聚乙二醇的水溶液或者乙醇溶液能做无管虹吸吗

最近有一段煮绿豆汤的视频广为流传，据说是一位女士给绿豆汤里加了足量的冰糖，以致舀起来后会从勺子里自动流出来。该女士据此认定此汤形态异常，属于不祥之物随道之。那么，绿豆汤为什么会出现这种不用吸管却胜似虹吸的现象呢？如果把一根穿着小球的长链子放进杯里快速牵动一端让链子下落，那么正在下落中的一段就会牵着杯里的链子，像虹吸管中的水流一样越过最高点连续运动起来。

可见肠链的初始速度和拉力是它喷涌而出的原因。而我们用的洗发水，由于其中的增稠剂包含丙烯酸、丙烯酸酯及聚氧化乙烯之硫的高分子聚合物，其大分子常链会在水中形成三维网状结构，造成洗发水既有绳子一样的弹性，又有液体一样的粘性，被称为粘弹性。因此，溢出的洗发水就会通过分子长链像固体绳子一样把烧杯里的洗发水拖出来，同时由于间距粘性，洗发水就会被牵拉着流动，持续越过烧杯最高点并下落，出现了无管虹吸效应。

同理，聚乙二醇作为一种分子量200到7000的高分子聚合物，其水溶液中包含的大分子常链也让它具有了粘弹性既能被下落部分的弹性牵拉，又能保持粘性流动，同样会出现五管虹吸现象。而绿豆汤加入冰糖粘稠度提高，如果加入足量的冰糖，绿豆汤也会表现出高分子聚合物一样的黏弹性，从而让勺子里的汤持续受到下落部分的牵拉而不停流动。

可见，这个所谓的五管虹吸效应其实是具有黏弹性的。流体在弹性拉力下运动和液体顺着虹吸管运动并不相同。我们知道，用虹吸管引流，必须让水先占据管子里的空间并下行到低于液面的位置，才能让较长的水柱底面的水压大于界面的大气压而下落，同时让较短的水柱在液面处的水压小于外界大气压而被推挤上升，最终靠压差和水的粘性力从高水位向低水位持续流动。显然，这壁勺子舀绿豆汤的五管虹吸操作要麻烦一些，因此有无聊人士想了个办法，他把管口通气端堵住，当管子插进水里时，管中液面会降低，此时管内的气压就等于大气压加上两个液面之间一段水柱的压强。

这时打开管口，里面的压缩空气会喷射而出，在气压平衡时，由于空气具有惯性，还会继续向外运动，让管内出现负压，憋浆水直接抽到了液面以下的位置。这样管子里气压平衡后，虹吸管也同时启动了，于是实现了瞬间自动引流。根据这一原理，有更无聊人士将虹吸管做成M型，让第一个转弯的高度低于后面的转弯，这样把管子随意插进水里后，一旦较低的转弯进入水下，越过转弯的水就会加速下落，于是推动管中空气柱加速排出，并在气压平衡时继续喷射，形成负压，还是能把水抽到液面底下位置，从而启动虹吸管。因此当大家都无聊时，就可以找吸管拼接成前低后高的M型，轻轻插入水中，就能轻易的利用虹吸效应自动抽水。从无聊程度和便利性上说，这已经和勺子舀绿豆汤有了一拼。

色谱法，又称层析法。根据其分离原理，有吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱与排阻色谱等方法。

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�� 吸附色谱是利用吸附剂对被分离物质的吸附能力不同，用溶剂或气体洗脱，以使组分分离。常用的吸附剂有氧化铝、硅胶、聚酰胺等有吸附活性的物质。

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�� 分配色谱是利用溶液中被分离物质在两相中分配系数不同，以使组分分离。其中一相为液体，涂布或使之键合在固体载体上，称固定相；另一相为液体或气体，称流动相。常用的载体有硅胶、硅藻土、硅镁型吸附剂与纤维素粉等。

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�� 离子交换色谱是利用被分离物质在离子交换树脂上的离子交换势不同而使组分分离。常用的有不同强度的阳、阴离子交换树脂，流动相一般为水或含有有机溶剂的缓冲液。

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�� 排阻色谱又称凝胶色谱或凝胶渗透色谱，是利用被分离物质分子量大小的不同和在填料上渗透程度的不同，以使组分分离。常用的填料有分子筛、葡聚糖凝胶、微孔聚合物、微孔硅胶或玻璃珠等，可根据载体和试样的性质，选用水或有机溶剂为流动相。

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�� 色谱法的分离方法，有柱色谱法、纸色谱法、薄层色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法等。色谱所用溶剂应与试样不起化学反应，并应用纯度较高的溶剂。色谱时的温度，除气相色谱法或另有规定外，系指在室温下操作。

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�� 分离后各成分的检出，应采用各单体中规定的方法。通常用柱色谱、纸色谱或薄层色谱分离有色物质时，可根据其色带进行区分，对有些无色物质，可在245-365nm的紫外灯下检视。纸色谱或薄层色谱也可喷显色剂使之显色。薄层色谱还可用加有荧光物质的薄层硅胶，采用荧光熄灭法检视。用纸色谱进行定量测定时，可将色谱斑点部分剪下或挖取，用溶剂溶出该成分，再用分光光度法或比色法测定，也可用色谱扫描仪直接在纸或薄层板上测出，也可用色谱扫描仪直接以纸或薄层板上测出。柱色谱、气相色谱和高效液相色谱可用接于色谱柱出口处的各种检测器检测。柱色谱还可分部收集流出液后用适宜方法测定。 柱色谱法

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�� 所用色谱管为内径均匀、下端缩口的硬质玻璃管，下端用棉花或玻璃纤维塞住，管内装有吸附剂。色谱柱的大小，吸附剂的品种和用量，以及洗脱时的流速，均按各单体中的规定。吸附剂的颗粒应尽可能保持大小均匀，以保证良好的分离效果，除另有规定外通常多采用直径为0.07-0.15mm的颗粒。吸附剂的活性或吸附力对分离效果有影响，应予注意。

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�� 吸附剂的填装 干法：将吸附剂一次加入色谱管，振动管壁使其均匀下沉，然后沿管壁缓缓加入开始层析时使用的流动相，或将色谱管下端出口加活塞，加入适量的流动相，旋开活使流动相缓缓滴出，然后自管顶缓缓加入吸附剂，使其均匀地润湿下沉，在管内形成松紧适度的吸附层。操作过程中应保持有充分的流动相留在吸附层的上面。湿法：将吸附剂与流动相混合，搅拌以除去空气泡，徐徐倾入色谱管中，然后再加入流动相，将附着于管壁的吸附剂洗下，使色谱柱表面平整。 俟填装吸附剂所用流动相从色谱柱自然流下，液面将柱表面相平时，即加试样溶液。

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�� 试样的加入 除另有规定外，将试样溶于层析时使用的流动相中，再沿色谱管壁缓缓加入。注意勿使吸附剂翻起。或将试样溶于适当的溶剂中。与少量吸附剂混匀，再使溶剂挥发去尽后使呈松散状；将混有试样的吸附剂加在已制备好的色谱柱上面。如试样在常用溶剂中不溶解，可将试样与适量的吸附剂在乳钵中研磨混匀后加入。

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�� 洗脱 除另有规定外，通常按流动相洗脱能力大小，递增变换流动相的品种和比例，分别分部收集流出液，至流出液中所含成分显著减少或不再含有时，再改变流动相的品种和比例。操作过程中应保持有充分的流动相留在吸附层的上面。

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�� 纸色谱法

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�� 以纸为载体，用单一溶剂或混合溶剂进行分配。亦即以纸上所含水分或其他物质为固定相，用流动相进行展开的分配色谱法。

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�� 所用滤纸应质地均匀平整，具有一定机械强度，必须不含会影响色谱效果的杂质，也不应与所用显色剂起作用，以免影响分离和鉴别效果，必要时可作特殊处理后再用。 试样经层析后可用比移值（Rf）表示各组成成分的位置（比移值=原点中心至色谱斑点中心的距离与原点中心至流动相前沿的距离之比），由于影响比移值的因素较多，因此一般采用在相同实验条件下对照物质对比以确定其异同。作为单体鉴别时，试样所显主色谱斑点的颜色（或荧光）与供置，应与对照（标准）样所显主色的谱斑点或供试品-对照品（1∶1）混合所显的主色谱斑点相同。作为质量指标（纯度）检查时，可取一定量的试样，经展开后，按各单体的规定，检视其所显杂质色谱斑点的个数或呈色（或荧光）的强度。作为含量测定时，可将色谱斑点剪下洗脱后，再用适宜的方法测定，也可用色谱扫描仪测定。 1、下行法 所用色谱缸一般为圆形或长方形玻璃缸，缸上有磨口玻璃盖，应能密闭，盖上有孔，可插入分液漏斗，以加入流动相。在近缸顶端有一用支架架起的玻璃槽作为流动相的容器，槽内有一玻璃棒，用以支持色谱滤纸使其自然下垂，避免流动相沿滤纸与溶剂槽之间发生虹吸现象。

