色谱分析法导丽荣

1、仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材一、色谱分析法的产生和发展二、色谱法的分类二、色谱法的分类n2.1 按两相的状态分类按两相的状态分类n 流动相流动相 固定相固定相气气-固色谱（固色谱（gsc）气气-液色谱（液色谱（glc）气相色谱气相色谱气体气体液体液体液体液体固体固体 1. 1. 气体为流动相的色谱气体为流动相的色谱 称称气相色谱法气相色谱法（ gc）2. 液体为流动相的

2、色谱液体为流动相的色谱 称称液相色谱法液相色谱法(lc） 液相色谱液相色谱液液-固色谱（固色谱（lsc）液液-液色谱（液色谱（llc）扩展：超临界流体色谱法超临界流体色谱法 (sfc)(sfc) n超临界流体是一种物质状态，当物质在超过临界温度及临界压力以上，气体与液体的性质会趋近于类似，最后会达成一个均匀相之流体现象。它具有气体的低粘度、液体的高密度以及介于气、液之间较高的扩散系数等特征。nsfc是gc和lc的补充， sfc可以解决气液色谱分析的难题，它可以分析气相色谱难汽化的不挥发性样品，同时具有比高效液相色谱更高的效率，分析时间更短。二、色谱法的分类二、色谱法的分类n2.2 2.2 按分

3、离机理分类按分离机理分类吸附色谱吸附色谱：吸附剂对不同组分的：吸附剂对不同组分的吸附能力吸附能力不同不同；分配色谱分配色谱：不同组分在两相中的：不同组分在两相中的溶解度溶解度不同；不同；离子交换色谱离子交换色谱：不同组分与离子交换剂：不同组分与离子交换剂的的交换能交换能 力力不同不同；凝胶色谱（分子排阻色谱）凝胶色谱（分子排阻色谱）: :凝胶对不同分子的凝胶对不同分子的 阻滞作用阻滞作用不同。不同。n 视频视频凝胶色谱法凝胶色谱法二、色谱法的分类二、色谱法的分类 2.3 按操作形式分类按操作形式分类1. 固定相装于柱内的色谱法，称为固定相装于柱内的色谱法，称为柱色谱柱色谱。 比如比如 gc、h

4、plc、ce、sfc 视频视频柱色谱分离操作柱色谱分离操作2. 固定相呈平板状的色谱，称为固定相呈平板状的色谱，称为平板色谱平板色谱， 又分为又分为薄层色谱、纸色谱、薄膜色谱薄层色谱、纸色谱、薄膜色谱。 视频视频红蓝墨水的纸层析红蓝墨水的纸层析llc吸附色谱法吸附色谱法 分配色谱法分配色谱法 lscgscglc柱色谱法柱色谱法仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材色谱图：指检测器的响应信号随时间变化的曲线 （浓度-时间曲线）仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十一五十一五”规划教材规划教材化学工业出版社化学工业出版社色谱图产生过程色谱图产生过程仪器分析仪器分析高职高专高

5、职高专“十二五十二五”规划教材规划教材仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材稳定的基线是一条稳定的基线是一条平行于横轴平行于横轴的直线。的直线。基线基线反映仪器是否稳定反映仪器是否稳定若基线上下波动若基线上下波动称为噪声称为噪声若基线上斜或下斜若基线上斜或下斜称为漂移称为漂移仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十

6、二五”规划教材规划教材仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材总结：总结：利用色谱图可以解决下列问题：利用色谱图可以解决下列问题：（1） 样品中所含组分的样品中所含组分的最少个数最少个数（2） 保留值保留值-定性定性（3） 色谱峰面积（或峰高）色谱峰面积（或峰高）-定量定量（4） 色谱峰的区域宽度色谱峰的区域宽度-评价评价柱效柱效仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的在一定温度

7、下，组分在两相间分配达到平衡时的浓浓度比度比，称为，称为分配系数（平衡常数），分配系数（平衡常数），用用k k表示，即：表示，即：组分在组分在固定相固定相中的中的浓度浓度组分在组分在流动相流动相中的中的浓度浓度k= cs cm=k与柱温有关，与两相体积与柱温有关，与两相体积无关无关。 仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材n一定温度下，组分的分配系数一定温度下，组分的分配系数k越大，保留值越越大，保留值越?，出，出峰越峰越?；n若两组分的若两组分的k值相等，则同时出峰值相等，则同时出峰n各组分的各组分的k值不同是分离的基础；值不同是分离的基础；n某组分不被固定相保留，

8、则某组分不被固定相保留，则k=?组分在固定相中的浓度组分在固定相中的浓度组分在流动相中的浓度组分在流动相中的浓度k= cscm=（大（大,慢）慢）（0）仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材ssssmmmmmc vvkkmc vv组分在固定相中的质量组分在流动相中的质量仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材)1 ()1 ()1 ()1 (0000msrmsrvvkvkvvvvktktt操作条件一定时，操作条件一定时，k或或k越大，保留值越大越大，保留值越大若若k或或k相等，则两组分的色谱峰重合相等，则两组分的色谱峰重合k或或k不等是色谱分离的

