沉淀剂

沉淀剂

化学类专业术语
如果向液相中加入某种试剂能产生沉淀,那么这种试剂就叫做沉淀剂。利用沉淀剂产生沉淀可进行液相中的物质分离,还可使“旧”沉淀转化产生新沉淀。由于相对用量不同,有些试剂既可作沉淀剂又可作络合剂。如共沉淀分离法方法,加入某种离子同沉淀剂生成沉淀作为载体(沉淀剂),将痕量组分定量地沉淀下来,然后将沉淀分离(溶解在少量溶剂中、灼烧等方法),以达到分离和富集的目的。
    中文名:沉淀剂 外文名:precipitant 适用领域: 所属学科: 作用:生成沉淀分离 分类:有机和无机两大类 选择标准:溶解度大,沉淀溶解小等

选择

一是便于实现沉淀,即操作容易。

二是不会引入杂质。

三是生成的沉淀易于过滤,不要生成难过滤胶体状物质。

四是不会除去溶液中其他有用的离子。

满足上述条件下还有考虑沉淀剂的的价格。除了经济因素外,还应考虑以下要求选择性:

1.为回收金属应可得到较纯的沉淀,避免或减少杂质的污染沉淀;

2.对于净化溶液则需减少溶液中有价组分随沉淀的损失难溶性。它可以使沉淀过程进行得较完全,得到较纯净的沉淀和溶液。易滤性。

3.产生的沉淀颗粒粒应较粗,最好有良好的结晶,便于过滤和洗涤在加入沉淀剂时,不给溶液带来其他杂质。

要求

对沉淀剂的要求:

1.要求对欲富集的痕量组分回收率高

2.要求共沉淀剂不干扰待富集组分的测定

3.无机共沉淀剂会引入大量其它金属离子载共沉淀的选择性不高(混晶法高于吸附法)同时实现多种离子的富集,富集效率高有机共沉淀剂

4.施胶沉淀剂通过电中和架桥作用絮凝快,紧密,使胶料沉淀时间大大缩短,同时具有助留作用,适应性强,对造纸设备没有腐蚀,特别适合在中性施胶中作沉淀剂,也适合于酸性胶,可以代替硫酸铝,使用量和单位成本大大降低。外观呈浅绿色粘稠状液体,PH值2.8—4,比重≥1.1,固体含量(AL2O3):4.5—7.5%。

5.凝集沉淀剂使微细和胶体颗粒充电及中和而成为能快速沉降的团块,然后过滤。这是由于胶体物质带负电荷而相互排斥,直到凝集剂中和电荷并使它们凝结在一起。

常见

聚合氯化铝

聚合氯化铝有较强的架桥吸咐性能,在水解过程中,伴随发生凝聚,吸附和沉淀等物理化学过程。聚合氯化铝简称PAC。通常也称作碱式氯化铝或混凝剂等,它是介于ALCL3和AL(OH)3之间的一种水溶性无机高分子聚合物,化学通式为[AL2(OH)NCL6-NLm]其中m代表聚合程度,n表示PAC产品的中性程度。

颜色呈黄色或淡黄色、深褐色、深灰色树脂状固体。乐邦聚合氯化铝与传统无机混凝剂的根本区别在于传统无机混凝剂为低分子结晶盐,而聚合氯化铝的结构由形态多变的多元羧基络合物组成,絮凝沉淀速度快,适用PH值范围宽,对管道设备无腐蚀性,净水效果明显,能有效支除水中色质SS、COD、BOD及砷、汞等重金属离子。

硫酸铝

白色有光泽结晶、颗粒或粉末。味甜。在空气中稳定。86.5℃时失去部分结晶水,250℃失去全部结晶水。当加热时猛烈膨胀并变成海绵状物质。烧到赤热时分解为三氧化硫和氧化铝。当相对湿度约低25%时风化。易溶于水,几乎不溶于乙醇,溶液呈酸性。久沸后有不溶性碱式盐沉淀。相对密度1.62。硫酸铝是一个被广泛运用的工业试剂,通常会与明矾(既十二水合硫酸铝钾)混淆。硫酸铝通常被作为絮凝剂,用于提纯饮用水及污水处理设备当中,也用于造纸工业。

聚合氯化铝铁

聚合氯化铝铁(PAFC)是由铝盐和铁盐混凝水解而成一种无机高分子混凝剂,依据协同增效原理,加入单质质铁离子或三氧化铁和其它含铁化合物复合而制得的一种新型高效混凝剂。

它集铝盐和铁盐各自优点,对铝离子和铁离子的形态都有明显改善,聚合程度大为提高。取铝、铁混凝剂各自对气浮操作有利之处,改善聚合氯化铝的混凝性能;对高浊度水和低温低浊水的净化处理效果特别明显,可不加碱性助剂或其它助凝剂。