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�� 取适当的色谱滤纸按纤维长丝方向切成适当大小的纸条，离纸条上端适当的距离（使色谱纸上端能足够浸入溶剂槽内的流动相中，并使点样基线能在溶剂槽侧的玻璃支持棒下数厘米处）用铅笔划一点样基线，必要时色谱纸下端可切成锯齿形，以便于流动相滴下。 将试样溶于适当的溶剂中，制成一定浓度的溶剂。用微量吸管或微量注射器吸取溶剂，点于点样基线上，溶液宜分次点加，每次点加后，俟其自然干燥、低温烘干或经温热气流吹干。样点直径一般不超过0.5cm，样点通常应为圆形。

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�� 将点样后的色谱滤纸上端放在溶剂槽内，并用玻璃棒压住，使色谱纸通过槽侧玻璃支持棒自然下垂，点样基线在支持棒下数厘米处。色谱开始前，色谱缸内用各单体中所规定的溶剂的蒸气饱和，一般可在色谱缸底部放一装有流动相的平皿，或将浸有流动相的滤纸条附着在色谱缸的内壁上，放置一定时间，俟溶剂挥发使缸内充满饱和蒸气。然后添加流动相，使浸没溶剂槽内滤纸，流动相即经毛细管作用沿滤纸移动进行展开至规定距离后，取出滤纸，标明流动相前沿位置，俟流动相挥散后按规定方法检出色谱斑点。

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�� 2、上行法 色谱缸基本和下行法相似，唯除去溶剂槽和支架，并在色谱缸盖上的孔中加塞，塞中插入玻璃悬钩，以便将点样后的色谱滤纸挂在钩上。色谱滤纸一般长约25cm，宽度则视需要而定。必要时可将色谱滤纸卷成筒形。点样基线距底边约2.5cm，点样方法与下行法相同。色谱缸内加入适量流动相，放置，俟流动相蒸气饱和后，再下降悬钩，使色谱滤纸浸入流动相约0.5cm，流动相即经毛细管作用沿色谱滤纸上升，除另有规定外，一般展开至15cm后，取出晾干，按规定方法检视。

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�� 色谱可以向一个方向进行，即单向色谱；也可进行双向色谱，即先向一个方向展开，取出，俟流动相完全挥发后，将滤纸转90°，再用原流动相或另一种流动相进行展。亦可多次展开，连续展或径向色谱等。

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�� 薄层色谱法

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�� 按各单体所规定的载体，放入适当容器，加入适量水以配成悬浮液，在厚度均匀一致的50×200mm或200×200mm平滑玻璃板上将此悬浮液均布成0.25mm的厚度，风干后一般在110度下干燥0.5-1h（或按单体规定）。

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�� 以离薄层板一端约25mm的位置作为点样基线，用微量吸管按规定量吸取试样液和对照（标准）液，点于基线上，点与点之间的距离在10mm以上，液点的直径约3mm，风干后，基线一端向下，将薄层板放入展开溶剂，溶剂层深10mm，并预经开展溶剂的蒸汽饱和。在展开溶剂从基线上升至规定距离（一般为15cm）后，取出薄层板，风干，然后按规定的方法，对斑点的位置和颜色进行检查。

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�� 气相色谱法

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�� 气相色谱法是在以适当的固定相做成的柱管内，利用气体（载气）作为移动相，使试样（气体、液体或固体）在气体状态下展开，在色谱柱内分离后，各种成分先后进入检测器，用记录仪记录色谱谱图。 在对装置进行调试后，按各单体的规定条件调整柱管、检测器、温度和载气流量。进样口温度一般应高于柱温30-50度。如用火焰电离检测器，其温度应等于或高于柱温，但不得低于100度，以免水汽凝结。色谱上分析成分的峰的位置，以滞留时间（从注入试样液到出现成分最高峰的时间）和滞留容量（滞留时间×载气流量）来表示。这些在一定条件下，就能反应出物质所具有特殊值，并据此确定试样成分。

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�� 根据色谱上出现的物质成分的峰面积或峰高进行定量。峰面积可用面积测定仪测定，按半宽度法求得（即以峰1/2处的峰宽×峰高求得）。峰高的测定方法是从峰高的顶点向记录纸横座标准垂线，找出此垂线与峰的两下端联结线的交点，即以此交点至峰顶点的距离长度为峰高。

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�� 定量方法可分以下三种：

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�� 1、内标准法 取标准被测成分，按依次增加或减少的已知阶段量，各自分别加入各单体所规定的定量内标准物质中，调制标准溶液。分别取此标准液的一定量注入色谱柱，根据色谱图取标准被测成分的峰面积和峰高和内标物质的峰面积和峰高的比例为纵座标，取标准被测成分量和内标物质量之比，或标准被测成分量为横坐标，制成标准曲线。

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�� 然后按单体中所规定的方法调制试样液。在调制试样液时，预先加入与调制标准液时等量的内标物质。然后按制作标准曲线时的同样条件下得出的色谱，求出被测成分的峰面积或峰高和内标物质的峰积或峰高之比，再按标准曲线求出被测成分的含量。

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�� 所用的内标物质，应采用其峰面积的位置与被测成分的峰的位置尽可能接近并与被测成分以外的峰位置完全分离的稳定的物质。

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�� 2、绝对标准曲线法 取标准被测成分 按依次增加或减少阶段法，各自调制成标准液，注入一定量后，按色谱图取标准被测成分的峰面积或峰高为纵座标，而以标准被测成分的含量为横坐标，制成标准曲线。然后按单体中所规定的方法制备试样液。取试样液按制标准曲线时相同的条件作出色谱，求出被测成分的峰面积和峰高，再按标准曲线求出被测成分的含量。 3、峰面积百分率法 以色谱中所得各种成分的峰面积的总和为100，按各成分的峰面积总和之比，求出各成分的组成比率。

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�� 气液色谱法

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�� 这时所指的气液色谱法，主要用于各种香料物质的分析，基本条件和参数主要依照美国精油协会（EOA）于1979年所建议的方法。其基本原理、操作、标准状态等均与上述气相色谱法相同。

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�� 1、柱 用304号合金所制不锈钢管，长3m，内径2.16-2.57mm，外径3.18mm。底物：极性柱为聚乙二醇20M（Carbowax 20M）,分子量约2万；非极性柱为气相色谱级甲基硅氧烷（SE-30），或二甲基硅氧烷（OV-1或OV-101）。底物浓度：重量的105。固体载体：10目或20目熔融煅烧过的硅藻土，经硅烷化和酸洗后，其自由倾落密度为0.2g/cm3，最小120目，最大80目。装填密度每cm3应大于0.24g。

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�� 2、载气 氦。最低流量为每分钟25-50ml。

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�� 分析状态

�� 极性柱：起始温度，最低75℃；最终温度，最高225℃。升温速度，2℃/min～8℃/min

�� 非极性柱：起始温度，最低75℃；最终温度，不超过275℃；升温速度，2℃/min～8 ℃/min

�� 进样温度：225-250℃。试样量：0.1-1ul。

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�� 检测器：用热导池。检测器的操作条件应维持恒定。

1、锡的沉积电位较正、镀液电导率较高

标准电极电位：Sn2++2e−=Snφº=－0.140V

而碱性条件下：HSnO−+H2O+2e−=Sn+3OH−φº=－0.79V

镀液中硫酸亚锡与硫酸的质量比又控制在1:3~4之间，故镀液导电性好。生产中槽电压不会大于4V，因而较省电。

2、电极反应极快

在硫酸液中，锡的交换电流密度io达110mA/cm²，比Cu2+、Zn2+大2~3个数量级。即：在无添加剂时，自身阴极极化很小，属电极反应极快的一种金属离子。在加有添加剂能获得光亮镀层时，其镀速仍快。

3、锡离子必须呈二价态

金属锡离子有+2和+4两种价态，Sn2+称为亚锡离子；Sn4+称为正锡离子。但Sn4+一般不以简单离子而以化合物形式存在，有时记为SnⅣ。

在加温的碱性镀锡液中，锡离子要求呈4价；Sn2+使镀锡层发灰暗而不白。为此，生产时常从锡阳极液附近加入适量双氧水，使阳极呈金黄色的半钝化态，以减少生成Sn2+。恰恰相反，在酸性镀锡时，要求锡呈二价态。Sn2+易被氧化为Sn4+。一旦Sn4+成为β−锡酸时，则使锡液浑浊、发白，严重时呈牛奶色。锡液黏度增大，分散能力与深镀能力下降，电导率下降，槽电压升高。镀层灰白无光、脆性加大，焊接性能下降。如何防止Sn2+转化为稳定的四价锡化合物，是工艺的重点与难点。

