化学进程记录表单手册

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1 会话与服务器

1.1 缩写与负责人

表单顶部的两个字段说明此处由谁在工作。缩写是简写形式——至多五个字符,它标记下方日志的每一行。全名则使这个标记在一年之后仍可还原,那时房间里已无人记得“MK”是谁。

两个字段填妥之前,任何内容都无法录入。在此之前,块列表覆在一层帷幕之下,帷幕挡住鼠标,也挡住键盘。这是有意设置的阻碍:无人负责的录入看起来像记录,却不是记录;一旦进入档案,它就再也无法与有人负责的记录区分开来。

两个字段旁的选择列表提供本浏览器此前见过的组合,并一步接管其中之一——两个字段同时接管,绝不会只接管缩写而把别人的姓名留在旁边。该列表只活在本浏览器里,别无他处;它不发往任何服务器,而“忘记此组合”会把一条记录从中永久删除。

字段下方的管理处理人按钮会打开两个列表。第一个列出本浏览器保存的组合,每一组都有自己的“忘记这个组合”按钮。从第二个人起,第二个列表列出本表单此前的处理人以及各自接手的时刻。该列表属于记录而非浏览器:它随数据 ZIP 一同传送,并可在其中读取。“重置列表”会在询问之后重新开始该列表:只保留字段中填写的那一组。被删除的列表会作为单独一行写入日志(字段 operator-history-reset)——完整保留,不在 200 个字符处截断,并附上执行重置者的缩写。因此,记录仍能说明谁曾处理过它。

同样的道理适用于日志——一个无人往里键入的隐藏字段。每一次手动录入、每一次按钮点击都以一行写入其中:时刻、缩写、字段、值。字段名以 click: 开头的行是一次按钮点击,而不是一次录入。

日志不做的事:它记录表单所见,而非某人所想。两秒后的更正是第二行,而不是对第一行的替换。值在 200 个字符处截断,日志在 5000 行处截断,因此长篇自由文本在其中是缩短的形态——完整阅读之处是记录本身。表单自行算出的字段(一个开尔文值、一个物质的量)不写入日志:没有人录入过它们。而口令无论叫什么名字都绝不写下——日志随数据 ZIP 一同传送,旁边带着时间戳的秘密,会是一次注明日期的泄露。

1.2 实验名称

实验名称说明这条记录是什么。它是必填项,位于表单在本地计算机上保存的每个文件的建议名称开头(<日期代码>_<实验名称>)。在服务器上,它是六个识别字段之一。

命名规则:由多个部分组成的名称,日后比随意的标题更容易找到。一种行之有效的模式是:一个表示工作类型的字母、一个连字符,然后是一种或多种目标物质:

  • A — 分析
  • S — 合成
  • M — 配制混合物或溶液
  • P — 制备,如干燥等准备工作
  • E — 萃取

示例:

  • A-ZnCuNaClKaolinit — 在半微量规模下分析锌、铜、氯化钠和高岭石的混合物
  • S-Acetylsalicylsaeure — 由水杨酸合成乙酰水杨酸
  • E-Coffein — 从茶叶中萃取咖啡因
  • M-NaOH01molar — 配制浓度为 0.1 mol/l 的氢氧化钠溶液

各部分的具体形式取决于使用环境 — 研究实验室需要的区分与学校实验课不同。应优先选择赋予意义的名称:即描述实验、而不只是将其归档的名称。PraktikumVersuch2Tag2 说明了该实验在课程中何时进行,却没有说明做了什么。

变音字母、空格和特殊字符在文件名中会变成下划线。避免使用它们(用 ae 代替 ä),文件名就会与实验名称完全一致。

1.3 版本

版本用于区分同一实验的多次运行或修订。它是必填项。在服务器上,实验名称和版本与其他识别字段一起构成记录的地址 — 因此,新版本会创建新记录,而不会覆盖旧记录。

命名规则:三种写法已被证明行之有效:

  • 版本号 — 1、2、2.1:用于计划中的重复和修订。
  • 版本字母 — a、b、c:用于同一天的平行运行,例如两个小组做同一个实验。
  • 日期代码 — YYYYMMDDhhmm,例如 202609191430 表示 2026 年 9 月 19 日 14:30:用于按时间顺序排列的系列。

日期代码按从大到小的顺序排列 — 年、月、日、时、分,各自带前导零。只有按这种顺序,文件列表才会自动将各版本按时间先后排序,并且无需换算即可重新找到某个日期。相比之下,19.09.2026 会把每个月的十九日排在一起。

1.4 服务器识别数据

这六个字段是服务器上一条记录的地址。城市、机构、姓名、实验、版本与口令被一并散列;所得结果是已上传记录唯一可被重新找到的名称。能够复现全部六项者,便可取回该记录——不能者,则不能。实验和版本位于折叠区上方,因为它们也在本地计算机上为记录命名。

这些项均为可选。本表单中没有任何内容需要服务器。纯本地作业意味着只填写属于记录本身的内容。

何种数据存于何处:

  • 在浏览器中(localStorage,本机上的这一浏览器):全部表单内容、附件、自建子表单与材料库存。在按下按钮之前,其中任何内容都不会离开本机。
  • 在本机文件中:凡手动保存者——数据 ZIP、文件 ZIP、teilformulare.json。
  • 在服务器上,且仅在“保存到服务器”之后:两个归档文件,以及每个归档一行记账行。该行含六个字段的散列值、三个作者字段的另一散列值、以明文存放的实验与版本、存储路径——以及一份带 IP 地址的访问日志。

服务器从不以明文看到的内容:城市、机构、姓名与口令。它们始终只以散列值进入。

如何评估其安全性:没有登录。所谓保护,只是地址难以猜中——以隐蔽求安全,仅此而已。它挡得住路过之人;挡不住任何知道或猜得出这六项的人。该存储库的目的是科学性的:跨多次记录比较反应条件变动下的产率。众多字段的存在是为了让记录保持可区分,而不是为了识别任何人。

因此:此处不宜存放机密数据——不放须保留的未发表结果,不放第三方数据,不放个人数据,不放在别处使用的口令。凡能构造出同一地址者,皆可覆写任何一项。存储库中只宜放正确的数据;否则该记录应标记为可删除。

1.5 不用于研究;从服务器上删除

这个复选框只回答一个问题:上传的记录要不要进入反应条件研究?

勾选意味着:不作贡献。上传时服务器记下期限到达的时刻,随后一个计划任务删除归档和记账行。对这条记录来说,存储就只是一个转交用的中转站——比如交给自己的指导老师。不勾选意味着:记录留下,并且可以被分析。标记在上传时写入,只对这次上传有效。

为什么要说两个时间。期限到达本身不删除任何东西,它只是做标记。真正的删除发生在任务 reactionlog:purge-expired-records 的下一次运行,而该任务按每日计划执行。因此在期限到达和删除之间还可能隔着一整天。第二个、较长的数字才是可靠的:在它之前记录肯定还在,在它之后肯定已经没了。

这份收集是做什么用的。问题是:哪一项反应条件会改变产率——改变多少?不是哪个合成能成功,而是同一份操作规程两次结局不同究竟因为什么。

为什么学生的合成适合回答它。科研制备对这个问题是很差的测量点:那里每一项条件都被刻意保持恒定,重复次数也很少。教学实验正好相反。同一份规程由许多双手执行,条件则无意地散开——室温与湿度、搅拌时长、干燥程度与干燥剂、避光、保护气、所用物质的存放时间与纯度、操作者的熟练程度。正是这种非自愿的离散,才是统计分析的原料:原因没有变化,就测不出任何效应。

数量带来什么。一个几十人的课程,每学期提供的同一规程重复次数,比单个课题组多年积攒的还多。跨越若干学期与若干高校,就长成一个样本,在其中几个百分点的效应能从噪声里分离出来——而且未出现的效应也变得可见。某个规程明确坚持的条件其实对产率毫无影响,这样的结果别人是不会发表的。

分析些什么。产率、纯度和特征值,对照记录下来的条件——用量、温度、压力、湿度、混合、避光、保护气、干燥。这里不只看有没有填,还看填得多完整:留空的条件不是测量值而是缺口,而缺口是一份记录被剔出分析的最常见原因。

为什么一个错数字代价高。样本受得了离散,却受不了编造的数值:一条严重错误的记录把平均值推偏的幅度,超过十条正确记录把它拉住的力量。因为没有登录,谁也无法事后来收拾。试运行、尚未核对的一组数字,或者只为试一下机制而做的上传,因此都该勾上——它随后自己就会离开。

这个复选框不做的事:

  • 它不删除浏览器里的任何东西,也不删除本机上的任何东西。记录留在原处。
  • 它不是保护。在期限之内,凡是能拼出其地址的人都可以取走并覆盖这条记录。
  • 它不会让记录匿名。谁把姓名写进记录,就把姓名一并上传。

再次上传重新决定。同一条记录若再次上传,标记会重新写入:不勾选的上传取消上一次的期限,勾选的上传让期限从头开始。

删除是不可逆的——没有回收站。

本安装的期限为 24 h;由于删除任务每天运行一次,被标记的记录最迟在 48 h 后消失。 清理任务 reactionlog:purge-expired-records 在此可证明地运行:最近一次运行时间为 2026-10-12 04:00。

1.6 本机管理

在这里,记录被写入本机上的文件,或从文件中读回。读入会替换屏幕上的表单。

  • 保存数据 ZIP:表单的全部内容(state.json)以及文本形式的记录。其中包含表头信息——只交给应当获得这些信息的地方。
  • 保存文件 ZIP:已上传的文件,每个子表单和字段一个文件夹。它在数据 ZIP 之后读入,因为只有数据 ZIP 才会创建这些字段。
  • 保存服务器 ZIP:把两个归档放在一个文件中(data.zip、files.zip),与“保存到服务器”发送到服务器的方式相同。“加载服务器 ZIP”先读入数据,再读入文件。

1.7 存放到服务器

保存到服务器 将数据归档和文件归档存放在由六项服务器识别数据生成的地址下。从服务器加载 用相同的六项输入取回两者。检查组合 只询问该地址是否已被占用,不做任何更改。

同一地址下较早的状态会作为备份副本保留。带有删除标记时,记录会在 24 小时后被删除。没有服务器时,也可以在“本机管理”下通过“保存服务器 ZIP”保存相同内容。

1.8 质量标准

质量标准决定子表单中哪些条目为必填或建议填写;由插件提供。

加载本地质量标准文件 (JSON) 只在当前浏览器标签页中、并且只在标签页关闭之前替换这些标准。保存本地质量标准文件 (JSON) 将当前有效的标准连同表单版本写入文件;经调整并由运营方上传后,对所有人生效。

1.9 子表单的模板

模板是带有自定名称的已填写子表单。它通过区块上的齿轮保存,并保存在本浏览器中。

这里移动的是整个集合:导出 将某个子表单或全部模板写入文件;导入 从这样的文件补充集合,并替换同名模板;删除 精简集合。重新载入 出现在页面自带集合的地方,并重新读入该集合。

1.10 本浏览器中的记录

浏览器并列保存多份记录。屏幕上的记录会持续保存。

覆盖载入 将另一份记录载入此表单;当前的记录仍然保存。删除 从浏览器中删除一份记录;如果它仍在其他标签页中打开,会在下次保存时自行写回。“舍弃”下的“删除所有已保存数据”会一次性删除全部记录。

1.11 舍弃

三种作用范围不同的删除。均无法撤销;需要保留的内容请先保存为文件。服务器上的记录不受影响。

  • 删除表单:清空屏幕上的记录及其表头信息。其他记录、模板和材料保留。
  • 删除所有已保存数据:从本浏览器删除所有记录、子表单的所有模板、材料库存和已保存的操作人员。先显示警告;之后页面重新加载,并重新创建随附的模板和材料。
  • 删除设置和 Cookie:重置明暗显示、已记住的子表单初始视图和菜单状态,并删除本页脚本可读取的 Cookie。显示设置实际上不是保存在 Cookie 中,而是保存在浏览器的存储中;但仍在此处一并重置。先显示警告;之后页面重新加载。

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2 分离

2.1 分离方法的简写与概览

简写是一种仍在开发中的学习辅助工具,试图对分离方法作系统归类。示例 ◇/K(c),μ/~#T\⊕ 读作:结晶相(◇/…)在施加浓度平衡(K(c))与过滤(μ)之后——由 …/K(c),μ/… 表示——作为固定相留下,而被带出分离系统的流动相为液态(…/~#…)。温度经过变化(…#T\…),并使用了辅助物质(…\⊕)。

结构:固定/原理/流动#参数\工艺参数——左侧为固定主相,右侧为流动主相,中间是分离原理;起决定作用的分离量在说明中给出;# 之后是可测量的驱动量,\ 之后是工艺参数(操作方式、辅助物质)。目标级分在符号中以下划线标出,视流动相还是固定相含有目标物质而定。流动相处可在括号中列出一个中间相,例如在蒸馏中。多条以 → 相连的简写描述由先后进行的分离步骤组成的组合方法(例如溶解 → 过滤 → 结晶 = 重结晶);组合符号以 + 列出参与的相。同一方法的等效替代写法(例如一级与两级、间歇与连续),或每个目标级分各一条写法(例如以滤液为目标与以滤渣为目标),由 || 分隔;\ 之后的水平双箭头 ⇄ 标示逆流或连续操作(属于工艺参数,而非驱动量)。

相符号(固定/流动)

  • ◇ — 晶体:固态、规则有序的相。
  • ↓ — 固态:固体或散料。
  • ∴ — 胶体:极细分散的悬浮相。
  • ~ — 液态:液相。
  • 🜄 — 水:水相。
  • ⇅ — 临界:超临界流体。
  • ↑ — 气态:气相或蒸气相。
  • ↯ — 等离子体。
  • ? — 未定义/特殊:未确定任何实体相。

分离原理符号

  • ρ — 密度:在重力场或离心场中分离。
  • aρ — 加速度场中的密度:在重介质中的沉浮法(重力或离心加速度)。
  • Φ — 磁性。
  • C — 静电吸引。
  • U — 电场(电荷迁移)。
  • μ — 尺寸/几何:筛孔或孔隙作用。
  • K(p) — 分压平衡(蒸发/冷凝)。
  • K(c) — 分配平衡(振荡/溶解)。
  • K(a) — 吸附平衡(表面结合)。
  • |○ — 借上浮进行选择。
  • ν — 声/超声:声学力(例如驻立超声波)。
  • λ — 光:光学或光子力。
  • ? — 特殊方法。

# 之后的驱动量

  • p — 压差大于零。
  • T — 温差大于零。
  • U — 电压相关。
  • I — 电流强度相关。
  • v — (风速或流速)速度。
  • ∅ — 直径或孔径。
  • B — 磁感应强度。
  • g — 重力/离心力。
  • – — 无额外驱动量。

\ 之后的工艺参数(操作方式/设备,非驱动量)

  • ⇄ — 逆流/连续操作(连续;水平双箭头)。
  • ⊕ — 辅助物质对效果影响显著。
  • ⦀ — 分离层(膜/滤器/筛):工艺部件,而非辅助物质。

其他符号

  • || — “或”:区分两种不同的定义。
  • → — 箭头:指示一连串分离操作。

辅助物质(定义)

  • 辅助物质是加入混合物中、使分离得以实现或得到改善,并与产物接触或混合的物质(溶剂、沉淀剂或夹带剂、洗脱液、载气、络合剂)。设备上的分离层(⦀:膜、滤器、筛)以及其他工艺部件不是辅助物质。它们应当或必须对目标级分保持惰性,通常仅以其特殊的几何性质(孔径)而与众不同。当化学性质起作用时,例如具有离子专一通道的膜,这类膜也应归类为辅助物质。

分离方法总览表(按简短符号排序;类似方法合并列出):