9、先决条件不等是色谱分离的先决条件00vvttkrr仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材一、一、 塔板理论塔板理论 分馏的原理是通过加热，从塔底形成的上升蒸气流和从塔顶冷凝的下降液体流（回流），在塔板液层上进行气液两相的热交换和质交换，依据组分的挥发度不同，轻组分随蒸气流向上，重组分随液体流向下，从而完成液体混合物的分离目的。一、一、 塔板理论塔板理论仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材222/11654.5wtwtnrr注意：单位统一！注意：单位统一！仪器分析仪器分析高职高专

10、高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材有效有效有效nlhwtwtnrr2/22/1/)(16)(54. 5n或或neff 、h或或heff 描述柱效能的重要指标描述柱效能的重要指标对于单一组分，对于单一组分，n或或neff越大（越大（h或或heff越小），越小），柱效能越高，色谱峰越窄。柱效能越高，色谱峰越窄。注意：单位统一！注意：单位统一！仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材)mm(1.7101.22000h102 . 1)0 . 2/20. 050. 1(5.54wt5.54n33222/1r）（

11、在实验中，如何比较不同色谱柱的柱效？在实验中，如何比较不同色谱柱的柱效？在相同的实验操作条件下，用同一物质在相同的实验操作条件下，用同一物质通过不同色谱柱，根据所得的色谱峰分通过不同色谱柱，根据所得的色谱峰分别计算出别计算出n neff , , neff越大，则柱效能越高越大，则柱效能越高思考：思考：某人制备了一根色谱柱，用组分，为测试样测某人制备了一根色谱柱，用组分，为测试样测得该柱的理论塔板数为和，因而得该柱的理论塔板数为和，因而推断和组分在该柱上一定能得到很好的分离，推断和组分在该柱上一定能得到很好的分离，该推断正确吗？该推断正确吗？思考：思考：答：不正确。答：不正确。因为塔板数因为塔板

12、数n多，只能说明柱效高，色谱峰窄；不多，只能说明柱效高，色谱峰窄；不能判断二组分是否能被分离能判断二组分是否能被分离仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材bh = a +c uu仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材 2pad仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材 2bd仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材减小的方法：减小的方法： 采用较高的载气流速采用较高的载气流速 选择分子量大的重载气（选择分子量大的重载气（n n2 2）

13、 采用较低柱温采用较低柱温分子扩散与组分在柱中的停留时间有关，停留时间越长（u小），分子扩散越严重。因此，当线速度u大时，b/u项可忽略。仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材减小减小c cl l的方法：降低固定液膜厚度；的方法：降低固定液膜厚度； 提高柱温提高柱温 c = cg + cl cg 气相传质阻力系数； cl 液相传质阻力系数 减小减小cg的方法：采用粒度小的填充物；的方法：采用粒度小的填充物； 分子量小的气体（如分子量小的气体（如h2）作载气）作载气仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材解释柱填充均匀程度、固定相粒度、流动相解释

14、柱填充均匀程度、固定相粒度、流动相种类、流动相流速、柱温、固定液层厚度等种类、流动相流速、柱温、固定液层厚度等对柱效的影响。对柱效的影响。热力学：塔板理论热力学：塔板理论解释色谱峰形状、定义柱效的评价指标解释色谱峰形状、定义柱效的评价指标动力学：速率理论动力学：速率理论van deemtervan deemter方程方程 两个基本理论两个基本理论仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材)1()2()1()2(1 , 2rrrrvvttr比较下列色谱分离情况的柱效和选择性高低比较下列色谱分离情况的柱效和选择性

15、高低柱效低，选择性低柱效低，选择性低柱效高，选择性低柱效高，选择性低 柱效低；选择性高柱效低；选择性高柱效高，选择性好柱效高，选择性好r 1.0：两峰部分重叠；两峰部分重叠；r =1.0：分离程度分离程度98%，基本分离；基本分离；r 1.5：分离程度达：分离程度达99.8%， 完全分离。完全分离。2.分离度r总分离效能指标注意：保留时间与峰宽应取相同单位注意：保留时间与峰宽应取相同单位仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材2,12,12,12,111414nrrnkrrkr有效仪器分析仪器分析高职高专高

16、职高专“十二五十二五”规划教材规划教材仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材,rsrirsrisivvttr仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材s,rsrirsrisivvttr仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”

17、规划教材规划教材iiiiiihfmafm或仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材iiiiihcamffi与检测器性能、组分和流动相性质及操作与检测器性能、组分和流动相性质及操作条件有关，不易准确测量。条件有关，不易准确测量。1.校正因子校正因子仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材ssiissiisiihchcamamfff/与待测物、基准物和检测器类型有关，与操作条件（如进样量等）无关仪器分析仪器分析高职高专高职高专“十二五十二五”规划教材规划教材121100%100%100%()iiiiinnnnimmfammmmfa二氯乙烷二氯乙烷 二

18、溴乙烷二溴乙烷 四乙基铅四乙基铅相对校正因子相对校正因子1.001.651.75峰面积（峰面积（cm2）1.501.012.82例：某色谱条件下，分析仅含有二氯乙烷、例：某色谱条件下，分析仅含有二氯乙烷、二溴乙烷及四乙基铅三组分样品，分析二溴乙烷及四乙基铅三组分样品，分析结果如下：结果如下： 试用归一化法求各组分的百分含量。试用归一化法求各组分的百分含量。%9.60%10082.275.101.165.150.100.182.275.1%6.20%10082.275.101.165.150.100.101.165.1%5.18%10082.275.101.165.150.100.150.100.1%100%10