[科普中国]-双端两性离子

在溶液既能和氢离子,又能和氢氧根离子反应的离子或物质。比如氨基酸蛋白质的酸碱催化就是基于氨基酸的这种性质。

同一分子上同时带正负两种电荷的偶极离子。

概念双端两性离子是总电荷为0，电中性的化合物，但是带正电和负电的原子不同。有些化学家将此术语限定为未具有相邻正负电荷的化合物。此定义将诸如氧化胺的化合物排除。两性离子为极性，通常易溶于水，难溶于大部分有机溶剂。

如：

1、两性金属的阳离子：Cr3+、Al3+、Zn2+等

2、弱酸的酸式酸根：HCO3-、H2PO4-、HPO42- 等

3、同时含有酸性基团、碱性基团的有机物：+H3NCH2COO-等

两性电解质是具有酸性与碱性基团的分子（因此具备两性的特性），在特定pH值环境多半以两性离子存在。平均电荷为0的pH值称为该分子的等电点。

应用两性电解质用于建立稳定的pH梯度，供等电聚焦使用。

典型的两性离子有：

●大部分氨基酸在生理pH值环境中为两性离子

●作为Good's buffers的缓冲剂

●以胺基磺酸为基础的MES，MOPS，HEPES，PIPES或CAPS

●以胺基羧酸（氨基酸）为基础的甘氨酸及其衍生物Bicine，Tricine（N-三(羟甲基)甲基甘氨酸）与丙氨酸

●作为清洁剂：CHAPSO

●自然产物如生物碱Psilocybin（裸头草碱）与麦角酸Betaine（三甲铵乙内酯）

较不常见的两性离子有：

● Quinonoid（醌类化合物）的两性离子

●药物，诸如Fexofenadine(非索非那定) 与Cephaloridine（头孢菌素II）

●decaphenylferrocene [(η-C5Ph5)2Fe]已被证实具有两性离子键合异构体[(η-C5Ph5)Fe(η-C6H5C5Ph4)]1

两性离子聚丙烯酰胺PAM沉淀的技术流程沉淀是发生化学反应时生成了不溶于反应物所在溶液的物质。从字意上理解就是在重力作用下沉淀去除。污水中的悬浮物质，可以这是一种物理过程，简便易行，效果良好，是污水处理的重要技术之一。

根据悬浮物质的性质、浓度及絮聚丙烯酰胺凝性能，沉淀可以分为：自然沉淀，絮凝沉淀，区域沉淀。域沉淀的悬浮颗泣浓度较高(5000mg/L以上)，颗粒的沉降受到周围其它颗粒影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个整体共同下沉，与澄清水之间有清晰的泥水界面。二次沉淀池与污泥浓缩池中均有区域沉淀发生。

废水中悬浮固体浓度不高，而且不具有凝聚的性能，在沉淀过程中，固体颗粒不改变形状，也不互相粘合，各自独立地完成沉淀过程。（沉砂池和初沉池的初期沉淀）压缩沉淀发生在高浓度悬浮颗粒的沉降过程中，由于悬浮颗粒浓度很高，颗粒相互之间已挤集成团块结构，互相接触，互相支承，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出，使污泥得到浓缩。二沉池污泥斗中的聚丙烯酰胺浓缩过程以及在浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀。自由沉淀发生在水中悬浮固体浓度不高，沉淀过程悬浮固体之间互不干扰，颗粒各自单独进行沉淀，颗粒的沉淀轨迹呈直线。整个沉淀过程中，颗粒的物理性质，如形状，大小及比重等不发生变化。这种颗粒在沉砂池中的沉淀是自由沉淀。聚丙烯酰胺

絮凝沉淀是颗粒物在水中作絮凝沉淀的过程。在水中投加混凝剂后，其中悬浮物的胶体及分散颗粒在分子力的相互作用下生成絮状体且在沉降过程中它们互相碰撞凝聚，其尺寸和质量不断变大，沉速不断增加。悬浮物的去除率不但取决于沉淀速度，而且与沉淀深度有关。地面水中投加混凝剂后形成的矾花，生活污水中的有机悬浮物，活性污泥在沉淀过程中都会出现絮凝沉淀的现象。

用途1)用于污泥脱水根据污泥性质可选用相应型号，可有效在污泥进入压滤之前进行污泥脱水，脱水时，产生絮团大，不粘滤布，压滤时不散，流泥饼较厚，脱水效率高，泥饼含水率在80%以下。

2)用于生活污水和有机废水的处理，在配性或碱性介质中均呈现阳电性，这样对污水中悬浮颗粒带阴电荷的污水进行絮凝沉淀，澄清很有效。如生产粮食酒精废水，造纸废水，城市污水处理厂的废水，啤酒废水，味精厂废水，制糖废水，有机含量高 废水、饲料废水，纺织印染废水等，用阳离子聚丙烯酰胺要比用阴离子、非离子聚丙烯酰胺或无机盐类效果要高数倍或数十倍，因为这类废水普遍带阴电荷。

3)用于以江河水作水源的自来水的处理絮凝剂，用量少，效果好，成本低，特别是和无机絮凝剂复合使用效果更好，它将成为治长江、黄河及其它流域的自来水厂的高效絮凝剂。

4)造纸用增强剂及其它助剂。提高填料、颜料等存留率、纸张的强度。

5)用于油田经学助剂，如粘土防膨剂，油田酸化用稠化剂。

6)用于纺织上浆剂、浆液性能稳定、落浆少、织物断头率低、布面光洁。

使用原则使用要遵循如下原则：

1、颗粒状聚丙烯酰胺絮凝剂不能直接投加到污水中。使用前必须先将它溶解于水，用其水溶液去处理污水。

2、溶解颗粒状聚合物的水应该是干净（如自来水），不能是污水。常温的水即可，一般不需要加温。水温低于5℃时溶解很慢。水温提高溶解速度加快，但40℃以上会使聚合物加快降解，影响使用效果。一般自来水都适合于配制聚合物溶液。强酸、强碱、高含盐的水不适于用来配制。

3、聚合物溶液浓度的选择，建议为0.1%—0.3%，即1升水中加0.1g—0.3g聚合物粉剂。2

本词条内容贡献者为:

黄伦先 - 副教授 - 西南大学