      沉降:顆粒//溶液,不同顆粒如何分開?

      淘析:引入上升流,小顆粒的沉降速度小于上升流速而被帶走

      分配系數相差很小的量組分:萃取?

      Craig萃取→色譜

      其他例子:逆流電泳等

      色譜過程與Craig多次連續萃取過程十分相似,塔板內一次平衡相當于一次萃取。

      化學勢與分離

      化學勢控制組分在分離過程的相對遷移和平衡狀態。分離過程的總化學勢

      化學勢的分布(和流一起)對分離起著主宰作用。通過在空間放置適當的相、膜和場可改變化學勢的分布。如:c連續;d不連續

      場(Field)與分離

      在分離過程中經常使用外場,如●電場:電泳,電沉積等●沉降場:沉降速度、沉降平衡等●熱場:熱泳、熱重量法等●磁場:磁泳、質譜、磁力分離●輻射場:光泳場是有選擇性的,它對不同的組分有不同的作用。與場對應的是梯度概念。

      分子和離子間的作用力

      任何分離方法,都是依據分離組分在某些化學、物理性質方面的差異,如溶解度、揮發性、電離度、吸附、移動速度、顆粒小等特性。組分性質有差別,即使是很小的差別,就有可能利用這些差別來進行分離。分子間或離子間的相互作用是分離的分子學基礎,其小又與它們的分子結構,環境條件等有關。

      1)靜電力---庫侖定律

      由于靜電力與兩個電荷之間距離的平方成比,而其它一些分子間作用力與距離的更高次方成比,所以靜電力屬于長程力。

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