  • ◇/K(p)/↑#p, T — 冷冻干燥(真空冷冻干燥)——冻结的溶剂在真空中升华;该方法对生物分子非常温和。固定相为结晶态(◇),流动相为气态(↑)。分离原理为分压平衡(K(p)),分离量为平衡常数 K。目标产物通常聚集在固定相中。温差为 ΔT [2-4],压差为 Δp [4-5];逆流操作不可行。工艺时长处于天的范围。两相均不需要辅助物质。化学环境的影响极小。特点:干燥物留在产品容器中;水蒸气在冷凝器(冷阱)上凝结。
  • ◇/K(p)/◇(↑)#p, T || ◇/K(p)/↑#T → ↑/K(p)/◇#T — 升华——物质直接由固态转为气态,并再升华以提纯。替代方案(两级,||):蒸发后在较低温度下沉积——◇/K(p)/↑#T → ↑/K(p)/◇#T。固定相为结晶态(◇),流动相为气态(↑)。分离原理为分压平衡(K(p)),分离量为平衡常数 K。目标产物通常聚集在流动相中。温差为 ΔT [2-4],压差为 Δp [1-4];逆流操作不可行。工艺时长处于小时范围。两相均不需要辅助物质;相关驱动量为压力和温度。化学环境的影响较小。特点:纯升华物在冷却面或冷指上收集。
  • ◇/K(c)/◇(~)#T\⊕ || ◇/K(c)/~#T\⊕ → ~/K(c)/◇#T\⊕ → ◇/μ/~#p, ∅ — 结晶/重结晶——通过依赖温度与溶剂的溶解度进行提纯;重复可提高纯度。替代方案(三级,||):溶解、结晶、随后过滤——◇/K(c)/~#T\⊕ → ~/K(c)/◇#T\⊕ → ◇/μ/~#p, ∅(结晶后将晶体从母液中滤出)。固定相为结晶态(◇),流动相为液态(~)。分离原理为分配平衡(K(c)),分离量为分配系数 K。目标产物通常聚集在固定相中。温差为 ΔT [2-4],压差为 Δp 0;逆流操作不可行。工艺时长处于小时范围。流动相中需要辅助物质;溶剂的选择对分离效果影响显著(⊕)。化学环境的影响较大。特点:晶体被滤出,母液被弃去;纯度随多级操作而提高。
  • ◇/K(c)/~#T — 熔融结晶(类似:区域熔炼)——此简写涵盖熔融结晶与区域熔炼:物质从自身熔体中结晶;区域熔炼时,移动的熔区将杂质推向棒的末端(半导体超净化)。固定相为结晶态(◇),流动相为液态(~)。分离原理为分配平衡(K(c)),分离量为分配系数 K。目标产物通常聚集在固定相中。温差为 ΔT [2-5],压差为 Δp 0;逆流操作视变体而定可行。工艺时长处于小时至天范围。两相均不需要辅助物质。化学环境的影响较小至中等。特点:纯晶体留下,残余熔体(杂质)被取出或移向末端。
  • ↓/ρ/↓#v || ?/ρ/↓#v || ↓,↓/ρ/↓#v — 分级(类似:风力分级、离心分级)——分散颗粒在上升气流或离心场中按沉降速度分离。固定相为留下的粗料(↓)或未定义(?),流动相为被气流带出的细料(↓)。分离原理为密度(ρ),分离量为密度 ρ和颗粒/孔径 d。目标产物通常可位于两相之中(两者均已标出)。温差为 ΔT 0,压差为 Δp [0-1];逆流操作可行。工艺时长处于秒至分钟范围。流动相中需要辅助物质;相关驱动量为风速。化学环境的影响没有。特点:细料被气流带出,粗料落下——两种级分均被接收。
  • ↓/aρ/~#\⊕ — 密度分选(沉浮法)(类似:重介质分选)——在密度确定的重介质中,轻料上浮,重料下沉。此处的“固定相”是固体(↓),而流动相为液态(~),原因在于最后的倾析步骤。分离原理为加速度场中的密度(aρ)——重力或离心加速度——,分离量为密度 ρ。目标产物通常位于固定相中(轻料与重料皆然)。温差为 ΔT 0,压差为 Δp 0;逆流操作不可行。工艺时长处于分钟范围。流动相中可能需要一种辅助物质;重介质的密度对分离效果影响显著(⊕)。化学环境的影响较小。特点:浮起物被撇出,下沉物从底部排出。
  • ↓/Φ/↓#B || ↓/Φ/↓#B\⇄ — 磁选——铁磁性与顺磁性组分在磁场中被分离。替代方案(连续,||):作为逆流连续滚筒式或带式分离——↓/Φ/↓#B\⇄。固定相为固态(↓),流动相为固态(↓)。分离原理为磁性(Φ),分离量为磁化率 χ。目标产物通常聚集在固定相中。温差为 ΔT 0,压差为 Δp 0;逆流操作不可行。工艺时长处于秒的范围。两相均不需要辅助物质;相关驱动量为磁感应强度。化学环境的影响没有。特点:磁性级分被磁带或磁鼓吸住,离开磁场后落下。
  • ↓/Φ/↓#B || ↓/Φ/↓#B\⇄ — 涡流分选——导电部件(例如有色金属)在交变场中被感应涡流排斥。替代方案(连续,||):作为逆流连续带式分离——↓/Φ/↓#B\⇄。固定相为固态(↓),流动相为固态(↓)。分离原理为磁性/感应(Φ),分离量为电导率 σel。目标产物通常聚集在固定相中。温差为 ΔT 0,压差为 Δp 0;逆流操作不可行。工艺时长处于秒的范围。两相均不需要辅助物质;相关驱动量为磁感应强度。化学环境的影响没有。特点:导电部件越过带缘被甩出并单独收集。
  • ↓/C/↑#U — 静电除尘——气溶胶颗粒被荷电并在高压场中沉降(电除尘器)。固定相为固态(↓),流动相为气态(↑)。分离原理为静电吸引(C),分离量为电荷 q。目标产物通常聚集在固定相中。温差为 ΔT 0,压差为 Δp 0;逆流操作不可行。工艺时长处于秒的范围。固定相中需要辅助物质;相关驱动量为电压。化学环境的影响较小。特点:粉尘通过敲击集尘电极落入料仓。
  • ↓/U/~#U, I\⊕ — 电沉积(电镀)——金属经电解在电极上沉积。固定相为固态(↓),流动相为液态(~)。分离原理为电场(U),分离量为氧化还原电位 E°。目标产物通常聚集在固定相中。温差为 ΔT 0,压差为 Δp 0;逆流操作不可行。工艺时长处于分钟至小时范围。两相中均需要辅助物质;相关驱动量为电压和电流强度,电解质的选择对分离效果影响显著(⊕)。化学环境的影响较大。特点:金属以层状附着在阴极上,随后剥离取下。
  • ↓/U/~#U — 电渗析(类似:电容去离子,CDI)——离子在电场中穿过离子交换膜迁移,或经电吸附被除去(CDI)。固定相为固态(↓),流动相为液态(~)。分离原理为电场(U),分离量为电荷 q。目标产物通常聚集在流动相中。温差为 ΔT 0,压差为 Δp 0;逆流操作可行。工艺时长处于分钟至小时范围。固定相中需要辅助物质;相关驱动量为电压。化学环境的影响中等。特点:脱盐后的稀释液作为产物流取出,浓缩液单独引出。
  • ↓/U/~#U\⊕ — 电膜萃取——离子在电场驱动下穿过浸渍液膜迁移。固定相为固态(↓),流动相为液态(~)。分离原理为电场(U),分离量为电荷 q。目标产物通常聚集在流动相中。温差为 ΔT 0,压差为 Δp 0;逆流操作不可行。工艺时长处于分钟范围。两相中均需要辅助物质;相关驱动量为电压,液膜的选择对分离效果影响显著(⊕)。化学环境的影响较大。特点:目标离子在受体溶液中富集并取出。
  • ↓/U/~#U — 电渗——孔隙液体在电场中被输送穿过多孔介质。固定相为固态(↓),流动相为液态(~)。分离原理为电场(U),分离量为 zeta 电位 ζ,即孔壁与液体之间电化学双电层剪切面上的动电电位;它决定液体在场中被带动的强弱。目标产物通常聚集在流动相中。温差为 ΔT 0,压差为 Δp 0;逆流操作不可行。工艺时长处于小时范围。两相均不需要辅助物质;相关驱动量为电压。化学环境的影响中等。特点:被输送的液体在阴极侧收集或泵出。
  • ↓/U/~#p\⊕ — 离子交换色谱(类似:离子交换/螯合交换)——此简写涵盖色谱型与制备型两种变体:带电物质可逆地结合到带电树脂上,并以盐或 pH 梯度洗脱,或按化学计量交换。固定相为固态(↓),流动相为液态(~)。分离原理为场中的电荷(U),分离量为电荷 q。目标产物通常聚集在流动相中。温差为 ΔT 0,压差为 Δp [1-3].工艺时长处于分钟至小时范围。两相中均需要辅助物质;树脂或洗脱液的选择对分离效果影响显著(⊕)。化学环境的影响较大。特点:结合的离子以盐或 pH 梯度洗脱,并作为级分收集。
  • ↓/U/~#p, U\⊕ — 毛细管电色谱(CEC)——电泳与色谱的混合方法,具电渗流。固定相为固态(↓),流动相为液态(~)。分离原理为电场(U),分离量为电荷 q和分配系数 K。目标产物通常聚集在流动相中。温差为 ΔT 0,压差为 Δp [1-2];逆流操作不可行。工艺时长处于分钟范围。两相中均需要辅助物质;相关驱动量为压力和电压,相的选择对分离效果影响显著(⊕)。化学环境的影响较大。特点:分析物经电渗洗脱,并在毛细管末端检测或分级。
  • ↓/μ/~#–\⦀ — 透析——小分子溶质通过半透膜以扩散方式趋于平衡。固定相为固态(↓),流动相为液态(~)。分离原理为尺寸/几何(μ),分离量为浓度 c。目标产物通常聚集在固定相中。温差为 ΔT 0,压差为 Δp 0;逆流操作可行。工艺时长处于小时范围。分离层(半透膜)属于工艺部件,而非辅助物质;在透析液(流动相)中需要一种辅助物质(缓冲溶液)。化学环境的影响较小。特点:提纯后的截留液留在透析袋中;小分子进入透析液。
  • ↓/μ/~#p, ∅\⦀ || ↓/μ/~#p, ∅\⦀ — 过滤(类似:压滤/真空过滤/膜过滤)——悬浮液被压过或吸过多孔介质;固体作为滤饼留下。固定相为固态(↓),流动相为液态(~)。分离原理为尺寸/几何(μ),分离量为颗粒/孔径 d。目标产物通常可位于两相之中(两者均已标出)。温差为 ΔT 0,压差为 Δp [1-3];逆流操作不可行。工艺时长处于分钟范围。两相均不需要辅助物质;分离层(滤器)属于工艺部件,而非辅助物质;相关驱动量为压力和孔径。化学环境的影响较小。第一条简写指向滤渣(固定),第二条指向滤液(流动)。特点:固体留作滤饼,滤液在收集容器中——视目的而定,两者均可利用。
  • ↓/μ/~#p, ∅ — 尺寸排阻色谱(SEC/GPC)——分子在多孔凝胶中按流体力学体积或摩尔质量分离。固定相为固态(↓),流动相为液态(~)。分离原理为尺寸/几何(μ),分离量为摩尔质量 M。目标产物通常聚集在流动相中。温差为 ΔT 0,压差为 Δp [1-3];逆流操作不可行。工艺时长处于分钟至小时范围。两相中均需要辅助物质;相关驱动量为压力和孔径。化学环境的影响较小。特点:级分按洗脱体积收集;大分子先洗脱。
  • ↓/μ/~#p, ∅\⦀ — 微滤——膜截留颗粒与微生物(0.1–10 µm),多在错流中进行。固定相为固态(↓),流动相为液态(~)。分离原理为尺寸/几何(μ),分离量为颗粒/孔径 d。目标产物通常聚集在流动相中。温差为 ΔT 0,压差为 Δp [1-3];逆流操作可行。工艺时长处于分钟范围。两相均不需要辅助物质;分离层(膜)属于工艺部件,而非辅助物质;相关驱动量为压力和孔径。化学环境的影响较小。特点:渗透液(清滤液)被取出,截留液在错流中循环。
  • ↓/μ/↑#p, ∅\⊕ — 分子筛(类似:沸石吸附)——物质按尺寸与形状选择性地嵌入确定的孔格中(干燥、气体净化)。固定相为固态(↓),流动相为气态(↑)。分离原理为尺寸/几何(μ),分离量为颗粒/孔径 d。目标产物通常聚集在流动相中。温差为 ΔT [0-1],压差为 Δp [1-3];逆流操作可行。工艺时长处于分钟范围。固定相中需要辅助物质;相关驱动量为压力和孔径,筛型的选择对分离效果影响显著(⊕)。化学环境的影响中等。特点:干燥且净化的产物气被取出;筛通过再生卸载。
  • ↓/μ/~#p, ∅\⦀ — 纳滤——膜分离小分子有机物与多价离子。固定相为固态(↓),流动相为液态(~)。分离原理为尺寸/几何(μ),分离量为颗粒/孔径 d和电荷 q。目标产物通常聚集在流动相中。温差为 ΔT 0,压差为 Δp [3-4];逆流操作可行。工艺时长处于分钟范围。两相均不需要辅助物质;分离层(膜)属于工艺部件,而非辅助物质;相关驱动量为压力和孔径。化学环境的影响中等。特点:渗透液即为产物;多价离子留在截留液中。
  • ↓/μ/↓#∅\⦀ || ↓/μ/↓#∅\⦀ — 筛分——散料在确定筛孔的筛上按粒度进行机械分级。固定相为固态(↓),流动相为固态(↓)。分离原理为尺寸/几何(μ),分离量为颗粒/孔径 d。目标产物通常可位于两相之中(两者均已标出)。温差为 ΔT 0,压差为 Δp 0;逆流操作不可行。工艺时长处于分钟范围。两相均不需要辅助物质;分离层(筛)属于工艺部件,而非辅助物质;相关驱动量为筛孔或粒度。化学环境的影响没有。第一条简写指向筛上物(筛余,固定),第二条指向筛下物(筛透,流动)。特点:筛上物与筛下物分别收集(筛余/筛透)。
  • ↓/μ/~#p, ∅\⦀ — 超滤——膜按摩尔质量截留值截留大分子。固定相为固态(↓),流动相为液态(~)。分离原理为尺寸/几何(μ),分离量为摩尔质量 M。目标产物通常聚集在固定相中。温差为 ΔT 0,压差为 Δp [2-3];逆流操作可行。工艺时长处于分钟范围。两相均不需要辅助物质;分离层(膜)属于工艺部件,而非辅助物质;相关驱动量为压力和孔径。化学环境的影响较小。特点:浓缩截留液即为产物;渗透液被弃去。
  • ↓/μ/🜄#p\⦀ — 反渗透(类似:正渗透)——溶剂逆着渗透压透过(RO),或由汲取液驱动(FO)。固定相为固态(↓),流动相为水(🜄)。分离原理为尺寸/几何(μ),分离量为浓度 c。目标产物通常聚集在流动相中。温差为 ΔT 0,压差为 Δp [4-5];逆流操作可行。工艺时长处于分钟范围。两相均不需要辅助物质;分离层(膜)属于工艺部件,而非辅助物质;相关驱动量为压力。化学环境的影响中等。特点:渗透液(纯水)被取出,浓缩液作为废水排放。
  • ↓/K(p)/↑#T\⦀ — 膜蒸馏——蒸汽在温差驱动下穿过疏水膜被输送。固定相为固态(↓),流动相为气态(↑)。分离原理为分压平衡(K(p)),分离量为平衡常数 K。目标产物通常聚集在流动相中。温差为 ΔT [2-3],压差为 Δp [0-1];逆流操作可行。工艺时长处于小时范围。两相均不需要辅助物质;分离层(膜)属于工艺部件,而非辅助物质;相关驱动量为温度。化学环境的影响较小。特点:馏出物在渗透侧的冷面冷凝并被收集。
  • ↓/K(p)/↑#p, T\⦀ — 渗透汽化——某一组分选择性地透过致密膜蒸发;它可分离共沸物。固定相为固态(↓),流动相为气态(↑)。分离原理为分压平衡(K(p)),分离量为平衡常数 K。目标产物通常聚集在流动相中。温差为 ΔT [1-2],压差为 Δp [2-4];逆流操作不可行。工艺时长处于小时范围。两相均不需要辅助物质;分离层(膜)属于工艺部件,而非辅助物质;相关驱动量为压力和温度。化学环境的影响较大。特点:渗透蒸汽被抽出并冷凝。
  • ↓/K(c)/~#T\⊕, ∅\⦀ — 笼形/包合物生成——客体分子按形状选择性地被封入主体晶格(尿素加合物、气体水合物)。一般提示:对于水(气体水合物),其生成对压力和温度极为敏感;对其他物质则往往具有很强的物质特异性。固定相为固态(↓),流动相为液态(~)。分离原理为分配平衡(K(c)),分离量为几何契合度。目标产物通常聚集在固定相中。温差为 ΔT [1-3],压差为 Δp [0-3];逆流操作不可行。工艺时长处于小时范围。流动相中需要辅助物质;主体物质的选择对分离效果影响显著(⊕)。化学环境的影响较大。特点:包合加合物以晶体形式滤出,并再次热分解。
  • ↓/K(c)/~#\⊕ — 固液萃取(类似:浸渍、渗滤)——可溶组分被从固体中溶出。固定相为固态(↓),流动相为液态(~)。分离原理为分配平衡(K(c)),分离量为分配系数 K。目标产物通常聚集在流动相中。温差为 ΔT [0-2],压差为 Δp 0;逆流操作可行。工艺时长处于小时范围。流动相中需要辅助物质;溶剂的选择对分离效果影响显著(⊕)。化学环境的影响较大。特点:提取液(混合油)被取出;萃余物(固体)被弃去。
  • ↓/K(c)/~#\⊕ — 纸/薄层色谱(类似:TLC)——一种以毛细展开剂流动进行的平面分配色谱。固定相为固态(↓),流动相为液态(~)。分离原理为分配平衡(K(c)),分离量为分配系数 K。目标产物通常聚集在固定相中。温差为 ΔT 0,压差为 Δp 0;逆流操作不可行。工艺时长处于分钟至小时范围。两相中均需要辅助物质;展开剂的选择对分离效果影响显著(⊕)。化学环境的影响较大。特点:物质斑点在板上定位、刮下并洗脱。
  • ↓/K(c)/~#T\⊕ — 索氏提取(类似:超声/微波萃取)——此简写涵盖经热或物理强化的固液萃取:以回流溶剂进行的循环热萃取,或借空化或介电加热强化。固定相为固态(↓),流动相为液态(~)。分离原理为分配平衡(K(c)),分离量为分配系数 K。目标产物通常聚集在流动相中。温差为 ΔT [1-3],压差为 Δp 0;逆流操作不可行。工艺时长处于分钟至小时范围。流动相中需要辅助物质;溶剂的选择对分离效果影响显著(⊕)。化学环境的影响较大。特点:提取液聚集在圆底烧瓶中;溶剂经蒸馏回收。
  • ↓/K(c)/⇅#p, T\⊕ — 超临界流体萃取(SFE)——萃取以超临界 CO₂ 进行;选择性可通过压力/温度调控。固定相为固态(↓),流动相为超临界(⇅)。分离原理为分配平衡(K(c)),分离量为分配系数 K。目标产物通常聚集在流动相中。温差为 ΔT [1-2],压差为 Δp [4-5];逆流操作不可行。工艺时长处于分钟至小时范围。流动相中需要辅助物质;CO₂ 与改性剂的选择对分离效果影响显著(⊕)。化学环境的影响中等。特点:降压后提取物从 CO₂ 中析出并被分离。
  • ↓/K(a)/~#\⊕ — 吸附(活性炭/硅胶/Al₂O₃)——物质附着在固体吸附剂的表面上。固定相为固态(↓),流动相为液态(~)。分离原理为吸附平衡(K(a)),分离量为吸附系数 K。目标产物通常聚集在流动相中。温差为 ΔT 0,压差为 Δp [0-1];逆流操作可行。工艺时长处于分钟范围。固定相中需要辅助物质;吸附剂的选择对分离效果影响显著(⊕)。化学环境的影响较大。特点:净化后的物流即为产物;负载的吸附剂被再生或更换。
  • ↓/K(a)/~#p\⊕ — 亲和色谱——一种生物专一性相互作用将目标物质结合到固定化配体上。固定相为固态(↓),流动相为液态(~)。分离原理为吸附平衡(K(a)),分离量为亲和力。目标产物通常聚集在固定相中。温差为 ΔT 0,压差为 Δp [1-2];逆流操作不可行。工艺时长处于小时范围。两相中均需要辅助物质;配体的选择对分离效果影响显著(⊕)。化学环境的影响极大。特点:结合的目标物质被定向洗脱(竞争剂/改变 pH),并作为洗脱液收集。
  • ↓/K(a)/~#\⊕ — 生物分离——生物质结合或富集目标物质(生物吸附、生物吸收)。固定相为固态(↓),流动相为液态(~)。分离原理为吸附平衡(K(a)),分离量为亲和力。目标产物通常聚集在固定相中。温差为 ΔT [0-1],压差为 Δp 0;逆流操作可行。工艺时长处于小时至天范围。固定相中需要辅助物质;生物质的选择对分离效果影响显著(⊕)。化学环境的影响较大。特点:目标物质在生物质中富集;通过收获生物质获得,必要时辅以脱附。
  • ↓/K(a)/~#p\⊕ — 手性色谱——对映体在手性固定相上被分离。固定相为固态(↓),流动相为液态(~)。分离原理为吸附平衡(K(a)),分离量为亲和力。目标产物通常聚集在流动相中。温差为 ΔT [0-1],压差为 Δp [2-4];逆流操作不可行。工艺时长处于分钟至小时范围。两相中均需要辅助物质;手性相的选择对分离效果影响显著(⊕)。化学环境的影响极大。特点:对映体以分开的峰洗脱,并作为级分收集。
  • ↓/K(a)/~#p\⊕ — 固相萃取(SPE)(类似:膜吸附、分散 SPE、QuEChERS)——此简写涵盖目标物质位于固定相的吸附型富集与净化方法:在吸附剂或功能化膜上富集,随后洗脱。固定相为固态(↓),流动相为液态(~)。分离原理为吸附平衡(K(a)),分离量为吸附系数 K。目标产物通常聚集在固定相中。温差为 ΔT 0,压差为 Δp [1-2];逆流操作不可行。工艺时长处于分钟范围。两相中均需要辅助物质;吸附剂或洗脱液的选择对分离效果影响显著(⊕)。化学环境的影响较大。特点:分析物固定在吸附剂上,基质被洗去,随后以少量溶剂洗脱。
  • ↓/K(a)/~#p\⊕ — 柱/快速色谱(类似:HPLC/UHPLC、HIC、模拟移动床(SMB))——此简写涵盖目标物质位于流动相的制备型与分析型液相色谱:从硅胶柱经高压液相色谱与疏水作用直至连续 SMB。固定相为固态(↓),流动相为液态(~)。分离原理为吸附平衡(K(a)),分离量为吸附系数 K。目标产物通常聚集在流动相中。温差为 ΔT [0-1],压差为 Δp [1-5] (Flash niedrig, UHPLC hoch);逆流操作视变体而定可行(SMB)。工艺时长处于分钟至小时范围。两相中均需要辅助物质;固定相或流动相的选择对分离效果影响显著(⊕)。化学环境的影响较大。特点:级分在柱出口按保留时间收集(级分收集器)。
  • ↓/K(a)/↑#p, T\⊕ — 变换吸附(类似:PSA、VSA、TSA)——通过变压(PSA)、变真空(VSA)或变温(TSA)进行的循环吸附与脱附;例如制取 O₂/N₂。固定相为固态(↓),流动相为气态(↑)。分离原理为吸附平衡(K(a)),分离量为吸附系数 K。目标产物通常聚集在流动相中。温差为 ΔT [0-3],压差为 Δp [2-5];逆流操作可行。工艺时长处于分钟范围。固定相中需要辅助物质;相关驱动量为压力和温度,吸附剂的选择对分离效果影响显著(⊕)。化学环境的影响中等。特点:产物气在吸附阶段被取出;脱附物在反向节拍中被冲出。
  • ∴/U/🜄#U — 电絮凝——由牺牲电极原位生成的金属氢氧化物使胶体失稳。固定相为胶体(∴),流动相为水(🜄)。分离原理为电场(U),分离量为zeta 电位 ζ。目标产物通常聚集在流动相中。温差为 ΔT 0,压差为 Δp 0;逆流操作不可行。工艺时长处于分钟范围。固定相中需要辅助物质;相关驱动量为电压。化学环境的影响较大。特点:澄清水被取出;絮凝污泥被撇出或沉降。
  • ∴/K(c)/~#\⊕ — 沉淀(类似:盐析)——试剂或高盐浓度形成难溶相。固定相为胶体(∴),流动相为液态(~)。分离原理为分配平衡(K(c)),分离量为分配系数 K。目标产物通常聚集在固定相中。温差为 ΔT [0-1],压差为 Δp 0;逆流操作不可行。工艺时长处于分钟范围。流动相中需要辅助物质;沉淀剂或盐的选择对分离效果影响显著(⊕)。化学环境的影响极大。特点:沉淀被滤出或离心;滤液被弃去。
  • ∴/K(c)/🜄#\⊕ — 混凝/絮凝——胶体粒子失稳并聚集成可沉降的絮体。固定相为胶体(∴),流动相为水(🜄)。分离原理为分配平衡(K(c)),分离量为zeta 电位 ζ。目标产物通常聚集在固定相中。温差为 ΔT 0,压差为 Δp 0;逆流操作不可行。工艺时长处于分钟范围。流动相中需要辅助物质;絮凝剂的选择对分离效果影响显著(⊕)。化学环境的影响较大。特点:絮体沉降或上浮;澄清水被倾析。
  • ~/ρ/~#p — 场流分级(FFF)——在层流载流中,横向场按尺寸与摩尔质量进行分离。固定相为液态(~),流动相为液态(~)。分离原理为场中的密度(ρ),分离量为颗粒/孔径 d和摩尔质量 M。目标产物通常聚集在流动相中。温差为 ΔT [0-5],压差为 Δp [1-2];逆流操作不可行。工艺时长处于分钟至小时范围。流动相中需要辅助物质。化学环境的影响较小。特点:级分按洗脱时间收集(依尺寸而定的迁移)。
  • ~/U/~#U\⊕ — 电泳(类似:毛细管电泳)——带电粒子在电场中迁移,并按电荷与尺寸分离。固定相为液态(~),流动相为液态(~)。分离原理为电场(U),分离量为电荷 q和摩尔质量 M。目标产物通常聚集在固定相中。温差为 ΔT 0,压差为 Δp 0;逆流操作不可行。工艺时长处于分钟至小时范围。固定相中需要辅助物质;相关驱动量为电压,缓冲液或凝胶的选择对分离效果影响显著(⊕)。化学环境的影响较大。特点:条带在凝胶中定位并切下,或在毛细管末端检测。
  • ~/U/~#U\⊕ — 等电聚焦(IEF)——两性物质在 pH 梯度中于各自等电点处分离。固定相为液态(~),流动相为液态(~)。分离原理为电场(U),分离量为等电点 pI。目标产物通常聚集在固定相中。温差为 ΔT 0,压差为 Δp 0;逆流操作不可行。工艺时长处于小时范围。固定相中需要辅助物质;相关驱动量为电压,两性电解质的选择对分离效果影响显著(⊕)。化学环境的影响极大。特点:在 pI 处聚焦的条带从凝胶条中提取出来。
  • ~/U/~#U\⊕ — 等速电泳——物质在快速前导电解质与慢速后随电解质之间形成清晰区带而分离。固定相为液态(~),流动相为液态(~)。分离原理为电场(U),分离量为电荷 q。目标产物通常聚集在固定相中。温差为 ΔT 0,压差为 Δp 0;逆流操作不可行。工艺时长处于分钟范围。固定相中需要辅助物质;相关驱动量为电压,前导或后随电解质的选择对分离效果影响显著(⊕)。化学环境的影响较大。特点:各区带以相同速度迁移;级分切割在清晰的区带边界处进行。
  • ~/K(p)/↑#T || ↓/K(p)/↑#T || ~/K(p)/~(↑)#T || ↓/K(p)/~(↑)#T — 蒸发浓缩(类似:喷雾干燥)——此简写涵盖以溶剂蒸发进行的浓缩与干燥,目标物质位于固定相:蒸发溶液或喷入热气流。固定相为液态(~),流动相为气态(↑)。分离原理为分压平衡(K(p)),分离量为平衡常数 K。目标产物通常聚集在固定相中。温差为 ΔT [2-5],压差为 Δp [0-3];逆流操作视变体而定可行(喷雾干燥)。工艺时长处于秒至小时范围。视变体而定,流动相中需要一种辅助物质(载气)。化学环境的影响较小至中等。特点:浓缩物或粉末作为产物留下;二次蒸汽被弃去或冷凝。
  • ~/K(p)/~(↑)#T — 简单蒸馏(类似:汽提、冷凝)——此简写涵盖目标物质处于气相的单级液↔气相变:简单的蒸发与冷凝、用汽提气驱出以及蒸气的液化。固定相为液态(~),流动相为气态(↑)。分离原理为分压平衡(K(p)),分离量为平衡常数 K。目标产物通常聚集在流动相中。温差为 ΔT [1-5],压差为 Δp [0-2];逆流操作视变体而定可行(汽提)。工艺时长处于分钟至小时范围。视变体而定,流动相中需要一种辅助物质(汽提气)。化学环境的影响较小至中等。特点:蒸汽在冷凝器中冷凝,并在接收瓶中收集。
  • ~/K(p)/↑#p, T || ~/K(p)/↑#p, T — 低温气体分离——在低温下液化并精馏(例如空气分离为 O₂/N₂/Ar)。固定相为液态(~),流动相为气态(↑)。分离原理为分压平衡(K(p)),分离量为平衡常数 K。目标产物通常可位于两相之中(两者均已标出)。温差为 ΔT [4-5],压差为 Δp [2-4];逆流操作可行。工艺时长处于分钟范围。两相均不需要辅助物质;相关驱动量为压力和温度。化学环境的影响较小。第一条简写指向液态产物(固定),第二条指向气态产物(流动)。特点:产物气在塔的不同高度和温度处取出。
  • ~/20*K(p)/~(↑)#T\⊕ — 精馏(类似:分馏/共沸/萃取蒸馏)——在塔中进行的多级逆流蒸馏;加夹带剂或溶剂时即为共沸蒸馏或萃取蒸馏。固定相为液态(~),流动相为气态(↑)。分离原理为分压平衡(K(p)),分离量为平衡常数 K。目标产物通常聚集在流动相中(塔顶产物)。温差为 ΔT [3-5],压差为 Δp 0;逆流操作可行。工艺时长处于小时范围。固定相中需要辅助物质;相关驱动量为温度,夹带剂对分离效果影响显著(⊕)。化学环境的影响中等。特点:塔顶产物在冷凝器处获得,塔底产物在再沸器处获得——两者均可利用。
  • ~/K(p)/~(↑)#p, T || ↓/K(p)/↓(↑)#p, T — 减压蒸馏(类似:短程/分子蒸馏)——此简写涵盖降压蒸馏:在减压下蒸馏,或在高真空中以短蒸气路径处理热敏物质。固定相为液态(~),流动相为气态(↑)。分离原理为分压平衡(K(p)),分离量为平衡常数 K。目标产物通常聚集在流动相中。温差为 ΔT [2-4],压差为 Δp [3-5];逆流操作视变体而定可行。工艺时长处于分钟至小时范围。两相均不需要辅助物质;相关驱动量为压力和温度。化学环境的影响较小。特点:馏出物在真空下于冷凝器处收集——对高沸点物质较为温和。
  • ~/K(p)/~(🜄)#T\⊕ || 🜄/K(p)/~(🜄)#T\⊕ || ~/K(p)/↓(🜄)#T\⊕ — 水蒸气/载气蒸汽蒸馏——难挥发且与水不相溶的物质(例如精油)随水蒸气被带出。固定相为液态(~),流动相为气态(↑)。分离原理为分压平衡(K(p)),分离量为平衡常数 K。目标产物通常聚集在流动相中。温差为 ΔT [2-3],压差为 Δp 0;逆流操作不可行。工艺时长处于小时范围。流动相中需要辅助物质;相关驱动量为温度,载气蒸汽对分离效果影响显著(⊕)。化学环境的影响较小。固定相通常为水(第二条带 🜄 的简写)。特点:油水馏出物冷凝;目标油在分离器中进行相分离。
  • ~/K(c)/🜄#\⊕ || 🜄/K(c)/~#\⊕ — 液液萃取(类似:反应萃取、ATPS)——一种物质在两种互不相溶的液体之间分配。两种液体之一通常含水且密度大于有机相;因此它在分液漏斗中是流动相。固定相为液态(~),流动相为液态(~)。分离原理为分配平衡(K(c)),分离量为分配系数 K。目标产物通常聚集在流动相中。温差为 ΔT 0,压差为 Δp 0;逆流操作可行。工艺时长处于分钟范围。流动相中需要辅助物质;萃取剂的选择对分离效果影响显著(⊕)。化学环境的影响较大。特点:萃取相被分离;目标物质通过反萃取或蒸干获得。
  • ~/K(c)/↑#p, T\⊕ — 气相色谱(GC)——挥发性分析物在升高的温度下分配于载气与柱膜之间。固定相为液态(~),流动相为气态(↑)。分离原理为分配平衡(K(c)),分离量为分配系数 K。目标产物通常聚集在流动相中。温差为 ΔT [2-4],压差为 Δp [2-3];逆流操作不可行。工艺时长处于分钟范围。两相中均需要辅助物质;相关驱动量为压力和温度,固定相或载气的选择对分离效果影响显著(⊕)。化学环境的影响较大。特点:分析物在柱出口按时间分离地被检测或分级。
  • ~/K(c)/↑#\⊕ — 气体洗涤/吸收(类似:物理/化学吸收)——气体组分以物理或化学方式被洗涤液吸收。固定相为液态(~),流动相为气态(↑)。分离原理为分配平衡(K(c)),分离量为分配系数 K。目标产物通常聚集在固定相中。温差为 ΔT [0-2],压差为 Δp [0-1];逆流操作可行。工艺时长处于秒至分钟范围。固定相中需要辅助物质;洗涤液的选择对分离效果影响显著(⊕)。化学环境的影响较大。特点:负载后的洗涤液被取出;目标物质通过脱附或汽提回收。
  • 🜄/K(c)/~#\⊕ — 逆流萃取/色谱(Craig/CCC/CPC)——一种多级逆流液液分配,可为分立式(Craig)或连续式(CCC/CPC),无固体载体。固定相为水(🜄),流动相为液态(~)。分离原理为分配平衡(K(c)),分离量为分配系数 K。目标产物通常聚集在流动相中。温差为 ΔT 0,压差为 Δp [0-3];逆流操作可行。工艺时长处于小时范围。两相中均需要辅助物质;溶剂体系的选择对分离效果影响显著(⊕)。化学环境的影响较大。特点:级分在设备出口收集;固定相为液态。
  • 🜄↓/|○/↓(↑)#U, I — 电浮选——颗粒随电解产生的极细气泡上浮。固定相为含水固体悬浮液(🜄↓),流动相为附着气泡上浮的固体(↓(↑))。分离原理为浮选。目标产物通常以泡沫聚集,并作为流动相撇出。温差为 ΔT 0,压差为 Δp 0;逆流操作不可行。工艺时长处于分钟范围。固定相中需要辅助物质;相关驱动量为电压。化学环境的影响中等。特点:浮选物(固体)被撇出;澄清水在下部作为产物取出。
  • 🜄↓/|○/↓(↑)#\⊕ — 浮选(类似:泡沫分级)——此简写涵盖依靠泡沫或气泡的富集:疏水颗粒附着于上升气泡(浮选),或表面活性物质在泡沫中富集(泡沫分级)。固定相为含水固体悬浮液(🜄↓),流动相为附着气泡上浮的固体(↓(↑))。分离原理为上浮(|○),分离量为表面张力 σ。目标产物通常在泡沫中聚集,并作为流动相从固定相上撇出。温差为 ΔT 0,压差为 Δp 0;逆流操作视变体而定可行。工艺时长处于分钟范围。固定相中需要辅助物质;捕收剂、起泡剂或表面活性剂的选择对分离效果影响显著(⊕)。化学环境的影响较大。特点:有价物随泡沫一同撇出(泡沫产物)。
  • ↑/μ/↑#p\⦀ — 气体渗透(类似:膜法气体分离)——混合气体因膜的渗透率不同而分离。两相皆为气态:固定相是高压侧的气态截留物(↑),流动相是低压侧的气态渗透物(↑)。膜本身并非独立的相,而是起滤器的作用——它实现的是尺寸/几何(μ)分离原理,分离量为渗透率 P。目标产物通常聚集在流动相中(渗透液)。温差为 ΔT 0,压差为 Δp [3-4];逆流操作可行(截留液与渗透液逆流引导)。工艺时长处于分钟范围。两相均不需要辅助物质;分离层(膜)属于工艺部件,而非辅助物质。相关驱动量为压力。化学环境的影响较小。特点:渗透流在低压侧取出。
  • ?/ρ/~#p, v || ?/ρ/↓#p, v — 水力旋流器——在锥形涡流中进行的连续离心分离,无运动部件。固定相为未定义(?),流动相为液态(~)或固态(↓)。分离原理为离心场中的密度(ρ),分离量为密度 ρ和颗粒/孔径 d。目标产物通常可位于两相之中(两者均已标出)。温差为 ΔT 0,压差为 Δp [1-2];逆流操作不可行。工艺时长处于秒的范围。两相均不需要辅助物质;相关驱动量为压力。化学环境的影响没有。特点:粗料从底流(锥顶)排出,细料或清液从溢流(涡流管)排出。
  • ?/ρ/~#– || ↓,~/ρ/~#– — 沉降(类似:倾析)——密度较大的组分在重力场中沉降;上层液体被倾出。固定相为未定义(?),流动相为液态(~)。分离原理为重力场中的密度(ρ),分离量为密度 ρ。目标产物通常可位于两相之中(两者均已标出)。温差为 ΔT 0,压差为 Δp 0;逆流操作不可行。工艺时长处于小时范围。两相均不需要辅助物质。化学环境的影响较小。特点:澄清的上层相被倾出,沉积物留在底部。
  • ?/ρ/~#g || ↓,~/ρ/↓#g — 离心——离心力加速沉降,并按密度与尺寸差异分离。固定相为未定义(?),流动相为液态(~)。分离原理为离心场中的密度(ρ),分离量为密度 ρ。目标产物通常可位于两相之中(两者均已标出)。温差为 ΔT [0-1],压差为 Δp 0;逆流操作不可行。工艺时长处于分钟范围。两相均不需要辅助物质;相关驱动量为重力或离心力。化学环境的影响较小。特点:沉淀物位于底部,上清液被倾析或移液取出。
  • ?/μ/↑#T — 气体扩散(类似:热扩散)——气体因扩散速率不同或在温度梯度中按摩尔质量分离(同位素分离)。固定相为未定义(?),流动相为气态(↑)。分离原理为尺寸/几何(μ),分离量为摩尔质量 M。目标产物通常可位于两相之中(两者均已标出)。温差为 ΔT [0-5],压差为 Δp [0-2];逆流操作可行。工艺时长处于小时至天范围。两相均不需要辅助物质;相关驱动量为温度。化学环境的影响较小。特点:轻级分与重级分在级联的不同末端取出。
  • ?/ν/~#– — 声泳(类似:超声分离)——在微通道中,驻立超声波借声辐射力将颗粒聚集于压力节点或波腹处;分离依据颗粒尺寸与声学对比(密度/可压缩性)。未确定任何实体固定相(?),流动相为液态(~)。分离原理为声/超声(ν),分离量为颗粒尺寸 d(此外声学对比因子也起作用)。目标产物通常聚集在流动相中。温差为 ΔT 0,压差为 Δp 0;逆流操作视结构而定可行。工艺时长处于秒至分钟范围。两相均不需要辅助物质;相关驱动量为超声场(频率/功率)。化学环境的影响较小。特点:聚集在压力节点处的颗粒作为富集侧流取出。
  • ↓/μ/~#p, ∅ → ↓/K(p)/~(↑)#T — 旋蒸浓缩(组合;类似:旋蒸、旋转蒸发仪后处理)——本例中的旋蒸浓缩结合了两个分离过程。第一步溶解与过滤:物质被溶解,并通过加压(或抽真空?)过滤与不溶物分离(↓/μ/~#p, ∅)。第二步蒸发:溶剂(在旋转蒸发仪上)被蒸去,使物质作为固体留下(↓/K(p)/~(↑)#T)。目标产物是固定相中回收的固体,而液相经气相导出并重新作为液体收集。温差处于 ΔT [1-4],压差处于 Δp [0-3];溶剂对分离效果影响显著。时长处于分钟至小时范围,化学影响中等。特点:不溶物被滤除;溶剂在旋转蒸发仪上被抽走,固体留在烧瓶中。
  • ↓/K(c)/~#\⊕ → ↓/μ/~#p, ∅ — 重沉淀(组合;类似:净化沉淀、重沉淀)——此组合连接了两个分离过程。第一步沉淀:试剂或盐析将目标物质沉淀为难溶相(↓/K(c)/~#\⊕)。第二步过滤:沉淀被滤出并洗涤(↓/μ/~#p, ∅)。目标产物是固定相中被净化的固体(滤饼)。温差处于 ΔT [0-1],压差处于 Δp [1-3];沉淀剂对分离效果影响显著。时长处于分钟范围,化学影响较大。特点:沉淀被生成、以滤饼分离并洗涤;滤液被弃去。
  • ↓/K(c)/~#p,∅\⦀ → ◇/K(c),μ/~#T,∅\⊕,⦀ — 重结晶(组合;类似:重结晶操作)——重结晶结合了两个分离过程。第一步溶解:物质(多在加热下)被溶解,不溶杂质通过过滤分离(↓/K(c)/~#p,∅\⦀)。第二步结晶:冷却时最难溶的物质先结晶,随后被滤出或倾析(◇/K(c),μ/~#T,∅\⊕,⦀);这可由冷却、由溶剂蒸发或由加入外来物质(反溶剂)触发。目标产物是固定相中被净化的晶体。温差处于 ΔT [2-4],压差处于 Δp [0-3];辅助物质(溶剂,必要时反溶剂)对分离效果影响显著。时长处于小时范围,化学影响较大。特点:热过滤除去不溶物;纯晶体在冷却时收获,母液被弃去。
  • ↓/K(a)/~#p\⊕ → ↓/K(p)/~(↑)#T — 固相后处理(组合;类似:SPE 净化、洗脱与蒸干)——此组合连接了两个分离过程。第一步固相萃取:目标物质在吸附剂上富集,基质被洗去,物质以少量溶剂洗脱(↓/K(a)/~#p\⊕)。第二步蒸干:洗脱液被浓缩至干(↓/K(p)/~(↑)#T)。目标产物是固定相中被干燥的残余物。温差处于 ΔT [2-5],压差处于 Δp [1-5];吸附剂与洗脱液的选择对分离效果影响显著。时长处于分钟至小时范围,化学影响较大。特点:目标物质被吸附并洗脱;洗脱液随后被蒸至干。
  • 🜄/K(c)/~#\⊕ → ~/K(p)/~(↑)#T — 振荡与蒸干(组合;类似:萃取后处理、振荡)——此组合连接了两个分离过程。第一步液液萃取:目标物质经振荡转入不互溶的溶剂相(🜄/K(c)/~#\⊕)。第二步蒸发:溶剂被蒸去,使目标物质作为浓缩物或残余物留下(~/K(p)/~(↑)#T)。目标产物是固定相中被浓缩的残余物(液相)。温差处于 ΔT [2-5],压差处于 Δp [0-3];萃取剂对分离效果影响显著。时长处于分钟至小时范围,化学影响较大。特点:目标物质转入萃取相;溶剂蒸去后残余物留下。

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2.2 目标级分

2.2.1 分离的目标级分

本块收录分离应当获取的目标级分——例如固定相或流动相。

分离始终服务于某一特定组分的获取或富集。若没有指明目标级分,所得各级分中哪一份才是所求者便悬而未决,分离的成败也就无从判断。

2.2.2 固定级分的名称

此字段为固定级分赋予一个名称。名称字段用于建立供后续处理使用的引用:“区段开始”子表单以此名称接收该级分,连同产率中的质量和体积;“表征”子表单中的级分名称字段也会将其作为建议提供。

创建分离步骤时,名称会自动分配:固定级分的前缀“S-”、基本片段“T-”以及该子表单在进程记录中的序号——例如“S-T-3”。名称可以改写,最长 20 个字符。

一个名称在记录中只应出现一次;若两个分离步骤带有相同名称,区段开始将引用第一个。

2.2.3 流动级分的名称

此字段为流动级分赋予一个名称。名称字段用于建立供后续处理使用的引用:“区段开始”子表单以此名称接收该级分,连同产率中的质量和体积;“表征”子表单中的级分名称字段也会将其作为建议提供。