酸性镀锡现主要用硫酸盐体系与甲磺酸盐体系。前者成本低，应用也更广些。

2锡阳极

2.1锡对Sn2+的稳定作用

假若新配1L硫酸光亮酸性镀锌液，再分成两份于500ml烧杯中，其中一个烧杯内放入一根纯锡条，另一则不放；自然放置并观察，会发现：放有锡条的镀液保持清澈不浑的时间会比不放锡条的要长得多。原因是金属锡能将4价锡还原为2价锡，起到稳定镀液作用、减少β−锡酸的产生。

例如文献[1]列有反应：SnCl4+Sn=2SnCl2。

2.2锡阳极是否应加装阳极袋

首先应明确，在无氧化性介质的硫酸盐镀锡液中，钛材会很快被腐蚀，因而不能用钛阳极筐。

锡阳极板是否外套耐酸阳极袋，有利也有弊。好处是可以防止阳极泥渣直接落入镀液中，减少镀层毛刺、粗糙；坏处是几乎失去锡阳极的稳定镀液作用：阳极袋使对流、扩散传质过程受阻，袋内镀液Sn2+浓度较高，锡能起稳定作用；袋外镀液中Sn2+易氧化为Sn4+，易形成有害的β−锡酸。生产中现多数挂镀（只能采用阴极移动，而不能用空气搅拌）将槽作深点而不加阳极袋；滚镀对镀液翻动厉害，有时加阳极袋。

2.3阳极产生的黑色泥渣

2.3.1阳极泥渣为何物

金属锡是柔软的银白色金属，常温下在空气中不被氧化。亚锡化合物中，氧化亚锡为黑色，硫化亚锡为黑棕色，其余亚锡化合物几乎都无色。四价锡的氧化物为白色。SnO与SnO2均不溶于水。可以判定，黑色的阳极泥渣并非金属锡渣而是氧化亚锡SnO。

2.3.2黑色SnO泥渣的产生

在酸性镀锡时，阳极上也有气体产生，其为氧气：

4OH−−4e−→2H2O+O2↑

活性态的氧原子比氧气分子具有更强的氧化能力，使锡原子被氧化：Sn+O→SnO

2.3.3阳极泥渣的高化学稳定性

认为将阳极泥渣过滤丢弃太可惜了，文献[1]介绍，锌能将Sn2+和Sn4+完全还原为金属锡：

2Zn+Sn4+=Sn+2Zn2+

设想将SnO黑色阳极泥渣用还原性盐酸溶解，再加上锌粉还原，过滤得到锡粉来回收价高的锡。从工厂酸性镀锡槽底捞取了些阳极污泥，洗涤过滤后放入250ml烧杯中，先加入体积比1:1盐酸，过一段时间后用玻棒搅拌一阵。如此3昼夜后，SnO一点未见溶解。过滤后改用分析纯浓盐酸，同样几天都不溶。可见其化学稳定性很高，将SnO变成SnCl2都不大可能，就谈不上再用锌粉还原了。试验失败。（若将盐酸加热煮沸，则成本很高且不环保。）

2.3.4减少阳极泥渣的产生

阳极泥渣难以回收利用，则只能设法减少其产生。

阳极电流密度JA越大，阳极电流效率越低，析氧越严重，氧化产生SnO泥渣的量越大。为减小JA（以0.5~1.5A/dm²为宜），阳极面积应大些为好。不懂此理者，以为阳极少些消耗就少些，其实反而浪费更大。而且稀稀拉拉的阳极会使阴极电流分布不均匀，均镀能力下降。锡阳极少了，如前所述，镀液稳定性下降。不必担心阳极面积过大后镀液中锡离子浓度会升高，因为在配方硫酸范围内，锡的自溶量微乎其微。

镀液中硫酸过少，阳极活化不良，镀液电导率下降，阳极电流效率下降。硫酸过多，阳极泥渣从板上脱落加快，新的锡表面又很快氧化生成泥渣。

3β−锡酸的形成及其性能

SnO对应的氢氧化物为Sn(OH)2具有两性：与酸作用生成亚锡盐，与OH−作用生成亚锡酸盐，如：

Sn(OH)2+KOH=H2O+KHSnO2

白色的SnO2既不溶于水，也不溶于酸。其对应的氢氧化物有两种：Sn(OH)4即正锡酸，和锡酸H2SnO3，或记为SnO(OH)2。前者失去一分子水则成为后者：Sn(OH)4−H2­O=SnO(OH)2。

Sn(OH)4具两性，主要呈碱性；H2SnO3也具两性，但主要呈酸性。二者与碱反应均生成锡酸盐：

H2SnO3+2KOH=2H2O+K2SnO3与酸反应：H2SnO3+4HCl=SnCl4+3H2O

Sn(OH)4+2KOH=3H2O+K2SnO3Sn(OH)4+4HCl=SnCl4+H2O

4价锡生成的溶于碱及酸的锡酸，称为α−锡酸。

α−锡酸易于聚合为分子量更大的锡酸，如[H2SnO3]5或[(SnO)5(OH)10]，即β−锡酸。一般，5分子α−锡酸聚合为1分子β−锡酸：5H2SnO3→(SnO)5(OH)10

液温越高，这种聚合速度越快。若对α−锡酸持续加热煮沸，则会全部聚合为β−锡酸。α−锡酸溶于稀矿酸，β−锡酸则不溶。

在酸性镀锡液中，一旦二价锡离子Sn2+被氧化为4价的Sn4+后，则会先生成α−锡酸。部分α−锡酸被镀液中的硫酸所溶解，另一部分则聚合为β−锡酸。β−锡酸既不溶于水，也不溶于稀硫酸，又不形成固态沉淀物，而是以白色胶性态悬浮于镀液中，直接用溶液过滤机也难以滤除，只能絮凝沉淀后去除。其对镀液与镀层的危害性前已述及。液温越高，聚合生成β−锡酸的速度越快。

在室温下，β−锡酸是逐渐增加的。这从液色的逐渐变化可以表现出来：清澈透明→浑浊但不发白→浅乳白色→深乳白色→牛奶状。

曾设想从絮凝沉淀后的β－锡酸中回收金属锡。查资料后认为步骤太多，不划算，提出来供感兴趣的人参考。步骤为：

a、β−锡酸与浓的盐酸煮沸：生成SnCl4：(SnO)5(OH)10+20HCl=5SnCl4+15H2O；

b、冲稀溶液；

c、加锌粉还原：SnCl4+2Zn=Sn+2ZnCl2；

d、过滤、洗涤得到金属锡粉。

4氯离子对镀液稳定性的破坏作用

搞过酸性镀锡的人都知道，氯离子对镀液十分有害，但未必清楚是如何起坏作用的。简述如下：

Sn2++2Cl−⇆SnCl2（1）

SnCl2+H2O=HCl+Sn(OH)Cl（2）

当有氧存在时：4SnCl2+O2+2H2O=4Sn(OH)Cl+2Cl2（3）

反应3生成的氯并不游离析出，而将Sn2+氧化为Sn4+：Sn2++Cl2=Sn4++2Cl−（4）

这样，反应1~4循环恶性进行，起到2个坏作用：其一、不断将Sn2+转化为Sn4+，为最终形成β−锡酸提供了条件。其二、反应生成碱式氯化亚锡难溶于水，而使镀液浑浊，起到与β−锡酸相类似的坏作用。Cl−还会明显降低本来就嫌小了的过电位，使镀层粗糙而易呈树枝状结晶。

5减少4价锡生成的措施

在酸性条件下，很难找到对金属离子有强配位作用的配位剂，对酸性镀锡也不例外。硫酸盐体系的镀液中，二价锡离子以简单的Sn2+形式存在，很易被氧化为4价态。而一旦Sn4+转化为β−锡酸，则无法再还原为有用的Sn2+，只能设法去除（一般为絮凝沉淀过滤后作为工业废弃物处置）。甲磺酸对Sn2+、Pb2+具一定配位能力，因而镀液稳定较高些，既可镀纯锡，也可镀锡铅合金。但其生产成本高，对电镀加工单价不高的产品，用硫酸盐光亮酸性镀锡，仍处于主导地位。

排开氯离子造成的生成二价锡化合物碱式氯化亚锡也有害这一因素，酸性镀锡时电镀液中的最大液费，就是Sn2+因氧化为Sn4+，最终变为无用且害处很大的β−锡酸而被白白丢弃。因此，如何尽量防止或减少Sn2+被氧化为Sn4+，且在Sn4+转化为白色的β−锡酸之前能将Sn4+还原为Sn2+，就是该工艺的重点了。办法几乎都是在添加剂中加入所谓“稳定剂”。售品添加剂在开缸剂中加入稳定剂较多、主光剂（一般用苄叉丙酮与甲醛）加入量多且开缸剂用量大，而在光亮剂中加入稳定剂很少，甚至不加。

