2-1色谱分析导论.ppt

1、流出曲线，1906年俄罗斯植物学家茨维特(M.Tswett )，研究植物叶的色素成分，2-1色谱、色谱：重要的分离分析技术。 分离分析对象样品的各成分，依次测定各成分的含量。 第二章色谱分析法的指导论、MichaelTswett(1872-1919 )、 arussianbotanist discoverdethebasicipplesofsconthrosofcorshonthesheeperarddplaticatingpratimsbelitingamturefothepimminstranco tography .色谱是1906年由俄罗斯植物学家茨维特(M.Tsweet )成立的。 他

2、在研究植物叶的色素成分时，把植物叶的石油醚提取液注入到填充有碳酸钙粉末的直立玻璃管内，用石油醚上下淋浴，不同色素对碳酸钙粒子表面的吸附力不同，使不同色素随着淋浴的进行而向下移动的速度不同，使色素绕着一圈他把这种分离方法命名为色谱。 开始应用于无色物质的分离，“色谱”这个文字失去了本来的意义，但至今仍在使用。 色谱：是根据样品成分在固定相和流动相间的溶解、吸附、分配、离子交换或其他亲和作用的不同而建立的各种分离分析方法。 实质：分离依据：各组分互不相容的二相固定相和流动相吸附能力、分配系数或其他亲和作用性能的差异作为分离依据。 目的：定性分析或定量分析、一、色谱定义、实质和目的、二、分类：色谱有

3、多种，从不同角度有不同的分类方法。 1、流动相和固定相所在状态：流动相固定相类型，超临界流体色谱，2，固定相固定方式： 3，分离过程的机理：平面色谱，纸色谱：滤纸上的水分子固定相薄层色谱：吸附剂粉末变成薄层固定相高分子薄膜色谱柱色谱法， 填充柱色谱的毛细管柱吸附色谱：对吸附剂表面不同成分的物理吸附性能的差异分配色谱：不同成分在两相中分配系数不同的离子交换色谱：离子交换原理的阻断色谱：对不同大小的分子用(固定相在柱中)，色谱分类表，1，分离性能高2，灵敏度高： 10-11-10-13g适合微量分析的样品量极少，一般微克计3，分析速度从几分钟到几十分钟，同时很多成分4，应用范围很广化学诱导色谱法能

4、分析几乎所有化学物质色谱法的缺点：已知很难定性分析未知物质的单纯物质色谱法相比而言发展了高选择性的检测器：色谱-质量分析、色谱-红外光谱，三色谱特征和应用、四、色谱发展历史、在色谱发展历史上占有重要地位的英国人A.J.P.Martin (马丁)和R.L.M.Synge (辛格)提出了色谱架子理论的发明预言了气体会成为流动相。 1952年，他们为色谱理论的分配做出了贡献并获得了诺贝尔化学奖。 色谱发挥重要作用的诺贝尔奖的研究、色谱、信号、色谱通过成分固定相和流动相平衡分配的差异实现了分离。 成分从流动相中被输入到柱中，成分在固定相和流动相之间反复进行溶解吸附、分配交换、或亲和作用而分离，用检测器

5、检测，变换为信号，放大后记录，得到色谱图。 2-2、色谱流出曲线和常用用语，一、流出曲线和色谱峰值、流出曲线(色谱):成分浓度变化为电信号强度，经过时间的曲线。色谱峰：流出曲线上的突起部分，样品中的各成分被柱分离后，按顺序通过检测器时，检测器将流动相中各成分的浓度变化转换为相应的电信号，用记录仪记录的信号的时间变化称为色谱流出曲线，1、基线、噪声和漂移基线：列后成分没有进入检测器时，在实验操作条件下，将反映检测系统噪声的时间变化的线称为基线，稳定的基线为直线。 噪音：各种因素引起的基线起伏。 漂移：基线沿时间方向缓慢地变化。峰值高度h :色谱顶点和基线之间的垂直距离。 峰面积a :色谱峰所包围

