柱色谱分离快与速柱层析资料ppt课件.ppt

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1、柱色谱分离及快速柱层析色谱ColumnChromatographicSeparation&FlashChromatography杜亚伟1595292015-2016学年现代分离工程课堂汇报化学分离工程（化学工程二级学科）三级学科蒸馏吸收萃取吸附与离子交换膜分离蒸发与结晶干燥…分离过程分类有相产生或添加的分离过程蒸馏、萃取、结晶、干燥…有分离介质的分离过程渗透、微滤、超滤、渗析…采用固体分离剂的分离过程吸附、色谱分离、离子交换…有外加场的分离过程离心、电解、电泳、电渗析……色谱分离法分类按两相状态气相色谱液相色谱超临界流体色谱按分离机理吸附色谱分配色谱离子交换色谱排阻色谱按固

2、定相外形薄层色谱柱色谱纸色谱按分离效率经典液相色谱高效液相色谱色谱法是一种重要的分离分析方法，它是根据组分在两相中作用能力不同而达到分离目的的。色谱流出曲线色谱流出曲线：由检测器输出的信号强度对时间作图，所得曲线。色谱峰：色谱流出曲线上突起部分。基线：色谱柱没有样品组分流出时的流出曲线。峰高：色谱峰顶点与基线之间的垂直距离。从色谱流出曲线中，可得许多重要信息：(1)根据色谱峰的个数，可以判断样品中所含组分的最少个数；(2)根据色谱峰的保留值，可以进行定性分析；(3)根据色谱峰的面积或峰高，可以进行定量分析；(4)色谱峰的保留值及其区域宽度，是评价色谱柱分离效能的依据；(5)

3、色谱峰两峰间的距离，是评价固定相（或流动相）选择是否合适的依据。1.标准偏差:即0.607倍峰高处色谱峰宽的一半。2.半峰宽Y1/2:即峰高一半处对应的峰宽。它与标准偏差的关系为Y1/2=2.3543.峰底宽度Y:即色谱峰两侧拐点上的切线在基线上截距间的距离。它与标准偏差的关系是Y=4色谱分离中的重要参数死时间tM：不被固定相吸附或溶解的物质进入色谱柱时，从进样到出现峰极大值所需的时间称为死时间，它正比于色谱柱的空隙体积。因为这种物质不被固定相吸附或溶解，故其流动速度将与流动相流动速度相近。测定流动相平均线速ū时，可用柱长L与tM的比值计算，即ū=L/tM保留时间t

4、R：试样从进样到柱后出现峰极大点时所经过的时间，称为保留时间。某组分的保留时间扣除死时间后，称为该组分的调整保留时间tR´。tR´=tRtM信号进样tMtRtR´色谱分离的热力学性质分配系数K分配色谱的分离是基于样品组分在固定相和流动相之间反复多次的分配过程，而吸附色谱的分离是基于反复多次的吸附-脱附过程。这种分离过程经常用样品分子在两相间的分配来描述，而描述这种分配的参数称为分配系数K。它仅与两个变量有关：固定相和温度。K=溶质在固定相中的浓度/溶质在流动相中的浓度=Cs/Cm分配比k分配比又称容量因子，它是指在一定温度和压力下，组分在两相间分配达平衡时，分配在固定相和

5、流动相中的物质的量比。即k=组分在固定相中的物质的量/组分在流动相中的物质的量=ns/nmk=ns/nm=CsVS/CmVmVm为柱中流动相的体积，近似等于死体积;Vs为柱中固定相的体积选择因子α对A、B两组分的选择因子，用下式表示：α=tR(A)/tR(B)=k(A)/k(B)=K(A)/K(B)通过选择因子α把实验测量值k与热力学性质的分配系数K直接联系起来，α对固定相的选择具有实际意义。两组分的K或k值相差越大，则分离得越好。因此两组分具有不同的分配系数是色谱分离的先决条件。塔板理论把色谱柱比作一个精馏塔，沿用精馏塔中塔板的概念来描述组分在两相间的分配行为，同时引

6、入理论塔板数作为衡量柱效率的指标，即色谱柱是由一系列连续的、相等的水平塔板组成。每一块塔板的高度用H表示，称为塔板高度，简称板高。塔板理论假设：1.在柱内一小段长度H内，组分可以在两相间迅速达到平衡。这一小段柱长称为理论塔板高度H。2.以气相色谱为例，载气进入色谱柱不是连续进行的，而是脉动式，每次进气为一个塔板体积（ΔVm）。3.所有组分开始时存在于第0号塔板上，而且试样沿轴（纵）向扩散可忽略。4.分配系数在所有塔板上是常数，与组分在某一塔板上的量无关。理论塔板高度越低，在单位长度色谱柱中就有越高的塔板数，则分离效果就越好。决定理论塔板高度的因素有：固定相的材质、色谱柱的均

7、匀程度、流动相的理化性质以及流动相的流速等。塔板理论是基于热力学近似的理论，在真实的色谱柱中并不存在一片片相互隔离的塔板，也不能完全满足塔板理论的前提假设。塔板理论虽然能很好地解释色谱峰的峰型、峰高，客观地评价色谱柱地柱效，却不能很好地解释与动力学过程相关的一些现象，如色谱峰峰型的变形、理论塔板数与流动相流速的关系等。塔板理论速率理论1956年荷兰学者vanDeemter吸收了塔板理论中板高的概念，并充分考虑了组分在两相间的扩散和传质过程，从而在动力学基础上较好地解释了影响板高的各种因素。该理论模型对气相、液相色谱