生物分离工程期中考(含答案)

1、 酸性基团和碱性基团呈离子型式和游离分子型式存在时，各应满足什么pH 条件？两性

物质，当pHPI 时，那种离子浓度最大？

答： 酸性基团离子型式：pH>pK p ;酸性基团呈分子型式pH

和碱性基团呈离子型式：pHpK p

两性物质，当pHPI 时，阴离子浓度最大。？

2、将青霉素从发酵液中萃取到丁酯中，发酵液与丁酯的体积比为1∶1，萃取条件为pH=2.5，T=10℃，发酵液效价为20000u/ml 。萃取达到平衡时，测得废液效价为645.2u/ml ，求萃取时的表观分配系数及热力学分配系数。[青霉素pK=2.75]。如欲将上述丁酯相中青霉素反萃取到水相缓冲液中，丁酯与缓冲液的体积仍为1∶1，pH=7.0 ,T=25℃。试通过公式估算反萃取的表观分配系数。

解：萃取时

V F :V S =1:1、1m =、 2.5pH =

O C ×F L V V =×L R R C V C + ∵F L V V = S R V V = 而F S V V =

温度变化 , 应o K 也变化。

47o K = ，7 2.7547 2.64110

K -==+× 310- K '=214

3、某一弱碱性抗菌素，拟用溶媒萃取法提取。如果发酵液中除抗菌素还有一碱性杂质存在，抗菌素的pK b =6，杂质的pK b =7，先调节溶液的pH=9，用有机溶剂萃取，然后用pH=5.0的缓冲溶液反萃取，当用溶剂萃取时，测得抗菌素在两相间的表观分配系数为30，而杂质的表观分配系数为40，问该杂质能否除去？

答：无法。因为同时萃取到有机相中，而又同时萃取到水相中。

4、以醋酸丁酯萃取青霉素发酵液，采用单级萃取，醋酸丁酯与滤液的体积比为1：2.5，萃取温度0℃，pH 为3。萃取结束后以溶媒体积1/4的水在pH7时进行反萃取。设萃取过程完全无青霉素的破坏损失。求此萃取及反萃取的理论收得率及总收得率。经测得醋酸丁酯·苄青霉素·水三元系统在0℃，pH2.5时的分配系数K=30。青霉素的pK 值2.75。

解∵ V S :V F =1:2.5, pH=3 , K=30 , pK=2.75

∵0110

P pH pK k k -=+ ∴K O =K(1+10 pH _pKp )

=30(1+102.5-2.75)

=47

∵K O 与温度有关而与pH 无关

∴在pH3时

单级萃取 ∵ 2.5F S

V m V == Φ=10.1251

E =+ 1－Ф=0.875

反萃：7 2.75

470.027*******o pH pKp k k --===++ k ’=1/k =36

Ф=10.11

E =+ 1－Ф=0.9

5.在上例中为了提高理论收率和浓缩倍数，采用多级逆流萃取，萃取条件为pH3，温度0℃，求浓缩倍数为6倍时，要求理论收率为97％时所需的理论级数。

答：6,3m pH ==

多级逆流 1－Фn ＝111

n n E E E -+-- ∴112.9 2.90.972.91

n n ++-=- 3n =