6、的面积。 2、色谱峰的区域宽度、峰的底宽y :正态分布色谱曲线的两个拐点的切线与基线相交的切片。 半峰宽Y1/2 :与峰的高度的一半对应的峰宽，注：不仅能测定柱效果，还能计算峰面积，三者的关系： Y=4=1.699Y1/2， 标准偏差:作为正态分布色谱的两拐点距离的一半的与0.607h对应的色谱的峰值宽度的一半注：小，峰值窄，柱效果高，二，保持值，色谱(色谱流出曲线)，死亡时tM :固定保持时间tR :从样品注入开始到成分浓度成为极大所需的时间。 保持时间tr:调整减去死亡时间的保持时间。 说明： tr是固定相滞留的时间，反映成分和固定相间的作用的tM与成分的性质无关，与流动无关，死区容量VM

7、 :填充的柱管内的固定相粒子间残留的空间、色谱中管路和连接器间的空间，以及检测器的空间的总和。 保持体积VR :从样品开始到成分浓度达到极大点时所消耗的流动相的体积。(qv、o为柱出口处的载气流量，单位： mL/min )。 )调整保持体积VR:减去死亡体积的保持体积。 各保留时间-全部流动相流速-关系各保留体积-全部流动相流速-没有关系，由此可知，相对保留值与柱长、柱径、填充状况、流动相流速等条件无关，仅与温度、固定相的性质相关。 r2、1越大，两成分的分配越大，对列的成分的选择性越高，r2、1=1，两成分完全重叠，不能分离。 请注意，相对保持值r2.1 (即选择系数) :与调整保持值之比相

8、等，相对保持值不是两成分保持时间或保持体积之比。 式中，由于是最后出现峰值的调整保持时间，因此总是大于1。 定性分析通常将一个色谱峰固定为标准(s )，求出其他峰(I )相对于该峰的相对保持值，此时ri/s可以大于1也可以小于1 在这种特殊情况下，可以用符号r2.1表示：色谱的流出曲线的意思：色谱的峰值数=样品中的1个成分的最小数； 色谱峰值位置(保持值) 定性根据色谱峰值的峰值高度或面积的定量根据色谱峰值的位置或宽度列分离性能评价指标色谱峰值间的间距固定相或流动相的选择是否适当通过调整保持时间和体积成分与固定相和流动相的相互作用，(1)流动相样品、A B、A B柱、检测器、记录仪、2-3色谱

9、分离的基本理论，一、色谱分离过程、色谱分离特征：1， 不同成分通过柱时移动速度不同，有可能实现分离2、各成分沿柱提供扩散分布，从流入向流出逐渐扩大，不利于同成分间的分离。平衡分配可以用分配系数或分配比来表现，色谱分离过程：物质发生在固定相和流动相之间的吸附、脱相槌溶解、挥发过程，二、分配系数和分配比(描述分配过程的参数):影响k值的因素：温度、压力、成分的性质，与固定相和流动相的性质有关的二相体积、柱管特性，使用k值的大小表示成分和固定相的力的大小k值大：成分和固定相的亲和力大，成分在柱中滞留时间长。 成分在列内的移动速度与其分配系数成反比。 1、分配系数(也称为平衡常数) 在具有热力学性质的

10、温度和压力下，成分达到两个分配平衡时，用k表示成分在固定相中的浓度CS和流动相中的浓度CM的比，将成分a和b沿柱移动时的不同位置处的浓度曲线k作为分配系数，色谱分离的前提条件： 色谱分离中4种情况的探讨，k (分配系数)大，柱效应高，完全分离k不大，柱效应高，峰值窄，大致完全分离k大，柱效应低，分离效果差k 2、分配比k (容量因子或容量比) 动力学性质在一定温度和压力下，成分在两相间分配达到平衡时，分配给固定相和流动相的质量比称为分配比。 它反映柱中成分的移动速度，影响分配比的因素：温度、压力、成分性质、固定相和流动相性质，值？ k也等于成分的校正保持时间与死亡时间之比，所以k可以通过实验测