5.1稳定剂概述

文献[2]指出了不少物质对硫酸盐光亮酸性镀液具有稳定作用。例如：

1、酚类物质

有关酸性镀锡的专利很多，但专利上提出的物质是难购到现货的。就目前售品开缸剂中的稳定剂，几乎都含有酚类物质，如间苯三酚、邻苯二酚、甲酚磺酸，等等。

在镀液中，酚类物质具有三个作用：a、具还原性，能将简单Sn4＋还原为Sn2＋；b、具一定光亮作用，能提高镀层光亮性和整平性；c、能扩大允许的阴极电流密度，减少镀层烧焦。

在苯酚类中，国内用得较多的是对苯二酚，国外则多用间苯二酚。其原因可能是：与对苯二酚相比，间苯二酚苯环上两个羟基的距离较近，电子云密度较高，更容易失去电子，即具有更强的将Sn4＋还原为Sn2＋的还原能力。

2、具还原性无机化合物

如周期表中VB族化合物五氧化二钒V2O5、硫酸氧钒VOSO4、钒酸钠NaVO3、五氧化二铌Nb2O5、钽的氯化物。以及三氯化钛TiCl3、硫酸氧锆ZrOSO4、钨酸钠Na2WO4。但这些物质贵且难购，也不宜选虽具还原性，但会产生氯离子的无机化合物。这类物质用得不多。

化学镀镍用还原剂次磷酸钠也能将Sn4＋还原为Sn2＋，可以考虑采用。

3、有机酸类

具有还原性的有机酸可作为稳定剂。如抗坏血酸、苯酚磺酸、甲酚磺酸、萘酚磺酸、山梨酸钠、硫代苯果酸、酒石酸及其盐类、葡萄糖酸，等。

4、肼类物质

肼类物质还原性强、用量少、如水合肼、硫酸肼。但其腐蚀性较强、有一定毒性，应用不多。

5、其它

有人认为，硫酸亚铁是良好稳定剂（2g/L）。1998年，有人报导，2～2.5g/L氟硼酸钾或10～13ml/L的大蒜提取液，在生产中实践应用5年，证明与售品FS-1专用稳定剂效果相当。从《中国化工产品大全》中可以查到许多“抗氧剂”产品，其中是否有对酸性镀锡效果特别好的可用作稳定剂的，要作大量的试验筛选工作。

在上述稳定剂中特别要讲一下抗坏血酸，其又名维生素C。人体在新陈代谢过程中会不断产生有害的氧化自由基。补充抗坏血酸后，因其具有的还原性，能中和氧化自由基，有利于人体健康。在酸性镀锡液中，发生如下可逆反应：

可逆反应

抗坏血酸分子上有2个羟基在被氧化时，2个氢原子各失去一个电子，起到2个作用：a、将Sn4＋还原为Sn2＋：Sn4＋＋2e−→Sn2＋；b、新生态的氢原子具有极强的还原能力，能消耗液中的氧：4H＋O2=2H2O。其去氧作用减少了Sn2＋的被氧化。反应生成的“去氢抗坏血酸”在酸性条件下于阴极得到2个负电子，又恢复为抗坏血酸。即其是循环利用的，以带出消耗为主。因此，现有稳定剂中几乎都加有抗坏血酸。它在电镀镍铁合金与锌铁合金中也常用来还原三价铁Fe3＋为二价铁Fe2＋，以防生成Fe(OH)3沉淀。但其对Fe2＋无配位作用，效果不如代号为RC的稳定剂好。最简单的稳定剂，就是产品“SS820”中，只加有一种，即甲基丙烯酸。

5.2保持镀液清澈的措施

5.2.1避免引入氯离子

在酸性镀锡液中，氯离子参与的化学反应，不但会使Sn2＋氧化为Sn4＋，抵消稳定剂的作用，而且直接与Sn2＋生成碱式氯化亚锡Sn(OH)Cl沉淀，悬浮于液中，使镀液发浑，只能絮凝沉淀再过滤去除。

在生产中，镀锡前用流动纯水清洗一般是办不到的。但至少应该用硝酸银检验所用地下水是否被Cl－污染。若污染较重，应抽取的深层地下水供镀锡及光亮酸铜作镀前处理后的入槽前的清洗用。经前处理干净后的工件，若清洗水中Cl－含量不重，应先存放在含硫酸10g/L左右的纯水中贮存，一是可使工件处于活化态，有利提高镀层结合力；二是不经清洗直接带稀硫酸入槽，既可补充镀液硫酸带出，又可减少Cl－的带入。

5.2.2保证镀液中有足够量的稳定剂

酸性镀锡液的稳定剂组分中，除抗血酸（有报导，五氧化二钒V2O5具类似作用）可循环利用，多数在还原四价锡为二价锡时，自身也被氧化消耗掉了。为保证镀液中有足够量的稳定剂，可采取以下措施：

1、因开缸剂中稳定剂含量高，因而平时不能只加光亮剂，应配搭加入适量开缸剂。见过一个颇有经验的电镀小老板，采用硫酸盐光亮镀锡工艺滚镀锡，平时补充添加剂，也只补充开缸剂，从来不补充“光亮剂”，其滚镀液使用2年了，也一直清澈不浑浊。其原因就在于此。

霍尔槽试验时，1A搅拌镀3min，若试片高端烧焦区较宽，补加4g/L硫酸亚锡也无明显改善，则补加适量优质开缸剂应有明显改善。其原因是补加了稳定剂中能扩大允许电流密度的酚类物质。

2、加入单独的稳定剂产品

市场上有专门的复配型酸性镀锡稳定剂出售，可择优选用，按使用说明书或实验添加。也可依据前述对稳定剂的介绍，自行组合配制。提供一个参考配方：

酒石酸钾钠120g/L

间苯二酚8g/L

抗坏血酸5g/L

甲酚磺酸3g/L（亦可不加）

次磷酸钠6g/L

聚乙二醇（分子量6000~12000）2g/L（可用0.01g/L适于镀锡的优质聚丙烯酰胺代替）

注意：

①全部用分析纯材料；

②配制时除间苯二酚与抗坏血酸外，用热水溶解、搅拌，若液不清澈（酒石酸及其盐类不太好溶），则试加分析纯硫酸，再搅拌至溶液清亮为止。

③间苯二酚与抗坏血酸见光易变质，要用黑色袋作外包装，在60℃以下时加入搅溶。若配液未用完时，存于棕色玻璃瓶中，再套不透光袋。

④若甲酚磺酸不易购，可购混合甲酚加硫酸磺化产生：1体积混合甲酚加热到50~60℃，不断搅拌下加入等体积浓硫酸；于100~110℃保温2h。

⑤其用量由实验确定。

5.2.3及时去除镀液中的悬浮沉淀物

及时，是指镀液显浑浊时，就应当进行絮凝沉淀处理；当镀液已明显泛白，即生成β−锡酸已较多时，才絮凝处理，则已晚了一些：生成物较多、絮凝沉淀后必须翻槽过滤。絮凝剂少加、勤加，镀槽作深一点，则不必每次加入絮凝剂后都要翻槽过滤；而且下部沉淀物较为密实、含水率相对较低。

在讨论Cl－影响时，谈及反应2生成的碱式氯化亚锡也是一种悬浮于镀液中的有害物质。若能及时絮凝沉于槽底，多少有点除氯作用，能减少反应3、4的发生。

宋文超、左正忠等[4]在其研究的酸性镀锡添加中，认为加入聚乙二醇能起到絮凝作用。他们确定的稳定剂组分有（含量保密）：聚乙二醇、钒酸盐、次磷酸钠及抗坏血酸。不加稳定剂时5~7天镀液浑浊，加入后静置3个星期才出现轻微浑浊。（显然实验用的是纯水，不含氯。）个人拙见，其稳定剂只考虑了对Sn4+的还原作用，未考虑许多有机酸对Sn2+有一定配位作用，以及大生产中酚类物质有扩大允许阴极电流密度的作用，而未加入。

假若在平时补加用的光亮剂中加入效果好的聚丙烯酰胺少量，也能及时絮凝沉淀β−锡酸与碱式氯化亚锡悬浮物，保持镀液清澈不浑。其成本增加甚微。

顺便提供一个生产实践经验：当酸性镀锡液已发白严重，需加8mg/L处理剂絮凝沉淀长时间，镀液下部沉淀已很多，但上部液仍澄不清时，应改为下述“二步处理法”：先按4ml/L量加入处理剂，沉淀过滤；过滤后的尚浑浊液中再加4ml/L处理剂，搅拌、沉淀过滤。最后，虽加入处理剂的总量一样，但所得镀液的清澈透明度却比“一步法”高得多，即处理效果要好得多。过滤时，由于用溶液过滤机很易堵滤芯等问题，实际生产中多采用虹吸法吸出上部清液，下部含污泥的浑浊镀液就舀来倒了。这是一种极大的浪费。正确作法是：作一个小而深的塑料槽，将下部浑液及污泥舀于其中静置沉淀24h以上，再虹吸出上部清液返回镀槽；余下部分用几个过滤布制成的类似阳极袋的袋子，舀于其中，悬空吊放作“袋式过滤”，滤出液为镀液再利用，一般10余h后袋内污泥已干化，可取出与废水处理污泥一起处理。