创建分离步骤时,名称会自动分配:流动级分的前缀“M-”、基本片段“T-”以及该子表单在进程记录中的序号——例如“M-T-3”。名称可以改写,最长 20 个字符。

一个名称在记录中只应出现一次;若两个分离步骤带有相同名称,区段开始将引用第一个。

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2.3 分离原理(分离类型)

此处填写物理分离原理,即分离借以发生的力或性质。列表提供:重力场中的密度或布朗运动(沉降/离心)、磁性(磁选)、静电吸引(静电分选)、电场(电泳)、大小或几何形状(过滤/筛分)、分压平衡(蒸馏/精馏)、分配平衡(液-液萃取/振荡、色谱法)、表面吸附平衡(色谱法)、凭观察挑选(手工分拣/挑拣)、凭浮起挑选(浮选)、声/超声(声泳)、光(光子/光学分离)以及特殊方法(专门做法)。

该原理决定是哪一种材料性质促成分离。只有当各物质在所选性质上差异足够大时,它们才能被分开。

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2.4 系统中的相

2.4.1 固定相

本块收录固定相——分离系统中固定的那一部分。

固定相是分离的目标级分可以取的两个答案之一;此处填入的内容描述留在分离系统中的那个相。

2.4.2 固定相的聚集态(Stat:相)

此处填写固定相的聚集态——例如固态,或载体上的液态。该相在分离过程中留下,或者在连续过程中以逆流方式被输走。

该状态决定与待分离物质的相互作用:固体的吸附方式不同于液膜或气相。

2.4.3 固定相的黏度(黏度)

此处填写被保留的固定相的黏度——粗略而定性地给出,并且只在该相为液态或凝胶状时才填。

黏度支配物质进入固定相以及再从中出来的快慢与难易,并随之支配分离的锐度。

2.4.4 固定次相(Stat:第 2 相)

此处可以给出固定级分的一个副相。

这样做有用,因为一份已分离的混合物可能由不止一个相构成。为了系统性,这里区分主相与副相;更多的相不予列举,即便——例如跨越不同晶体——可能还存在别的相。

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2.5 排出中的相

2.5.1 流动相

本块收录流动相——分离系统中运动的那一部分,它带着物质从固定相旁经过。

流动相是分离的目标级分可以取的另一个答案;此处填入的内容描述那个运动着的介质。

2.5.2 流动相的聚集态(Mob:相)

此处填写流动相的聚集态——例如液态或气态。该相在分离系统中移动,把物质当作排出物带走。

该状态决定物质输运的方式:液态流动相带走物质的方式不同于载气。

2.5.3 流动相的黏度(黏度)

此处填写流动相的黏度——粗略而定性地给出。

黏度支配流速与所需压力,并随之支配分离的时长与锐度。

2.5.4 流动次相(Mob:第 2 相)

此处可以给出流动级分的一个副相。

这样做有用,因为一份已分离的混合物可能由不止一个相构成。为了系统性,这里区分主相与副相;更多的相不予列举,即便——例如跨越不同晶体——可能还存在别的相。

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2.6 产率

2.6.1 分离的产率

本块收录分离的产出:回收所得固定相与流动相的质量和体积。

这些数字说明每一相各有多少可供后续使用。经过一步提纯之后,目标级分算作全数带入。

多个馏分:目前还无法在此分别记录各个馏分(例如色谱的各个馏分)的产量。请填写截至最后一个馏分的总量,然后为每个馏分另建一个物质进出,记录该馏分及其数量。

2.6.2 固定相的质量(m(stat) [g])

此处填写回收所得固定相的质量,以克计。若给出别的单位,将尝试换算为克。

此处不该填的是:按体积量取的相。那有旁边的体积字段可用;而没有数字的量则用下面的模糊量。

2.6.3 固定相的体积(V(stat) [ml])

此处填写回收所得固定相的体积,以毫升计。液态与凝胶状的相通常是量取而非称重。若给出别的单位,将尝试换算为毫升。

这里不该填的:一次称取。那有旁边的质量字段,而没有数字的量则有下面的模糊量。

2.6.4 固定相的大致用量

这个单选列表用于操作规程没有为固定级分给出确切数字的情形——“满满一烧杯”“一刀尖”“按需要”。人们从所列词语中选一个,而不去编造一个数字。

每个词语都带有一个存好的平均量和一个容差。记录因此给出一个数量级,同时也就说明了它只是一个数量级——质量与体积保持为空,而这正是要点所在。

此处不该填的是:称过或量过的量。凡有数字之处,它便进入本列表旁边的质量或体积字段;额外再选一个词语,就等于对同一份级分作出两种不同的陈述。

2.6.5 流动相的质量(m(mob) [g])

此处填写回收所得流动相的质量,以克计。若给出别的单位,将尝试换算为克。

此处不该填的是:按体积量取的相。那有旁边的体积字段可用;而没有数字的量则用下面的模糊量。

2.6.6 流动相的体积(V(mob) [ml])

此处填写回收所得流动相的体积,以毫升计。流动相——洗脱液、溶剂——通常是量取而非称重。若给出别的单位,将尝试换算为毫升。

这里不该填的:一次称取。那有旁边的质量字段,而没有数字的量则有下面的模糊量。

2.6.7 流动相的大致用量

这个单选列表用于操作规程没有为流动级分给出确切数字的情形——“满满一烧杯”“几毫升”“按需要”。人们从所列词语中选一个,而不去编造一个数字。

每个词语都带有一个存好的平均量和一个容差。记录因此给出一个数量级,同时也就说明了它只是一个数量级——质量与体积保持为空,而这正是要点所在。

此处不该填的是:量取过的洗脱液体积。凡有数字之处,它便进入本列表旁边的质量或体积字段;额外再选一个词语,就等于对同一份级分作出两种不同的陈述。

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2.7 快速帮助:方法名称

2.7.1 快速帮助:方法名称

本区块以两种方式为分离步骤命名:一是它在实验中的标识符(“T-3”),辅助物质通过它引用该步骤;二是方法的一个通用名称——日后读者查找它时所用的词。

这些条目是单选按钮,因为一个步骤恰好带有一个这样的名称。凡两个词语看上去都合适之处,它们通常描述的是两个步骤,第二个应归入独立的一块。

图示在标题行中同时显示两者:方法的英文名称,其后是括号中的标识符,再以连字符隔开,显示目标级分的两个级分名称——固定在前、流动在后,以斜杠连接,各自截取前七个字符;空名称显示为“-”:“Distillation (T-3) - S-T-3/M-T-3”。该选择不控制其他字段;方法做了什么,由其他折叠栏中的相、原理和参数说明。

2.7.2 分离步骤的标识符

标识符为实验中的这一分离步骤命名——它足够简短,可以放进图示中方法名称的旁边:“Distillation (T-3)”。

它是辅助物质引用该步骤的地址:在子表单“物质进出”的折叠栏“辅助物质”中,字段“分离名称”填写该物质所服务的分离步骤的标识符。

插入子表单时,该字段已预填 T- 和一个编号:已在记录中的子表单数加一。因此,一个实验的第三个区块起初名为“T-3”。移动或删除其他区块时,编号不会随之更新——每次重新排列都会改变的名称就不成其为名称。

这一建议可以覆盖,例如改用实验记录本中的缩写;最多允许 20 个字符。模板不会带走标识符:它属于单个步骤,而不属于步骤的样式。进程记录在分离步骤的第一句话中给出标识符。

2.7.3 未知

未知是简短帮助的初始位置,在确定别的词语之前一直保持选中。

它不是一项陈述,因此是唯一不出现在进程记录中的条目。一个尚无人为其定名的分离步骤,理应对自己的名称什么也不说——也不说“未知”,因为那读起来会像一项判定。

子表单的重置按钮会回到此条目,从而可以撤销错误的选择——单选按钮组否则无法取消选中。

2.7.4 吸附

吸附把一种物质留在固体表面——活性炭、硅胶、离子交换剂——而混合物的其余部分则流过。

当表面本身就是分离手段、且该步骤以负载告终时,请选用此词。若负载后的相随后用流动相冲洗,使各物质沿床层分开,则该步骤是色谱法。

2.7.5 色谱法

色谱法按照各物质在固定相与流经其中的流动相之间停留时间的不同来分离它们——柱色谱、薄层色谱、气相色谱或液相色谱。

凡混合物走过一段路径并沿途分开之处,此词都是恰当的。它与单纯一步吸附的区别在于运动:不是“被留住或没被留住”,而是“留得久些或短些”。

2.7.6 倾析

倾析把上清液自已沉降的沉淀上倒出——不用滤材,靠平稳地倾斜容器。

多数情况下,此词只称呼这一操作本身,而不包括等待固体沉降:沉降是沉降,倒出是倾析。两者都记录的人,完全正当地记录了两个分离步骤。凡缺少沉降这一步之处,内行的化学家通常会默认它。

2.7.7 蒸馏

蒸馏经由气相进行分离:较易挥发的部分蒸发,在别处冷凝,并被单独收集。

承载分离的是沸点之差,而非温度本身。若残余物才是目标而蒸气被弃去,则该步骤更像是蒸发浓缩。

2.7.8 透析

透析让小颗粒穿过半透膜迁移到外部介质中,而大分子留下——驱动力是浓度差。

当单凭梯度即可驱动迁移时,此词是合适的。若再加上电场,它便成为电渗析;若由超压把溶剂压过去,则成为反渗透。

2.7.9 蒸发浓缩

蒸发浓缩把溶剂蒸掉并弃去;目标是留下的残余物。

此词说明哪一部分才算数。若蒸气因其为有价值的产物而被收集,则该步骤属于蒸馏。

2.7.10 电渗析

电渗析因电场推动而把离子拉过离子选择性膜——例如用于脱盐。

它与透析的区别在于驱动力,与电泳的区别在于作出选择的是膜而不是迁移速度。

2.7.11 电泳

在电泳中,带电颗粒在电场中以不同速度穿过载体材料迁移,并因此按电荷与大小分开。

此词涵盖凝胶电泳与毛细管电泳。若进行分离的是膜而不是迁移距离,那便是电渗析。

2.7.12 萃取(振荡)

在振荡萃取中,一种物质在两种互不相溶的液体之间分配;两相分开之后,它大部分位于其中一相。两种溶剂之一通常是水相。

此词意味着在分液漏斗中进行的液-液萃取。若用循环的溶剂把固体彻底萃取,那便是索氏萃取。

2.7.13 萃取(索氏)

在萃取中,通常是用溶剂萃取(多孔的)或经过粉碎的固体。凡用一种液体萃取另一种液体之处,通常称之为振荡。若溶剂被循环地蒸发并在样品上方冷凝,随后流经样品将其萃取,最后回到烧瓶中再次蒸发,人们便称之为索氏萃取。

循环回用是其标志——同一小份溶剂可以工作许多小时。仅仅浇淋一次并不是索氏萃取。

2.7.14 过滤

过滤把固体留在滤材上,而液体则穿过——由重力、真空或超压驱动。

此词适用于寻常的滤纸或砂芯滤器。凡截留界限位于微米范围且由膜来完成工作之处,应填的条目是微滤。

2.7.15 沉淀

在沉淀中,一种溶解的物质经由试剂、溶剂或 pH 变化转变为难溶形式,并以固体形式析出。

沉淀首先创造出那个有待分离的相;因此其后几乎总要跟上第二步——过滤、离心或倾析。

2.7.16 冷冻干燥

冷冻干燥通过在真空下把冰直接升华,从冻结的样品中除去水分;样品全程保持低温。低温降低了可用的活化能,因而防止干燥过程中出现不期望的副反应。

凡热会损害产品之处,这便是应填的条目。没有冻结与真空,该步骤是蒸发浓缩,而不是冷冻干燥。

2.7.17 冷沉淀

在冷沉淀中,一种物质会以固体形式从溶剂中析出,因为它在 0 °C——冰浴中或冰箱里——的溶解度低于室温下的溶解度。与沉淀不同的是,这里不加入任何试剂;只是低温降低了溶解度。

当是降温促成了固体的生成时,就选用这个术语。与沉淀一样,其后几乎总要跟上第二步——过滤、离心或倾析。若是有意从热时饱和的溶液中培育晶体,那一步就是结晶或重结晶。

实际达到的温度与等待时间应记入分离步骤的温度栏和时长栏。

2.7.18 结晶

在结晶中,一种溶解的物质自过饱和溶液形成晶格,并因此与一切仍保持溶解的东西分开。

此词意味着首次取得晶体。若把已成晶体的材料溶解后再次结晶以求提纯,那便是重结晶。

2.7.19 微滤

微滤在孔径处于微米范围的膜上进行分离——细到足以拦住细胞、浊度与较大颗粒,却对溶解的分子可透。

此词说的是截留界限,而不是设备。它属于膜;滤纸依旧算作过滤。

2.7.20 沉降

在沉降中,较重的颗粒在重力场中下沉,直到沉淀之上留下清澈的上层相。

沉降就是沉降本身,而且需要时间。若用离心机代替等待,那便是离心;其后倒出则是倾析。

2.7.21 升华

在升华中,固体直接转入气相,并在冷表面上重新沉积为固体——中间从未成为液体。

它把可升华的部分与不可升华的部分分开,常常给出非常纯净的材料。用于冻结样品中的水时,同一过程称为冷冻干燥。

2.7.22 反渗透

反渗透在高于渗透压的压力下把溶剂压过致密的膜;溶解的物质留下。

其标志是逆着自然梯度施加的压力。没有它,溶剂便向另一个方向迁移——那是透析。

2.7.23 重结晶

重结晶提纯已成晶体的材料:把它热溶,溶液冷却,物质便比先前更纯地结晶出来。

一次通过很少足够。若把该做法重复到熔点不再变动为止,则每一次重复都应作为独立的一级进入记录。

2.7.24 离心

离心在离心场中加速沉降;重力需要数小时才能分开的东西,它数分钟即可分开,而且把沉淀压得更紧实。

转速或加速度属于参数——没有它们,该步骤便不可重复,因为“离心分离过”既可能是 500 转,也可能是 15 000 转。

2.7.25 其他(…)

其他是留给所列词语都不能正确描述的分离过程的条目。

此项选择是可选的。它只是有助于避免误解,并使进程记录的表述更为简练。

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2.8 系统层面

2.8.1 分离的操作层面

本块收录分离的操作层面:含湿量、逆流导引以及对助剂的需求。

这些方面决定分离的实际执行——它们是决定分离锐度与投入的边界条件。

2.8.2 实验室空气湿度=分离系统中的湿度?(%)

此处填写在没有保护气氛之处与分离系统相接触的实验室空气湿度。实验室空气的湿度因此可能影响分离系统中的水分,并随之影响分离的效率。

水改变各物质与固定相之间的相互作用,并随之改变迁移速度与分离锐度;它还可能与制备物本身反应。

2.8.3 逆流操作(⇅)

此处填写分离是否以逆流方式进行——固定相与流动相,或者两股物料流,被引向相反的方向。来自反应器的那股物料流届时名义上算作固定的一股。

逆流导引可以显著提高分离效率或简化做法:对于较大的量,它优于受最大量限制的间歇过程。它自身也带来相应的工艺工程前提。

2.8.4 需要辅助物质(⊕!)

此处填写分离是否需要助剂——沉淀剂、络合剂、增溶剂、起泡剂、消泡剂、絮凝剂、脱胶剂……

助剂可以使一次分离成为可能或者显著改善它,同时又必须作为杂质被重新除去。因此该记述也把必要的后续提纯保持在视野之内。

2.8.5 分离层[膜/滤器/筛](⦀)

此处填写分离是否使用分离层——混合物被引导穿过的膜、滤材或筛。

分离层是工艺组成部分,而非助剂:它不混入产品,事后也不必作为杂质除去。它是过滤法、膜法与筛分法的典型特征。分离层的材料既不应与各物质直接反应,也不应以催化方式反应(表面催化剂)。

此处不该填的是:溶剂、沉淀剂与洗脱剂。那些是助剂,记录在旁边的字段中。

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2.9 分离所需时间

2.9.1 分离的时间长度

本块收录分离所延续的时间跨度:起点、终点,以及由二者算出或手工填入的跨度。若跨度中缺少时间单位,则假定以分钟(min)为单位。

许多分离方法需要一个最短时长才能达到足够的分辨;没有时间跨度,分离是否进行到底便悬而未决。

分离时间过短会使分辨不完全,过长则耗费功夫,并可能危及敏感的物质。

2.9.2 持续时间(定性)

此处填写的是作为惯用名称的持续时间,而非一对时间戳——“几分钟”“过夜”“若干天”。它与测得的时间跨度并列而存,而非取而代之:两者都有的人,两者都填。

每个术语都随身带着它以秒表示的替代值。这些数值是惯用说法的平均值,而不是界限——“过夜”按 18 小时解读,而不是按夜晚的确切长度。

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2.10 压力与温度

2.10.1 温度与压力

本块收录分离的温度与压力条件。

这两个量都会推动许多分离过程所依赖的溶解度、分配平衡与挥发性;没有它们,分离方法便不可重复。

2.10.2 进入处的数值/差值(主)

此处填写该参数的主值——分离温度、分离压力。

这是分离系统内部的值。它可以适用于包括出口在内的整个系统,也可以只在系统内部成立,而出口处通行另一个值。往往正是这一差异使分离成为可能。

2.10.3 排出处的数值(附加)

此处填写出口处的值——分离系统出口端的参数。

若与系统内部的值相符,则处处通行同一个值。若与之不同,则分离系统与出口之间存在梯度,而正是这一差异实现了分离。

2.10.4 温度(T)

此处填写分离所处的温度。该行的第二个字段在给出时收录已分离级分出口处有出入的温度。

温度移动作为蒸馏、萃取以及许多其他分离过程之基础的溶解度、蒸气压与分配系数。

2.10.5 压力(p)

此处填写分离所处的压力。该行的第二个字段在给出时收录已分离级分出口处有出入的压力。

压力移动沸点与气体溶解度;例如减压蒸馏可以照顾到对热敏感的物质。

2.10.6 温度(Qual. T.,定性)

此处填写的是作为惯用名称的温度,而非测得值——“室温”“冰浴”“冒烟的油浴”。恰好选择一个术语;不作选择,该项便不进入记录。

每个术语都随身带着它以开尔文表示的约定值——写在标签的括号里,并作为机器可读的数值写在标记中。一个从未被测量过的温度,由此仍是一个有依据的陈述,而不是一次猜测。

2.10.7 压力(Qual. p,定性)

此处以惯用名称代替测得值填写压力——“水泵抽气”“常压”“高真空”。恰好选定一个词语;不作选择则该条目不进入记录。

各术语按数值排序,并以帕斯卡的科学记数法给出该值(1·10⁻¹ 至 1·10⁹ Pa)。跨越十个数量级时,一个共同的单位比在 kPa、MPa 与 GPa 之间来回切换更易阅读。

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2.11 搅拌参数

2.11.1 搅拌

本块收录搅拌——分离系统被搅动得有多强,以及用的是什么工具。

机械混合共同决定各相是相遇还是分开:搅得太弱,各层照旧不动;搅得太强,则会撕开刚刚形成的界面。因此搅拌与强度性的测量参数并列,而不置于其中。

2.11.2 主段的搅拌档位(Main)

此列承载分离第一部分或主要部分中的搅拌档位:固定标度上的选择,以及旁边一个带单位的测得值,例如 120 rpm。

档位粗略,因而处处可比;旁边的数字精确,却只对这台设备有效。二者合在一起,说的比各自单独说的更多。

2.11.3 第二段的搅拌档位(Add)

此列承载分离第二部分或附加部分中的搅拌档位——与左侧同样的标度和同样的测得值,只是针对另一段。

凡搅拌在一段时间内有所不同之处,只有两档成对才能描述该过程;均匀搅拌时本列留空。

2.11.4 搅拌强度(↺)

此处填写分离期间使该相运动的搅拌强度。两档旁边各可填写一个带单位的测得值,例如 120 rpm。

固定标度自 -- 静止 与 - 平静 起,经 未定义,直到 + 轻缓、++ 强、* 湍流 与 ** 混沌搅拌/揉捏。机械混合对反应行为与分离行为有实质影响。

2.11.5 搅拌器类型(⚙️)

此处填写使用了哪种搅拌工具:磁力搅拌器、KPG 搅拌器(KPG = 芯拉精密玻璃器具;带刚性桨叶的驱动玻璃轴)或混合喷嘴。

这三者的区别不仅在强弱,更在于它们所产生的运动种类。磁力搅拌子在容器底部附近推动液体,遇到黏稠或负载重的混合物便会卡住;KPG 搅拌器可及整个体积,并能耐受悬浮液;混合喷嘴以射流而非旋转部件进行混合,并可借此引入气体或第二种液体。在分离中,工具决定两相是否真的相遇:只在底部附近搅拌的萃取,会让上层相几乎原封不动。

✋ 手工混合指不借助搅拌驱动、用手完成混合。可以是旋摇锥形瓶、用玻璃棒或刮勺搅拌、在研钵中研磨,或使用手动搅拌器。旁边的规格说明写明用的是哪一种。

不属于此处的内容:搅拌得有多强。那是强度标度及其旁边的填写项的事。

2.11.6 搅拌器规格(📝)

这个自由文本字段收录该分离确切的搅拌工具:型号、转速以及搅拌元件的几何形状——例如“Rühry Cool Dauerwelle,2000 rpm,感应棒”。

本字段有意设为自由文本。把世上每一台设备都列举一遍既没有尽头,一年之内也会过时;而使一次实验可重复的唯一要素——这台设备、这个转速、这个搅拌元件——一行就写得下。

即使数字看上去毫不起眼,转速也值得记下。上面的标度写着“强烈搅拌”,但同一措辞既涵盖 200 rpm 也涵盖 900 rpm,而二者之间正是悬浮液与被溅得到处都是的烧瓶之别。

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2.12 强度测量参数

2.12.1 强度量

本块收录分离的其他可自由定义的参数。

每一种分离方法都可能有自己的操控量——流速、层厚、场强。它们没有专属字段,便在此处命名。

2.12.2 分离系统内部的数值(Main)

此处填写一个自由选定的附加分离参数的主值——它在分离系统内部的值。

该值要么适用于包括出口在内的整个系统,要么与出口处的值不同,并因此促成分离。

2.12.3 输出处的数值(Add)

此处填写自由选定的分离参数在出口处的值。

与分离系统内部数值的偏差就是驱动分离的梯度;两者一致则意味着该参数在整个系统中恒定。

2.12.4 广延量 1(广延 1)

“广延量”块的第一行记录分离的一个可自由命名的广延量——一个随批量大小而增长的量:理论塔板数、柱长、膜面积、填充床体积。

名称字段承载称谓,中间字段承载带单位的数值,右侧字段承载据以对照阅读的基准值。两个数值字段彼此独立——不会由它们算出任何东西。

广延量值得记录,因为它们随规模变化。塔板数或柱长可以解释为什么同一做法在一个实验室里能分开,在另一个实验室里却不能。

2.12.5 广延量 2(广延 2)

“广延量”块的第二行收录又一个广延量,多半是一个保留值:某物质所走过的距离,对照前沿或某参照物的距离来读取。

数值与基准分开记录,而且是有意为之。两者之商固然很快就能算出,但唯有两个原始数字才说明该值是在哪块板上、哪个展开槽里、对照哪条前沿读出的。

凡希望算出相对值者,可在“表征”子表单中找到组件 porthd-retentionvalue;本行刻意保持素朴。

2.12.6 可自由定义的参数 1(? - 未知)

前两个字段收录一个可自由命名的分离参数连同它自己的称谓;第三个字段在填写时收录出口处有出入的参数。它可以是电压、磁场强度,或者遗憾地尚未标准化的搅拌强度。

与温度和压力一样,该值可以在分离系统内部成立,也可以与出口处的值不同——这样的差异可以承载分离。往往同时有多个特殊量值得关注;第二个和第三个自由参数正是为此而设。

2.12.7 可自由定义的参数 2(? - 未知)

前两个字段收录第二个可自由命名的分离参数连同它自己的称谓;第三个字段在填写时收录出口处有出入的参数。

与温度和压力一样,该值可以在分离系统内部成立,也可以与出口处的值不同——这样的差异可以承载分离。复杂的分离可能牵涉众多的操控量,本字段为其中最后一个留出位置。

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2.13 系统的一般条件

2.13.1 分离的框架条件

本块收录分离在其下进行的特殊框架条件:黑暗、屏蔽、连同所用干燥剂的干燥程度,以及与工作气氛的隔绝。

一种物质可能熬过了反应,却在后处理时毁掉。一根敞向空气的色谱柱、一份放在光下的级分、一种已吸潮的溶剂——这时损失便算在分离头上,而不算在合成头上。此处记录的是:哪些干扰影响被有意排除了。

2.13.2 惰性气体气氛(▣)

此处填写该分离是在保护气氛下进行的。这一条件既适用于分离系统本身,也适用于出口。

待分离的物质可能对空气或氧敏感,在分离期间不得被氧化。

2.13.3 避光分离(☀)

此处填写该分离是在避光条件下进行的。这一条件既适用于分离系统本身,也适用于出口,即所得的各级分。

对光敏感的物质在分离期间会因光的作用而分解。

2.13.4 无电磁污染(¬↯)

此处填写该分离是在没有电磁干扰场的情况下进行的。这一条件既适用于分离系统本身,也适用于出口。请注意,磁力搅拌器给体系带来的磁场明显强于地磁场,因此也算作轻度电磁污染。

凡分离原理依赖电力或磁力之处,外来场都会干扰它。电磁场此外还可能影响反应或晶体的形成。

2.13.5 干燥度(☂)

此处填写该分离是在隔绝湿气的条件下进行的。这一条件既适用于分离系统本身,也适用于出口;干燥程度以及所用的干燥剂属于旁边的字段。否则便会与实验室空气的湿度发生相互作用。

湿气改变与固定相的相互作用,并损害对水解敏感的物质。

2.13.6 干燥剂(Tm)

若按复选框是在干燥条件下操作的,此处填写使用了哪种干燥剂。由此可以大致估计所达到的干燥程度。该条件既适用于分离系统本身,也适用于出口。

各种干燥剂在强度与机理上差别显著:钠和锂以及 P₂O₅ 以化学方式起作用(很强);分子筛、硫酸钙和硅胶以吸附方式起作用(从超干到中等);氧化钙既化学又吸附。“?”表示未知的干燥剂,“其他”表示未列出的干燥剂。

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2.14 分离过程中的辅助物质

2.14.1 用于固定相

2.14.1.1 固定相的化学方面

本块收录固定相的化学方面:

  • 湿度:干燥、潮湿、湿透或实验室空气——含水量支配吸附以及固定介质的活性。
  • 酸碱行为(布仑斯惕):质子性(H)、弱质子性(h)、两性(A)、非质子性(N)、离子性(I)、质子受体(oh)直至强受体(OH)——它决定质子交换与选择性。
  • 物质类别(多选):金属、磁性、软硬酸或碱、离子性、极性、路易斯酸/碱、芳香族、脂肪族、惰性。

固定相的化学本性决定哪些物质被保留,以及保留得有多牢。

2.14.1.2 湿度(固定相)

此处填写固定相的湿度——分离介质的水或溶剂含量。

  • 干燥:经活化的无水介质——吸附能力最大。
  • 潮湿/湿透:部分或大量载水——已失活,结合较弱。
  • 实验室空气:与室内湿度平衡——一种可重复的标准状态。

湿度会移动该介质的吸附强度与选择性。

2.14.1.3 酸碱行为(固定相)

此字段记录固定相按布仑斯惕的酸碱行为——它给出或接受质子的能力。

  • 质子性(H)/弱质子性(h):强弱不同的质子给体。
  • 两性(A):既能给出也能接受质子。
  • 非质子性(N):没有质子交换。
  • 离子性(I):由离子构成。
  • 质子受体(oh)/强受体(OH):碱性,摄取质子。

酸碱行为支配与质子性物质的相互作用及其保留。

2.14.1.4 物质类别(固定相)

此字段把固定相归入一个或多个物质类别(多选)。

  • 金属/磁性:金属的或可磁化的介质。
  • 软硬酸或碱、路易斯酸/碱:两种不同的酸碱概念——路易斯概念强调电子对受体/给体的性质(多见于有机分子),而软硬酸碱概念更看电荷与半径之比以及可极化性(多见于无机的、类盐的物质)。
  • 离子性/极性:带电的或极性的相互作用。
  • 芳香族/脂肪族:π 体系或链状结构。
  • 惰性:化学上大体不易反应。

该类别描述该介质依据哪些相互作用类型进行分离。

2.14.2 用于排出相

2.14.2.1 流动相的化学方面

本块收录流动相的化学方面:

  • 湿度:干燥、潮湿、湿透或实验室空气——含水量支配洗脱强度和流动介质的活性。
  • 酸碱行为(布仑斯惕):质子性(H)、弱质子性(h)、两性(A)、非质子性(N)、离子性(I)、质子受体(oh)直至强受体(OH)——它决定质子交换与选择性。
  • 物质类别(多选):金属、磁性、软硬酸或碱、离子性、极性、路易斯酸/碱、芳香族、脂肪族、惰性。

流动相的化学本性掌管物质的迁移速度,并随之掌管分离的锐度。

2.14.2.2 湿度(流动相)

此处填写流动相的湿度——输运介质的水或溶剂含量。

  • 干燥:无水洗脱剂——作用强而未经稀释。
  • 潮湿/湿透:部分或大量含水——改变洗脱强度。
  • 实验室空气:与室内湿度平衡——一种可重复的标准状态。

湿度会移动物质的洗脱强度以及随之而来的迁移。

2.14.2.3 酸碱行为(流动相)

此字段记录流动相按布仑斯惕的酸碱行为——它给出或接受质子的能力。

  • 质子性(H)/弱质子性(h):强弱不同的质子给体。
  • 两性(A):既能给出也能接受质子。
  • 非质子性(N):没有质子交换。
  • 离子性(I):由离子构成。
  • 质子受体(oh)/强受体(OH):碱性,摄取质子。

酸碱行为支配与质子性物质的相互作用及其迁移速度。

2.14.2.4 物质类别(流动相)