铝酸钠

性质:白色、无臭、无味,呈强碱性的固体,高温熔融产物为白色粉末,溶于水,不溶于乙醇,在空气中易吸收水份和二氧化碳,水中溶解后易析出氢氧化铝沉淀,氢氧化铝溶于氢氧化钠溶液也生成偏铝酸钠溶液。用作纺织品的媒染剂、纸的填料、水的净化剂等。可用氧化铝与固态氢氧化钠或碳酸钠共熔制得。

偏铝酸钠遇弱酸和少量的强酸生成白色的氢氧化铝沉淀,现象是有大量的白色沉淀生成,且最终沉淀的量不变。而遇到过量的强酸生成对应的铝盐,现象是先有白色沉淀生成,过一段时间后,白色沉淀的质量逐渐减小,最后消失。偏铝酸钠和碱不作用.因为它本身由于偏铝酸根离子水解,使得溶液显碱性,所以,它是不和碱作用的。

主要用途

1.土木工程方面,本品与水玻璃混合用于施工中的堵漏。

2.造纸行业,本品与硫酸铝混合使用是一种良好的填充剂。

3.水处理方面,可做净水剂助剂。

4.可做为水泥速凝剂。

5.在石油化工、制药、橡胶、印染、纺织、催化剂生产中也有较广泛的应用。

6.钛白粉生产过程中使用该产品,使其表面包膜,提高其特性。

聚丙烯酰胺

聚丙烯酰胺为白色粉末或者小颗粒状物,密度为1.32g/cm3(23度),玻璃化温度为188度,软化温度近于210度。

1、絮凝性:PAM能使悬浮物质通过电中和,架桥吸附作用,起絮凝作用。

2、粘合性:能通过机械的、物理的、化学的作用,起粘合作用。

3、降阻性:PAM能有效地降低流体的摩擦阻力,水中加入微量PAM就能降阻50—80%。

4、增稠性:PAM在中性和酸条件下均有增稠作用,当PH值在10以上PAM易水解。呈半网状结构时,增稠将更明显。

聚丙烯酰胺使用量说明

1、洗煤用的阳离子聚丙烯酰胺的使用数量可以设置在三十公斤到一百一十公斤之间;化工行业的废水使用量一般是五十到一百二十公斤之间;漂染行业的废水和造纸行业的废水最难处理,应该加大使用数量,把使用数量设置在一百到三百公斤比较合理,电镀废水行业和普通的工业用水一般都不要超过五十公斤。注意:(这几种行业的使用数量都是每一千吨废水的数量)。

2、生活污水根据处理方法的不同脱泥用的絮凝剂是不一样的。

如果工艺主体采用生化方法,也就是剩余污泥脱水(可能含有部分初沉泥),只需要阳离子PAM作为污泥脱水剂即可。

如果工艺主体采用物化方法,如一级强化,加载磁分离等工艺,一般是先加PAC调质,然后再加阴离子絮凝剂,最后加阳离子絮凝剂脱水。具体投加量要根据污水水质而定。

也有很多污水处理站,污泥脱水直接加PAC或者其他无机絮凝剂即可,这个在板框压滤机,特别是电子厂或者是小型污水处理站应用比较广泛。

PAM在作为污泥脱水剂使用的时候一般要与水的配比在0.1%--0.2%之间。溶解成胶水状的液体以后,再投加到污泥中进行混合处理。

与污泥的配比一般在5%--10%,有的更低,这个要根据污泥的浓度来确定,最好是通过现场的烧杯实验来确定最佳投加量和使用型号。不同污泥、不同药剂、不同设备、不同管理水平,污泥的处理效果是不同的。

3、污水处理厂用阳离子聚丙烯酰胺作为污水运营污泥脱水剂。在和客户沟通的过程中,客户经常问到在污水处理污泥脱水过程中,污泥脱水剂投加量的问题。要相对准确的知道污泥脱水剂投加量的问题,首先了解这些参量,污泥的含水率,泥饼含水率,进泥量,进药量,配药浓度等。

污泥含水率:污泥中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数称为污泥含水率。

泥饼含水率:被脱污泥即泥饼的所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数称为泥饼含水率。

应用

蛋白质概念

蛋白质分子凝聚从溶液中析出的现象称为蛋白质沉淀(precipitation),变性蛋白质一般易于沉淀,但也可不变性而使蛋白质沉淀,在一定条件下,变性的蛋白质也可不发生沉淀。

分析

蛋白质所形成的亲水胶体颗粒具有两种稳定因素,即颗粒表面的水化层和电荷。若无外加条件,不致互相凝集。然而除掉这两个稳定因素(如调节溶液pH至等电点和加入脱水剂)蛋白质便容易凝集析出。如将蛋白质溶液pH调节到等电点,蛋白质分子呈等电状态,虽然分子间同性电荷相互排斥作用消失了。