6结论

通过以上分析，在酸性镀锡时，为减少锡的浪费，除加强镀后对镀液的回收外，在生产上还应注意：

1、锡阳极板不加阳极袋，以发挥其将有害4价锡还原为有用2价锡的稳定作用。

2、锡阳极面积大些为好，以保证阳极电流密度不大于1.5A/d㎡。这样，阳极电流效率高些，其上析氧少些，锡阳极上生成的化学稳定性很高（浓盐酸温室下也不溶解）的、黑色的、难以再利用氧化亚锡SnO少些。

3、尽力避免氯离子污染镀液，否则，既会发生悬浮于镀液中的有害的碱式氯化亚锡Sn(OH)Cl，也会将有用的Sn2+氧化为有害的Sn4+。

4、采取一切可行措施，避免Sn2+被氧化为Sn4+。当Sn4+以H2SnO3，即α−锡酸形式存在时，危害尚不大；但当α−锡酸逐渐聚合为白色的、既不溶于稀矿酸，也不溶于水的液中悬浮物β−锡酸(SnO)5(OH)10时，则显示出对镀液与镀层的极大危害性。为此，

1）研究提出了很多酸性镀锡液稳定剂。他们或者是对Sn2+有一定配位作用的有机酸，或者是能减缓Sn2+氧化为Sn4+的“抗氧剂”，或者是在Sn4+还未转变为β−锡酸之前将其还原为Sn2+的还原剂，或兼具几种作用。

2）一般在开缸剂中稳定剂含量较高，主光剂（多用苄叉丙酮）含量较低；而平时补加的光亮剂中，稳定剂含量很低，甚至完全不含。因而生产中在补充光亮剂的同时应适量补加开缸剂。

3）也有专门的售品稳定剂出售。当所用添加剂总体稳定性不够时，可择优购买添加。

4）稳定剂也可参照本文及文献[2]自配。其良好与否及加入量可通过霍尔槽试验来确定。

5）无论是悬浮于镀液中的Sn(OH)Cl或(SnO)5(OH)10，用活性炭吸附去除，几乎无效。通常采用絮凝剂作絮凝沉淀再固液分离。絮凝剂以有机与无机物共用混合剂最好；其中有机物多用聚丙烯酰胺PAM，其用量很少。PAM有阴离子型、阳离子型、非离子型三大类，每类又有分子量从几十万到几千万的商品多种。实践证明，有的用作废水处理效果很好的PAM，用作酸性镀液不但毫无絮凝作用，反而增加镀液黏度、降低电导率、给镀后清洗带来困难。因此，最好试验优选水剂“处理剂”成品用。笔者主张勤加少加处理剂：在补加光亮剂时，同时少量加入。

保留时间的理论

保留时间是样品从进入色谱柱到流出色谱柱所需要的时间，不同的物质在不同的色谱柱上以不同的流动相洗脱会有不同的保留时间，因此保留时间是色谱分析法比较重要的参数之一。

保留时间由物质在色谱中的分配系数决定：

tR = t0(1 + KVs / Vm)

式中tR表示某物质的保留时间，t0是色谱系统的死时间，即流动相进入色谱柱到流出色谱柱的时间，这个时间由色谱柱的孔隙、流动相的流速等因素决定。K为分配系数，VsVm表示固定相和流动相的体积。这个公式又叫做色谱过程方程，是色谱学最基本的公式之一。

在薄层色谱中没有样品进入和流出固定相的过程，因此人们用比移值标示物质的色谱行为。比移值是一个与保留时间相对应的概念，它是样品点在色谱过程中移动的距离与流动相前沿移动距离的比值。与保留时间一样，比移值也由物质在色谱中的分配系数决定：

R_f=\frac{V_m+KV_s}

其中Rf是比移值，K表示色谱分配系数，VsVm表示固定相和流动相的体积。

基于热力学的塔板理论

塔板理论是色谱学的基础理论，塔板理论将色谱柱看作一个分馏塔，待分离组分在分馏塔的塔板间移动，在每一个塔板内组分分子在固定相和流动相之间形成平衡，随着流动相的流动，组分分子不断从一个塔板移动到下一个塔板，并不断形成新的平衡。一个色谱柱的塔板数越多，则其分离效果就越好。

根据塔板理论，待分离组分流出色谱柱时的浓度沿时间呈现二项式分布，当色谱柱的塔板数很高的时候，二项式分布趋于正态分布。则流出曲线上组分浓度与时间的关系可以表示为：

C_t=\frac{\sigma\sqrt{2\pi}} e^{-\frac{(t-t_R)^2}{2\sigma^2}}

这一方程称作流出曲线方程，式中Ct为t时刻的组分浓度；C0为组分总浓度，即峰面积；σ为半峰宽，即正态分布的标准差；tR为组分的保留时间。

根据流出曲线方程人们定义色谱柱的理论塔板高度为单位柱长度的色谱峰方差：

H=\frac{\sigma^2}

理论塔板高度越低，在单位长度色谱柱中就有越高的塔板数，则分离效果就越好。决定理论塔板高度的因素有：固定相的材质、色谱柱的均匀程度、流动相的理化性质以及流动相的流速等。

塔板理论是基于热力学近似的理论，在真实的色谱柱中并不存在一片片相互隔离的塔板，也不能完全满足塔板理论的前提假设。如塔板理论认为物质组分能够迅速在流动相和固定相之间建立平衡，还认为物质组分在沿色谱柱前进时没有径向扩散，这些都是不符合色谱柱实际情况的，因此塔板理论虽然能很好地解释色谱峰的峰型、峰高，客观地评价色谱柱地柱效，却不能很好地解释与动力学过程相关的一些现象，如色谱峰峰型的变形、理论塔板数与流动相流速的关系等。

基于动力学的Van Deemter方程

Van Deemter方程是对塔板理论的修正，用于解释色谱峰扩张和柱效降低的原因。塔板理论从热力学出发，引入了一些并不符合实际情况的假设，Van Deemter方程则建立了一套经验方程来修正塔板理论的误差。

Van Deemter方程将峰形的改变归结为理论塔板高度的变化，理论塔板高度的变化则源于若干原因，包括涡流扩散、纵向扩散和传质阻抗等。

由于色谱柱内固定相填充的不均匀性，同一个组分会沿着不同的路径通过色谱柱，从而造成峰的扩张和柱效的降低。这称作涡流扩散

纵向扩散是由浓度梯度引起的，组分集中在色谱柱的某个区域会在浓度梯度的驱动下沿着径向发生扩散，使得峰形变宽柱效下降。

传质阻抗本质上是由达到分配平衡的速率带来的影响。实际体系中，组分分子在固定相和流动相之间达到平衡需要进行分子的吸附、脱附、溶解、扩散等过程，这种过程称为传质过程，阻碍这种过程的因素叫做传质阻抗。在理想状态中，色谱柱的传质阻抗为零，则组分分子流动相和固定相之间会迅速达到平衡。在实际体系中传质阻抗不为零，这导致色谱峰扩散，柱效下降。

在气相色谱中Van Deemter方程形式为：

H=A+\frac{\mu}+C\mu

其中H为塔板数，A为涡流扩散系数，B为纵向扩散系数，C为传质阻抗系数，μ为流动相流速。

在高效液相色谱中，由于流动相粘度远远高于气相色谱，纵向扩散对峰型的影响很小，可以忽略不计算，因而Van Deemter方程的形式为：

H = A + Cμ

【基本技术和方法】

色谱法，又称层析法。根据其分离原理，有吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱与排阻色谱等方法。

吸附色谱是利用吸附剂对被分离物质的吸附能力不同，用溶剂或气体洗脱，以使组分分离。常用的吸附剂有氧化铝、硅胶、聚酰胺等有吸附活性的物质。

分配色谱是利用溶液中被分离物质在两相中分配系数不同，以使组分分离。其中一相为液体，涂布或使之键合在固体载体上，称固定相；另一相为液体或气体，称流动相。常用的载体有硅胶、硅藻土、硅镁型吸附剂与纤维素粉等。

离子交换色谱是利用被分离物质在离子交换树脂上的离子交换势不同而使组分分离。常用的有不同强度的阳、阴离子交换树脂，流动相一般为水或含有有机溶剂的缓冲液。

排阻色谱又称凝胶色谱或凝胶渗透色谱，是利用被分离物质分子量大小的不同和在填料上渗透程度的不同，以使组分分离。常用的填料有分子筛、葡聚糖凝胶、微孔聚合物、微孔硅胶或玻璃珠等，可根据载体和试样的性质，选用水或有机溶剂为流动相。