此字段把流动相归入一个或多个物质类别(多选)。

  • 金属/磁性:金属的或可磁化的介质。
  • 软硬酸或碱、路易斯酸/碱:两种不同的酸碱概念——路易斯概念强调电子对受体/给体的性质(多见于有机分子),而软硬酸碱概念更看电荷与半径之比以及可极化性(多见于无机的、类盐的物质)。
  • 离子性/极性:带电的或极性的相互作用。
  • 芳香族/脂肪族:π 体系或链状结构。
  • 惰性:化学上大体不易反应。

该类别描述输运介质依据哪些相互作用类型进行分离。

2.14.3 第二固定相

2.14.3.1 第二固定相的化学方面

本块描述第二固定相的化学方面(湿度、酸碱行为、物质类别)。它涉及在“第二相”下所选的相——该相同样被分离方法固定在原处。

  • 湿度:干燥、潮湿、湿透或实验室空气。
  • 酸碱行为(布仑斯惕):自质子性(H)直至强质子受体(OH)。
  • 物质类别(多选):金属、磁性、软硬酸或碱、离子性、极性、路易斯酸/碱、芳香族、脂肪族、惰性。

只要尚未选定第二相,本块便保持锁定,以免为一个并不存在的相记录化学性质。

2.14.3.2 湿度(第二固定相)

此字段记录第二固定相的湿度——它的水或溶剂含量。

  • 干燥:无水,处于全活性。
  • 潮湿/湿透:部分或大量载水——已失活。
  • 实验室空气:与室内湿度平衡,一种可重复的标准状态。

该值与主相分开记录,因为两相可以带有不同的湿度。

2.14.3.3 酸碱行为(第二固定相)

此字段记录第二固定相按布仑斯惕的酸碱行为——它给出或接受质子的能力。

  • 质子性(H)/弱质子性(h):强弱不同的质子给体。
  • 两性(A):既能给出也能接受质子。
  • 非质子性(N):没有质子交换。
  • 离子性(I):由离子构成。
  • 质子受体(oh)/强受体(OH):碱性,摄取质子。

与主相一并,该录入显示两相在质子交换上是否有别。

2.14.3.4 物质类别(第二固定相)

此字段把第二固定相归入一个或多个物质类别(多选)。

  • 金属/磁性:金属的或可磁化的介质。
  • 软硬酸或碱、路易斯酸/碱:两种不同的酸碱概念——路易斯概念强调电子对受体/给体的性质(多见于有机分子),而软硬酸碱概念更看电荷与半径之比以及可极化性(多见于无机的、类盐的物质)。
  • 离子性/极性:带电的或极性的相互作用。
  • 芳香族/脂肪族:π 体系或链状结构。
  • 惰性:化学上大体不易反应。

这些类别出现在象形图中相符号的右侧,与主相的类别相对。

2.14.4 第二流动相

2.14.4.1 第二流动相的化学方面

本块描述第二流动相的化学方面(湿度、酸碱行为、物质类别)。它涉及在“第二相”下所选的相——该相同样被分离方法所推动。

  • 湿度:干燥、潮湿、湿透或实验室空气。
  • 酸碱行为(布仑斯惕):自质子性(H)直至强质子受体(OH)。
  • 物质类别(多选):金属、磁性、软硬酸或碱、离子性、极性、路易斯酸/碱、芳香族、脂肪族、惰性。

只要尚未选定第二相,本块便保持锁定,以免为一个并不存在的相记录化学性质。

2.14.4.2 湿度(第二流动相)

此字段记录第二流动相的湿度——它的水或溶剂含量。

  • 干燥:无水,处于全活性。
  • 潮湿/湿透:部分或大量载水——已失活。
  • 实验室空气:与室内湿度平衡,一种可重复的标准状态。

该值与主相分开记录,因为两相可以带有不同的湿度。

2.14.4.3 酸碱行为(第二流动相)

此字段记录第二流动相按布仑斯惕的酸碱行为——它给出或接受质子的能力。

  • 质子性(H)/弱质子性(h):强弱不同的质子给体。
  • 两性(A):既能给出也能接受质子。
  • 非质子性(N):没有质子交换。
  • 离子性(I):由离子构成。
  • 质子受体(oh)/强受体(OH):碱性,摄取质子。

与主相一并,该录入显示两相在质子交换上是否有别。

2.14.4.4 物质类别(第二流动相)

此字段把第二流动相归入一个或多个物质类别(多选)。

  • 金属/磁性:金属的或可磁化的介质。
  • 软硬酸或碱、路易斯酸/碱:两种不同的酸碱概念——路易斯概念强调电子对受体/给体的性质(多见于有机分子),而软硬酸碱概念更看电荷与半径之比以及可极化性(多见于无机的、类盐的物质)。
  • 离子性/极性:带电的或极性的相互作用。
  • 芳香族/脂肪族:π 体系或链状结构。
  • 惰性:化学上大体不易反应。

这些类别出现在象形图中相符号的右侧,与主相的类别相对。

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2.15 多级分离

2.15.1 特殊之处

本折叠区收录分离的特别之处:它是否分多级进行、本块描述的是哪一级,以及该步骤属于哪一更大过程。逆流导引以及装置的其他特点也归于此处。

多级分离不是重复的尝试,而是分成若干部分的一次尝试——一根走了两遍的色谱柱、对着三份新鲜溶剂做的萃取。唯有级序号才说明下面的数字指的是产率的哪一部分。

2.15.2 多级分离(⇶)

此标记表示分离并非一次通过完成:一根走了两遍的色谱柱、对着三份新鲜溶剂做的萃取、重复到熔点不再变动为止的重结晶。蒸馏中使用维格罗柱同样可以视为多级分离。

它改变下面一切内容的读法。没有该标记,第二级看上去像是数值有出入的重复实验;有了它,它便是第一级的延续,而产率逐级下降就是预期的进程,而非矛盾。

此处不该填的是:一共有多少级。那由旁边的级序号与方法名称承担。

2.15.3 级数(#)

此处填写本块所描述的级的序号——第一次通过为 1,第二次为 2,依此类推。计数从 1 开始,中间不留空缺。

该序号是本块中一切量的参照。60 % 的产率在第一级之后是一回事,在第三级之后则完全是另一回事;没有它,多级的数值便无法区分,由此算出的总产率会错上整整几倍。

此处不该填的是:一个零。空字段并不是第 0 级,而是“未说明”;对于一次通过即完成的分离,它保持为空。

2.15.4 流程名称的组成部分(✎)

此字段命名这一分离步骤所属的更大过程——“第 14 批的后处理”“提纯级联 A”“逆流系列 3”。

之所以需要它,是因为多级分离的各级散落在多个块中。级序号说明这是第几级,相与参数说明发生了什么——唯有这个名称把各级重新绑在一起。

刻意采用自由文本:一个过程叫什么,是实验室与记录者的事,而封闭的列表会把一个步骤硬塞进并不合适的抽屉。

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2.16 关于整个分离的说明(备注与文件)

本块末尾的这个折叠区收录面向整个分离步骤的自由文本与文件——不是针对某一个字段,而是针对本块所记录的一切。

表单永远只捕捉预期之事,或其作者认为最重要之事。备注是留给未曾考虑之事或意外之事的地方:哪份级分浑浊、为什么色谱柱走了第二遍、哪项观察不属于任何单个字段。它依附于自己的步骤,而不至于漂到一份再也无人寻见的独立便笺里。

此处可以附加文件,但不推荐。本表单不是文件存储系统:附件只保存在此浏览器的存储中,并且只随文件 ZIP 一起传递。光谱、照片和测量记录最好在真正的电子实验记录本中管理。设置此字段,是为了在没有其他存放之处时,能将一份记录与其步骤一起保存。

若遗漏了重要内容,请创建工单,以便在后续版本中改进。相应位置为: 错误页.

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3 表征

3.1 表征概览

本子表单描述一种物质或一个级分是如何被表征的。默认所指的是紧接在前的级分,否则便是在简称中被指名的级分。

它记录表征该级分所用的全部方法,并使相关文档的归档保存成为可能。

这些方法从体内试验经物质描述直到分子与原子层面的研究方法。各字段的 i 链接跳转至本信息页上相应的详细说明,只要它们已在设置中通过复选框放行。

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3.2 级分

3.2.1 级分名称

此处填写被表征级分的名称。该字段默认为空,此时指的是紧接在前的级分;自动补全会给出在各“分离”子表单中赋予的全部级分名称,也可以改填一个自由名称。

名称正是把这一次表征系于某一特定级分之上的东西;没有它,测量便只是搁在分离旁边,不属于分离的任何部分。

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3.3 物质性质

3.3.1 物质说明

这个折叠区收录该物质看上去如何:聚集态、所测纯度以及观察到的颜色。只要容器及其内容物在外观上显得可信,制造商的规格说明也被接受为所测纯度。

这些是读者不借助仪器就能核查的性质——与所预期者的第一次比较,以及日后每一次测量都系于其上的朴素描述。

3.3.2 理论/计算数据(计算)

此处填写该物质是由理论数据或计算数据来表征的——出自量子化学计算或出自表格值。

计算所得的数据可以充当参照标准:所测得的性质可以对照计算所得的期望值加以检验。不过此处的填写只说了某种笼统的东西。可能是至少有一项表征并非通过与文献值比较作出,而是依托于计算所得的值;此项填写同样可能只是说,对该物质作过并记录了某些更深入的理论计算(量子力学计算、反应性模拟、力场计算,……)。

3.3.3 物质的聚集态(相)

此处填写被表征物质或级分在储存条件下的聚集态——固态、液态、气态、溶解态。当该级分是一种混合物时,取值也可以是 ?。

聚集态决定操作、储存与后续加工,并给出关于物质身份的第一个线索。

3.3.4 测得的纯度(纯度)

此处给出物质的纯度。或取自制造商的数据表(从工业级到分析级),或经自己有记录的测量所证实(质谱、薄层色谱、滴定,……)。

杂质干扰后续反应,使测量失真,并降低后续步骤的产率。这一归级决定产物是否适合所预定的用途,抑或必须进一步提纯。

3.3.5 颜色

一种物质被观察到的颜色是一项极其显眼而又极其糟糕的描述判据,因为仅仅痕量的外来物质就能改变颜色。唯一还要更糟的可比判据,是明显的味道或刺鼻的气味——出于对健康可能造成的危害,本表单有意舍弃这些方面。(注:如果实验室里有气味,那么实验室里的通风就是坏的,你的安全也就随之受到威胁。)

颜色是最初的、也是最廉价的观察:它区分物质,指示氧化或分解,而与预期颜色的偏离往往是出了差错的最早征兆。这个字段固定住一个否则只会留在记忆里的印象。

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3.4 波谱法

3.4.1 红外光谱法(IR)

红外光谱法研究分子键的振动,并使官能团显现出来。

它显示特征基团的存在——羰基、羟基、胺——并由此支持所推测的结构。特征性的谱带图样确证物质的身份,并可能泄露杂质或不完全的转化。

3.4.2 微波波谱法(MW)

微波谱法与气相中分子的转动状态相关。

它给出关于分子几何与转动惯量的极精确信息,并由此使较小分子的键长与键角变得可及。

3.4.3 UV/Vis 波谱法

紫外/可见光谱法测量电子跃迁对紫外光与可见光的吸收。

它把握共轭体系、颜色与浓度;借助比尔-朗伯定律,它还给出定量的浓度测量。它所打开的是一种物质的电子结构与含量,并随之打开其身份与纯度。

3.4.4 X 射线波谱法(Xray)

X 射线光谱法利用 X 射线去触及元素组成与成键状态。

它给出元素专属的信息,并能显示特定元素的存在及其氧化态。

3.4.5 穆斯堡尔谱法(Möß)

穆斯堡尔谱法研究原子核——首先是铁核——对伽马辐射的共振吸收。

它能分辨核环境的极细微差别,并触及含铁及类似化合物的氧化态、自旋态与配位环境。

3.4.6 质谱法(MS)

质谱法测定电离之后分子及其碎片的质量。

它直接给出摩尔质量的同位素分布(在未发生碎裂时),而碎裂图样允许对结构作出推断。其灵敏度还使痕量杂质得以显现。

3.4.7 原子发射/原子吸收光谱法(AES)

原子发射光谱法与原子吸收光谱法依据其原子所发出或吸收的光来测定元素。

它们定量地把握金属与其他元素,直至很低的浓度,并由此给出物质的元素含量。

3.4.8 光学偏振(Pol)

光学旋光测量记录一种物质把偏振光的振动面旋转了多少。

它显示旋光性与手性,并区分镜像异构体。对于一种手性活性物质,正是这项测量确立了立体化学纯度。

3.4.9 晶体结构分析(Xtal)

晶体结构分析——通常借助 X 射线衍射——测定固体中原子的空间排布。

它直接给出键长、键角与三维排布,并随之给出完整的分子与晶体结构。

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3.5 测得的性质

3.5.1 热力学

3.5.1.1 热力学常数

本块收录物质的热力学常数,例如熔化温度与沸腾温度。

这些特征量有助于身份与纯度的检验:尖锐的熔点说明是一种纯物质,而所测得的值可与文献数据比较。它们还使一种物质在温度变化下的行为变得可以预料。

3.5.1.2 熔点

此处填写被表征物质的熔点——固体变为液体时的温度。

尖锐的熔点说明纯度,宽的熔程则指向杂质或一种混合物。所测得的值可与文献数据比较以检验其身份——一种经典而简单的鉴别手段。熔化温度对压力的敏感度低于沸腾温度。

3.5.1.3 沸点

此处填写物质的沸点——它转入气态时的温度。唯有连同测定时的压力一起,它才有意义。

沸点可鉴别液体,并决定一次蒸馏究竟能否分开两种组分。

3.5.1.4 分解点

此处填写分解点——物质不再仅仅熔化或沸腾,而是发生化学变化时的温度。

它标出一切可逆热处理的上限:在此之上,物质便不再是当初称取的那一种,而在此温度之上干燥、蒸馏或熔化都会毁掉原来的物质。

3.5.1.5 参数 1

此处填写热力学常数中一个可自由命名的测量值——数字、单位,并在其旁给出该量的名称。

此处未为强度性的热力学测量值定义任何进一步的清单。导热系数、热容以及其他类似的值,可以在此以一个名称、一个数值加一个单位填入。若有疑问,或可能产生误解之处,请在自由文本中给出更详细的说明。

3.5.1.6 参数 2

此处填写热力学常数中第二个可自由命名的测量值——数字、单位,并在其旁给出该量的名称。

此处未为强度性的热力学测量值定义任何进一步的清单。导热系数、热容以及其他类似的值,可以在此以一个名称、一个数值加一个单位填入。若有疑问,或可能产生误解之处,请在自由文本中给出更详细的说明。

3.5.2 物理

3.5.2.1 物理性质

本块收录物质的物理性质:密度、折射率、溶解度、电导率。

这些性质可测量地描述该物质,并可与文献值相对照——这使它们成为身份与质量控制的工作工具。

3.5.2.2 折射率

此处填写物质的折射率,通常用折射仪在液体上测得。折射率是一个无单位的数。若填入单位,会显示一条错误提示。

它可以快速地、用很小的样品测定,并对含水量与残余溶剂反应灵敏,因而能在不消耗物料的情况下检验身份与纯度。

3.5.2.3 密度

此处填写物质的密度——单位体积的质量,单位写在数值旁。请注明单位。不会向 kg/l 作任何换算。

密度把所测体积换算为质量,并可反向换算,一切用量计算都依赖于此。与其他常数一样,它取决于温度与纯度。

3.5.2.4 黏度

此处填写黏度——物质抵抗流动的程度有多强。

它决定一种液体究竟如何能被操作:移液、过滤、搅拌与泵送都取决于它,而它随温度强烈变化。

3.5.2.5 电阻

此处填写物质或其溶液的电阻——或其倒数,电导率。

它显示是否有自由离子存在:它把盐溶液与分子溶液区分开来,在洗涤之后检出残余电解质,并作为水的纯度判据。

3.5.2.6 参数 4

此处填写物理性质中一个可自由命名的测量值——数字、单位,并在其旁给出该量的名称。

此处未为强度性的物理测量值定义任何进一步的清单。表面张力、分形维数以及其他类似的值,可以在此以一个名称、一个数值加一个单位填入。若有疑问,或可能产生误解之处,请在自由文本中给出更详细的说明。

3.5.2.7 参数 5

此处填写物理性质中第二个可自由命名的测量值——数字、单位,并在其旁给出该量的名称。

此处未为强度性的物理测量值定义任何进一步的清单。表面张力、分形维数以及其他类似的值,可以在此以一个名称、一个数值加一个单位填入。若有疑问,或可能产生误解之处,请在自由文本中给出更详细的说明。

3.5.2.8 参数 6

此处填写物理性质中第三个可自由命名的测量值——数字、单位,并在其旁给出该量的名称。

此处未为强度性的物理测量值定义任何进一步的清单。表面张力、分形维数以及其他类似的值,可以在此以一个名称、一个数值加一个单位填入。若有疑问,或可能产生误解之处,请在自由文本中给出更详细的说明。

3.5.2.9 参数 7

此处填写物理性质中第四个可自由命名的测量值——数字、单位,并在其旁给出该量的名称。

此处未为强度性的物理测量值定义任何进一步的清单。表面张力、分形维数以及其他类似的值,可以在此以一个名称、一个数值加一个单位填入。若有疑问,或可能产生误解之处,请在自由文本中给出更详细的说明。

3.5.3 化学

3.5.3.1 化学性质

本块收录物质的化学性质:反应性、酸碱行为、氧化还原行为、稳定性。

它们决定物质在后续反应中如何反应,以及它在何种条件下保持稳定——并随之决定它是否适合所计划的应用。

3.5.3.2 实验式

此处填写物质的分子式,可选地附上各元素以百分比表示的质量分数。除分子式之外,该字段还带有元素分数、百分比总和的容差(默认 2 个百分点)以及用于缩放下标的乘数。

元素组成是一项与仪器无关的身份特征,可用于对所设想的结构作合理性检验。

3.5.4 溶解度

3.5.4.1 溶解度(良好/中等/差)

这个子块收录物质在常用溶剂中的溶解行为,分为易溶、中等溶解与难溶三档。

溶解图样表征该物质,指导后处理与结晶时的溶剂选择,并给出关于极性与纯度的线索。

3.5.4.2 易溶于

此处填写物质在其中易溶的溶剂——可以标记多个。

溶解得好的,适合作反应介质和用来洗涤残余物——而恰恰不适合用来引发沉淀。

3.5.4.3 中等溶解于

此处填写物质在其中中等溶解的溶剂——可以标记多个。

中等溶解度正是一次重结晶所需要的:热时溶解,冷时结晶。因此中间这一档对提纯而言最有价值。

3.5.4.4 难溶于

此处填写物质在其中难溶的溶剂——可以标记多个。

难溶是一件工具,而不是缺陷:这样的溶剂能把物质沉淀出来,以很小的损失将其洗涤,并把它与溶解得更好的杂质分开。

3.5.5 理论值

3.5.5.1 理论性质

这个折叠区标记那些并非测得、而是经计算或理论推导而来的数据。

计算所得的值带着与测得之值不同的不确定度:它只能与其背后的模型一样好,且绝不可被当作证据来读。这个折叠区在记录中把计算与测量分开。

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3.6 效应

3.6.1 生物学试验

3.6.1.1 生物学试验

这个折叠区收录物质在其上受试的活体系统:人、动物、植物或细胞培养。

对许多物质而言,生物学作用正是人们制造它们的缘由——而受试的系统决定了一个结果可以被转用到什么之上。请注意,一具身体的化学在一生之中是逐渐变化的。

3.6.1.2 人体试验

此处填写与人有关的生物学试验——关于耐受性或关于有效性。

凡物质应发挥生理作用之处,或必须证明其安全性之处,此项适用。此类试验须服从严格的伦理与法律要求。

3.6.1.3 动物试验

此处填写在动物机体上所作的生物学试验。

凡在活体系统中研究生物学作用或毒性之处,此项适用。动物实验受法律严格规制,且必须在伦理上得到辩护。

3.6.1.4 植物与昆虫试验

此处填写在植物与昆虫上所作的生物学试验。

凡研究对植物的施肥、保护或抑制作用,或对昆虫的驱避或致死作用之处,此项适用。

3.6.1.5 微生物试验

此处填写在细胞层面所作的生物学试验——细胞培养——或在微生物层面的试验:细菌与真菌培养。

此类试验研究对单个细胞的作用,并不声称涉及整个机体,因而允许对细胞作用、抗真菌作用或抗菌作用作出早期而有针对性的陈述。

3.6.2 显微镜法

3.6.2.1 显微镜法

这个折叠区收录使用了哪一种显微术:光学、电子或发射显微术。

方法决定了究竟能看到什么——一种晶体形貌所需的分辨率不同于一种表面结构。

3.6.2.2 发射显微镜法

此处填写借助发射显微术所作的表面分析。

它借助所发出的辐射,使表面状态、吸附势以及其他局域性质显现出来,并由此记录表面的微观结构。

3.6.2.3 经典显微镜法

此处填写借助经典光学显微术所作的表面分析。

它是通向晶体形态、粒度与均匀性的简易途径,并给出关于纯度与结晶度的最初线索。

3.6.2.4 电子/原子力显微镜法

此处填写借助电子显微术或原子力显微术所作的表面分析。

它可分辨直至纳米尺度,能触及光学显微镜无法显示的表面结构。新近的研究发现,许多受催化的表面反应优先在台阶边缘与角落进行;一种物质的形状对反应效率的意义,可能与其分子结构同等重要。

3.6.3 形态描述

3.6.3.1 显微镜下的形态描述

十六份简短的清单,记录目镜所显示的内容:形状、排列、表面、在偏振光下的表现。

它们描述的是观察结果,而上面三个勾选项说明的是方法。每份清单都带有表示「未观察」的「?」,以及表示该写进备注而非归入某个术语的「…」。这些条目都不会画进图示符号 — 它们活在记录与实验记录里。

3.6.3.2 晶体的形状

显微镜下所见的单个晶体的轮廓。

形状取决于晶格与生长速度:针状与纤维状指向从稀溶液中的快速生长,板状与柱状指向缓慢生长。

3.6.3.3 晶体的排列

单个晶体彼此之间如何排布。

排列本身就是一项观察结果:玫瑰花状与星状围绕晶核生成,平行束沿着某个面生成 — 排列说明生长从何处开始。

3.6.3.4 晶体的大小

单个晶体的粗略尺寸等级,而非测量值。

量过棱长的人把数值写进备注;这里只有在目镜前的印象,日后的每一位读者都能拿来比较。

3.6.3.5 晶体的分枝

晶体在生长过程中是否分出枝来。

树枝状(枝晶)生长是高度过饱和溶液或快速冷却的标志 — 晶体没有时间均匀生长。

3.6.3.6 晶体的表面

晶面看上去如何。

条纹与粒状晶面携带着关于生长台阶的信息;光滑的晶面说明生长未受干扰。

3.6.3.7 晶体的尖端与末端

晶体在尖端处如何收尾。

圆钝的末端指向已经开始的溶解,锐利的尖端指向取样时仍在进行的生长。

3.6.3.8 双折射

在正交偏振器之间,晶体把光分开的强度。

只有光学各向同性的物体(立方晶格、玻璃、液体)保持黑暗。因此任何双折射本身就是关于晶格的一句判断。

3.6.3.9 双晶

两个或更多晶体是否以有规律的取向长在一起。

双晶不是杂质:它们遵循晶格的对称性。尤其是片状双晶,往往只在偏振光下才显现。

3.6.3.10 晶体中的包裹体

晶体在生长时包进去的东西。

包裹体是被困住的母液、尘埃或气体。它降低纯度却不在元素分析中露面 — 并解释了偏低的熔点。

3.6.3.11 晶体中的裂纹

晶体是否开裂或碎裂。

裂纹产生于干燥、研磨与快速冷却。它们决定样品在偏振光下究竟还能不能判断。

3.6.3.12 晶体的轮廓

晶体的轮廓有多规则。

规则的轮廓说明晶格未受干扰;不规则的轮廓说明生长遇到障碍、磨损或溶解已经开始。

3.6.3.13 晶体的集合体

在那里的是单个晶体,还是长在一起的整块。

这一区分决定了究竟能测什么:单晶可以标定晶面指数,大集合体只能称重与描述。

3.6.3.14 晶体的透明度

晶体让多少光通过。

作为单晶透明的物质,成粉末后可能显得发白 — 透明度属于单个晶体,颜色属于样品。

3.6.3.15 在偏振光下的表现

样品在正交偏振器之间转动时会发生什么。

完全没有变化意味着各向同性的物体。亮度变化与干涉色则证明晶格有序且各向异性。

3.6.3.16 旋转时变色

转动样品时颜色是否改变(多色性)。

这一效应需要有色的各向异性晶体:晶格对不同方向的光吸收不同。它是物质的性质,而非照明的性质。

3.6.3.17 正交偏振器之间的消光

转动时晶体在哪个角度变暗。

平行消光(平行于某条棱)与斜消光区分晶系 — 这是光学显微镜所能给出的、关于对称性的最廉价线索。

3.6.4 色谱法

3.6.4.1 关于色谱法的说明

本块收录借助色谱所作的表征——一种同时服务于鉴定与纯度检验的分离技术。子表单中始终须填入一个 Rf 值或 Rt 值。

色谱以物质的 Rf 值或 Rt 值来表征它,同时把杂质作为附加信号显现出来。此处记录的是使一种物质可比较、可辨认的分离条件与特征值。

3.6.4.2 Rf 值(TLC/纸)

此处填写薄层色谱或纸色谱的 Rf 值——物质迁移距离与洗脱剂迁移距离之比,一个介于 0 与 1 之间的值。分别填入前沿的迁移距离(基准值)与物质的距离(组分值);Rf 值即二者之比。

在确定的条件下,Rf 值对一种物质而言是特征性的。它是据以辨认一种物质并将其与其杂质区分开来的比较值。

3.6.4.3 Rt 值(LC/GC)

此处填写 Rt 值——液相或气相色谱的保留时间,即一种物质抵达检测器所需的时间。分别填入洗脱剂通过柱子的运行时间(基准值)与物质的运行时间(组分值);保留值即二者之比。

在确定的条件下,Rt 值对一种物质而言是特征性的;其旁信号的数目还能让人判断纯度。

3.6.4.4 色谱类型(type)

此处填写色谱技术的目的。薄层色谱大多代表一种分析型色谱,而柱色谱与液相色谱大多代表制备型应用。用气相色谱则多半追求分析目的。

不同的技术适合不同的物质类别与不同的问题。没有技术,Rf 值与 Rt 值这两个特征值便无法归类。

3.6.4.5 流动相(流体、洗脱剂、溶剂)

此处填写流动相,即色谱的洗脱剂。

其组成决定物质的迁移速度以及随之而来的分离。没有它,Rf 值或 Rt 值便不可重现。

3.6.4.6 固定相(填充物、填料、填充材料)

此处填写固定相,即色谱分离路径的填料。

它以不同程度滞留各物质,并由此产生分离效果。没有它,特征值便不可重现。

3.6.4.7 驱动压力(p)

此处填写把流动相推过分离路径所用的驱动压力。

在高效液相色谱中,它决定流量以及随之而来的分离效能与分离时长,因而影响保留时间。

3.6.4.8 附加分离力(F+)

此处填写在寻常流动之外起作用的附加分离力——例如电泳中的电场。

这样一种力使按照其他性质的分离成为可能,首先是电荷,因而在第一种分离原理之上又添了第二种。

3.6.4.9 检测方法(det)

此处填写在分离路径终端检出已分离物质所用的检测方法——紫外吸收、折射率、质谱。

检测决定哪些物质根本得以显现,以及它们能被多么灵敏地检出;分离结果正是这样被记录下来的。

3.6.4.10 二维色谱法(2D)

此处填写分离是二维进行的——先后沿两个不同方向,或用两套不同的系统。

第二个维度显著提高分离效能,并分开那些在一维中会重叠的混合物。

3.6.4.11 色谱过程中的条件(Cond)

这个子块收录色谱分离期间所保持的条件:与大气的隔绝、避光、无电磁污染、干燥以及所用的干燥剂。

一次色谱历时数分钟至数小时,而在薄层色谱中大片表面可能敞露着。一块在日光下显色的板、一根吸取空气湿度的柱、一份在硅胶上氧化的样品——斑点于是移位或消失,物质看似担着错误测量的原因,尽管敏感的框架条件并未被可重现地保持。对于一次色谱的框架条件,应当格外小心。

在此未被勾选的条件,会在记录中被报为听凭偶然。这才是诚实的陈述,而不是一处空白。

3.6.4.12 惰性气体气氛(▣)

勾选的复选框代表这样一个框架条件:色谱是在封闭空间中在无氧的惰性气体气氛下进行的,例如在 N₂ 或 Ar 之下,而该气体不一定必须是干燥的。

对空气或氧敏感的物质在分离期间不得被氧化;惰性气氛在分析期间把氧和空气湿度挡在外面。

3.6.4.13 避光(☀)

勾选的复选框代表这样一个框架条件:色谱是在避光条件下进行的。

对光敏感的物质可能在分离期间分解,或进入使结果失真的可逆反应;黑暗排除了对结果的光化学影响。

3.6.4.14 防护电磁污染(¬↯)

勾选的复选框代表这样一个框架条件:色谱是在没有电磁干扰场的情况下进行的。请注意,磁力搅拌器给体系带来的磁场明显强于地磁场,因此也算作轻度电磁污染。

凡使用借助场的分离或检测方法之处,外来的场都会干扰它们。此外,电磁场还可能影响反应或晶体的生成。

3.6.4.15 干燥度(☂)

勾选的复选框代表这样一个框架条件:色谱是在隔绝湿气的条件下进行的。否则便会与实验室空气湿度,或与未经干燥的惰性气体(Ar、N₂、……)中的水分,发生相互作用。

湿气改变固定相,并损害对水解敏感的物质。

3.6.4.16 干燥剂(Tm)

若按复选框是在干燥条件下操作的,此处填写使用了哪种干燥剂。由此可以大致估计所达到的干燥程度。该条件既适用于分离系统本身,也适用于出口。

各种干燥剂在强度与机理上差别显著:钠和锂以及 P₂O₅ 以化学方式起作用(很强);分子筛、硫酸钙和硅胶以吸附方式起作用(从超干到中等);氧化钙既化学又吸附。“?”表示未知的干燥剂,“其他”表示未列出的干燥剂。