11、定。 由此也可以看出，k表示成分在柱中停留的时间的长度。 k越大停留时间也越长。 3、分配系数和分配比的关系分配系数k是成分的二相中浓度的比，与柱中固定相和流动相的体积无关，依赖于成分和二相的性质，随柱温、柱压的变化而变化。 分配比k是成分分配给两相的总量之比，取决于成分和固定相的热力学性质，根据柱温、柱压的变化而变化，也与流动相和固定相的体积有关。 具体地说，cs、cm分别是成分的固定相和流动相的浓度(g/ml)Vs是柱中的固定相的体积。 VM是柱中流动相的体积，几乎等于死体积。 其中，被称为比较，是反映各种列的柱型和结构特性的参数。 相对于填充柱，=635； 毛细管柱的情况下=60600。

12、 4 .分配比k和保持值()的关系、滞留因子： us :成分的分离柱内的线速度u :分离柱内的移动相的线速度滞留因子RS (也可以是质量分率)，如果成分和流动相通过长度为l的分离柱所需的时间为tR和tM，则根据以上的式，tR=tM(1 k )， 5 .分配系数k、分配比k和选择因子r2.1()的关系对a、b两成分的选择因子，由下式表示：通过选择因子将实验测定值k和热力学性质的分配系数k直接关联起来，对固定相的选择具有实际意义。 当两个成分的k或k值相等时，=1，两个成分的色谱峰一定重叠，无法说明。 两个分量的k或k值之差越大，分离越好。 因此，两种成分有不同的分配系数是色谱分离的前提条件。 色

13、谱分离中4种情况的探讨，K (分配系数)大，柱效应高，完全分离k不大，柱效应高，峰值窄，几乎完全分离k大，柱效应低，分离效果差k 色谱分离的前提条件：有分配系数的差异，分配系数的差异越大，分离越容易实现。例1 :以下参数变化时： (1)柱长变短，(2)固定相变化，(3)流动相的流速增加，(4)比较减少，引起分配系数的变化吗？ 为什么？a:(1)柱长的缩短不引起分配系数的变化；(2)固定相的变化不引起分配系数的变化；(3)流动相的流速的增加不引起分配系数的变化；(4)减少不引起分配系数的变化。 分配系数是热力学函数，只是与成分的性质、固定相和流动相的性质及温度等有关。 例2 .以下参数发生变化时

14、：(1)柱长的增加、(2)固定相量的增加、(3)流动相的流速的减少、(4)相比增加会引起分配比的变化吗？ 为什么？k=K/b、b=VM/VS，分配比与成分、二相的性质、柱温度、柱压力无关，因此，(1)不变化，(2)增加，(3)不变化，(4)减少，例3 .下述参数变化如果流动相速度增加，(3)减少，(4)柱温度上升，色谱峰是否变窄，为什么：(1)增大分配比而延长保持时间，增大峰应变幅度(2)的移动相速度而缩短保持时间，峰值应变幅度(峰值应变宽度(4)提高柱温度，缩短保持时间，峰值应变宽度变窄，例4，溶质的分配比为0.2，柱在流动相中的百分率是多少？解：例题5 :在某色谱中，保留时间为5.0分钟，死亡时间为1.0分钟，液相体积为2.0mL :(1)计算分配比k (4)死区容量VM (3)分配系数k (4)保持体积VR解： k=(tr-TM )/TM=t/r/TM=(5-1)/1=4.0 VM=TM.u=1x 50.0=50.0 mlk=kxvm/2=100.0vr=5x50=250ml重点内容1、色谱的建立、本质、分类2、色谱和常用术语的基线、峰值高度、区域宽度、保持值保持时间、死