色谱法的分离方法，有柱色谱法、纸色谱法、薄层色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法等。色谱所用溶剂应与试样不起化学反应，并应用纯度较高的溶剂。色谱时的温度，除气相色谱法或另有规定外，系指在室温下操作。

分离后各成分的检出，应采用各单体中规定的方法。通常用柱色谱、纸色谱或薄层色谱分离有色物质时，可根据其色带进行区分，对有些无色物质，可在245-365nm的紫外灯下检视。纸色谱或薄层色谱也可喷显色剂使之显色。薄层色谱还可用加有荧光物质的薄层硅胶，采用荧光熄灭法检视。用纸色谱进行定量测定时，可将色谱斑点部分剪下或挖取，用溶剂溶出该成分，再用分光光度法或比色法测定，也可用色谱扫描仪直接在纸或薄层板上测出，也可用色谱扫描仪直接以纸或薄层板上测出。柱色谱、气相色谱和高效液相色谱可用接于色谱柱出口处的各种检测器检测。柱色谱还可分部收集流出液后用适宜方法测定。

【柱色谱法】( Column chromatography)

所用色谱管为内径均匀、下端缩口的硬质玻璃管，下端用棉花或玻璃纤维塞住，管内装有吸附剂。色谱柱的大小，吸附剂的品种和用量，以及洗脱时的流速，均按各单体中的规定。吸附剂的颗粒应尽可能保持大小均匀，以保证良好的分离效果，除另有规定外通常多采用直径为0.07-0.15mm的颗粒。吸附剂的活性或吸附力对分离效果有影响，应予注意。

吸附剂的填装 干法：将吸附剂一次加入色谱管，振动管壁使其均匀下沉，然后沿管壁缓缓加入开始层析时使用的流动相，或将色谱管下端出口加活塞，加入适量的流动相，旋开活使流动相缓缓滴出，然后自管顶缓缓加入吸附剂，使其均匀地润湿下沉，在管内形成松紧适度的吸附层。操作过程中应保持有充分的流动相留在吸附层的上面。湿法：将吸附剂与流动相混合，搅拌以除去空气泡，徐徐倾入色谱管中，然后再加入流动相，将附着于管壁的吸附剂洗下，使色谱柱表面平整。

俟填装吸附剂所用流动相从色谱柱自然流下，液面将柱表面相平时，即加试样溶液。

试样的加入 除另有规定外，将试样溶于层析时使用的流动相中，再沿色谱管壁缓缓加入。注意勿使吸附剂翻起。或将试样溶于适当的溶剂中。与少量吸附剂混匀，再使溶剂挥发去尽后使呈松散状；将混有试样的吸附剂加在已制备好的色谱柱上面。如试样在常用溶剂中不溶解，可将试样与适量的吸附剂在乳钵中研磨混匀后加入。

洗脱 除另有规定外，通常按流动相洗脱能力大小，递增变换流动相的品种和比例，分别分部收集流出液，至流出液中所含成分显著减少或不再含有时，再改变流动相的品种和比例。操作过程中应保持有充分的流动相留在吸附层的上面。

【纸色谱法】(Paper chromatography)

以纸为载体，用单一溶剂或混合溶剂进行分配。亦即以纸上所含水分或其他物质为固定相，用流动相进行展开的分配色谱法。

所用滤纸应质地均匀平整，具有一定机械强度，必须不含会影响色谱效果的杂质，也不应与所用显色剂起作用，以免影响分离和鉴别效果，必要时可作特殊处理后再用。

试样经层析后可用比移值（Rf）表示各组成成分的位置（比移值=原点中心至色谱斑点中心的距离与原点中心至流动相前沿的距离之比），由于影响比移值的因素较多，因此一般采用在相同实验条件下对照物质对比以确定其异同。作为单体鉴别时，试样所显主色谱斑点的颜色（或荧光）与供置，应与对照（标准）样所显主色的谱斑点或供试品-对照品（1∶1）混合所显的主色谱斑点相同。作为质量指标（纯度）检查时，可取一定量的试样，经展开后，按各单体的规定，检视其所显杂质色谱斑点的个数或呈色（或荧光）的强度。作为含量测定时，可将色谱斑点剪下洗脱后，再用适宜的方法测定，也可用色谱扫描仪测定。

1、下行法 所用色谱缸一般为圆形或长方形玻璃缸，缸上有磨口玻璃盖，应能密闭，盖上有孔，可插入分液漏斗，以加入流动相。在近缸顶端有一用支架架起的玻璃槽作为流动相的容器，槽内有一玻璃棒，用以支持色谱滤纸使其自然下垂，避免流动相沿滤纸与溶剂槽之间发生虹吸现象。

取适当的色谱滤纸按纤维长丝方向切成适当大小的纸条，离纸条上端适当的距离（使色谱纸上端能足够浸入溶剂槽内的流动相中，并使点样基线能在溶剂槽侧的玻璃支持棒下数厘米处）用铅笔划一点样基线，必要时色谱纸下端可切成锯齿形，以便于流动相滴下。

将试样溶于适当的溶剂中，制成一定浓度的溶剂。用微量吸管或微量注射器吸取溶剂，点于点样基线上，溶液宜分次点加，每次点加后，俟其自然干燥、低温烘干或经温热气流吹干。样点直径一般不超过0.5cm，样点通常应为圆形。

将点样后的色谱滤纸上端放在溶剂槽内，并用玻璃棒压住，使色谱纸通过槽侧玻璃支持棒自然下垂，点样基线在支持棒下数厘米处。色谱开始前，色谱缸内用各单体中所规定的溶剂的蒸气饱和，一般可在色谱缸底部放一装有流动相的平皿，或将浸有流动相的滤纸条附着在色谱缸的内壁上，放置一定时间，俟溶剂挥发使缸内充满饱和蒸气。然后添加流动相，使浸没溶剂槽内滤纸，流动相即经毛细管作用沿滤纸移动进行展开至规定距离后，取出滤纸，标明流动相前沿位置，俟流动相挥散后按规定方法检出色谱斑点。

2、上行法 色谱缸基本和下行法相似，唯除去溶剂槽和支架，并在色谱缸盖上的孔中加塞，塞中插入玻璃悬钩，以便将点样后的色谱滤纸挂在钩上。色谱滤纸一般长约25cm，宽度则视需要而定。必要时可将色谱滤纸卷成筒形。点样基线距底边约2.5cm，点样方法与下行法相同。色谱缸内加入适量流动相，放置，俟流动相蒸气饱和后，再下降悬钩，使色谱滤纸浸入流动相约0.5cm，流动相即经毛细管作用沿色谱滤纸上升，除另有规定外，一般展开至15cm后，取出晾干，按规定方法检视。

色谱可以向一个方向进行，即单向色谱；也可进行双向色谱，即先向一个方向展开，取出，俟流动相完全挥发后，将滤纸转90°，再用原流动相或另一种流动相进行展。亦可多次展开，连续展或径向色谱等。

【薄层色谱法】(Thin-layer chromatography)

按各单体所规定的载体，放入适当容器，加入适量水以配成悬浮液，在厚度均匀一致的50×200mm或200×200mm平滑玻璃板上将此悬浮液均布成0.25mm的厚度，风干后一般在110℃下干燥0.5-1h（或按单体规定）。

以离薄层板一端约25mm的位置作为点样基线，用微量吸管按规定量吸取试样液和对照（标准）液，点于基线上，点与点之间的距离在10mm以上，液点的直径约3mm，风干后，基线一端向下，将薄层板放入展开溶剂，溶剂层深10mm，并预经开展溶剂的蒸汽饱和。在展开溶剂从基线上升至规定距离（一般为15cm）后，取出薄层板，风干，然后按规定的方法，对斑点的位置和颜色进行检查。

【气相色谱法】(Gas chromatography)

气相色谱法是在以适当的固定相做成的柱管内，利用气体（载气）作为移动相，使试样（气体、液体或固体）在气体状态下展开，在色谱柱内分离后，各种成分先后进入检测器，用记录仪记录色谱谱图。

在对装置进行调试后，按各单体的规定条件调整柱管、检测器、温度和载气流量。进样口温度一般应高于柱温30-50度。如用火焰电离检测器，其温度应等于或高于柱温，但不得低于100℃，以免水汽凝结。色谱上分析成分的峰的位置，以滞留时间（从注入试样液到出现成分最高峰的时间）和滞留容量（滞留时间×载气流量）来表示。这些在一定条件下，就能反应出物质所具有特殊值，并据此确定试样成分。

根据色谱上出现的物质成分的峰面积或峰高进行定量。峰面积可用面积测定仪测定，按半宽度法求得（即以峰1/2处的峰宽×峰高求得）。峰高的测定方法是从峰高的顶点向记录纸横座标准垂线，找出此垂线与峰的两下端联结线的交点，即以此交点至峰顶点的距离长度为峰高。