3.6.5 电化学

3.6.5.1 电化学

这个折叠区收录使用了哪一种电化学方法:电位法、库仑法、安培法或某种特殊方法。

这些方法测量光谱所不能显示的东西:物质给出或接受电子的意愿,以及它有多少存在。它们在结构之外记录氧化还原行为。

3.6.5.2 电位法

电位法在几乎没有电流流过的情况下测量溶液的电压——电位。

它有助于测定离子浓度与 pH 值,并由此打开氧化还原平衡;它定量把握的是物质的电化学行为。

3.6.5.3 库仑法

库仑法由某物质完全转化所需的电荷量来测定其物质的量。

在理想情形下,且在没有副反应进行之处,它给出一种绝对而极精确的定量测定,直接依托于法拉第定律。

3.6.5.4 安培法

安培法测量在固定电压下流经一个电化学反应的电流。

所测电流与某种电活性物质的浓度成正比,这使浓度通过电流变得可及,并允许灵敏的测定。

3.6.5.5 其他电化学方法(? - 未知)

此处填写其他特殊的电化学方法——伏安法、阻抗谱之类。

它们回答标准方法未曾覆盖的特定电化学问题,并使记录对专门分析保持开放。

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3.7 磁共振测量(NMR/ESR)

3.7.1 NMR / ESR 自旋耦合

这个折叠区收录核 × 耦合伙伴的矩阵:每一个被勾选的格子就是一张已记录的谱。

耦合泄露邻近关系——哪些核彼此相邻——并由此把一串信号变成一副结构骨架。这个矩阵区分开十四种测量,否则它们都会被叫作“NMR”。

3.7.2 ¹H NMR 波谱法(H-1)

质子核磁共振波谱(¹H)研究氢核的核自旋,并由此触及核的成键环境。在特殊的测量设置下,可能同时也测得了与其他自旋的共振耦合。

它使氢原子的数目、种类与邻近关系显现出来,并由此打开碳骨架。化学位移、裂分与积分共同确证结构,并泄露杂质。

3.7.3 ¹³C NMR 波谱法(C-13)

碳核磁共振波谱(¹³C)研究碳核的核自旋,并由此触及核的成键环境。在特殊的测量设置下,可能同时也测得了与其他自旋的共振耦合。

它直接描绘碳骨架,并让人读出化学上不同的碳原子的数目;它是对 ¹H 谱的补充。

3.7.4 异核 NMR 波谱法(杂核)

杂核核磁共振波谱研究氢与碳之外的磁性活泼核——氮、磷、氟——的核自旋,并由此触及核的成键环境。在特殊的测量设置下,可能同时也测得了与其他自旋的共振耦合。

凡此类杂原子在结构中扮演关键角色并须被专门检出之处,此项适用。

3.7.5 电子自旋共振(ESR/EPR)

电子自旋共振——ESR,亦称 EPR——研究物质中的未成对电子。在特殊的测量设置下,可能同时也测得了与其他自旋的共振耦合。

它使未成对电子的环境显现出来,从而通向自由基、通向过渡金属离子这类顺磁中心,以及通向氧化态。

3.7.6 H1-NMR(H-1–∅)

此处填写已摄取了一张 H1-NMR 谱——一张 ¹H 核的谱,未对耦合加以解析。

这张谱携带着基础信息:这一类核究竟有哪些存在,以及它们处在什么样的环境里。

3.7.7 H1-H1-NMR(H-1–H)

此处填写已摄取了一张 H1-H1-NMR 谱——一张 ¹H 核的谱,按与 ¹H 的耦合加以解析。这些依赖关系可能是通过二维 NMR 或更高维的 NMR 技术找到的。

唯有耦合泄露邻近关系:它显示分子中哪些核彼此相邻,并把一串信号变成一副结构骨架。这个矩阵区分开十四种测量,否则它们都会被叫作“NMR”。

3.7.8 H1-C13-NMR(H-1–C)

此处填写已摄取了一张 H1-C13-NMR 谱——一张 ¹H 核的谱,按与 ¹³C 的耦合加以解析。这些依赖关系可能是通过二维 NMR 或更高维的 NMR 技术找到的。

唯有耦合泄露邻近关系:它显示分子中哪些核彼此相邻,并把一串信号变成一副结构骨架。这个矩阵区分开十四种测量,否则它们都会被叫作“NMR”。

3.7.9 H1-杂核-NMR(H-1–X)

此处填写已摄取了一张 H1-Hetero-NMR 谱——一张 ¹H 核的谱,按与某个杂核的耦合加以解析。这些依赖关系可能是通过二维 NMR 或更高维的 NMR 技术找到的。

唯有耦合泄露邻近关系:它显示分子中哪些核彼此相邻,并把一串信号变成一副结构骨架。这个矩阵区分开十四种测量,否则它们都会被叫作“NMR”。

3.7.10 H1-e⁻-ESR(H-1–e⁻)

此处填写已摄取了一张 H1-e⁻-ESR 谱——一张 ¹H 核的谱,按与未成对电子的耦合加以解析。这些依赖关系可能是通过二维 NMR 或更高维的 NMR 技术找到的。

唯有耦合泄露邻近关系:它显示分子中哪些核彼此相邻,并把一串信号变成一副结构骨架。这个矩阵区分开十四种测量,否则它们都会被叫作“NMR”。

3.7.11 C13-NMR(C-13–∅)

此处填写已摄取了一张 C13-NMR 谱——一张 ¹³C 核的谱,未对耦合加以解析。这些依赖关系可能是通过二维 NMR 或更高维的 NMR 技术找到的。

这张谱携带着基础信息:这一类核究竟有哪些存在,以及它们处在什么样的环境里。

3.7.12 C13-C13-NMR(C-13–C)

此处填写已摄取了一张 C13-C13-NMR 谱——一张 ¹³C 核的谱,按与 ¹³C 的耦合加以解析。这些依赖关系可能是通过二维 NMR 或更高维的 NMR 技术找到的。

唯有耦合泄露邻近关系:它显示分子中哪些核彼此相邻,并把一串信号变成一副结构骨架。这个矩阵区分开十四种测量,否则它们都会被叫作“NMR”。

3.7.13 C13-杂核-NMR(C-13–X)

此处填写已摄取了一张 C13-Hetero-NMR 谱——一张 ¹³C 核的谱,按与某个杂核的耦合加以解析。这些依赖关系可能是通过二维 NMR 或更高维的 NMR 技术找到的。

唯有耦合泄露邻近关系:它显示分子中哪些核彼此相邻,并把一串信号变成一副结构骨架。这个矩阵区分开十四种测量,否则它们都会被叫作“NMR”。

3.7.14 C13-e⁻-ESR(C-13–e⁻)

此处填写已摄取了一张 C13-e⁻-ESR 谱——一张 ¹³C 核的谱,按与未成对电子的耦合加以解析。这些依赖关系可能是通过二维 NMR 或更高维的 NMR 技术找到的。

唯有耦合泄露邻近关系:它显示分子中哪些核彼此相邻,并把一串信号变成一副结构骨架。这个矩阵区分开十四种测量,否则它们都会被叫作“NMR”。

3.7.15 杂核-NMR(Hetero–∅)

此处填写已摄取了一张 Hetero-NMR 谱——一张杂核的谱,未对耦合加以解析。这些依赖关系可能是通过二维 NMR 或更高维的 NMR 技术找到的。

这张谱携带着基础信息:这一类核究竟有哪些存在,以及它们处在什么样的环境里。

3.7.16 杂核-杂核-NMR(Hetero–X)

此处填写已摄取了一张 Hetero-Hetero-NMR 谱——一张杂核的谱,按与某个杂核的耦合加以解析。这些依赖关系可能是通过二维 NMR 或更高维的 NMR 技术找到的。

唯有耦合泄露邻近关系:它显示分子中哪些核彼此相邻,并把一串信号变成一副结构骨架。这个矩阵区分开十四种测量,否则它们都会被叫作“NMR”。

3.7.17 杂核-e⁻-ESR(Hetero–e⁻)

此处填写已摄取了一张 Hetero-e⁻-ESR 谱——一张杂核的谱,按与未成对电子的耦合加以解析。这些依赖关系可能是通过二维 NMR 或更高维的 NMR 技术找到的。

唯有耦合泄露邻近关系:它显示分子中哪些核彼此相邻,并把一串信号变成一副结构骨架。这个矩阵区分开十四种测量,否则它们都会被叫作“NMR”。

3.7.18 ESR - 电子自旋共振(电子–∅)

此处填写已摄取了一张 ESR 谱——一张 e⁻ 核的谱,未对耦合加以解析。

这张谱携带着基础信息:这一类核究竟有哪些存在,以及它们处在什么样的环境里。

3.7.19 带 e⁻-e⁻ 耦合的 ESR(电子–e⁻)

此处填写已摄取了一张 带 e⁻-e⁻ 耦合的 ESR 谱——一张 e⁻ 核的谱,按与未成对电子的耦合加以解析。这些依赖关系可能是通过二维 NMR 或更高维的 NMR 技术找到的。

唯有耦合泄露邻近关系:它显示分子中哪些核彼此相邻,并把一串信号变成一副结构骨架。这个矩阵区分开十四种测量,否则它们都会被叫作“NMR”。

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3.8 长期存放

3.8.1 存放条件

这个折叠区收录工作结束后该物质是如何被保存的:避光、干燥、与大气隔绝、无电磁污染,以及保存在哪种干燥剂之上。

许多制剂在储存中的变化比在合成中还大——光、湿气与氧缓慢却不停歇地起作用。此处记录的东西,使日后的偏差可以被归因。

3.8.2 惰性气体气氛(▣)

勾选的复选框代表这样一个框架条件:该物质在保护气氛下储存,例如在 N₂ 或 Ar 之下,而该气体不一定必须是干燥的。

对空气或氧敏感的物质否则会被氧化,或与空气成分反应,产物会随时间失去其稳定性。

3.8.3 避光(☀)

勾选的复选框代表这样一个框架条件:该物质在避光条件下储存。

对光敏感的物质在光下会分解或改变其性质;黑暗防止储存期间的光化学降解。

3.8.4 防护电磁污染(¬↯)

勾选的复选框代表这样一个框架条件:该物质在没有电磁干扰场的情况下储存。请注意,仅仅一台放在近旁的磁力搅拌器就会带来明显强于地磁场的磁场,因此也算作轻度电磁污染。

凡物质具有需要保全的磁性或对场敏感的性质之处,此项适用。此外,电磁场还可能影响反应或晶体的生成。

3.8.5 干燥度(☂)

勾选的复选框代表这样一个框架条件:该物质在隔绝湿气的条件下储存。否则便会与实验室空气湿度发生相互作用。

吸湿的或对水解敏感的物质否则会吸水或被分解,保存期与纯度都会因此受损。

3.8.6 干燥剂(Tm)

若按复选框是干燥储存的,此处填写该物质被保存在哪种干燥剂之上。由此可以估计储存所大致达到的干燥程度。

各种干燥剂在强度与机理上差别显著:钠和锂以及 P₂O₅ 以化学方式起作用(很强);分子筛、硫酸钙和硅胶以吸附方式起作用(从超干到中等);氧化钙既化学又吸附。“?”表示未知的干燥剂,“其他”表示未列出的干燥剂。

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4 观察

4.1 观察概览

本子表单专用于对反应空间的观察,或在分离方法中对分离所发生空间的观察。观察始终系于时间点,且始终只描述一个短暂的时段。所指的是哪个空间,始终可由进程记录中前面的描述隐含地得出。

观察捕捉一个体系如何表现(颜色、浑浊、放气、出现第二相),并且是解读一次制备的经验基础。各字段的 i 链接跳转至本总览页中相应的详细说明。

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4.2 时间

4.2.1 观察的时间点

本块收录对反应体系作出一次观察的时间点。因为一次观察的时段总是相对短暂,此处不记录观察的终点。

反应是动态过程:颜色、温度、放气与浑浊都在进程中改变。唯有把一次观察与一个时间点相联结,才使进程可以重建,并使两次观察之间的关联显现出来。

4.2.2 时间戳(时间)

由输出字段、输入字段与按钮构成的本块记录观察的时间戳。时间戳指自 1970 年 1 月 1 日以来所经过的秒数(Unix 时间)。所填入的时间点会在记录中被提及,也会显示在左上方的 SVG 中,但不含年份。此处有意不记录时间跨度,因为一次观察总是发生在相对短暂的时间跨度之内。

许多现象在一次反应或一次分离方法期间只在特定的时刻出现,其时间位置容许对反应速率与机理作出推论。日后的重复可以有针对性地检验相同的过程是否在相同的时刻发生。

关于操作:上方字段以分钟精度显示当前所存的时间点。其下的字段允许手动输入一个时间点,确认后转入上方字段,而错误的输入则转而导致错误提示。用“现在”按钮可填入当前时间点,用“删除”按钮则可删除一项填写。通过下拉框“先前数值”可以恢复本块中已经输入过的一个日期值。

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4.3 系统中的相

4.3.1 被观察的相

本块描述反应体系中所观察的相或所观察的诸相;除聚集态之外,黏度也应加以估计。对湿度、酸碱性质以及其他化学性质的解释性评估在此从略,因为它与观察相抵触。

反应混合物的状态可能在转化过程中改变:固体熔化,溶液分层,熔体凝固。该描述固定下观察时刻的物理状态,从而使随时间的变化可以读出。

4.3.2 该相的聚集态(相)

此处可说明聚集态,例如固态、液态、气态、已溶解、水溶液等等。

聚集态决定反应性、混合与相界。反应期间的相变往往是物质转化的可见标志,而把观察到的状态与预期的状态相比较,正是使意外的转变显现出来的方式。

4.3.3 该相的黏度(黏度)

此处填写黏度——所观察相的稠度或流动性。

黏度的改变提示聚合、凝胶形成、浓度改变或温度影响。变稠与变稀往往是材料变化最先可察觉的标志,因而也是对反应进程的一种间接读取。

4.3.4 被观察的次相(第 2 相)

若所观察的反应或分离空间中存在第二相,此处可说明次相的聚集态。

这是有用的,因为所观察的体系可能由不止一个相构成。为系统起见,区分一个主相与一个次相;更多的相不予列出,尽管——例如在不同晶体之间——可能还存在别的相。

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4.4 压力与温度

4.4.1 温度与压力

本块收录进行该观察时所处的温度与压力条件。

这两个量支配着反应速率、平衡位置与聚集态。即便微小的偏差也可能改变一次反应的结果,因此其余的观察只能对照它们来读。

4.4.2 平均值或下限(主)

此处填写该参数的主值——观察时刻起主导作用的温度或压力。若另外给出了上值,则此项填写便是所测区间的下界。

它是反应据以定向、并用来与计划目标值相比较的参照点。

4.4.3 上限(附加)

此处填写主值旁的附加值——一个上限、一个终值、一个区间的另一端。

许多条件宜描述为一个区间而非单一的点:一个在其中观察到某过程的温度区间。附加值承载着单一主值所无法显示的波动。

4.4.4 温度(T)

此处填写观察时刻反应体系的温度。

温度以指数方式影响反应速率,使平衡发生偏移,并决定是否出现副反应或分解反应。唯有借助它才能判断反应是否在预定的窗口内进行。

4.4.5 压力(p)

此处填写进行该观察时所处的压力。

凡有气体参与之处,压力会使气体平衡发生偏移,影响沸点与溶解度,并且在密闭装置中关乎安全。它既承载对有气体参与过程的读取,也承载对超压风险的评估。

4.4.6 定性温度说明(定性 T.)

此处填写的是作为惯用名称的温度,而非测得值——“室温”“冰浴”“冒烟的油浴”。恰好选择一个术语;不作选择,该项便不进入记录。

每个术语都随身带着它约定俗成的开尔文数值——在标注的括号里,以及作为标记中的机器可读值。这样一来,即便未经精确测量的温度也获得了一个大致的说明。

4.4.7 定性压力说明(定性 p)

此处以惯用名称代表大致的、未经测量的压力说明。诸如“水泵抽真空”“标准压力”“高真空”等术语可作为大致压力数值或压力数量级的同义表达。若不作选择,该项保持为空,并假定为标准压力(1013 hPa)。

各术语按数值排序,并以帕斯卡的科学记数法给出该值(1·10⁻¹ 至 1·10⁹ Pa)。跨越十个数量级时,一个共同的单位比在 kPa、MPa 与 GPa 之间来回切换更易阅读。

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4.5 搅拌参数

4.5.1 搅拌

本块收录搅拌——所观察的相被搅动的强度,以及使用何种工具。

在一次观察中,运动是画面的一部分:搅拌棒甩出一个漏斗,喷嘴甩出一串气泡。没有这条记述,该相的外观便无法与本欲观察的现象区分开来。

4.5.2 较低或中等搅拌档位(Main)

本列承载较低或居中的搅拌档位:固定标度上的选择,其旁是带单位的测得值,例如 120 rpm。

档位粗略,因而处处可比;旁边的数字精确,却只对这台设备有效。二者合在一起,说的比各自单独说的更多。

4.5.3 较高搅拌档位(Add)

本列承载较高的搅拌档位——与左侧相同的标度和相同的测得值,但用于区间的另一端。

凡搅拌在一段时间内有所不同之处,只有两档成对才能描述该过程;均匀搅拌时本列留空。

4.5.4 搅拌强度(↺)

此处填写观察期间该相被搅动的搅拌强度。两个档位各自旁边可以有一个带单位的测得值,例如 120 rpm。

固定标度自 -- 静止 与 - 平静 起,经 未定义,直到 + 轻缓、++ 强、* 湍流 与 ** 混沌搅拌/揉捏。机械混合对反应行为与分离行为有实质影响。

4.5.5 搅拌器类型(⚙️)

此处填写使用了哪种搅拌工具:磁力搅拌器、KPG 搅拌器(KPG = 芯拉精密玻璃器具;带刚性桨叶的驱动玻璃轴)或混合喷嘴。

三者不仅在力度上有别,更在它们所产生的运动方式上有别。磁力搅拌子在容器底部附近驱动液体,在黏稠或负载沉重的混合物中会停转;KPG 搅拌器能触及全部体积并耐受悬浮液;混合喷嘴以射流而非旋转部件进行混合,并可在混合的同时引入一种气体或第二种液体。对一次观察而言,工具本身就是画面的一部分:搅拌子甩出一个漩涡,喷嘴甩出一串气泡,没有这条记述,外观便无法与本欲观察的现象区分开来。

✋ 手工混合指不借助搅拌驱动、用手完成混合。可以是旋摇锥形瓶、用玻璃棒或刮勺搅拌、在研钵中研磨,或使用手动搅拌器。旁边的规格说明写明用的是哪一种。

不属于此处的内容:搅拌得有多强。那是强度标度及其旁边的填写项的事。

4.5.6 搅拌器规格(📝)

这个自由文本字段收录观察期间确切的搅拌工具:型号、转速以及搅拌元件的几何形状——例如“Rühry Cool Dauerwelle,2000 rpm,感应棒”。

本字段有意设为自由文本。把世上每一台设备都列举一遍既没有尽头,一年之内也会过时;而使一次实验可重复的唯一要素——这台设备、这个转速、这个搅拌元件——一行就写得下。

即使数字看上去毫不起眼,转速也值得记下。上面的标度写着“强烈搅拌”,但同一措辞既涵盖 200 rpm 也涵盖 900 rpm,而二者之间正是悬浮液与被溅得到处都是的烧瓶之别。

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4.6 强度测量参数

4.6.1 强度量

本块收录在温度与压力之外所观察到的其他可自由定义的参数。

每个反应都可能有自身的测得量——电导率、折射率、密度、辐照度。它们没有各自的字段,在此加以命名。

4.6.2 平均值或下限(Main)

此处填写一个自由选定的附加参数的主值——某个不适合任何标准字段的量的平均值或下限。

正是它使一个非常规的测得量根本上可被定量记录。

4.6.3 上限(Add)

此处填写自由选定参数的附加值——一个区间的上限,或一个比较值。

单个测得量往往也更宜描述为一个区间而非单一数值;附加值承载着这一区间。

4.6.4 可自由定义的参数 1(? - 未知)

此处填写观察的第二个可自由命名的参数。

常有几个不寻常的量同时引人关注,需要并排记录;第二和第三个自由参数正为此而设。

4.6.5 可自由定义的参数 2(? - 未知)

此处填写观察的第三个可自由命名的参数。

复杂的实验可能显示出众多可观察的量;此字段为其中最后一个留出位置。

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4.7 观察与效应

4.7.1 操作

反应期间被观察到发生变化的一切,按字母顺序排列的关键词清单。每个关键词代表一项陈述。若确实没有关键词合适,可在自由文本中加以界定。

多个词可能意指同一件事——它们是同义词,给出同一个值。虚线框中的词是镜像:它们设定其所代表的词条,而复合词条一次设定多个。

若缺少重要的关键词,请用英文在此留下工单: 错误页.

4.7.2 效应的关键词

4.7.2.1 冷却

混合物变得更冷,尽管并未从外部冷却——反应吸收热量。溶解某些盐时以及许多分解中都很典型。

较强的冷却时,有时可观察到容器外壁起雾。

4.7.2.2 碱化

pH 值在观察期间增大。从 pH 2 变到 pH 5 同样是一次碱化,尽管溶液仍是酸性的(pH < 7)。碱化是酸化的对应面。

若溶液在意外接触时摸起来滑腻如皂(发生事故了?),这可能提示溶液碱性较强。但出于安全与健康的缘故,此类触摸试验并不可取。使用指示试纸始终是更好的途径。

4.7.2.3 失去光泽

固体表面失去光泽或覆上一层。与变色不同,这只涉及界面,而非整块材料。

如同铝那样,晦暗层可以保护金属,也可以像铁锈对铁那样继续侵蚀下去。这取决于材料以及晦暗层的种类。

4.7.2.4 酸化

pH 值在观察期间下降。从 pH 13 变到 pH 10 同样是一次酸化,尽管溶液仍是碱性的(pH > 7)。酸化是碱化的对应面。

数值本身属于参数块;此处只记录对这一移动的观察。

4.7.2.5 澄清

浑浊的溶液重新变得透明。这可能意味着悬浮物溶解了,也可能意味着它沉降了——单凭澄清并不说明是两条路径中的哪一条。

因此值得一并勾选溶解或沉降。

4.7.2.6 溶解

已有的固体消失于液相之中。析出的对应面,且常是一次反应的第一步。

若留有残余,则溶解不完全;这属于备注,而非一个独立的勾选项。

4.7.2.7 上浮

固体颗粒或液滴上升并聚集于表面。附着的气泡能把轻的颗粒带向上方——浮选在技术上正是利用这一过程。

若上浮层形成坚实的覆盖,则复合词条结壳更合适;它一并设定上浮与析出。

4.7.2.8 翻涌

物料在容器中升高,被生成的气体推动。该复合词条设定放气与体积增大,因为两者同时成立。

若升起的物料作为泡沫持久存在,则另外还指泡沫形成。

4.7.2.9 压力下降

在密闭体系中压力下降——气体被消耗、冷凝或溶解。

真空可能把液体从接收瓶中倒吸回来;这是物料在不知不觉中被污染的最常见方式。

4.7.2.10 压力上升

在密闭体系中压力上升——通过生成气体、通过蒸发或通过升温。

在并非为此而建的装置中压力上升是一起安全事件;泄压措施属于备注。

4.7.2.11 脱色

颜色完全消失或明显变淡。作为变色的特例单独列出,因为一种颜色的消失往往是转化的终点。

追踪滴定的人在此记录颜色不再回复的那一点。

4.7.2.12 分层

均一的液体、弥散的乳液或浑浊的悬浮液变成两个分离的层。分层之后相界通常清晰可见,一分为二的画面适合拍照。

物质的密度决定哪一个在上、哪一个在下。

4.7.2.13 加热

反应混合物变得明显发热——热来自反应本身,而非外部热源。这是强的等级;仅可察觉的变温是一个独立的词条。

没有温度计,该项填写便是估计。想要追踪进程的人也在参数块中记录温度。

4.7.2.14 凝固

液相变为固相。该词条涵盖两者:冷却时的凝固,以及反应持久夺走流动性的固化。

想要区分二者的人应一并记录温度:凝固发生在温度下降时,而(反应性的)固化多半在温度不变或上升时发生。

4.7.2.15 温热

放热的弱等级:容器摸起来更温而不至发热。把它与升温分开是值得的,因为这两个等级指向反应热的不同数量级。

这一区分刻意粗糙——它替代不了任何量热法,但记录了不借助仪器所能察觉的东西。想要确切知道的人用温度计测量温度的升高。

4.7.2.16 颜色变化

混合物的颜色发生变化。牵涉到哪些颜色属于备注——勾选项只记录确实发生了变化。

指示剂的变色同时也是关于酸度的陈述;那时酸化或碱化同样合适。

4.7.2.17 出现火焰

物料上方立着明火。该观察同时是一起安全事件,并连同时刻一起属于备注。

若留有黑色残余,则炭化另外合适;两者合起来则有复合词条燃烧。

4.7.2.18 放出气体

从混合物中生成气体,可由上升的气泡或密闭容器中的压力辨认。

气体来自反应还是仅为蒸发的溶剂,由温度来判定——若气泡只在加热时才上升,所指的便是复合词条沸腾。

4.7.2.19 声响

反应可以听见——从逸出气体的嘶声到结晶盐的噼啪声。

单次伴有压力波的巨响已不再是寻常的声响,而是一次爆燃。观察到爆燃同时是一起安全事件,并连同时刻一起属于备注。

4.7.2.20 凝乳

液体凝结:出现絮片,同时分离出一个澄清的相。二者相属,因此复合词条设定两个勾选项。

单纯结块而无分离出的相并不是凝结——那时单有结块便已足够。

4.7.2.21 气味变化

气味发生明显变化。这一感知是记录中最不可靠的——它因人而异,并在数分钟内疲乏。

有意识地扇气仍是唯一容许的嗅闻方式;气味的种类属于备注。察觉到强烈的气味变化同时是一起安全事件,并连同时刻一起属于备注,因为恶臭可能指向危险气体。

4.7.2.22 灼热发光

固体因为炽热而发光——从暗红的辉光直到飞溅的火星。这提示温度远高于物料中的温度计尚能捕捉的范围。

无火焰的灼热是可能的;只有当立着火焰时,火焰形成才另外加入。

4.7.2.23 结块

细小颗粒聚集成团块或絮片。与结晶不同,并不产生成形的形状。

与一次分层合起来,这便给出复合词条凝结。

4.7.2.24 胶体形成

混合物中产生细分散的颗粒,它们既不溶解也不沉降:始终悬浮着。与浑浊的界线是流动的——胶体在肉眼看来可以是澄清的,却仍是胶体。

最简单的证明是丁达尔效应:一束光从侧面射过容器,被颗粒散射而显现为一条发光的路径。在真溶液中光束保持不可见。

第二个标志是过滤:悬浮液在滤纸之后澄清,胶体则不然——浑浊在过滤之后依旧保留,因为颗粒穿过了纸的孔隙。

4.7.2.25 冷凝

蒸汽在较冷的表面上重新变为液体——容器壁或冷凝管经典的起雾。

冷凝物对自身的来源不置一词:它可能来自物料,也可能在容器变冷时来自实验室空气。这由伴随的观察(蒸发或冷却)来判定。

4.7.2.26 结晶

出现形态可辨的晶体——晶面、晶棱,往往还有颜色。这使结晶区别于无定形的沉淀。

这一区分对后续的表征很重要:只有成形的晶体才可用于结构测定。

4.7.2.27 结壳

表面立着一层坚实的覆盖。结壳是一个复合词条:它同时描述两个过程——出现了固体,而这固体漂浮着。

因此该勾选项设定两个单一词条。它们在记录中分别出现,因为可以分别被推翻:一层壳也可能由干涸的物料构成,而并无反应形成固体。

4.7.2.28 电导率变化

溶液的电导率发生变化——这是有多少可移动离子存在的一个量度。

该观察需要仪器;没有仪器它仍是猜测,那时便属于备注而非勾选项。

4.7.2.29 发光

混合物发出自身的光而不至炽热发红。这种发光激发的专业名称是化学发光、磷光,以及荧光。

若光来自热,则灼热是正确的词条;这两者把冷光与热光分开。

4.7.2.30 沉淀

溶液中形成固体。它是沉降、上浮还是保持悬浮,是第二项观察,需单独勾选。

仅有浑浊而无可辨颗粒仍旧是浑浊——区别在于固体是否能作为固体被看见。

4.7.2.31 表面张力下降

表面变得更柔软:液滴铺展开,液体润湿玻璃,弯月面变平。这提示物料中存在表面活性物质。

没有仪器,这便是一项关于行为的观察,而不是一个数字——测得值属于测得的性质。

4.7.2.32 表面张力上升

表面变得更紧实:液体滚落成珠,收缩成滴,弯月面弯曲得更强。

典型情形是某种表面活性物质被消耗或已析出——那时值得看一看析出。

4.7.2.33 冒烟

物料上方立着可见的烟羽。烟含有固体或液体的悬浮微粒,因此可见——澄清的气体则不然。

该观察对毒性不置一词;但它仍是检查通风柜的时机。

4.7.2.34 酸度变化

pH 值发生移动,而方向未被记录。这个词条保留给只看到指示剂变色的情形。

若方向已知,酸化或碱化是更确切的勾选项。

4.7.2.35 起泡

气泡持久存在并筑起一层泡沫。这以一种表面活性物质为前提——纯溶剂不起泡。

泡沫也是实际的风险:它能把物料带出容器边缘。

4.7.2.36 熔化

固体变为液体。被观察的是这一转变本身,而不是数值上的熔点——那属于测得的性质。

若某物质在潮湿空气中潮解而并不变热,那不是熔化,而是在吸取的水中溶解。

4.7.2.37 沉降

固体聚集在容器底部。被观察的是这一运动,而不是其形成——该固体可能先前已析出,也可能自始就已存在。

与上浮合起来,沉降说明了固体相对于液体的密度。

4.7.2.38 沸腾

液体沸腾:内部形成蒸汽泡并上升。这同时是蒸发与放气,因此该勾选项一并设定两者。

仅有上升的气泡还不算沸腾——它们也可能来自反应。只有与温度的关联才使之成为沸腾。

4.7.2.39 升华

固体不先变为液体便转入气相;常与其对应面一同出现,即新鲜晶体在较冷处的凝华沉积。

该词条也涵盖这一沉积——两个方向是同一现象,在烧瓶中本来也只能一并看到。

4.7.2.40 浑浊

溶液失去其透明度,而个别颗粒并不可辨。原因是最细微的悬浮固体颗粒或液滴。

若固体变得可见或沉降下来,析出与沉降是更确切、可补充的词条。

4.7.2.41 燃烧

材料燃烧并留下含碳残余。这个复合词条设定火焰形成与炭化,因为在记录中两种痕迹分别计数。

无烟无残余的火焰在此意义上不是燃烧——那时单有火焰形成便已足够。

4.7.2.42 蒸发

液体转入气相——可由下降的液面、物料上方的蒸汽或更高处的冷凝物辨认。

若有气泡从液体中升起,则另外适用复合词条沸腾;它一并设定蒸发与放气。

4.7.2.43 变稠

液体流动得比先前费力——可由搅拌器、倾倒时的表现或气泡的运动辨认。

若它黏稠到不再流动,便达到了凝固;界线是渐变的,属于备注。

4.7.2.44 变稀

液体流动得比先前轻易。通常背后是热,有时是长分子的断裂。

若固体根本上变为液体,熔化是更确切的词条。

4.7.2.45 炭化

有机材料分解为黑色的含碳残余。这是温度过高或有强脱水物质在起作用的明确信号。

若同时立着火焰,则复合词条燃烧更合适。

4.7.2.46 混合

先前分开的相变为单一均匀的相。分层的对应面,且常是加入某种介质的效果。

仅仅搅动而无持久的均匀并不是混合——搅拌器关停之后该状态必须保持。

4.7.2.47 爆燃

转化骤然进行,并在几分之一秒内释放其能量。该勾选项是一条安全提示,而不只是进程中的一个点。

时刻、物料量与装置状态务必属于备注——没有它们,该事件无法评估。

4.7.2.48 体积减小

物料占据的空间变小。混合两种液体时这是已知的效应:各自体积之和大于混合物。

若在此过程中有液体消失,蒸发或溶解是更确切的词条。

4.7.2.49 体积增大

物料占据的空间比先前更大——通过生成气体、通过固体溶胀或通过热膨胀。

在密闭容器中同一原因表现为压力上升;两个勾选项中哪一个合适,仅取决于结构形式。

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4.8 系统条件

4.8.1 观察的一般条件

本块收录进行该观察时所处的特殊框架条件:黑暗、屏蔽、干燥、惰性气氛。

某些反应对光、湿气、空气或电磁影响敏感。此处记录的是哪些干扰影响被有意排除——敏感合成的可重复性正系于这一点。

4.8.2 惰性气体气氛(▣)