但是还有水化膜起保护作用,一般不致于发生凝聚作用,如果这时再加入某种脱水剂,除去蛋白质分子的水化膜,则蛋白质分子就会互相凝聚而析出沉淀;反之,若先使蛋白质脱水,然后再调节pH到等电点,也同样可使蛋白质沉淀析出。

方法

    盐析法——多用于各种蛋白质和酶的分离纯化;

在蛋白质溶液中加入大量的中性盐以破坏蛋白质的胶体稳定性而使其析出,这种方法称为盐析。常用的中性盐有硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等。各种蛋白质盐析时所需的盐浓度及pH不同,故可用于对混和蛋白质组分的分离。例如用半饱和的硫酸铵来沉淀出血清中的球蛋白,饱和硫酸铵可以使血清中的白蛋白、球蛋白都沉淀出来,盐析沉淀的蛋白质,经透析除盐,仍保证蛋白质的活性。

调节蛋白质溶液的pH至等电点后,再用盐析法则蛋白质沉淀的效果更好。盐析法分为两类,第一类叫Ks分段盐析法,在一定PH和温度下通过改变离子强度实现,用于早期的粗提液;第二种叫b分段盐析法,在一定离子强度下通过改变PH和温度来实现,用于后期进一步分离纯化和结晶。

影响盐析的因素包括:蛋白质浓度、离子强度和类型、PH值、温度等。针对温度这一条,需要强调:在低离子强度或纯水中,蛋白质溶解度在一定范围内随温度增加而增加。但在高浓度下,蛋白质、酶和多肽类物质的溶解度随温度上升而下降。在一般情况下,蛋白质对盐析温度无特殊要求,可在室温下进行,只有某些对温度比较敏感的酶要求在0-4℃进行。

使用硫酸铵沉淀蛋白需要注意:硫酸铵中常含有少量的重金属离子,对蛋白质巯基有敏感作用,使用前必须用H2S处理:将硫酸铵配成浓溶液,通入H2S饱和,放置过夜,用滤纸除去重金属离子,浓缩结晶,100℃烘干后使用。另外,高浓度的硫酸铵溶液一般呈酸性(PH=5.0左右),使用前也需要用氨水或硫酸调节至所需PH。

2.有机溶剂沉淀法——多用于生物小分子、多糖及核酸产品的分离纯化;

有机溶剂的沉淀机理是降低水的介电常数,导致具有表面水层的生物大分子脱水,相互聚集,最后析出。

该法优点在于:

1)分辨能力比盐析法高,即蛋白质或其它溶剂只在一个比较窄的有机溶剂浓度下沉淀;

2)沉淀不用脱盐,过滤较为容易;

3)在生化制备中应用比盐析法广泛。

但是,在常温下,有机溶剂沉淀蛋白质往往引起变性。例如酒精消毒灭菌就是如此。因此,操作要求在低温下进行。有机溶剂的选择首先是能和水混溶,使用较多的有机溶剂是乙醇、甲醇、丙酮,还有二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙腈和2-甲基-2,4戊二醇等。

3.等电点沉淀法——此法单独应用较少,多与其它方法结合使用;

两性电解质分子上的净电荷为零时溶解度最低,不同的两性电解质具有不同的等电点,以此为基础可进行分离。如工业上生产胰岛素时,在粗提液中先调PH8.0去除碱性蛋白质,再调PH3.0去除酸性蛋白质。利用等电点除杂蛋白时必须了解制备物对酸碱的稳定性,不然盲目使用十分危险。不少蛋白质与金属离子结合后,等电点会发生偏移,故溶液中含有金属离子时,必须注意调整PH值。等电点法常与盐析法、有机溶剂沉淀法或其他沉淀方法联合使用,以提高其沉淀能力。

4.重金属盐沉淀法——常用于抢救误服重金属盐中毒的病人;

许多有机物质包括蛋白在内,在碱性溶液中带负电荷,能与金属离子形成沉淀。根据有机物与它们之间的作用机制,可分为羧酸、胺及杂环等含氮化合物类,如铜锌镉;亲羧酸疏含氮化合物类,如钙镁铅;亲硫氢基化合物类,如汞银铅。蛋白质-金属离子复合物的重要性质是它们的溶解度对溶液的介电常数非常敏感,调整水溶液的介电常数(如加入有机溶剂),即可沉淀多种蛋白。

沉淀的条件以pH稍大于等电点为宜。重金属沉淀的蛋白质常是变性的,但若在低温条件下,并控制重金属离子浓度,也可用于分离制备不变性的蛋白质。临床上利用蛋白质能与重金属盐结合的这种性质,抢救误服重金属盐中毒的病人,给病人口服大量蛋白质,然后用催吐剂将结合的重金属盐呕吐出来解毒

相关词条

相关搜索

其它词条