POWERPOINT 演示文稿 - 色谱分析法

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1、第12章色谱分析法12.1概述历史、色谱分离过程、分类、相关术语12.2气相色谱基本原理塔板理论及速率理论、分离方程12.3气相色谱法12.4高效液相色谱法12.5色谱分离方式的选择12.1概述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。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chloro

2、phylls&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。1937-1972年，15年中有12个Nobel奖是有关色谱研究的！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

3、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)”，对依次流出的各个单组份物质可分别进行定性、定量分析。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.按组份在固定相上的分离机理分：吸附色谱：不同组份在固定相的吸附作用不同；分配色谱：不同组份在固定相上的溶解能力不同；离子交换色谱：不同组份在固定相（离子交换剂）上的亲和力不同；凝胶色谱（尺寸排阻色

4、谱）不同尺寸分子在固定相上的渗透作用。色谱分离过程（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近。据t0可求出流动相平均流速

5、b.保留时间tr：试样从进样到出现峰极大值时的时间。它包括组份随流动相通过柱子的时间t0和组份在固定相中滞留的时间。c.调整保留时间：某组份的保留时间扣除死时间后的保留时间，它是组份在固定相中的滞留时间。即由于时间为色谱定性依据。但同一组份的保留时间与流速有关，因此有时需用保留体积来表示保留值。d.死体积V0：色谱柱管内固定相颗粒间空隙、色谱仪管路和连接头间空隙和检测器间隙的总和。勿略后两项可得到：其中，Fco为柱出口的载气流速（mL/min)，其值为：F0-检测器出口流速；Tr-室温；Tc-柱温；p0-

6、大气压；pw-室温时水蒸汽压。e.保留体积Vr：指从进样到待测物在柱后出现浓度极大点时所通过的流动相的体积。f.调整保留体积：某组份的保留体积扣除死体积后的体积。g.相对保留值r2,1：组份2的调整保留值与组份1的调整保留值之比。注意：r2,1只与柱温和固定相性质有关，而与柱内径、柱长L、填充情况及流动相流速无关，因此，在色谱分析中，尤其是GC中广泛用于定性的依据！具体做法：固定一个色谱峰为标准s，然后再求其它峰i对标准峰的相对保留值，此时以表示：>1,又称选择因子(Selectivityfactor

7、)。h.区域宽度：用于衡量柱效及反映色谱操作条件下的动力学因素。通常有三种表示方法：标准偏差：0.607倍峰宽处的一半。半峰宽W1/2：峰高一半处的峰宽。W1/2=2.354峰底宽W：色谱峰两侧拐点上切线与基线的交点间的距离。W=4色谱曲线的意义：色谱峰数=样品中单组份的最少个数；色谱保留值——定性依据；色谱峰高或面积——定量依据；色谱保留值或区域宽度——色谱柱分离效能评价指标；色谱峰间距——固定相或流动相选择是否合适的依据。12.2色谱法基本原理两组份峰间距足够远：由各组份在两相间的分配系数决定，

8、即由色谱过程的热力学性质决定。每个组份峰宽足够小：由组份在色谱柱中的传质和扩散决定，即由色谱过程动力学性质决定。因此，研究、解释色谱分离行为应从热力学和动力学两方面进行。一、塔板理论分配系数(Distributionconstant,K)：一定温度、压力下，组份在固定相和流动相间的分配达到平衡时的浓度比，称为分配系数。K只与固定相和温度有关，与两相体积、柱管特性和所用仪器无关。2.分配比(Retentionfactororca