勾选的复选框代表这样一个框架条件:该观察是在保护气氛下进行的,例如在 N₂ 或 Ar 之下,而该气体不一定必须是干燥的。

许多物质对空气或氧敏感,在空气中会氧化或着火;隔绝氧气与空气湿气正是使反应成为可能的前提。

4.8.3 避光(☀)

勾选的复选框代表这样一个框架条件:该观察是在避光条件下进行的。

对光敏感的物质在光下会分解或进入不期望的光化学反应;黑暗使物料保持稳定。

4.8.4 防护电磁污染(¬↯)

勾选的复选框代表这样一个框架条件:该观察是在没有电磁干扰场的情况下进行的。请注意,磁力搅拌器给体系带来的磁场明显强于地磁场,因此也算作轻度电磁污染。

凡进行敏感测量之处——电导率、微弱信号——场都会使其失真。电磁场此外还可能影响反应或晶体的形成。

4.8.5 干燥度(☂)

勾选的复选框代表这样一个框架条件:该观察是在隔绝湿气的条件下进行的。否则便会与实验室空气湿度发生相互作用。

许多试剂对水解敏感,会与水或空气湿气发生不期望的反应;对于对水敏感的合成,隔绝是必不可少的。

4.8.6 干燥剂(Tm)

若按复选框是在干燥条件下操作的,此处填写使用了哪种干燥剂。由此可以大致估计所达到的干燥程度。

各种干燥剂在强度与机理上差别显著:钠和锂以及 P₂O₅ 以化学方式起作用(很强);分子筛、硫酸钙和硅胶以吸附方式起作用(从超干到中等);氧化钙既化学又吸附。“?”表示未知的干燥剂,“其他”表示未列出的干燥剂。

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4.9 相的化学评估

4.9.1 解释性化学表征

本块收录对所观察各相的解释性化学表征,按主相以及(若存在)第二个次相分开。

湿含量、酸碱行为与物质类别决定反应行为,从而在表征期间或在框架条件改变期间补全对观察的评估。

4.9.2 主相

4.9.2.1 主相的化学方面

本块收录第一相即主相的化学方面:湿含量、布仑斯惕酸度与物质类别。

本质的物质转化通常发生在主相之中,因而正是它的化学环境使反应性可以估量。

4.9.2.2 主相的含水量(含水)

该选择评估主相的湿含量或含水量。

水在许多反应中作为反应伙伴、作为溶剂或作为干扰参与其中,并可能引起水解或使溶解度发生偏移。

4.9.2.3 主相的布仑斯惕酸度(质子性)

此处填写主相在布仑斯惕理论意义上的酸碱行为——给出或接受质子的能力。

酸度可以决定依赖质子的体系的反应途径、平衡与溶解度,也可以起催化剂或抑制剂的作用:该相究竟作为质子给体还是受体,正是其反应行为的解释所在。

4.9.2.4 主相的物质类别(类别)

此处填写主相的化学类别——HSAB 意义上的硬或软的酸或碱,或者惰性。这里涉及两种不同的酸碱概念:路易斯概念强调电子对受体/给体性质(多用于有机分子),而 HSAB 概念更看重电荷/半径比和极化率(多用于无机的、盐类物质)。

类别有助于估计哪些反应伙伴可能优先彼此反应,并促使人思考所记录时段内各物质可能的反应行为。

4.9.3 次相

4.9.3.1 第二相的化学方面

当体系为多相时,本块收录第二个相即次相的化学方面。

在相界上常有独立的反应进行,次相能够吸收或释放反应伙伴;缺了它,多相体系的图景便不完整。

4.9.3.2 第二相的含水量(含水)

该选择评估次相(第 2 相)的湿含量或含水量。

副相可以起水库或干燥剂的作用,从而使整个体系的水分平衡发生位移;该录入使两相之间的分配变得可读。

4.9.3.3 第二相的布仑斯惕酸度(质子性)

此处填写第二相在布仑斯惕理论意义上的酸碱行为。

在酸度不同的两相之间可能发生跨相界的质子或物质输运;该填写使这一梯度显现出来。与主相一样,次相的酸度也可以决定依赖质子的体系的反应途径、平衡与溶解度,或者起催化剂或抑制剂的作用。

4.9.3.4 第二相的物质类别(类别)

此处填写第二相的化学类别——硬或软的酸或碱,或者惰性。这里涉及两种不同的酸碱概念:路易斯概念强调电子对受体/给体性质(多用于有机分子),而 HSAB 概念更看重电荷/半径比和极化率(多用于无机的、盐类物质)。

从两相类别的相互作用中可以估量它们是否以及如何彼此反应。

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4.10 关于整个观察的说明(备注与文件)

本块末尾的这个折叠区收录面向整个观察的自由文本与文件——不是针对某一个字段,而是针对本块所记录的一切。

表单向来只捕捉被预期的内容,或作者认为最重要的内容。备注是留给未被想到之事或意外之事的位置:在测得值之外注意到了什么——一种气味、一抹突现的颜色、一声响动、一个动作。它始终附着在自己那一步上,而不至漂流成一张无人再能找到的散页。

此处可以附加文件,但不推荐。本表单不是文件存储系统:附件只保存在此浏览器的存储中,并且只随文件 ZIP 一起传递。光谱、照片和测量记录最好在真正的电子实验记录本中管理。设置此字段,是为了在没有其他存放之处时,能将一份记录与其步骤一起保存。

若遗漏了重要内容,请创建工单,以便在后续版本中改进。相应位置为: 错误页.

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5 物质进出

5.1 物质进出子表单概览

这个子表单记录物质的加入与取出(进料/出料),包括称取和化学计量系数。填写时适用时间顺序原则。最先出现在反应位置上的物质也最先列出。最先经分离操作离开反应混合物的物质同样最先列出。

它记录哪些物质以何种量、质量或体积进入或离开体系,以及它们在化学计量上如何相互关联——这是一切制备的物质基础。各字段的 i 链接会跳到本总览页中相应的详细说明。

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5.2 时间长度

5.2.1 物质转移的时间长度

这个块收录物质转移所延续的时间跨度:起点、终点,以及由二者算出或手工填入的跨度。跨度中缺少时间单位时,以分钟(min)作为单位。

称取、加入和取出是改变这批料组成的步骤。只有这样一个步骤与某个时刻之间的联系,才使先后次序可以重建,并说明哪次观察在一次加料之前、哪次在其后。为此有跨度的起点就够了;终点可以空着。

加料的速率属于操作规程:数秒之内倒进去的试剂,与同一试剂在一小时内滴加,反应是不同的——热的分布不同,局部的过量浓度或出现或不出现。只记下时刻的人,就丢掉了这个差别。

5.2.2 持续时间(定性)

此处填写的是作为惯用名称的持续时间,而非一对时间戳——“几分钟”“过夜”“若干天”。它与测得的时间跨度并列而存,而非取而代之:两者都有的人,两者都填。

每个术语都随身带着它以秒表示的替代值。这些数值是惯用说法的平均值,而不是界限——“过夜”按 18 小时解读,而不是按夜晚的确切长度。

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5.3 压力与温度

5.3.1 加料的温度与压力

本块收录加料的温度与压力条件。指的是加料容器中的状态:物质或 Mix 被加入时的温度,以及加料容器中的压力——而非它被加入的那批批料中的条件。

只填写与室温或标准压力不同之处——例如热水、用冰冷却的酸,或来自副支线的沸热溶液。从瓶中取出即为室温的物质无需填写;因此在物质进出子表单中,本块起初处于折叠状态。

5.3.2 平均值或下限(主)

此处填写该参数的主值——加料容器中起主导作用的温度或压力。若另外给出了区间限值,则此项填写便是区间的下界。

它是可据以将加料与操作规程相比较的参照点。

5.3.3 上限(区间限值)

此处填写主值旁区间的第二个界限。若操作规程写明“热水(70 至 90 °C)”,则 70 °C 为主值,90 °C 填在此处。

留空时,主值单独有效。若热的物质或 Mix 在缓慢加入的过程中冷却下来,唯有由两个数值构成的区间才能描述所发生的情况。

5.3.4 温度(T)

此处填写加料时的温度——物质或 Mix 在加料容器中的温度,而非批料的温度。仅在与室温不同时才填写。

加料时的温度决定溶解度、反应速率与晶体形成:趁热加入的饱和溶液在冷却时的结晶方式不同于冷时加入的饱和溶液。

5.3.5 压力(p)

此处填写物质或 Mix 加入时所处的加料容器中的压力。仅在与标准压力不同时才填写。

凡有气体参与、或物料从密闭装置中转出之处,压力会使平衡与沸点发生偏移,并且关乎安全。未填写时,默认为标准压力。

5.3.6 定性温度说明(定性 T.)

此处填写的是作为惯用名称的加料容器中的温度,而非测得值——“室温”“冰浴”“冒烟的油浴”。恰好选择一个术语;不作选择,该项便不进入记录。

每个术语都随身带着它约定俗成的开尔文数值——在标注的括号里,以及作为标记中的机器可读值。这样一来,即便未经精确测量的温度也获得了一个大致的说明。

5.3.7 定性压力说明(定性 p)

此处以惯用名称代表加料容器中大致的、未经测量的压力。诸如“水泵抽真空”“标准压力”“高真空”等术语可作为大致压力数值或压力数量级的同义表达。若不作选择,该项保持为空,并假定为标准压力(1013 hPa)。

各术语按数值排序,并以帕斯卡的科学记数法给出该值(1·10⁻¹ 至 1·10⁹ Pa)。跨越十个数量级时,一个共同的单位比在 kPa、MPa 与 GPa 之间来回切换更易阅读。

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5.4 接收器(反应混合物的接收容器)

这个勾选把该条目标记为接收容器:物质不是加进反应混合物的一份料,而是反应混合物被加入其中的容器内容物——预先置入的溶剂、一份淬灭液、冷凝器处冷却着的接收器。

它改变了整个块的读法。没有这个勾选,本条目的条件——搅拌、温度、气氛、干燥剂——描述的是被加入的物质。有了这个勾选,它们描述的是反应混合物,因为倒进去的正是它。同样的字段因而说的是另一回事,而区分这两种读法的只有这个勾选。

加料的方向决定局部的浓度关系:把有色液体加到预置的水中,与把水加到有色液体中,是两个不同的实验,尽管两条记录在其余方面读起来一样。接收容器这一面在通常的制备中不应出现;在少数情况下它对分离的描述有意义。

这个勾选不触及运算。物质的量、化学计量指数和经验系数的计算与任何其他条目完全相同;作为溶剂预置的物质通常带化学计量指数 0。

5.5 物质的加入与取出(进/出、转移)

这里记录一种物质是被加入反应体系还是从中取出,以及以何种形式(括号内为加入的符号与取出的符号):

  • 一次性、全部投入(+ / −),
  • 分成数份(++ / −−),
  • 小量、滴加或用药匙加(⊕ / ⊖),或者
  • 在一段时间内连续加入(⊕⊕ / ⊖⊖)。

反应的进程强烈依赖于加料方式:过快的加入会导致局部过热、副反应或失控,而分份或缓慢的加入则使放热保持在可控范围内。一次性投入在沉淀反应中还可能导致共沉淀。

加入与取出都带符号记录下来,使整批料的物料衡算保持可追溯——连同哪一组分在哪个时刻位于容器中。

5.6 加入时的聚集态

这个选择框说明物质在转移那一刻的聚集状态。可以设想的相态例如晶态、固态、胶体、液态、水溶液、溶解态、超临界,或者气态。

状态影响反应速率、混合和操作。细分散的固体与致密晶体的反应不同,溶解的组分立刻分布开来,气体则要求压力与密封控制。粉尘或气体危险也由此判断。

5.7 物质的简称

这里记录简称——一个自由选定的简短名称,物质在整份过程记录中都以它被辨认。

同一种物质、同一种混合物或同一个级分,可以在多个步骤中被加入、取出、观察或转化。没有一贯的名称,一个组分穿过这批料的路径几乎无法追随;简称把零散的块串成一段连贯的物质故事。

长度是建议,不是限制:15 个字符以内的名称在记录中最好读,超过 30 个字符字段会提示——但您的输入在任何情况下都会保留。什么都不会被截断,什么也不会被拒绝。

5.8 化学计量系数(化学计量)

这里记录化学计量系数——物质在配平的反应方程式中出现时所带的数字,也就是它相对于其他反应伙伴所用的摩尔比。

由它得出理论产率和限量反应伙伴。知道摩尔比的人可以判断某一组分是否处于不足,因而封顶了最大产物量;称取的份量于是可以选得尽量守住预定的比例,以免浪费昂贵或危险的试剂——为了环境,也为了自己的成本。

5.9 经验系数(经验系数,相对比例)

这里记录经验系数——以纯化学计量为尺度衡量的、实际使用的相对比例。它说明一种试剂是以过量还是以不足投入的。

实践中人们有意偏离理想系数:便宜或易分离的试剂过量,可以把平衡推向产物一侧,或迫使贵重反应物完全转化。这个系数正是让理论设想与真实配方之间的差别显现出来的东西,也连带说明为何得到某一产率。小于 1 的经验系数正是催化剂或抑制剂所应有的。远大于 1 的经验系数则是例如溶剂所应有的,溶剂往往还要吸收反应热。

以什么为基准来衡量,由要作为基准的物质条目中的 ✩ 经验?复选框决定:该条目的物质的量便是 1,其余每个因子都说明配料中该物质是它的多少倍或几分之一。未勾选时,表单取所有加入物中最小的转化量 — 这是一个好的估计,却不是一个陈述,而且任何一处的量一变它就跟着移动。基准(勾选的,或由表单选出的)在其齿轮旁带 ★;没有以 mol 计的量的物质在该处改带 ✪。若有两个块主张基准,两者都带 ★,并且完全不计算因子:两个基准就是两把尺子,用两把尺子量出的表比没有数字的表更糟。

5.10 搅拌条件

这个字段记录物质进料/出料期间的搅拌强度,采用从-- 僵硬经未定义到** 混沌搅拌/揉捏的固定分级。

可以选择性地补充一个计量数值(数字+单位)作为附加信息;缺少单位会被提示。

5.11 搅拌器类型

此处填写使用了哪种搅拌工具:磁力搅拌器、KPG 搅拌器(KPG = 芯拉精密玻璃器具;带刚性桨叶的驱动玻璃轴)或混合喷嘴。

这三者不只在力度上有别,还在它们产生的运动方式上有别。磁力搅拌子驱动的是容器底部附近的液体,在黏稠或负载重的混合物中会卡死;KPG 搅拌器能触及整个体积并耐受悬浮液;混合喷嘴以射流而非旋转部件来混合,并可借此引入一种气体或第二种液体。在物质进料时,工具决定一份料被接纳的快慢:落入未搅拌区域的固体可能结成团块,随后要溶解数小时,而事后记下的反应时间属于那个团块,而不属于化学。

✋ 手工混合指不借助搅拌驱动、用手完成混合。可以是旋摇锥形瓶、用玻璃棒或刮勺搅拌、在研钵中研磨,或使用手动搅拌器。旁边的规格说明写明用的是哪一种。

不属于此处的内容:搅拌得有多强。那是强度标度及其旁边的填写项的事。

5.12 搅拌器规格

这个自由文本字段收录物质进料或出料时确切的搅拌工具:型号、转速以及搅拌元件的几何形状——例如“Rühry KYB 7X,200 rpm,烫发卷”。

本字段有意设为自由文本。把世上每一台设备都列举一遍既没有尽头,一年之内也会过时;而使一次实验可重复的唯一要素——这台设备、这个转速、这个搅拌元件——一行就写得下。

即使数字看上去毫不起眼,转速也值得记下。上面的标度写着“强烈搅拌”,但同一措辞既涵盖 200 rpm 也涵盖 900 rpm,而二者之间正是悬浮液与被溅得到处都是的烧瓶之别。

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5.13 物质履历

5.13.1 物质的来源与后续使用

此区块将物质的加入或取出与另一个实验相关联。它只有一行:关联方向、该实验的内部名称和版本。

这样就能追溯自制物质来自何处,以及产物或分离出的馏分接下来去向何处——而不必用另一个实验的步骤拉长过程记录。

提示:最好事先为后续实验约定一个良好且统一的命名规则,例如项目代号、物质和流水号(HM-Zincate-01)。这样在撰写过程记录时,就能提前写明将继续处理该物质的未来实验的名称。

5.13.2 关联方向

该选项表示关联的方向:

  • ⟶ — 后续加工的下一个实验:物质从本实验转入另一个实验。
  • ⟵ — 制备该物质的上一个实验:物质是在另一个实验中制得的。
  • ● — 直接从生产商采购(默认):物质是购买的。

选择 ⟶ 和 ⟵ 时,图示显示一个箭头,箭杆将其两行分隔开;箭头指向右(下一个)或左(上一个)。选择 ● 时没有箭头。

5.13.3 实验名称

此处填写上一个或下一个实验在本实验室中使用的内部名称,例如其过程记录的标题。

选择 ●(直接采购)时,如有相关信息,可在此改填生产商。

统一的命名规则使后续实验的名称在开始之前就可以预知。

5.13.4 实验版本

此处填写旁边所列实验的内部版本号,例如该实验进行过不止一次时。

选择 ●(直接采购)时,如有,可在此改填生产商的批号。

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5.14 安全

5.14.1 安全信息(GHS)

这个块收录一种物质的安全相关信息:CAS 号、一幅图像表示,以及全球统一制度(GHS)的危险性说明和防范说明。

所用的物质可能带来健康、火灾或环境危险。这里所记的内容为防护装备、贮存和处置提供了理由——它也是人在接触物质之前而非之后所读的东西。

5.14.2 CAS 号(CAS 号)

这里记录 CAS 号——一个全球唯一的数字键,它无可混淆地为每一种化学物质命名。

俗名和商品名常常含混,但同一种物质始终带同一个 CAS 号。通过它,安全数据表、物理数据和文献引用可以毫无疑问地归到正确的物质上,也不会出现会导致错误反应或低估危险的混淆。

5.14.3 EC 号(EC 号)

这里记录 EC 号——CAS 号的欧洲对应物,形如 2xx-xxx-x 的七位数字键,物质以它登载于 EINECS、ELINCS 或 NLP 名录。

欧洲法律是用它写的。CLP 法规附件 VI、候选清单以及每一份 ECHA 卷宗,都以物质的 EC 号而非 CAS 号来称呼它——想查是否存在协调分类的人,从这里开始。

一种物质可以只有其中一个号而没有另一个:较新的物质没有 EINECS 条目,而像石油醚这样的沸程则两个都没有。空着的字段因此本身就是一项陈述,而不是一处缺漏。

5.14.4 REACH 注册号(REACH 号)

REACH 注册号位于安全数据表的第 1.1 节,形如 01-2119471330-49-XXXX。

与 CAS 号和 EC 号不同,它不属于物质,而属于注册人:最后四位标明具体的公司。同一种物质来自两家供应商的两个瓶子因而带两个不同的号,而从第三个瓶子上抄来的号即使看着对也是错的。

因此没有任何随附的物质模板会填这个字段。它要从真正握在手里的那个容器的数据表上读取——而正是这一读取,使一份记录可以追溯到某个供应商和某个批号。

5.14.5 物质的图示(图像)

这个字段记录物质的图像表示,例如一幅结构式或一种特征外观。

视觉表示很有价值,因为它比单纯的名称更快让物质变得可把握,也便于在记录中辨认。结构式还能让反应性基团一目了然。

图像由此有助于对反应的理解:眼前有结构的人,更容易估计可能的反应位点、极性和相互作用。

5.14.6 防范措施(P,P 语句)

这里记录 P 短语——GHS 的防范说明。它们描述处理危险物质时的预防与防护措施:手套、在通风橱中操作、关于贮存和处置的提示。

它们具体说明一种物质带来的危险在实践中如何加以控制。记入记录后,所设想的防护策略事后仍可读出。

5.14.7 危险性说明(H/EUH,H 语句)

这里记录 H 短语——GHS 的危险性说明。它们说出一种物质带来的危险的种类与严重程度:易燃性、腐蚀作用、毒性、环境危害。

它们是一切危险评估的基础:只有从已知的危险出发才能推出合理的防护措施,因此它们属于第一次操作之前的记录,而不是之后。

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5.15 输入/输出

5.15.1 称样量与物质的量

这个块收录一种物质的定量称取——质量、体积、密度和物质的量——并把这些量用运算连起来。

只有在量已知时,化学计量比才守得住,产率才算得出。这个块是可称量的现实与摩尔运算之间的桥梁:由称得的质量或测得的体积,密度和摩尔质量给出所用的物质的量,以摩尔计。

5.15.2 质量(m [g])

这里记录物质的称取量,以克或毫克计。表单由它和摩尔质量算出以摩尔计的物质的量;没有它,摩尔数就空着。

这里不该填的:从未上过天平的量。测得的体积有旁边的字段,没有数字的说法(“一刀尖”)有下面的模糊量。

5.15.3 体积(V [ml])

这里记录所用份料的体积,以毫升计——液体和气体的实用尺度。

与密度相配,体积给出相应的质量,并由此给出物质的量,使按体积的计量保持与化学计量运算的联系。

这里不该填的:一次称取。那有旁边的质量字段,而没有数字的量则有下面的模糊量。

5.15.4 密度(ρ [g/ml])

这里记录密度——单位体积的质量,物质的质量与体积之间的纽带。

只有通过密度,按体积计量的试剂才能换成质量,进而换成物质的量。它也承担合理性检查:所测的体积是否与预期的质量相符。

5.15.5 物质的量(摩尔)

这里记录以摩尔计的物质的量——有多少个粒子、原子、分子或式量单位进入其中。它由质量和摩尔质量算出。

化学反应按固定的粒子比例进行,所以物质的量是化学计量的核心量:只有通过它,两个反应伙伴才谈得上比较,也只有由它才得出限量试剂、过量和理论产率。

5.15.6 估计的最大物质的量

此处填写以摩尔为单位的物质的量估计上限。它是量值计算的最后一站:只有当质量与摩尔质量、体积、密度与浓度都得不出数值时,这个值才被采用为该模块的物质的量。它绝不会取代已测得的数值——估计值只等待没有任何测量的情形。

它是为没有分子式的样品准备的:土壤、颜料、一小块组织。没有物质的量,这样的模块就脱离了化学计量,也脱离了经验因子——而正是这个因子用来比较各次投料。只要仍能被识别为估计值,一个有依据的上限就胜过完全没有数据。

如何估计。需要样品质量、所关注元素(或所假定的式量单位)的预期质量分数及其摩尔质量:

n ≈ m · w / M

示例:2.0 g 土壤样品,硅含量估计为 25 %,M(Si) = 28.09 g/mol → n ≈ 2.0 g · 0.25 / 28.09 g/mol ≈ 0.018 mol。若要得到上限,则代入预期分数的上端。

以下范围是供参考的经验值,并非标准值,也不能代替任何分析。

按物质类别预期的典型元素含量
物质类别典型主要元素大致可预期的质量分数
有机化合物C、H、O、N、S、卤素C 约 20–90 %,H 约 1–15 %,O 约 0–60 %
蛋白质C、H、O、N、SC 约 45–55 %,H 约 6–8 %,N 约 12–18 %,O 约 20–25 %
碳水化合物C、H、OC 约 35–45 %,H 约 5–8 %,O 约 45–55 %
脂肪与油C、H、OC 多为 70–80 %,H 10–15 %,O 5–15 %
硅酸盐与玻璃Si、O、Al、Ca、Na、KO 常为 30–55 %,Si 约 10–45 %,其余元素各自从痕量到几十个百分点
金属与合金Fe、Al、Cu、Zn、Ni、Cr 等主元素常为 50–99 %,合金元素约 0.01–30 %
土壤与岩石样品O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、KO 与 Si 通常占主导(地壳约 46 % O、28 % Si);微量元素常在 mg/kg 到百分数之间
环境与生物样品C、H、O、N、S、P、金属主要元素多在百分数量级;金属常在 µg/kg 到 mg/kg 之间
有机样品经典元素分析中的常见范围
元素常见范围
碳,C约 20–90 质量%
氢,H约 1–15 质量%
氧,O约 0–60 质量%
氮,N0–30 质量%
硫,S0–10 质量%,特殊物质中更高
卤素常为 0–50 质量%,视化合物而定
磷,P多为 0–10 质量%
金属从痕量到接近 100 质量%

用于初步的合理性检查:

  • C、H、N 与 S 同时出现——有机物常规的 CHNS 元素分析。
  • 氧含量很高——可能是氧化物、矿物、碳水化合物或强氧化的物质。
  • 卤素含量高——氯代、溴代或氟代化合物的典型特征。
  • 金属含量超过 50 %——多半是金属、矿物或有机金属样品。
  • 元素低于约 0.01 %——更像痕量分析而非经典元素分析。

重要提示:质量分数不能由原子质量推出。氢原子极轻,但在水中仍只占约 11.2 质量%,氧约占 88.8 质量%。因此可靠的估计至少需要物质类别或一个假定的分子式。

来源:BIPM《国际单位制手册》— 摩尔的定义 · CIAAW — 元素的标准原子量 · NIST Chemistry WebBook — 分子式与摩尔质量 · FAO, Food energy: methods of analysis and conversion factors,第 2 章 — 蛋白质的氮含量(系数 6.25)

5.15.7 目标量

此行记录加料应达到的量:或是质量(“补至50 g”),或是体积(“将容量瓶定容至100 ml刻度线”)。它描述的是一个目标,而不是实测的份量。

因此这两个字段都只具有指示的性质。表单不会由它们计算出物质的量,加入的溶剂量也无法由此推出。若该量已经测得或估计,它仍应填入上面的 m [g] 和 V [ml] 字段。

此程序确实允许得出浓度:已知的物质的量定容至已知的最终体积,即得 c = n / V目标。

5.15.8 目标质量(max m [g])

此处记录加料应达到的质量——例如在天平上“用水补至50.0 g”。指的是加料结束时容器内容物的质量,而不是所加物质本身的质量。

此字段只具有指示的性质:它不参与量的计算,加入的溶剂量也无法由此算出。知道该量的人应将其填入 m [g]。

不过由此仍可给出浓度:溶质的物质的量除以目标质量,得到每单位溶液质量的含量(每千克溶液的摩尔数——不要与只以溶剂为基准的质量摩尔浓度相混淆)。

5.15.9 目标体积(max V [ml])

此处记录加料应达到的体积——典型情形是“将容量瓶定容至刻度线”。指的是溶液的最终体积,而不是所加物质本身的体积。

此字段只具有指示的性质:它不参与量的计算,加入的溶剂量也无法由此算出。定容至刻度线所需的量少于目标体积,因为溶质本身占据体积,且混合时体积并不简单相加。测得所加量的人应将其填入 V [ml]。

而浓度则可以直接得出:c = n / V目标。示例:氯化钠 0.500 g(8.56 mmol)定容至 100 ml,得 85.6 mmol/l。标准溶液与样品溶液正是这样配制的。

5.15.10 混合物(mix,非纯物质)

这个勾选把物质标记为混合物、非纯物质。

对混合物而言,摩尔质量无法由分子式推出。物质的量因此改从体积摩尔浓度或质量摩尔浓度取得,由分子式得来的摩尔质量则被抑制。当一种不纯的中间体——例如以简称引入的一份配好的溶液——进入这批料时,这样才能使相对经验系数保持正确。

5.15.11 物质的量浓度(c [mol/l])

这里记录以 mol/l 计的体积摩尔浓度——每升溶液所含的物质的量。

与填入的体积相配,它直接给出物质的量,体积摩尔浓度 × 体积,用不着任何摩尔质量。这正是非纯物质或混合物所需要的,也使引入级分的相对经验系数保持正确。

5.15.12 质量摩尔浓度(č [mol/kg])

这里记录以 mol/kg 计的质量摩尔浓度——每千克溶液所含的物质的量。

与填入的质量相配,它直接给出物质的量,质量摩尔浓度 × 质量,用不着任何摩尔质量。它是体积摩尔浓度的以质量为基础的替代方案,用于只知质量而不知体积的情形。

5.15.13 溶剂的物质的量(溶剂摩尔数)