定量方法可分以下三种：

1、内标准法 取标准被测成分，按依次增加或减少的已知阶段量，各自分别加入各单体所规定的定量内标准物质中，调制标准溶液。分别取此标准液的一定量注入色谱柱，根据色谱图取标准被测成分的峰面积和峰高和内标物质的峰面积和峰高的比例为纵坐标，取标准被测成分量和内标物质量之比，或标准被测成分量为横坐标，制成标准曲线。

然后按单体中所规定的方法调制试样液。在调制试样液时，预先加入与调制标准液时等量的内标物质。然后按制作标准曲线时的同样条件下得出的色谱，求出被测成分的峰面积或峰高和内标物质的峰积或峰高之比，再按标准曲线求出被测成分的含量。

所用的内标物质，应采用其峰面积的位置与被测成分的峰的位置尽可能接近并与被测成分以外的峰位置完全分离的稳定的物质。

2、绝对标准曲线法 取标准被测成分 按依次增加或减少阶段法，各自调制成标准液，注入一定量后，按色谱图取标准被测成分的峰面积或峰高为纵坐标，而以标准被测成分的含量为横坐标，制成标准曲线。然后按单体中所规定的方法制备试样液。取试样液按制标准曲线时相同的条件作出色谱，求出被测成分的峰面积和峰高，再按标准曲线求出被测成分的含量。

3、峰面积百分率法 以色谱中所得各种成分的峰面积的总和为100，按各成分的峰面积总和之比，求出各成分的组成比率。

【气液色谱法】（gas-liquid chromatography)

这时所指的气液色谱法，主要用于各种香料物质的分析，基本条件和参数主要依照美国精油协会（EOA）于1979年所建议的方法。其基本原理、操作、标准状态等均与上述气相色谱法相同。

1、柱 用304号合金所制不锈钢管，长3m，内径2.16-2.57mm，外径3.18mm。底物：极性柱为聚乙二醇20M（Carbowax 20M）,分子量约2万；非极性柱为气相色谱级甲基硅氧烷（SE-30），或二甲基硅氧烷（OV-1或OV-101）。底物浓度：重量的105。固体载体：10目或20目熔融煅烧过的硅藻土，经硅烷化和酸洗后，其自由倾落密度为0.2g/cm3，最小120目，最大80目。装填密度每cm3应大于0.24g。

2、载气 氦, 氮。最低流量为每分钟25-50ml。

【分析状态】

极性柱：起始温度，最低75度；最终温度，最高225度。升温速度，每分钟2-8度。

非极性柱：起始温度，最低75度；最终温度，不超过275度；升温速度，每分钟2-8度。

进样温度：225-250度。试样量：0.1-1ul。

检测器：用热导池。检测器的操作条件应维持恒定。

HRP标记抗体的方法：

根据酶的结构不同可采用不同的方法。对于制备HRP结合物，可用戊二醛二步法和过碘酸钠法。尤以简易过碘酸钠法更为常用。

戊二醛二步法原理:

戊二醛为一种双功能试剂，通过其醛基分别与酶和免疫球蛋白上的氨基共价结合，形成酶-戊二醛-免疫球蛋白结合物。

在不断搅拌下，每升滤液中慢慢加入226克硫酸铵粉末（相当于0.40饱和度），大约在1~2小时内加完，置冷室中放置过夜。次日将上清液小心地用虹吸管移出，下面浑浊液以3000转/分离心15分钟，弃沉淀，合并上清液。

再按每升上清液加258克硫酸铵粉末（0.8饱和度）随加随搅拌，当硫酸铵全部溶解后，置冷室过夜。次日，虹吸出上清液，沉淀部分在冰冻离心机中以13000转/分离心20分钟，弃去上清液，收集沉淀。

扩展资料：

1、  8 mg 辣根过氧化物酶放入1 ml玻璃瓶，加入1 ml双蒸水溶解，液体呈棕色。

2、放入一个磁力搅拌子，电磁搅拌同时逐滴缓缓加入新配制的 NaIO4 0.2 ml，室温下继续搅拌40 min，液体呈现草绿色。

3、将全部溶液用滴管装入反复用去离子水冲洗的透析袋中，4 oC 对1  mM pH 4.4的NaAc透析过夜，中间换液3－4次，每次300 ml，溶液最终呈浅棕色。

4、按照酶：抗体＝1：1的比例准备抗体，抗体浓度不小于2 mg/ml。

5、对0.01 M Na2CO3透析过夜，中间换液3－4次。

6、将透析好的HRP溶液（浅棕色）装入玻璃瓶，加入0.2 M Na2CO3溶液将pH调整至9.0， 混匀后立即加入透析好的抗体，边加边用电磁搅拌器搅拌。

7、M Na2CO3溶液将HRP/抗体混合物的pH调整至9.0（9-10之间就可以），室温继续搅拌3hr。

8、入新配制的硼氢化钠溶液100 ul，4 oC放置2 hr。

9、4 oC，1×PBS中充分透析，每2hr换液一次，共换4 次。

参考资料来源：百度百科  ——酶标抗体制备技术

血清中蛋白质按电泳法一般可分为五类：清蛋白、α1-球蛋白、α2-球蛋白、β-球蛋白和γ-球蛋白，其中γ-球蛋白含量约占16％，100ml血清中约含1.2g左右。

首先利用清蛋白和球蛋白在高浓度中性盐溶液中(常用硫酸铵)溶解度的差异而进行沉淀分离，此为盐析法。半饱和硫酸铵溶液可使球蛋白沉淀析出，清蛋白则仍溶解在溶液中，经离心分离,沉淀部分即为含有γ-球蛋白的粗制品。

用盐析法分离而得的蛋白质中含有大量的中性盐，会妨碍蛋白质进一步纯化，因此首先必须去除。常用的方法有透析法、凝胶层析法等。本实验采用凝胶层析法，其目的是利用蛋白质与无机盐类之间分子量的差异。当溶液通过SephadexG--25凝胶柱时，溶液中分子直径大的蛋白质不能进入凝胶颗粒的网孔，而分子直径小的无机盐能进入凝胶颗粒的网孔之中．因此在洗脱过程中，小分子的盐会被阻滞而后洗脱出来，从而可达到去盐的目的。

脱盐后的蛋白质溶液尚含有各种球蛋白，利用它们等电点的不同可进行分离。α－球蛋白、β-球蛋白的PI<6.0；γ－球蛋白的PI为7.2左右。因此在PH6.3的缓冲溶液中，各类球蛋白所带电荷不同。经DEAE(二乙基氨基乙基)纤维素阴离子交换层析柱进行层析时，带负电荷的α－球蛋白和β-球蛋白能与DEAE纤维素进行阴离子交换而被结合；带正电荷的γ－球蛋白则不能与DEAE纤维素进行交换结合而直接从层析柱流出。因此随洗脱液流出的只有γ－球蛋白，从而使γ－球蛋白粗制品被纯化。其反应式如下：

用上述方法分离得到γ－球蛋白是否纯净，单一？可将纯化前后的γ－球蛋白进行电泳比较而鉴定之。

[操作]

(1)盐析――中性盐沉淀：取正常人血清2.0ml于小试管中，加0.9％氯化钠溶液2.0ml，边搅拌混匀边缓慢滴加饱和硫酸铵溶液乙4.0ml，混匀后于室温中放置10min，3000r／min离心10min。小心倾去含有清蛋白的上清液，重复洗涤一次，于沉淀中加入0.0175mol／L磷酸盐缓冲液(pH6.3)0.5～1.Oml使之溶解。此液即为粗提的γ－球蛋白溶液。

(2)脱盐――凝胶柱层析

①装柱

洗净的层析柱保持垂直位置，关闭出口，柱内留下约2.0ml洗脱液。一次性将疑胶从塑料接口加入层析柱内，打开柱底部出口，调节流速0.3ml/min。凝腔随柱内溶液慢慢流下而均匀沉降到层析柱底部，最后使凝胶床达20厘米高，床面上保持有洗脱液，操作过程中注意不能让凝胶床表面露出液面并防止层析床内出现“纹路”。在凝胶表面可盖一园形滤纸，以免加入液体时冲起胶粒。

②上样与洗脱：可以在凝胶表面上加圆形尼龙滤布或滤纸使表面平整，小心控制凝胶柱下端活塞，使柱上的缓冲液面刚好下降至凝胶床表面，关紧下端出口，用长滴管吸取盐析球蛋白溶液，小心缓慢加到凝胶床表面。打开下端出口，将流速控制在0.25ml/min使样品进入凝胶床内。关闭出口，小心加入少量0.0175mol/L磷酸盐缓冲液(pH6.3)洗柱内壁。打开下端出口，待缓冲液进入凝胶床后再加少量缓冲液。如此重复三次，以洗净内壁上的样品溶液。然后可加入适量缓冲液开始洗脱。

