第四章色谱分析法

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1、第四章色谱分离法第四章色谱分离法§4-1色谱分离法分类及其一般原理“色谱法”（chromatography）是上本世纪初由俄国化学家M.茨维特首先提出的，1903年他在一次讲演中介绍了在碳酸钙柱上用石油醚分离叶绿素的实验。“色谱”的意思是指在柱上可看见有颜色的区带。近一个多世纪来，各种类型的色谱法先后发展起来，在石油、化工、生物、医学、食品以及环境等各个领域成为一种重要的分离分析方法。色谱分离的理论也不断发展和完善起来，已发展成为一门独立的学科。一、色谱法的分类用色谱法分离各种混合物时要构成一个系统。色谱系统包括固定相和流动相。当流动相通过固定相时，由于各被分离物

2、质在两相间分配的情形不同，逐渐被分开。色谱的分类主要有以下几种方法：（一）按固定相和流动相的物态分类气-固色谱、液-固色谱是以固体为固定相，气体或液体为流动相。气-液色谱、液-液色谱的固定相往往是附着于固体支持物上的液体。（二）按固定相所处的状态分类1．柱色谱将固定相装填在金属或玻璃制成的管柱中，做成色谱柱以进行分离的，为柱色谱；把固定相附着在毛细管内壁，做成色谱柱的为毛细管色谱。2．纸色谱利用滤纸作为固定相以进行分离的。3．薄层色谱把吸附剂粉末铺成薄层作为固定相以色谱进行分离的。（三）按色谱分离的原理分类1．吸附色谱固定相为吸附剂，利用它对被分离组分吸附能力强弱

3、的差异来进行分离的，气-固色谱、液-固色谱属于这一类。2．分配色谱117第四章色谱分离法是利用各个被分离组分在固定相和流动相间分配系数的不同来进行分离的，气-液色谱、液-液色谱属于这一类。3．离子交换色谱以离子交换剂作固定相，利用各组分的离子交换亲和力的差异进行分离。4．凝胶色谱又称排阻色谱，用多孔的凝胶作固定相，利用凝胶对分子大小不同的组分所产生阻滞作用的差异来进行分离。5．其他色谱诸如离子排斥阻滞、亲合色谱、热色谱、反应色谱等等。（四）按操作方式分类1．前沿色谱也称迎头色谱，把待分离的混合物溶液不断输入柱中，直至过程结束。若为三组分混合液，最先流出柱的是纯溶剂

4、，其次是亲和力最小、保留最差的A，然后流出的是组分A和具有中等亲和力的组分B的混合液，亲和力最大的C最后流出，流出液的组成为A+B+C。前沿法不能达到组分分离。2．排代色谱又称置换色谱，即一次加入一定量的混合液（如含A、B和C三种组分），然后加入对固定相有更大亲和力的D溶液（称为置换剂），它可以把所有以前保留下来的组分全部顶替出来，使他们沿色谱柱向前推进，各组分在沿柱前进过程中，依亲和力大小的不同，最先出现的是亲和力最小的A，然后是B、C，最后是置换剂D。排代法可以使各组分顺序排出，但不能达到完全分离。3．淋洗色谱亦称洗脱色谱，先将少量混合物的溶液（如含A、B和C

5、）加入到柱中，然后用与固定相亲和力比任何组分都小的溶剂E淋洗，由于反复平衡的结果，A、B、C沿柱下行，但他们的前进需要大量的溶剂E的推动，各组分的运动受溶剂-组分-固定相三方面作用力的制约，依亲和力大小而速度不同，在前进过程中各组分发生分离，各组分流出柱时以峰的形式出现，他们是纯的A、B、C，可见淋洗法能得到纯组分。（四）其他分类方法另外根据流动相的流动方式，可分为圆形色谱和径向色谱等；就规模大小可将色谱分为分析色谱、制备色谱、半工业规模色谱和工业规模色谱。117第四章色谱分离法本章将重点介绍薄层色谱和萃取色谱。对气相色谱、高效液相色谱、离子交换色谱、离子色谱、离

6、子对色谱、凝胶色谱、吸附色谱、亲合色谱及超临界流体色谱的原理和应用加以简单介绍。二、色谱法的一般原理以液-固色谱为例，将一混合物加入色谱柱，在流动相的不断淋洗下，混合物内各组分便会得到分离而先后流出，若将此流出物进行检测和记录，即可得到呈正态函数分布的色谱流出曲线。图4-1为一含两组分的混合物的色谱图，以下以此色谱图为例，说明有关术语和参数。表4-1色谱法的分类及其缩写按相分类按过程原理分类按方法分类色谱法缩写色谱法缩写色谱法缩写液相色谱法LC平板纸薄层高效薄层柱高效液相FBCPCTLCHPTLCLCCHPLC液-液色谱法LLC分配反相凝胶离子交换RPCGPCIE

7、C液-固色谱法LSC吸附离子交换亲和力疏水性IEC气相色谱法GC柱程序升温程序升压GCCPTGCPPGC气-液色谱法GLC分配气-固色谱法GSC吸附117第四章色谱分离法图4-1组分色谱图1．基线色谱柱中仅有流动相通过时，检测器响应信号的记录值，即图4-1中的O-t线。稳定的基线应该是一条水平直线。2．峰高（h1、h2）色谱峰顶点与基线之间的垂直距离h1、h2，即为峰高。峰高常被用作色谱定量的依据。3．峰宽（W1、W2）色谱峰两侧拐点上的切线在基线上的截距。如图4-1中的CD和GH的距离。半峰宽（W1/2）：峰高一半处所对应的峰宽，如图4-1中的W1/2（1）和W

8、1/2（2