这里记录溶剂的物质的量——不是所称物质的量。它是算出来的,从不由人键入,并在称取带有浓度时随即出现。

有两条路通向它,而它们在所需条件上有别:

  • 质量摩尔浓度[mol/kg]是按每千克溶剂定义的。溶剂的质量因此单由溶质的量就得出,不需要密度。
  • 体积摩尔浓度[mol/l]是按每升溶液定义的。要从溶液的体积推到溶剂的质量,就需要密度——而且还得把溶质的质量再扣掉。

溶剂是介质的一种反应物:它决定溶解度、热容,并在水解或溶剂解中决定推动反应的过量。想评判一批料的人,必须能读出多少溶剂对着多少物质。

在密度缺失之处,字段旁的 ? 标记说明这个数字依据的是一个替代值。

5.15.14 溶剂用量的估计标记

这个标记表明旁边的溶剂量所依据的是替代密度而非实测密度。它由计算置上,不能手工置上——对一次计算发表意见毫无价值。

只要在密度字段没有可用数值的情况下仍能定出溶剂量,它就会被置上。计算这时用 1 g/ml,即室温下水的密度,这对水溶液是对的,对别的一切只是大致对。

这个标记是条目中诚实的那一部分:没有它的数字是由实测数据推出的,带它的数字是一个数量级。重复这批料的人知道自己读的是两者中的哪一个。

5.15.15 溶剂的经验系数(溶剂经验因子)

溶剂的经验系数是它在这批料中的相对份额,以与物质本身的系数相同的参照转化量为尺度:所有加料中物质的量与化学计量系数之商的最小者。

溶剂以化学计量系数 0 进入这一比较。这有两个后果,而且两者都是有意为之:

  • 它不参与参照量的确定——不属于反应方程式的物质,不该决定哪个组分是限量组分。
  • 而在计算它自己的商时,这个 0 仍按 1 计,好让相对份额根本上能够给出。

这就是“参与这批料,不参与反应”的形式化读法。对一次制备而言,这个数字回答了每份实验报告都会提出的问题:反应是在何种稀释度下进行的?系数 40 说明溶剂相对限量组分处于四十倍过量。

5.15.16 该份的大致用量(大致用量)

这个单选列表用于操作规程没有为某一份料给出确切数字的情形——“一烧杯水”“一刀尖催化剂”“至饱和”。人们从所列词语中选一个,而不去编造一个数字。

每个词语都带一个存好的平均量和一个容差;计算由此推出物质的量,使这批料仍可比较。这个数字是一个数量级,并被如此标出。

这里不该填的:一次称取。质量、体积和浓度各有自己的字段;这个列表是当这三者都无法如实填写时所剩下的东西。

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5.16 分子层面

5.16.1 分子数据

这个块收录一个分子的物质身份特征:分子式、摩尔质量和系统 IUPAC 名称。

它们在化学上确定这种物质,同时提供运算所需的量:由分子式得出摩尔质量,而 IUPAC 名称使物质得以无可混淆地被称呼。

5.16.2 分子式(∑(C1H4))

这里记录分子式——分子由哪些元素、各以多少数目构成。

由它算出摩尔质量,它也给出关于组成和反应性的初步线索。没有它,就无法从称得的质量推出任何物质的量。

5.16.3 结构式图片

分子式说的是分子由什么构成——从不说它如何搭建。两个异构体共用一个分子式,只写下分子式的人,把二者之间的取舍留给了后来的读者。

因此此处所填的是指向结构式图片的一个链接,而不是上传的文件。图片通常早已存在——在 PubChem、在维基共享资源、在课题组自己的绘图里——而在每份记录中各存一份副本,只会让同一个文件被反复复制。若没有可用链接,本块末尾的备注折叠区可以接收上传的文件。

这一取舍的代价明明白白写在字段里:链接会失效。它曾展示的内容无法从记录中复原。作为交换,来源仍显示在地址中,也不会产生一份许可状况不明的第二副本。

本字段只接受以浏览器可显示的图片格式结尾的地址——svg、png、apng、webp、avif、gif、jpg、jpeg、jfif、bmp、tif、tiff、heic、heif。指向 PDF 或落地页的链接在键入时即被拦下,而不是两年后由读者发现。

5.16.4 摩尔质量(M [g/mol])

这里记录摩尔质量——一摩尔物质的质量,通常以克每摩尔计。

它把质量与物质的量互相换算:称得的质量除以摩尔质量,就成为以摩尔计的物质的量。产率计算和物料衡算都建立在它之上。

5.16.5 溶剂的分子式(溶剂 ∑(C1H4))

这里记录溶剂的分子式——有意设为独立的字段,与物质的分子式并列。输入由解析上面那个分子式的同一个解析器读取,并在旁边的字段给出摩尔质量;由那个摩尔质量得出溶剂的量。

H2O 按钮一键填入实验台上最常用的溶剂。当两个字段已经有内容时它会先询问,因为已经填入的溶剂是有意填入的。

这里不该填的:所称物质的分子式。一份溶液有两个摩尔质量,把它们弄混是这个块的经典错误——上面一行描述称了什么,这一行描述它被溶在什么里。

5.16.6 溶剂的摩尔质量(溶剂 M [g/mol])

这里记录溶剂的摩尔质量,以 g/mol 计。它由旁边的分子式填出,手工输入的数值则保留——溶剂混合物、氘代溶剂或工业级品的摩尔质量是任何分子式都给不出的。水的数值为 18.02 g/mol;H2O 按钮会同时设定分子式与质量。

它是溶剂计算的除数:溶剂的质量除以这个摩尔质量,得到溶剂的量。没有它,那个量就空着,无论浓度填得多么完整。

5.16.7 IUPAC 名称

这里记录 IUPAC 名称——按国际规则构成的物质系统名称。

它无歧义且与语言无关地描述一种物质,而俗名往往含混或因地区而异;由系统名称可以直接推出结构。

5.16.8 InChI - IUPAC 国际化学标识符

这里记录 InChI——IUPAC 名称的机器可读孪生兄弟,形如 InChI=1S/C3H6O/c1-3(2)4/h1-2H3 的字符串,它描述结构本身:骨架、氢的位置、电荷、同位素和立体化学,各占一层。

它是算出来的,不是分配的。两个人输入同样的结构,不必问任何人就会得到同样的 InChI,正是这一点使记录可跨数据库边界检索和比较。俗名做不到这一点,而 CAS 号只对拥有登记册的一方做得到。

这里不该填的:InChIKey。这个键是 InChI 的散列——更短,但无法反读回结构。

5.16.9 SMILES

SMILES 是同一结构的第三种记法——也是人仍会亲手键入的唯一一种。上方的 InChI 无歧义却不可读;IUPAC 名可读却冗长。SMILES 居于两者之间:CC(=O)C 就是丙酮,而且看得出来。

在实践中要紧的是,每一款结构绘图程序都能读写 SMILES。把这一行粘进绘图程序,结构就出现在屏幕上;从程序里复制出来,它就进了记录。

本字段接受多行,因为环系丰富的结构会超出一行的宽度。被截断的 SMILES 不是更短的结构,而是另一个结构。

此处不作任何检查。SMILES 解析器属于化学程序库,而不属于记录表单;本字段保存所输入的内容并原样传递。与 InChI 不同,SMILES 并非规范式——同一分子可以有多种写法,两行不同的字符也可能指同一种物质。

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5.17 辅助物质

5.17.1 物质条目的归类

本区块对物质的加入或移出进行归类:记录该物质在实验中的作用——辅助物质、溶剂、催化剂、抑制剂或指示剂——并通过名称将其与某次分离关联。

辅助物质——沉淀剂、络合剂、增溶剂——不属于目标产物,必须记录并在日后重新去除。名称正是说明哪一种加入的物质服务于哪一次分离的东西。

5.17.2 实验中的作用

选择项 ⊕! 描述该物质条目在实验过程中的作用:

  • ⚙ 辅助物质 — 用于分离操作(洗涤、萃取、冲洗),自身不参与反应。一旦填写了分离名称且尚未选择作用,就会自动选中。若该条目紧随某次分离之后,其图示会缩进到该分离之下。
  • 💧 溶剂 — 容纳反应物,自身不发生转化。
  • ⏩ 催化剂 — 加快反应,结束时保持不变。
  • ⏸ 抑制剂 — 减缓或抑制反应,例如作为稳定剂。
  • ⚐ 指示剂 — 显示某种状态,例如滴定终点。
  • 🚿 冲洗液 — 将物质或混合物的残余从容器中冲出,使其完全转移,自身不参与反应。若该条目紧跟在另一物质条目之后,或紧跟在含 Mix 条目的分支结束之后,其图示会缩进显示在其下方。
  • 空白(未确定) — 默认值:作用可从记录中看出,或该物质是起始原料或产物。

该标记将工艺辅助剂与真正的目标物质区分开,从而可以看出哪种物质可能作为可除去的杂质残留,以及操作需要哪种额外试剂。只有 ⚙ 会使图示缩进;其他作用由协议写明。

5.17.3 分离名称(Tn)

这里记录辅助物质所服务的分离步骤的标识符(“T-3”,子表单“分离”的快速帮助)。填入一个值——至少一个非空白字符——即激活辅助物质勾选。

该字段会提示进程记录中已有的全部分离步骤的标识符——按记录的顺序排列,每个都附有方法。仍可自由输入,例如用于稍后才插入的步骤。

标识符把加入的辅助剂与它所属的分离步骤连起来,因而也记录了那些不服务于目标的相的后续处理。

5.17.4 重复次数(重复)

此处填写:为重复分离步骤,此物质条目的总量被分成多少份——例如每次 1 ml、洗涤两次:量 2 ml,重复 2。

该字段只描述拆分。量字段(质量、体积、以 mol 计的量)始终填写所有分步骤的总量,而不是每份的量;物质的量和经验因子均按总量计算。默认值为 1,即不拆分。

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5.18 物质转移的条件

5.18.1 物质转移的框架条件

这个折叠区收录物质加入或取出时所处的边界条件:与实验室大气的隔绝、避光、无电磁干扰、干燥状态以及所用的干燥剂。

一批料在转移的那一刻最为脆弱:容器敞开,物质与空气、光和湿气相遇。在惰性气体下准备好的东西,可能因一次疏忽的加入而毁掉。

转移的条件与观察和改变分开记录。一批在暗处处理却在日光下称量的料,只有这样才能区分开来。

5.18.2 与大气隔绝(▣)

这里记录加入或取出是与实验室大气隔绝进行的——在惰性气体下、在手套箱中或在施伦克管线上。

凡是物质会与氧气或空气湿度反应的场合都适用:金属有机物、低价金属化合物、许多催化剂。转移正是惰性气体操作最常失手的一步,所以该条目说明这一批料在那里也没有见到空气。

5.18.3 黑暗环境(☀)

这里记录物质是在避光条件下加入或取出的。

光敏物质——银盐、许多染料、过氧化物、光不稳定的中间体——在日光下几分钟内即分解;该条目说明容器敞开期间没有造成光化学损害。

5.18.4 无电磁污染与磁性(¬↯)

这里记录转移是在没有电磁场的情况下进行的——没有搅拌电机的杂散场,没有磁体,附近没有高频源。

它在顺磁性或铁磁性颗粒、在自由基中间体,以及在磁力搅拌子会带走固体的一切场合都要紧。这种影响不留下可见的痕迹,否则人们只会到化学里去找原因。

5.18.5 已干燥的组分与材料(☂)

这里记录物质以及所用容器在转移之前都已干燥。

残余水会水解试剂、淬灭金属有机化合物,并在不知不觉中改变化学计量——一支潮湿的药匙就足够了。该条目把干燥状态锁定在转移的那一刻,而不是工作中更早的某个时点。

5.18.6 干燥剂(Tm)

这里记录物质或溶剂在转移之前所存放其上的干燥剂。

干燥剂是干到什么程度才算干的唯一尺度:分子筛和金属钠能达到硅胶永远达不到的残余含水量。它把“干燥”这一勾选变成一个可比较的数值,使重复实验能够选择同样的干燥程度,而不必猜测。

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5.19 关于整个物质转移的说明(备注与文件)

块末的这个折叠区收录针对整个物质转移的自由文本和文件——不是针对某一个字段,而是针对这个块所记录的一切。

表单永远只能捕捉预期之内的东西,或者其编写者认为最重要的东西。备注是留给未曾考虑到的事,或留给意外的地方:一种物质在加入时如何表现,一次称量为何重做,用了哪个容器。它留在自己的步骤旁,而不是漂到一张日后谁也找不到的单独便条上。

此处可以附加文件,但不推荐。本表单不是文件存储系统:附件只保存在此浏览器的存储中,并且只随文件 ZIP 一起传递。光谱、照片和测量记录最好在真正的电子实验记录本中管理。设置此字段,是为了在没有其他存放之处时,能将一份记录与其步骤一起保存。

若遗漏了重要内容,请创建工单,以便在后续版本中改进。相应位置为: 错误页.

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6 系统变化

6.1 概览:变化

本子表单描述反应空间中由实验引起的改变。它描述一个状态被改变的方式(改变的形式)。本表单是在描述状态与描述状态变化之间的一个折中。

与分离不同,此处不回收任何级分;而是把反应空间中混合物的强度量与广延量加以转换(例如通过加热、压力、反应)。各字段的 i 链接跳转到本信息页上相应的详细说明。

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6.2 进程形式

6.2.1 变化的进程形式

本块收录一个反应条件被有意改变时所遵循的时间进程形式:恒定、线性、S 形、早阶跃或晚阶跃、峰形或矩形轮廓。

要紧的往往不是终值,而是通往终值的路径:缓慢的线性升温斜坡通向的地方,与骤然的跳变并不相同。进程形式就是该条件的调控轮廓。

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6.3 时间长度

6.3.1 变化的时间长度

本块收录一次改变所延续的时间跨度:起点、终点,以及由二者算出或手工填入的跨度。若跨度中缺少时间单位,则假定以分钟(min)为单位。

改变的速度决定成败:过快的加热或冷却可能引起副反应、应力裂纹或转化不完全。时间跨度与进程形式合在一起,完整地描述了调控。

持续时间与设定值合在一起,确定了变化速率。同样的温度改变在十分钟内完成还是在两小时内完成,可能给出完全不同的产物。

6.3.2 持续时间(定性)

此处填写的是作为惯用名称的持续时间,而非一对时间戳——“几分钟”“过夜”“若干天”。它与测得的时间跨度并列而存,而非取而代之:两者都有的人,两者都填。

每个术语都随身带着它以秒表示的替代值。这些数值是惯用说法的平均值,而不是界限——“过夜”按 18 小时解读,而不是按夜晚的确切长度。

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6.4 系统相

6.4.1 已改变的相

本区块描述反应体系中物质的相,而且描述两次:主描述变化开始时的相态状况,附加描述变化应达到的相结构终点。

多数情况下,反应空间中物质的相行为保持不变;这时只需“主”,“附加”保持折叠且为空。若变化以相变为目标——熔化、蒸发浓缩、结晶析出——,则由“附加”描述所追求的状态。连续发生的多次相变,最好分成多个段落来描述。

6.4.2 开始时的相态状况(主)

主描述变化开始时的相态状况:黏度、相、第二相以及两相的化学性质。

若变化过程中相结构保持不变,这就是本区块唯一的相态说明。

6.4.3 相结构的终点(附加)

附加以与“主”相同的字段,描述变化过程中相结构应达到的终点。它与“主”一起描述一次相变,例如熔化时的固 → 液。

该折叠区默认关闭。若保持为空,则视为相结构未变。

6.4.4 该相的聚集态(相)

该选择框说明反应容器中(主)相的当前聚集态。例如可以是固态、液态、气态、水相,或者也可以是已溶解的。

许多改变正是瞄准一次相变:固体的熔化、溶液的蒸发。该录入记录下描述所出发的那个状态。

6.4.5 该相的黏度(黏度)

该选择框说明反应容器中(主)相或混合物的大致黏度。黏度指混合物的稠度或流动性,也就是一种物质能被多容易地搅入混合物中。

通过稀释或加热有意改变黏度,会改善或恶化传质与可混性,并决定该相还能如何继续处理。

6.4.6 次相的聚集态(第 2 相)

此字段描述变化开始时反应体系中物质的第二(次要)相;终点由“附加”下的同一选项描述。其他相(反应混合物中的晶体)如有,应在备注中列出。

这样做有用,因为已改变的体系可能由不止一个相组成。为便于系统化,区分出一个主相和一个副相;更多的相不予列举,即使——例如在不同晶体之间——可能还存在别的相。

6.4.7 终点的聚集态(相)

此处填写变化结束时应达到的(主)相的聚集态。选项与“主”下相同。

6.4.8 终点的黏度(黏度)

此处填写变化结束时(主)相或混合物应达到的黏度——例如增稠后的“黏稠”。

6.4.9 终点次要相的聚集态(第 2 相)

此处填写变化结束时第二(次要)相的聚集态——例如在液态主相旁析出的晶体。没有第二相时,其化学性质保持锁定。

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6.5 压力与温度

6.5.1 温度与压力

本块收录该改变的目标温度与压力数值。

二者都属于最常被、也最有意被改变的反应条件,并直接调控速率、平衡与聚集态。作为设定值,它们是衡量可重复的过程调控的标尺。

6.5.2 起始值或基准值(主)

若主值单独出现,它表示改变期间在反应体系中占主导的数值。它此时是首要的设定值。若也填写了附加值,则描述的是一个区间,它或给出终值,或在峰值/矩形类型下给出峰值。

若在峰值型改变中附加值为 195 K 而主值为 293 K,则底物很可能是用干冰作了短暂冷却。凡未填写之处,均假定为室温(20–25 °C)与标准压力(1013 hPa)。

6.5.3 终值/峰值(附加)

若此字段留空,则主值描述改变期间体系中的条件。这主要适用于压力。若也填写了附加值,则描述的是一个区间,它或给出终值,或在峰值/矩形类型下给出峰值。

若在线性改变中附加值为 373 K 而主值为 293 K,则底物很可能是在水浴中被缓慢加热到水的沸腾温度。

6.5.4 温度(T)

温度填入旁边两个字段。若未给出数值,则假定为 20 至 25 °C 之间的室温。若只给出主值,它描述改变期间的温度。若主值与附加值同时给出,则附加值给出峰值温度或终温度,主值给出起始温度或基准温度。

温度强烈影响反应速率并使平衡发生位移;有意加热或冷却是反应调控最有效的手段之一,而设定值正是使其可重复的东西。

6.5.5 压力(p)

压力填入旁边两个字段。若未给出数值,则假定为 1013 hPa 的标准压力。若只给出主值,它描述改变期间的压力。若主值与附加值同时给出,则附加值给出峰值压力或终压力,主值给出起始压力或基准压力。

在有气体参与的反应中,压力会使气相平衡、沸点和溶解度发生位移,并且关乎安全。设定值使这样的改变可控,事后也可评估。

6.5.6 温度(Qual. T.,定性)

此处填写的是作为惯用名称的温度,而非测得值——“室温”“冰浴”“冒烟的油浴”。恰好选择一个术语;不作选择,该项便不进入记录。定性数值始终居于第二位,并被主值中的明确填写所覆盖。

每个术语都随身带着它以开尔文表示的约定值——写在标签的括号里,并作为机器可读的数值写在标记中。一个从未被测量过的温度,由此仍是一个有依据的陈述,而不是一次猜测。

6.5.7 终值或峰值时的温度(定性 T 附加,定性)

“定性 T 主”在变化终值或峰值上的对应项,正如测量值旁的“附加”一栏。恰好选择一个术语;不选则该项不进入记录。附加值中的明确数值优先于术语。

6.5.8 压力(Qual. p,定性)

此处填写的是作为惯用名称的压力,而非测得值——“水泵抽真空”“标准压力”“高真空”。恰好选择一个术语;不作选择,该项便不进入记录。定性数值始终居于第二位,并被主值中的明确填写所覆盖。

各术语按数值排序,并以帕斯卡的科学记数法给出该值(1·10⁻¹ 至 1·10⁹ Pa)。跨越十个数量级时,一个共同的单位比在 kPa、MPa 与 GPa 之间来回切换更易阅读。

6.5.9 终值或峰值时的压力(定性 p 附加,定性)

“定性 p 主”在变化终值或峰值上的对应项,正如测量值旁的“附加”一栏。恰好选择一个术语;不选则该项不进入记录。附加值中的明确数值优先于术语。

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6.6 搅拌参数

6.6.1 搅拌

本块收录搅拌——反应混合物被运动得有多强,以及用的是什么工具。

此处的搅拌是与温度或压力同样被有意设定的条件:它调控散热、传质与粒度。因此它与强度测量参数并列,而不置于其中。

6.6.2 起始值或基准值(Main)

本列承载起始或基准搅拌档:在固定标度上的选择,以及旁边一个带单位的测得值,例如 120 rpm。

档位粗略,因而处处可比;旁边的数字精确,却只对这台设备有效。二者合在一起,说的比各自单独说的更多。

若只给出主值,它描述改变期间的搅拌档。否则主值描述起始或基准搅拌档,附加值描述峰值或终点搅拌档。

6.6.3 终值/峰值(Add)

本列承载终点或峰值搅拌档——与左侧相同的标度、相同的测得值,但对应区间的另一端。

若只给出主值,它描述改变期间的搅拌档。否则主值描述起始或基准搅拌档,附加值描述峰值或终点搅拌档。

凡搅拌在一段时间内有所不同之处,只有两档成对才能描述该过程;均匀搅拌时本列留空。

6.6.4 搅拌强度(↺)

此处填写改变期间使该相运动的搅拌强度。两档旁边各可填写一个带单位的测得值,例如 120 rpm 或 237 min⁻¹。

固定标度自 -- 静止 与 - 平静 起,经 未定义,直到 + 轻缓、++ 强、* 湍流 与 ** 混沌搅拌/揉捏。机械混合对反应行为与分离行为有实质影响。

6.6.5 搅拌器类型(⚙️)

此处填写使用了哪种搅拌工具:磁力搅拌器、KPG 搅拌器(KPG = 芯拉精密玻璃器具;带刚性桨叶的驱动玻璃轴)或混合喷嘴。

三者不仅在力度上有别,更在它们所产生的运动方式上有别。磁力搅拌子在容器底部附近驱动液体,在黏稠或负载沉重的混合物中会停转;KPG 搅拌器能触及全部体积并耐受悬浮液;混合喷嘴以射流而非旋转部件进行混合,并可在混合的同时引入一种气体或第二种液体。在一次改变中,工具决定了改变以何等均匀的方式抵达全部物料:停转的搅拌子会在底部留下一层过热层,而其上方的温度计仍显示着预定温度。

✋ 手工混合指不借助搅拌驱动、用手完成混合。可以是旋摇锥形瓶、用玻璃棒或刮勺搅拌、在研钵中研磨,或使用手动搅拌器。旁边的规格说明写明用的是哪一种。

不属于此处的内容:搅拌得有多强。那是强度标度及其旁边的填写项的事。

6.6.6 搅拌器规格(📝)

这个自由文本字段收录该改变确切的搅拌工具:型号、转速以及搅拌元件的几何形状——例如“Rühry Cool Dauerwelle,2000 rpm,感应棒”。

本字段有意设为自由文本。把世上每一台设备都列举一遍既没有尽头,一年之内也会过时;而使一次实验可重复的唯一要素——这台设备、这个转速、这个搅拌元件——一行就写得下。

即使数字看上去毫不起眼,转速也值得记下。上面的标度写着“强烈搅拌”,但同一措辞既涵盖 200 rpm 也涵盖 900 rpm,而二者之间正是悬浮液与被溅得到处都是的烧瓶之别。

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6.7 强度测量参数

6.7.1 强度量

本块收录在温度与压力之外被有意改变的其他可自由定义的强度参数数值。

每个反应都可能有自己的控制参数——辐照、流量、场强。它们没有专属字段,在此处命名。

6.7.2 起始值或基准值(Main)

若主值单独出现,它表示改变期间在反应体系中占主导的数值。它此时是首要的设定值。若反之也填写了附加值,则描述的是一个区间,其第二个值或为终值,或在峰值/矩形类型下为峰值。

正是它使一个非常规的控制量得以被记录下来。

6.7.3 终值/峰值(Add)

若此字段留空,则主值描述改变期间体系中的条件。压力多半属于这种情形。若反之也填写了附加值,则描述的是一个区间,其第二个值或为终值,或在峰值/矩形类型下为峰值。

单个控制量往往也是两个值之间的过渡;附加值承载着改变的区间。

6.7.4 可自由定义的参数 1(? - 未知)

在这个文本字段里,你定义此处所记录的强度参数的名称。

若仅在旁边第一个字段中给出带单位的数值,则将其视为改变阶段中的恒定值。若在旁边另外两个字段中各给出一个带单位的数值,则依改变类型而定,第一个值为起始值或基准值,第二个值给出终值或峰值。

6.7.5 可自由定义的参数 2(? - 未知)

在这个文本字段里,你定义此处所记录的强度参数的名称。

若仅在旁边第一个字段中给出带单位的数值,则将其视为改变阶段中的恒定值。若在旁边另外两个字段中各给出一个带单位的数值,则依改变类型而定,第一个值为起始值或基准值,第二个值给出终值或峰值。

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6.8 系统条件

6.8.1 变化的一般条件

本块收录该改变所处的特殊框架条件:黑暗、屏蔽、干燥、惰性气体气氛。

敏感的反应在被改变期间必须免受光、湿气、空气或干扰场的影响。此处记录的是其中哪一种影响被有意排除了。

6.8.2 惰性气体气氛(▣)

勾选的复选框代表这样一个框架条件:该改变在保护气氛下发生,例如在 N₂ 或 Ar 之下,而该气体不一定必须是干燥的。

许多物质对空气或氧敏感;该录入说明在移动条件的过程中把氧气和空气湿度挡在了外面。

6.8.3 避光(☀)

勾选的复选框代表这样一个框架条件:该改变是在避光条件下进行的。

光敏物质在光照下会分解或发生光化学反应;黑暗排除了这一干扰。

6.8.4 防护电磁污染(¬↯)

勾选的复选框代表这样一个框架条件:该改变在没有电磁干扰场的情况下发生。请注意,磁力搅拌器给体系带来的磁场明显强于地磁场,因此也算作轻度电磁污染。

凡涉及对场敏感的过程或测量之处,这一点便有意义。此外,电磁场还可能影响反应或晶体的生成。

6.8.5 干燥度(☂)

勾选的复选框代表这样一个框架条件:该改变是在隔绝湿气的条件下进行的。否则便会与实验室空气湿度发生相互作用。

许多试剂对水解敏感,会与水发生不期望的反应;隔绝把这一点挡在已改变状态之外。

6.8.6 干燥剂(Tm)

若按复选框是在干燥条件下操作的,此处填写使用了哪种干燥剂。由此可以大致估计所达到的干燥程度。

各种干燥剂在强度与机理上差别显著:钠和锂以及 P₂O₅ 以化学方式起作用(很强);分子筛、硫酸钙和硅胶以吸附方式起作用(从超干到中等);氧化钙既化学又吸附。“?”表示未知的干燥剂,“其他”表示未列出的干燥剂。

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6.9 系统各相的化学评估

6.9.1 解释性化学表征

本块收录已改变各相的解释性化学表征,按主相以及(若存在)第二个副相分开记录:含湿量、酸碱行为、物质类别。

条件的改变也可能使该相的化学行为发生位移;此处记录的是已改变状态的化学本性。

6.9.2 主相

6.9.2.1 该相的化学方面

本块收录已改变相的化学方面:含湿量、布仑斯惕酸度与物质类别。

它们使该相在已改变状态下的反应行为可以估计——即后续步骤所遇到的化学环境。

6.9.2.2 该相的含水量(含水)

该选择评估已改变主相的含湿量或含水量。

水在许多反应中作为反应伙伴、作为溶剂或作为干扰参与其中,因此其含量决定了已改变状态该如何解读。

6.9.2.3 该相的布仑斯惕酸度(质子性)

此处填写已改变相在布仑斯惕理论意义上的酸碱行为。

酸度可以决定依赖质子的体系的反应途径与平衡,也可以起催化剂或抑制剂的作用:取决于该相作为质子给体还是受体。

6.9.2.4 该相的物质类别(类别)

此处填写已改变相的化学类别——HSAB 意义上的硬或软的酸或碱,或者惰性。这里涉及两种不同的酸碱概念:路易斯概念强调电子对受体/给体性质(多用于有机分子),而 HSAB 概念更看重电荷/半径比和极化率(多用于无机的、盐类物质)。

类别有助于估计哪些反应伙伴可能优先彼此反应,并促使人思考所记录时段内各物质可能的反应行为。

6.9.3 次相

6.9.3.1 次相的化学方面

本块收录第二个已改变相的化学方面:含湿量、布仑斯惕酸度与物质类别。只要未记录第二相,本块保持锁定。

第二相的反应、溶解或屏蔽方式与主相不同;缺了它,已改变状态的图景便不完整。

6.9.3.2 次相的含水量(含水)

该选择评估已改变副相(第 2 相)的含湿量或含水量。

副相可以起水库或干燥剂的作用,从而使整个体系的水分平衡发生位移;该录入使两相之间的分配变得可读。

6.9.3.3 次相的布仑斯惕酸度(质子性)

此处填写第二个已改变相在布仑斯惕理论意义上的酸碱行为。

跨越相界的质子交换可以推动反应,也可以阻断反应;该录入说明副相是作为给体还是作为受体。与主相一样,副相的酸度也可以决定依赖质子的体系的反应途径与平衡,或起催化剂或抑制剂的作用。

6.9.3.4 次相的物质类别(类别)

本字段把第二个已改变相归入一个或多个化学类别,例如按硬软酸碱概念,或者归为惰性。这里涉及两种不同的酸碱概念:路易斯概念强调电子对受体/给体性质(多用于有机分子),而 HSAB 概念更看重电荷/半径比和极化率(多用于无机的、盐类物质)。

类别有助于估计哪些反应伙伴可能优先彼此反应,并促使人思考所记录时段内各物质可能的反应行为。

6.9.4 终点的主相

6.9.4.1 终点相的化学方面

变化终点主相的化学方面:含湿量、布仑斯惕酸性和物质类别——选项与“主”下相同。

6.9.4.2 终点相的含湿量(含水)

变化结束时主相应达到的湿度或含水量——例如干燥后的“干”。

6.9.4.3 终点相的布仑斯惕酸性(质子性)

终点主相在布仑斯惕理论意义上的酸碱行为——例如中和之后。

6.9.4.4 终点相的物质类别(类别)

变化终点主相的化学类别;可选择多个类别。

6.9.5 终点的次要相

6.9.5.1 终点次要相的化学方面

变化终点次要相的化学方面:含湿量、布仑斯惕酸性和物质类别。只要“附加”下尚未记录第二相,它们就保持锁定。

6.9.5.2 终点次要相的含湿量(含水)

变化结束时次要相(第二相)的湿度或含水量。

6.9.5.3 终点次要相的布仑斯惕酸性(质子性)

终点次要相在布仑斯惕理论意义上的酸碱行为。

6.9.5.4 终点次要相的物质类别(类别)

变化终点次要相的化学类别;可选择多个类别。

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6.10 关于整个变化的说明(备注与文件)

本块末尾的这个折叠区收录面向整个改变的自由文本与文件——不是针对某一个字段,而是针对本块所记录的一切。

表单向来只捕捉被预期的内容,或作者认为最重要的内容。备注是留给未被想到之事或意外之事的位置:某个条件为何被更动、这一改变本应带来什么、实际带来了什么。它始终附着在自己的步骤上,而不会飘到一份谁也找不回来的单独笔记里。

此处可以附加文件,但不推荐。本表单不是文件存储系统:附件只保存在此浏览器的存储中,并且只随文件 ZIP 一起传递。光谱、照片和测量记录最好在真正的电子实验记录本中管理。设置此字段,是为了在没有其他存放之处时,能将一份记录与其步骤一起保存。

若遗漏了重要内容,请创建工单,以便在后续版本中改进。相应位置为: 错误页.

