仪器分析第二章色谱分析导论

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1、第二章色谱分析方法导论一、概述历史、色谱分离过程、分类二、色谱流出曲线色谱图及相关术语三、色谱法基本原理描述分配过程参数、峰间距、峰形状和峰宽的理论描述(塔板理论及速率理论)四、分离度及色谱分离方程分离度及色谱分离方程、影响分离的因素五、色谱常用的定性定量方法色谱分析中常采用的定性与定量分析方法一、概述化学分析方法的基本要求是其选择性要高。即，在分析过程中，待测物与潜在的干扰物的分离是最为重要的步骤！20世纪中期，大量采用一些经典的分离方法：沉淀、蒸馏和萃取现代分析中，大量采用色谱和电泳分离方法

2、。迄今为止，色谱方法是最为有效的分离手段，其应用涉及每个科学领域。历史：1903年，俄国植物学家MikhailTswett最先发明。他采用填充有固体CaCO3细粒子的玻璃柱，将植物色素的混合物（叶绿素和叶黄素chlorophylls&xanthophylls）加于柱顶端，然后以溶剂淋洗，被分离的组份在柱中显示了不同的色带，他称之为色谱(希腊语中“chroma”=color;“graphein”=write)。50年代，色谱发展最快（一些新型色谱技术的发展；复杂组分分析发展的要求。1937-197

3、2年，15年中有12个Nobel奖是有关色谱研究的。A.J.P.MartinR.L.M.Synge1952年化学Nobel奖开创了气相色谱法。(一)色谱分离基本原理：使用外力使含有样品的流动相（气体、液体或超临界流体）通过一固定于柱或平板上、与流动相互不相溶的固定相表面。样品中各组份在两相中进行不同程度的作用。与固定相作用强的组份随流动相流出的速度慢，反之，与固定相作用弱的组份随流动相流出的速度快。由于流出的速度的差异，使得混合组份最终形成各个单组份的“带(band)”或“区(zone)”，对依

4、次流出的各个单组份物质可分别进行定性、定量分析。(二）色谱分类方法：1.按固定相外形分：柱色谱（填充柱、空心柱）、平板色谱（薄层色谱和纸色谱。2.按两相状态分3.按色谱分离的机理分利用组分在吸附剂（固定相）上的吸附能力强弱不同而得以分离的方法，称为吸附色谱法。利用组分在固定液（固定相）中溶解度不同而达到分离的方法称为分配色谱法。利用组分在离子交换剂（固定相）上的亲和力大小不同而达到分离的方法，称为离子交换色谱法。利用大小不同的分子在多孔固定相中的选择渗透而达到分离的方法，称为凝胶色谱法或空间排阻

5、色谱法。最近，又有一种新分离技术，利用不同组分与固定相（固定化分子）的高专属性亲和力进行分离的技术称为亲和色谱法，常用于蛋白质的分离。4.按照展开程序分类按照展开程序的不同，可将色谱法分为洗脱法、顶替法、和迎头法。（1）洗脱法也称冲洗法。工作时，首先将样品加到色谱柱头上，然后用吸附或溶解能力比试样组分弱得多的气体或液体作冲洗剂。由于各组分在固定相上的吸附或溶解能力不同，被冲洗剂带出的先后次序也不同，从而使组分彼此分离。流出曲线下图。这种方法能使样品的各组分获得良好的分离，色谱峰清晰。此外，除去冲

6、洗剂后，可获得纯度较高的物质。目前，这种方法是色谱法中最常用的一种方法。（2）顶替法是将样品加到色谱柱头后，在惰性流动相中加入对固定相的吸附或溶解能力比所有试样组分强的物质为顶替剂（或直接用顶替剂作流动相），通过色谱柱，将各组分按吸附或溶解能力的强弱顺序，依次顶替出固定相。很明显，吸附或溶解能力最弱的组分最先流出，最强的最后流出。顶替法的流出曲线如下图。此法适于制备纯物质或浓缩分离某一组分；其缺点是经一次使用后，柱子就被样品或顶替剂饱和，必须更换柱子或除去被柱子吸附的物质后，才能再使用。（3）迎

7、头法是将试样混合物连续通过色谱柱，吸附或溶解能力最弱的组分首先一纯物质的状态流出，其次则以第一组分和吸附或溶解能力较弱的第二组分混合物，以此类推。流出曲线如下图。该法在分离多组分混合物时，除第一组分外，其余均非纯态，因此仅适用于从含有微量杂质的混合物中切割出一个高纯组分（组分A），而不适用于对混合物进行分离。AA+B二、色谱流出曲线（色谱图）色谱流出曲线由检测器输出的电信号强度对时间作图，所得曲线称为色谱流出曲线。曲线上突起部分就是色谱峰。如果进样量很小，浓度很低，在吸附等温线（气固吸附色谱）或

8、分配等温线（气液分配色谱）的线性范围内，则色谱峰是对称的。色谱流出曲线（色谱图）混合组分的分离过程及检测器对各组份在不同阶段的响应色谱术语：1）基线：在实验条件下，色谱柱后仅有纯流动相进入检测器时的流出曲线称为基线，S/N大的、稳定的基线为水平直线。2）峰高：色谱峰顶点与基线的距离。3）保留值(Retentionvalue,R)a.死时间(Deadtime,t0)：不与固定相作用的物质从进样到出现峰极大值时的时间，它与色谱柱的空隙体积成正比。由于该物质不与固定相作用，因此，其流速与流动相的流速相