济南大学
第一章单元测试
- 简述分离的重要性及分离富集技术的发展趋势。
- 什么是回收率、分离因数？分离时对常量组分和痕量组分的回收率、分离因数要求如何？
- 列举一个给你日常生活带来很大益处，而且是得益于分离的事例。分析解决这个问题时，采用了哪几种分离方法。
- 根据自己的理解，用自己的语言阐述分离与分析这两个概念的区别于联系。
- 请指出自来水、饮用水、纯净水和活性水的制备方法，各自采用了哪些分离方法？
- 按分离过程原理来分，分离方法可以分为机械分离、传质分离和反应分离。（ ）
- 分离系数表示两种物质被分离的程度，它与这两种物质的回收率密切相关，回收率相差越小，分离效果越好。（ ）
答案:分离的重要性在于它能从复杂混合物中提取出目标化合物，提高检测灵敏度和分析准确性，去除干扰物质，简化样品成分，有利于后续的分析、检测或纯化步骤。此外，高效的分离技术还能实现资源回收、环境保护和产物纯化等，在制药、环境监测、食品工业、化工生产等领域具有不可或缺的作用。 分离富集技术的发展趋势主要包括： 1. **微型化与自动化**：随着微流控技术和实验室自动化的进步，分离富集技术正向更小型、集成度更高、操作更自动化的方向发展，以提高效率、降低成本并减少样本和试剂消耗。 2. **绿色分离技术**：研发环境友好、能耗低的分离方法，如使用超临界流体、离子液体作为溶剂，以及膜分离技术，减少对环境的影响。 3. **多功能复合材料的应用**：开发新型吸附材料、智能响应材料，结合分子识别、磁性分离等特性，实现更高效、选择性的分离富集。 4. **生物分离技术的创新**：在生物制药和生物技术领域，针对蛋白质、核酸等生物大分子的分离技术不断进步，如亲和色谱、膜分离和电泳技术的改进。 5. **联用技术的发展**：将不同分离技术与光谱、质谱等高灵敏度检测技术联用，实现在线监测、快速分析，提高整体分析能力。 6. **数据驱动的智能化分离**：利用大数据、人工智能算法优化分离条件，预测分离效果，实现分离过程的智能化控制和优化。
答案:回收率是指在分离或提取过程中，目标组分从样品中被回收的比例，通常以百分比表示。 分离因数（也称选择性因子）是衡量两个组分分离效率的指标，定义为两组分浓度之比与它们在最终产物中浓度之比的比值。数学上可表示为：分离因数 = (组分1的初始浓度 / 组分2的初始浓度) / (组分1的最终浓度 / 组分2的最终浓度)。分离因数越大，说明两组分分离得越完全。 对于常量组分（含量较高）和痕量组分（含量极低）的回收率与分离因数要求： - **常量组分**：由于其含量相对较高，对回收率的要求可能不是特别严格，但仍需保持在一个合理的高水平，一般期望回收率能在80%以上，以确保样品处理过程中的经济性和实用性。对于分离因数，如果目的是纯化常量组分，则需要有较高的分离因数来有效去除杂质。 - **痕量组分**：痕量组分因其含量极低，对回收率的要求非常严格，往往需要尽可能高的回收率以避免损失，理想情况下接近100%，因为即使是微小的损失也可能对分析结果产生重大影响。分离因数方面，对痕量组分的分析要求极高，需要能够从大量基质中高效分离出目标组分，因此要求有非常高的分离因数，确保痕量组分与干扰物质的彻底分离。
答案:例子：净水器中的RO反渗透膜过滤技术。 分离方法：物理分离（过滤）和膜分离（反渗透）。
答案:分离是将混合物中的不同成分分离开来的过程，而分析则是对分离后的单一成分进行检测、识别或量化的过程。两者之间的联系在于分离是分析的前提，良好的分离有助于更准确的分析；而分析的结果可以反馈并优化分离方法。
答案:1. **自来水**：自来水通常经过多重处理，包括**沉淀**、**过滤**、**消毒**等步骤。沉淀用来去除大颗粒杂质，过滤去除更细小的悬浮物，而消毒（常用氯气或紫外线）则是为了杀灭水中的细菌、病毒等微生物。 2. **饮用水**：饮用水可以是经过进一步处理的自来水，或者是天然水源（如泉水、深层地下水）直接符合饮用标准。处理方法可能包括**微滤**、**超滤**、**反渗透**等膜技术以及**活性炭吸附**去除有机物和改善口感，确保水质安全并提升口感。 3. **纯净水**：纯净水通过更高级别的净化过程获得，主要采用**反渗透**（RO）、**离子交换**、**蒸馏**等方法。反渗透能有效去除水中的矿物质、细菌、病毒及大部分有机物；离子交换用于降低水的硬度，去除钙镁离子；蒸馏则是通过蒸发再冷凝的方式，几乎去除水中所有杂质。 4. **活性水**：活性水的制备强调增加水的溶解氧含量、调整pH值到弱碱性或通过电解等方式赋予水特定的生理功能。常见制备方法包括**电解水生成法**（通过电解分离水分子，产生富含氢离子或氢氧根离子的水）、**磁化处理**（利用磁场改变水分子团簇结构，理论上提高水的生物利用率）和**矿化添加**（向水中添加矿物质以调整pH值和增加营养成分）。
A:对 B:错
答案:对
A:对 B:错
答案:错
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