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7 材料清单

7.1 材料清单

材料清单是工作台的装配清单:台面上摆着什么,各有几件。

它不是测量,因此看上去与其他子表单不同。其他每一块都说明某种物质发生了什么;这一块说明在此期间双手触手可及的是什么。

有两点使写下来的装配清单值回所花的几分钟。一年后重做这一记录时,它是“一个烧瓶”与“一个 250 ml 三口烧瓶”之别。反过来读,作为收拾清单,它则是核对台面上没有落下任何东西。

将来,材料清单可以帮助告诉机器人或未受训练的化学工作者:哪些材料需要准备,哪些可以收走、清洗并放回原处。但示意化记录的真正想法,是创造一种易于理解、以经验为依据的化学实验书写语言,它甚至能够挺过因能源匮乏(石油峰值危机 → 化肥危机 → 饥荒危机)和气候危机而来的文明衰落中的信息侵蚀。此外,从认知心理学看,图式把信息分成小块,因而促进对实验及其对化学观念之影响的思考。

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7.2 列表方向

7.2.1 列表方向

这一对按钮说明材料是在备出还是在收回。二者恰有其一成立;故用单选按钮,且“备出”为预选。

同一份列表在两种读法下含义相反。备出时它是计划:这是工作所需。收回时它是回执:这些已洗净归还。两者都记的人写两块,二者之差便是仍旧摆着的东西。

图标以指向架内或架外的箭头承载这一方向,因而无需展开该块即可读出。

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7.3 工作场所的设备

7.3.1 工作场所的设备

该列表按字母顺序载有 245 个条目,每条附一个勾选框与一个件数。二者相辅相成:勾选把件数置为一,件数为零则取消勾选,负数则被修正为零。

每个条目恰属于五类之一——温度与能量、分离与后处理、测量、器械与玻璃器皿、附件与耗材。列表上方的横条据此加以限定,并在列表滚动时始终可见。不勾选即不限定:五类全部显示。勾选多项则显示其并集。

搜索框进一步限定:只留下名称包含所输入字母序列的条目,不区分大小写。两种限定同时生效——搜索在已勾选的类别之内进行。

限定是列表的一种视图,而不是关于实验的陈述。被它隐藏的条目仍保留其勾选、其件数与其在记录中的行,并且仍计入图标,而图标对每一类别分别累计。

某一条目若可服务于两种用途,则按其在方法中的作用归类:李比希冷凝管归入分离(它属于蒸馏),回流冷凝管归入温度(它维持沸腾)。此类归属是一种判断,可以商榷。

带有规格的条目按每种规格分别列出(“烧杯(250 ml)”),而不是列作一条附自由填写规格的条目。从列表中选定的规格可以计数、比较与检索;手动输入的则不能。

只有已勾选的条目进入记录,作为一句引导语之下的缩进列表。

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7.4 关于材料清单的备注

为列表所无的一切留出的位置:借来的仪器、收拾时发现的损坏、来自另一实验室的物件。

该列表有意是封闭的——每个条目一个自由文本框会使它无法检索。没有对应条目的东西属于此处,集于一处,便于日后寻回。

此处可以附加文件,但不推荐。本表单不是文件存储系统:附件只保存在此浏览器的存储中,并且只随文件 ZIP 一起传递。光谱、照片和测量记录最好在真正的电子实验记录本中管理。设置此字段,是为了在没有其他存放之处时,能将一份记录与其步骤一起保存。

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8 实验环境

8.1 子表单概览

本子表单描述实验所在的房间——不是装置内部发生了什么,而是围绕在它周围的是什么。

在绝大多数情况下,作为房间的实验室与化学实验本身彼此密切接触,因此环境影响可能会作用于实验。记录实验环境仅对日后分析此类怀疑有意义。

只要反应空间未与周围隔离,环境就会作用于实验:吸湿性物质从潮湿空气中夺取水分,上升的室温使平衡发生移动,下降的气压降低沸点。凡对房间未作任何记录者,事后便无法判断偏差究竟来自所制备的物质还是来自那一天。

房间被有意独立于观察之外。观察说的是体系做了什么;本区块说的是围绕它的是什么。为此必须另开一个区块的人,会被迫注意到二者的区别——这正是分离的教学理由,而非技术理由。

实验也可以在与外界隔绝的工作箱中进行,例如手套箱。此时箱体就是实验环境,因此房间条件中也列出了与外部大气的隔绝,例如借助惰性气体。

8.2 关于整个房间的备注

面向整个房间的自由文本与文件:上面任何字段都不曾询问的一切。

一扇一直开着的窗、一台运转中的通风橱、隔壁正在加热的实验台、那一天的天气——这些事物没有各自的字段,而当一个实验无法重复时,人们最希望当初写下的正是它们。

此处可以附加文件,但不推荐。本表单不是文件存储系统:附件只保存在此浏览器的存储中,并且只随文件 ZIP 一起传递。光谱、照片和测量记录最好在真正的电子实验记录本中管理。设置此字段,是为了在没有其他存放之处时,能将一份记录与其步骤一起保存。

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8.3 时长

8.3.1 实验环境的时间跨度

本区块记录实验环境被记录时的时间跨度:开始、结束,以及由二者计算或手动输入的时间跨度。若缺少时间单位,则默认为分钟(min)。

室温、气压和湿度在一天中不断变化;只有结合时间点,读数才能说明房间何时处于该状态。开始时间标注主列读数的时间,结束时间标注附加列读数的时间,时间跨度则说明房间在两者之间保持了多久。

插入子表单时,当前时间会作为开始时间填入。若之后在已填写时间跨度的情况下更改开始或结束,表单会询问是否替换时间跨度,并显示当前值和新值。手动输入的时间跨度按原样采用,不发出警告。在示例存档中,开始和结束会被删除,因为它们会透露作者何时在实验室;时间跨度保留。

图示将时间跨度作为首要信息显示,其下为开始的日期和时刻;没有时间跨度时只显示日期和时刻。

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8.4 室内气候

8.4.1 室内气候

房间的三项测量值:温度、气压和相对湿度。

这些是任何实验室都能不借助额外仪器读出的数值,三者合在一起确定了实验所处空气的状态。每一项都有两个格位,好让持续数小时的实验能够说明房间在此期间如何变化。

8.4.2 主列:开始时的测量值

主列承载实验开始时的测量值。

只测一次的人写在此处,第二列留空;单独一个测量值是一项陈述,空格则不是。

8.4.3 附加列:结束时的测量值

附加列承载实验结束时的测量值。

两列合起来是一个跨度,而非平均值:它们说明实验进行期间房间移动了多远。移动很远的房间本身就是一项发现。

8.4.4 室温(T)

此处所记的是房间的温度,而非反应体系的温度。

输入值被换算为开尔文,使摄氏度、华氏度与开尔文的记法无需计算即可比较。室温决定了未加恒温的批料与周围环境达到平衡的快慢,也是读取装置每一次加热与冷却时所依据的基准。

8.4.5 房间的气压(p)

此处所记的是房间的气压。

输入值被换算为帕斯卡;图示以气压计和天气预报所用的单位百帕(hPa)显示它,位于温度下方的一行。若无输入,该行连同符号保持空白。气压决定沸点:950 hPa 下的蒸馏比教科书所说的沸得更低,而在山区溢出的批料未必是因失误所致。

8.4.6 相对湿度(φ)

此处所记的是房间的相对湿度,为 0 至 100 之间的纯数字。

百分数属于该量本身,因此不一并输入:相对湿度是一个比值,没有别的单位。带单位的输入会被拒绝,超过 100 的数值同样如此——过饱和的空气是雾,而雾是一项观察,不是房间的数值。

湿度是最常在无人察觉之间左右称量结果的因素:吸湿性物质在数分钟内即从空气中夺取水分,在 80 % 湿度下称得的质量与在 30 % 下称得的质量并不是同一个质量。

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8.5 强度测量参数

8.5.1 房间的强度参数

房间的两个自由命名参数,用于三项固定测量值未能涵盖的一切。

粉尘负荷或颗粒数、噪声、振动、照度、穿堂风——它们都不够常见,不足以各占一个字段,但每一项都可能左右一次实验。名称写入第一列,数值连同单位写入旁边的两列。

图示会计算两行中有多少行完整填写——名称与数值兼备——并将该数字作为下标显示在湿度之下。没有名称的数值是无人能读的数字;没有数值的名称只是一个预告。任何一半都不能单独计数。

8.5.2 主列:开始时的测量值

主列承载实验开始时的测量值。

与三项固定测量值一样:只测一次的人写在此处,第二列留空。

8.5.3 附加列:结束时的测量值

附加列承载实验结束时的测量值。

它不计入湿度之下的下标:一行只要带有名称及其第一个数值即算完整。第二个测量值使该行更精确,却不开启该行。

8.5.4 第一个自由命名的参数

房间第一个自由命名的参数。

字段中的示例提示了本子表单所为之而设的情形:空气的颗粒负荷,以每立方米微克计。粉尘落入敞口容器,使称量失真,并为本应留在溶液中的结晶提供了晶种。在没有过滤空气的房间里工作的人,有理由记下这个数字。

8.5.5 第二个自由命名的参数

房间第二个自由命名的参数。

示例提示以分贝计的声级,代表房间所承载的一切机械因素:隔壁台面上的振荡器、一台泵、驶过的卡车。振动干扰结晶与沉降分离的可靠程度超出多数人的预料,而它正是事后无人想起的干扰。

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8.6 房间的条件

8.6.1 房间的条件

房间的四项条件,顺序与所依附的符号同其他任何子表单一致。

它们指的是房间,而不是某个操作步骤:是否封闭、是否保持黑暗、是否保持无电磁场、是否保持干燥。空白的区块意味着关于房间未曾说明——而非四项说明皆不适用。

8.6.2 房间与外部大气隔开(▣)

勾选的复选框表明房间与外部大气隔开。

手套箱、密闭的气候箱、处于自有气氛下的房间:其中之物不再随外面的天气而变。正是这一勾选才使上面的三项测量值在数小时内可信——未加隔离的房间随当日而变,无论开始时测得什么。

8.6.3 房间保持在黑暗中(☀)

勾选的复选框表明房间保持在黑暗中。

不是容器,而是房间。在明亮房间里用铝箔包裹的批料,与在黑暗房间里敞口放置的批料是两种不同的陈述;后者保护台面上的一切,包括为日后留存之物。光敏物质在日光下分解,而实验室的窗户就是日光。

8.6.4 房间无电磁辐射与磁场(¬↯)

勾选的复选框表明房间保持无电磁辐射与磁场。

杂散场在一切进行测量之处都要紧,而不仅仅是混合之处:磁力搅拌器旁的天平、变压器旁的电化学池、电梯井旁的核磁共振仪。这一勾选记录了房间在此方面已被查验——这比说“没有发现异常”是更强的陈述。

8.6.5 房间保持干燥(☂)

勾选的复选框表明房间保持干燥。

它是上面湿度数值的定性对应:数字说明空气有多潮,勾选说明保持干燥是有意为之并受到照看。不填数字而勾选的人仍旧说出了要点;填入 70 % 又额外勾选的人则自相矛盾,而记录会显示这一矛盾,而不是掩盖它。

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9 引用与复制的规程

9.1 引用与复制的规程

此子表单记载一种方法的出处。重做已发表制备的人所复制的不止是用量清单:他接手了他人的推理,而记录理应说明是谁的。

它与其他块并无二致,因此一次记录可以依据多个来源——一个用于制备,一个用于分析,一个用于安全提示。每个来源各得一块,各自置于被使用之处。

有两点把出处与备注区分开来。它是可核验的:来源类型决定哪些细节使其完整,表单则说明还缺什么。它还随导出一同迁移,于是凭据留在数据旁边,而不是留在一旁的文件夹里。

一个与可获取程度相关的前瞻:随着生成式模型的出现,把文本留在手里的动机正在增强。发表者所喂养的,正是随后将取代或榨取其工作的模型——于是出现的更少,或更晚,或隔着屏障,或缺了决定性的细节。因而可以预期三件事:更少的复现,因为可供复现的更少;递减的创新能力,因为发明依赖他人所公开的东西;以及科学共同体内部更多的敌意,因为曾彼此学习的同行变成了彼此有所保留的当事方。在此如实填写可获取程度的人,至少记录下了这一进程——一份满是“内部”与“索取”的记录,是关于该领域状况的发现,而不只是关于某一个来源。

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9.2 来源类型

9.2.1 来源类型

来源类型是第一个选择,因为它决定其后的一切:显示哪些字段,以及其中哪些是完整出处所必需的。共提供十二种类型。它们按字母顺序排列(依据作为准绳的德文标签),以便通过名称而不是通过某人当初的归类来找到某一类型;在宽屏上它们分作数栏。

图书——专著、教科书、论文集中的篇章;须有作者、书名、出版社、地点与年份。口耳之言——谁在何时说的;口头信息即使无人可查,也是一种来源。网络来源——标题、地址、访问日期与许可。AI 提示词——向生成式模型提出的问题。须有作者、标题、提示词正文、模型及其版本与日期;代理及其版本列于旁侧并保持自愿,因为通过模型自身界面提问的人并没有别的代理。来源不是那条回答——明天就会是另一条——而是它产生时的处境。专利——发明人、专利局,以及自由字段“类型”中的公布号。讲义——课堂笔记或实验室手册;须有作者、标题与发布机构,而后者往往是唯一的辨识依据。特殊——专利、标准、数据表、软件;此处只要求标题与类型,因为辨识编号因情形而异。流媒体(音频)与流媒体(视频)——频道、地址与访问日期,与网页相同,只是以频道代替作品。学术论文——硕士、文凭、学士与硕士学位论文及其他鉴定报告;须有姓名、标题、地点与年份,因为学位论文是通过人、大学所在地与年份找到的,而不是通过编号。期刊——期刊中的文章;另需卷次与页码,否则无法找到该文。报纸——标题、报名、地点、版面与日期。

还有一项属于每一个来源,并且适用于所有类型:可获取程度。许可与地址都不说明读者究竟能否接触到来源——依据内部报告的方法,对本单位可复现,对其他所有人则无法核验。十二级从“绝密”经“内部”“私人”“回忆”“半公开”“索取”、两道付费墙与“学术”直到“公开”;空白的预选不作任何主张。此项收束已组合成的出处,并因此进入记录。

预选项未指定有意留空。只要未选类型,所有字段都保持可见且不作任何要求——未说明的类型不是错误的类型,记录对此保持沉默。

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9.3 来源的详细信息

9.3.1 来源的详细信息

此处备有二十五项细节,但从不同时出现:所选来源类型决定其中哪些显示出来。图书没有访问日期,网页没有出版社——不可能适用的字段,隐藏起来胜过留空。

其中三项细节只属于唯一一种类型,即 AI 提示词:提示词正文、模型及其版本与代理及其版本。正是它们使机器的回答成为可核验之物——不是靠重读,那是不可能的,而是靠通过同一个代理向同一个模型提出同一个问题。提示词正文是出处中唯一跨越数行的字段;组合而成的出处把它折回一行,并加引号置于接近末尾处,那里它的长度不会把其余内容挤出视野。

该类型所要求的项以星号标出。这并非锁:什么都不会被拒绝,检查只是说明还缺什么。仍不完整的出处,依然胜过全无出处。

各项细节并非逐条进入记录。表单按阅读顺序把它们组合成一条出处——谁、何物、何地、何时、何自——,记录所排印的正是这一行。因此填写字段的人可以确信它会出现;没有哪一项细节会悄然脱落。

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9.4 完整性检查

9.4.1 完整性检查

检查读取所选类型的要求,并按标签指出仍然空缺的项。它在每次击键时运行;没有需要按下的按钮,也没有可能比表单本身更陈旧的状态。

它不做的事是判断内容。年份是否正确、地址是否仍然可达、许可是否允许复制——这些都无法在此决定。检查只回答一个问题:这一类来源为了能被重新找到所需要的东西,是否有缺失。

判定被记录下来,而不只是显示出来。不完整的出处会带着缺失项的那一行进入记录,图标则带上警告符号。这正是要点:写下来的缺口日后可以补上,被掩盖的缺口则不能。

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9.5 导出

9.5.1 来源引用的传递

引用块中的各项,正是文献管理软件所保存的数据。导出把它们交出来,而不是让人再输入一遍:四个按钮,四个文件,表单中什么都不改变——导出只读取。

BibTeX(.bib)是 LaTeX 编译所读取的格式。RIS(.ris)为 Zotero、Citavi、Mendeley 和 EndNote 所理解。CSL-JSON(.json)是引用样式与 Pandoc 的格式。EndNote XML(.xml)是 EndNote 自身的交换格式。四者中哪一个合适,由对面的程序决定,而不是本表单。

按钮上方的开关说明写出的内容:只是这一条引用,还是本次记录的全部引用。一次记录可以依据多个来源,而每个来源都是独立的一块。

没有任何内容是杜撰的。未填写的字段在文件中同样缺失,没有标题的引用会以一句话被拒绝,而不是写成无法使用的条目——没有任何样式能够排印它。尚且空无一字的块则被默默略过。

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9.6 使用类型

9.6.1 使用类型

使用来源的方式分为三种,其差别在科学上与法律上同样重要。

逐字意味着方法按所写照做,原文引于下方。改编意味着在实质上依循但有所更动——不同的用量、不同的装置、不同的规模;日后阅读记录的人必须知道,来源并未记载所做之事。参照意味着来源被列为凭据,但并未从中复制任何内容。

没有任何预选。尚未填入任何内容的块,不得声称某物是逐字采用的——未说明的使用方式不是错误的方式,记录对此保持沉默。有所更动的人应在此说明:日后的读者需要的是差异,而不是一致。

9.6.2 被引用的段落

许多来源在一页上载有多种方法。此处的段落名指出实际使用的部分——一个标题、一个自然段、一个实验编号。

没有它,出处所指的是整份文献,查证者只得猜测四种制备中所指的是哪一种。有了它,查证只是几秒钟的事,而这正是引用的全部目的。

9.6.3 段落的措辞

此处是段落本身,依来源的原文。仅作转述的复制方法,恰恰失去了值得复制之处:次序、保留条件,以及那些读来像装饰、一旦省去才见分晓的小条件。

该字段是自由文本,表单不加触碰——不作修正,不作删减。这里所立的是说话的来源,而不是记录。

界限并非技术性的而是法律性的:引用必须仍然是引用。附有出处的短小段落是引用;整整一章则不是。想保留超出可引范围者,应当记下来源而略去原文。

9.6.4 来源的可获取性

这一选择回答了许可与地址都不回答的问题:读者究竟能在多大程度上接触到来源?许可说明可以拿它做什么,地址说明它在何处——可获取程度说明是否拿得到。依据内部报告的方法,对本单位可复现,对其他所有人则未经核验;记录理应把这一点说出来,而不是留给读者自行摸索。

此项对任何来源类型都不作要求,并且有意置于“采用”块中而不是出处旁边:它不是来源的细节,而是关于来源的陈述。复制出处的人会找到那件作品;他是否也看得到,唯有此项才说明。这也正是它不计入完整性检查的缘故。

该列表是一道由封闭通向开放的阶梯,而不是字母表——顺序本身就是陈述。十二级如此区分:

  • 未指定(预选项)——不作任何主张。这与“公开”不同:什么都不选的人,对屏障什么也没说。
  • ⊗ 绝密——最高保密等级。它与“机密”的区别不在人员范围,而在于连来源的存在都不得自由提及。
  • ⊖ 机密——列为密件:来源可以提及,但只向指定的人员范围出示。该范围是一份人员名单,而不是一个机构。
  • ⌂ 内部——在本单位(公司、研究所、工作组)内开放,对外封闭。与“机密”不同,界线是机构而不是姓名清单。
  • ⊙ 私人——来源在私人手中;恰有一个人能够交出它。与“内部”不同,作决定的是一位所有者,而不是某种事务秩序。
  • ☁ 回忆——根本不存在副本。上面各级是被锁住的,这一级则是空的:纵有天下所有许可,也依然无从查阅。(它与来源类型“口耳之言”相配。)
  • ☾ 半公开——向任何人开放,但只经由特殊网络(暗网)或封闭论坛。无人被排除在外;屏障是通往那里的路,而不是许可。
  • ✉ 索取——通过询问获得(查阅卷宗、档案查询、向作者提问)。屏障是一道程序,既不是付费也不是禁令。
  • €€ 高付费墙——来源出售,但价格通常非个人所能承担(标准、市场研究)。它与下一级的区别不在种类而在高度——而在实践中,正是高度决定是否还有人去查证。
  • € 付费墙——以通常价格出售(一篇文章、一本电子书、一张日票)。
  • Ⓐ 学术——通过图书馆许可可达。对大学成员而言形同“公开”,对其他所有人则形同付费墙;故单列一级,而不归入其中任何一级。
  • ○ 公开——无屏障即可取得:无需账号,无需付费,无需申请。

所选符号位于图标左上角,因此块即使闭合,也已显示凭据系于何处。该等级作为独立的一句进入记录(“该来源位于付费墙之后。”),而不是作为出处中的一行。

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9.7 关于引用的备注(附注)

面向整块的自由文本与文件:出处的任何字段都涵盖不了的内容。书页的扫描件、关于副本来路的说明、某项细节缺失的原因。

缺失细节的位置在这里,而不在杜撰的数值里。“重印本上未标卷次”是一句陈述;猜来的数字则不是。

此处可以附加文件,但不推荐。本表单不是文件存储系统:附件只保存在此浏览器的存储中,并且只随文件 ZIP 一起传递。光谱、照片和测量记录最好在真正的电子实验记录本中管理。设置此字段,是为了在没有其他存放之处时,能将一份记录与其步骤一起保存。

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10 备注

10.1 备注

此子表单只含一段自由文本,别无其他。它是记录中该有、却不合于其他任何块的任何字段之物的位置:一个猜测、一次差错、一个留待下次的疑问。

它与其他块并无二致,因此立于其被写下的那个位置——两个步骤之间,而不是末尾的收集箱里。这正是要点:关于第三次加料的备注,一旦置于第二十次之下便失去意义。

由于它没有图标,其闭合的盖面显示文本的前三行。因此含六条备注的一次记录,无需展开任何一条即可读完。

10.2 备注的措辞

文本本身。它在记录中被引用,而不被改写:那是书写者的原话,而一份把备注抹平的记录,恰恰夺去了它被写下的缘由。

前三行会出现在闭合的盖面上,因此开头一句比其余更为重要——此后该块便以此为名。

此处可以附加文件,但不推荐。本表单不是文件存储系统:附件只保存在此浏览器的存储中,并且只随文件 ZIP 一起传递。光谱、照片和测量记录最好在真正的电子实验记录本中管理。设置此字段,是为了在没有其他存放之处时,能将一份记录与其步骤一起保存。

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11 区段开始

11.1 区段开始

此子表单开启进程记录的一个新的工作阶段。它记录的是:从这里起,来自先前某个分离步骤的一份级分被继续处理——例如将滤渣重结晶,或将滤液浓缩。

此子表单包含三项内容:级分的名称、其质量和其体积。名称即分离步骤在“目标/类型”区块中所赋予的引用(“S-T-3”“M-T-3”)。在表单中,该区块单独成段,上方留有间隔并有一条双线;在反应方程式、简要记录和进程记录中,同样以一条双线把新阶段与前一阶段分开。

进程记录仅在这一最简单的层面上支持实验室工作的结构划分:它标出一个阶段从何处开始,但不检查工作是否真能在该处划分。这里假定计划已正确地考虑了这种结构划分。

区段开始也可以不带名称——位于一个不承接任何先前级分的工作阶段开头,例如配制试剂溶液时。只要名称和两个量都为空,子表单就显示“删除空的区段开始”按钮。它会隐藏该区块,但保留其双线:阶段的分界留在表单中,并随记录一起保存。双击该线——或在该线获得焦点时按 Delete 键——也会将其删除。一旦填入任何内容,按钮即消失。

11.2 级分的名称

继续处理的级分的名称——最多 20 个字符。可以直接输入,也可以从建议列表中选择;列表按记录中的顺序列出记录内所有分离步骤的名称。

采用一个已有名称时,表单会从该分离步骤的“产率”区块取来质量和体积——但前提是那里已有填写,且此处的两个字段都仍为空。若此处已有内容,则不作任何更改。

若此处的填写与分离步骤中的不一致,会出现一条警告——既在此子表单中,也在分离步骤的“产率”区块中。若两个分离步骤带有相同名称,以记录中的第一个为准。

11.3 级分的质量

继续处理的级分的质量。可以附带写上单位(“0.2 kg”“3.5 oz”);不写单位时按克计。所填内容保持原样;计算使用换算成克的数值。

采用名称时,只要此处的质量和体积为空,表单就会从分离步骤填入该字段。与分离步骤的比较使用换算后的数值:“0.2 kg”与“200 g”一致。

11.4 级分的体积

继续处理的级分的体积。可以附带写上单位(“12 cm^3”“1 pt”);不写单位时按毫升计。所填内容保持原样;计算使用换算成毫升的数值。

采用名称时,只要此处的质量和体积为空,表单就会从分离步骤填入该字段。与分离步骤的比较使用换算后的数值:“0.012 l”与“12 ml”一致。

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12 支线

12.1 制备支线

此处记载该步骤属于一条制备支线——一段有界的混合、部分分离与提纯序列,其产物在反应中继续使用。

这一归属把产出中间物的辅助步骤归为一组,并与主反应相连;若无此项,它们读来便像各自独立的实验。

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13 记录

13.1 记录区块的按钮

表单末尾是把填好的积木变成连贯文字的按钮。没有什么会自行写出:文字在点击时生成;此后若有录入改动,它会被标记为过时,而不是悄悄重建。

  • 记录 — 全部过程的文字稿,不含自由备注;附在备注处的文件列于末尾。
  • 含备注的记录 — 同一篇文字,每条备注各归其位。
  • 移除记录 — 把生成的文字从页面中取走;表单内容不会丢失。
  • 复制到剪贴板 — 把完成的文字整篇交给剪贴板。

文字上方的抬头说明它是两种版本中的哪一种、由哪个表单版本写成、写于何时——记录是在没有表单的情况下阅读的,必须自己说清楚。

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14 报告

14.1 报告区块的按钮

报告并不讲述过程——它们把过程读出来。四者都写入同一处,因此那里每次只有其中一份。

  • 反应方程式 — 把物质写成竖向的链条,附带系数以及每个箭头处发生的事。
  • 简要记录 — 每个步骤一行,行首是该类步骤的符号。
  • 物料流 — 按区段、按整份记录以及作为全部投入清单的物质平衡。
  • 条件检查 — 每个区段一行:子表单数只写一次,然后只列出被勾选的条件及其次数,最后是用过的干燥剂。
  • 删除报告 — 把此刻显示在那里的报告从页面中取走。

物料流中的减号不是错误提示:它同样可能表示该物质来自更早的区段。它只是标出值得再看一眼的地方。 条件检查只作统计,不作评判:缺少某个标记也可能只是表示那里并不需要该条件。

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15 质量

15.1 子表单的质量环

每个子表单的齿轮旁有一个环中的百分比。它表示该子表单按照为表单加载的质量标准填写得有多完整。衡量的是填写的完整性,而不是其正确性。

标准把子表单的各项分成五组,每组有一个权重:

  • 必填 — 缺少此项,记录不可用。
  • 应填 — 缺少此项记录仍可用,但不完整。
  • 应填(可替代) — 当有等效项时即可免除的应填项,例如用时长代替开始和结束。此时它既不算已满足,也不算被要求。
  • 可选和加分 — 附加项;它们提高数值,但从不降低。

每个已满足的项按其权重计分。百分比等于必填、应填和附加项的分数之和,除以必填和应填项共同要求的分数:

百分比 = (必填分数 + 应填分数 + 可选分数 + 加分分数) ÷ (要求的必填分数 + 要求的应填分数) × 100

结果四舍五入到整数百分比。由于附加项只出现在分子中,子表单可以超过 100 %,最多到标准文件的上限(随附文件中为 120 %)。它们不能弥补缺少的必填项:禁止标志保留。不要求任何内容的子表单在第一次输入后即为 100 %。单个子表单的计算过程,在指向或点击环时由环本身显示。

颜色:低于 40 为红色,低于 70 为橙色,低于 90 为黄色,90 及以上为绿色。蓝色的 0 表示尚未输入任何内容 — 该子表单不计入总体评分。

  • 禁止标志 ⛔ — 至少缺少一项必填内容。只要该项缺失,无论百分比多高,标志都保留。
  • 警告三角 ⚠ — 至少缺少一项应填内容。

具体是哪些项,见标志旁的列表;子表单齿轮菜单中的"Qual."复选框会在表单中显示它们。

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