加样开始应立即收集洗脱液。洗脱时接通蠕动泵，流速为0.5ml/min,用部分收集器收集，每管1ml。

③洗脱液中NH4+与蛋白质的检查：取比色板两个(其中一个为黑色背底)，按洗脱液的顺序每管取一滴，分别滴入比色板中，前者加20％磺基水杨酸溶液2滴，出现白色混浊或沉淀即示有蛋白质析出，由此可估计蛋白质在洗脱各管中的分布及浓度；于另一比色板中，加人奈氏试剂应用液l滴，以观察NH4+出现的情况。

合并球蛋白含量高的各管，混匀。除留少量作电泳鉴定外，其余用DEAE纤维素阴离子交换柱进一步纯化。

(3)纯化――DEAE纤维素阴离子交换层析：用DEAE纤维素装柱约8-10cm高度，并用0.0175mol／L磷酸盐缓冲液(pH6.3)平衡，然后将脱盐后的球蛋白溶液缓慢加于DEAE纤维素阴离子交换柱上，用同一缓冲液洗脱、分管收集。用20％磺基水杨酸溶液检查蛋白质分布情况。(装柱、上样、洗脱，收集及蛋白质检查等操作步骤同凝胶层析)。

(4)浓缩――经DEAE纤维素阴离于交换柱纯化的γ－球蛋白液往往浓度较低。为便于鉴定，常需浓缩。收集较浓的纯化的γ－球蛋白溶液2m1，按每ml加0.2～ 0.25gSephadex G一25干胶，摇动2～3min， 3000r／min 离心5min。上清液即为浓缩的γ-球蛋白溶液。

(5)鉴定――乙酸纤维素薄膜电泳 取乙酸纤维素薄膜2条，分别将血清、脱盐后的球蛋白、DEAE纤维素阴离子交换柱纯化的γ-球蛋白液等样品点上。然后参阅实验二十四：乙酸纤维薄膜电泳法进行电泳分离、染色。比较电泳结果。

[注意事项]

(1)凝胶及DEAE纤维处理期间，必须小心用倾泻法除去细小颗粒。这样可使凝胶及纤维素颗粒大小均匀，流速稳定，分离效果好。

(2)装柱是层析操作中最重要的一步。为使柱床装得均匀，务必做到凝胶悬液或DEAE纤维素混悬液不稀不厚，一般浓度为l：l，进样及洗脱时切勿使床面暴露在空气中，不然柱床会出现气泡或分层现象；加样时必须均匀，切勿搅动床面，否则均会影响分离效果。

(3)本法是利用γ-球蛋白的等电点与α-、β-球蛋白不同，用离子交换层析法进行分离的。因此层析过程中用的缓冲液pH要求精确。

(4)电泳注意事项见实验二十四。

(5)凝胶贮存：凝胶使用后如短期不用，为防止凝胶发霉可加防腐剂如0.02％叠氮钠。保存于4℃冰箱内。若长期不用，应脱水干燥保存。脱水方法：将膨胀凝胶用水洗净。用多孔漏斗抽干后，逐次更换由稀到浓的乙醇溶液浸泡若干时间，最后一次用95％乙醇溶液浸泡脱水，然后用多孔漏斗抽干后，于60～80℃烘干贮存。

(6)离子交换剂的再生和保存；离子交换剂的价格较贵，每次用后只需再生处理便能反复使用多次。处理方法是：交替用酸、碱处理，最后用水洗至接近中性。阳离子交换剂最后为Na型，阴离子以Cl型是最稳定型，故阴离子交换剂处理顺序为碱一水一酸一水。由于上述交换剂都是糖链结构。容易水解破坏，因此须避免强酸、强碱长时间浸泡和高温处理，一般纤维素浸泡时间为3-4h。

离子交换剂容易长霉引起变质，不用时，需洗涤干净，加防腐剂置冰箱内保存。常用0.02％叠氮钠防腐。叠氮钠遇酸放出有毒气体，也是剧毒与易爆的危险品。使用时要加倍小心。

除用凝胶层析法去除无机盐类外，最常用的去盐法就是透析。细的透析袋效率高，所需时间短。将透析袋一端折叠，用橡皮筋结扎，试验是否逸漏，然后倒入待透析的蛋白质溶液。勿装太满，将袋的上端也结扎好，即可进行透析。开始可用流动的自来水，待大部分盐被透析出后，再改为生理盐水、缓冲液或蒸馏水。透析最好在较低的温度下，并在磁力搅拌器上进行。此法简单，易操作，仪器及试剂要求不高，但不如凝胶层析法效率高。

浓缩γ-球蛋白粗提液除上述方法外还可用透析袋浓缩。将待浓缩的蛋白质溶液放入较细的透析袋中，置入搪瓷盘内。透析袋周围可撒上聚乙二醇6000(PEG6000)，或聚乙烯吡咯酮，或蔗糖。以上物质在使用后(吸了大量水)都可以通过加温及吹风而回收；将装有蛋白质溶液的透析袋悬挂起来，用电风扇高速吹风(10℃以下)，也可达到浓缩目的，以上两法虽不如 SephadexG一25干胶快，但价格较便宜，方法也不烦琐。

[试剂]

(1)饱和硫酸铵溶液：称固体硫酸铵(分析纯)850g，置于1000ml蒸馏水中，在70一80℃水温中搅拌溶解。将酸度调节至pH7.2，室温中放置过夜，瓶底析出白色结晶，上清液即为饱和硫酸铵溶液。

(2)葡聚糖凝胶G一25的处理：按每100ml凝胶床体积需要葡聚糖凝胶G一25干胶 25g。称取所需量置于锥形瓶中。每克干胶加入蒸馏水约30ml，用玻璃棒轻轻混匀，置于90～100℃水温中时时搅动，使气泡逸出。1h后取出，稍静置，倾去上清液细粒。也可于室温中浸泡24h，搅拌后稍静置，倾去上清液细粒，用蒸馏水洗涤2～3次，然后加0.017mol/L磷酸盐缓冲液(pH6.3)平衡，备用。

(3)DEAE一32(二乙基氨基乙基一32)纤维素的处理：按100ml柱床体积需DEAE纤维素14g称取，每克加0.5mol／L盐酸溶液15ml，搅拌。放置30min(盐酸处理时间不可太长，否则DEAE纤维素变质)。加约l0倍量的蒸馏水搅拌，放置片刻，待纤维素下沉后，倾弃含细微悬浮物的上层液。如此反复数次。静置30min，虹吸去除上清液(也可用布氏漏斗抽干)，直至上清液pH>4为止。加等体积lmol/L氢氧化钠溶液，使最终浓度约为0.5mol/L氢氧化钠，搅拌后放置30min，以虹吸除去上层液体。同上用蒸馏水反复洗至pH<7为止。虹吸去除上层液体，然后加入0.0175mol/L磷酸盐缓冲液(pH6.3)平衡，备用。

(4)0.0175mol／L磷酸盐缓冲液(pH6.3)

A液：称取磷酸二氢钠(NaH2PO4.2H20)2.730g溶于蒸馏水中，加蒸馏水稀释至1000ml。

B液：称取磷酸氢二钠(Na2HPO4.12H20)6.269g，溶于蒸馏水中，加蒸馏水稀释至 1000mL。

取A液77.5ml，加于B液22.5ml，混匀后即成。

(5)20%磺基水杨酸溶液

(6)奈氏(Nessler)试剂应用液

①贮存液；称取碘化钾(KI)7.58于250ml三角烧瓶中，用蒸馏水5ml溶解，再加入碘（I2） 5.5g溶解，加7～7.5gHg用力振摇10min(此时产生高热，须冷却)，直至棕红色的碘转变成带绿色的碘化汞钾液为止，过滤上清液倾入100ml容量瓶，洗涤沉淀，洗涤液一并倒入容量瓶内，用蒸馏水稀释至100ml。

②应用液：取贮存液75ml加10％NaOH 350ml，加水至500mL。

(7)0.9％氯化钠溶液

(8)乙酸纤维素薄膜电泳有关试剂(见实验二十四)

(四)亲和层析

生物体中许多高分子化合物之间具有专—性可逆结合的特征，例如：酶蛋白和辅酶，抗原和抗体，激素与受体，核糖核酸与互补的脱氧核糖核酸等。生物分子间的这种专一性结合能力称为亲和力，根据生物分子间亲和力大小产生吸附和解吸作用而建立的层析方法称为亲和层析。

亲和层析的基本过程如下：具有亲和力的一对分子，其中一种分子作为配基，固定化结合在不溶性载体上装入层析柱成亲和柱，当含有另—种分子的混合液作为流动相流入亲和柱时，能与配基亲和结合的分子被吸附，其它杂质直接流出，再改变流动相的溶液，使配基与其亲和物解离从而解吸出待分离的分子来。

亲和层析中最常用的具有亲和力的生物体系有：

酶：底物、抑制剂、辅酶

抗体：抗原、病毒、细胞

外源凝集素：受体、载体蛋白

细胞：细胞表面特异蛋白，外源性凝集素