第33讲 第十一章 常用的分离和富集方法 第二讲.ppt

第第第第33 33 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第二讲第二讲第二讲第二讲11-4 离子交换分离法离子交换分离法l 利用离子交换剂与溶液中的离子发生交换作用而利用离子交换剂与溶液中的离子发生交换作用而使离子分离的方法，称为离子交换分离法。使离子分离的方法，称为离子交换分离法。20世纪初世纪初期，工业上就开始用天然的无机离子交换剂泡沸石来期，工业上就开始用天然的无机离子交换剂泡沸石来软化硬水。泡沸石的化学成分为硅铝酸盐软化硬水。泡沸石的化学成分为硅铝酸盐(如如Na2A12Si4O12nH2O)，当与水接触时，其中的当与水接触时，其中的Na+便与便与水中的水中的Ca2+、Mg2+发生交换作用：发生交换作用：l Na2Z +Ca2+CaZ +2Na+从从而而使使水水软软化化。但但这这类类无无机机离离子子交交换换剂剂的的交交换换能能力力低低，化学稳定性和机械强度差，应用受到很大限制。化学稳定性和机械强度差，应用受到很大限制。l 近近年年来来合合成成了了有有机机离离子子交交换换剂剂离离子子交交换换树树脂脂，基基本本上上克克服服了了无无机机离离子子交交换换剂剂的的缺缺点点因因此此离离子子交交换换分分离法在生产和科研各方面得到了广泛的应用。离法在生产和科研各方面得到了广泛的应用。一、离子交换树脂的结构和性质一、离子交换树脂的结构和性质l（一）结构（一）结构l 离离子子交交换换树树脂脂是是具具有有网网状状结结构构的的复复杂杂的的有有机机高高分分子子聚聚合合物物。网网状状结结构构的的骨骨架架部部分分一一段段很很稳稳定定，不不溶溶于于酸酸、碱碱和和一一般般溶溶剂剂。在在网网状状结结构构的的骨骨架架上上有有许许多多可可被被交交换换的的活活性性基基团团。根根据据活活性性基基团团的的不不同同、离离子子交交换换树树脂可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两大类。脂可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两大类。l 1.阳离子交换树脂阳离子交换树脂l 阳阳离离子子交交换换树树脂脂具具有有酸酸性性基基团团，如如应应用用最最广广泛泛的的强强酸酸性性磺磺酸酸型型聚聚苯苯乙乙烯烯树树脂脂，它它是是以以苯苯乙乙烯烯和和二二乙乙烯烯苯聚合，经浓硫酸磺化而制得的聚合物。苯聚合，经浓硫酸磺化而制得的聚合物。l 这种树脂的化学性质很稳定，具有耐强酸、强碱、这种树脂的化学性质很稳定，具有耐强酸、强碱、氧化剂和还原剂的性质，因此应用非常广泛。氧化剂和还原剂的性质，因此应用非常广泛。第第第第33 33 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第二讲第二讲第二讲第二讲l 各各种种阳阳离离子子交交换换树树脂脂含含有有不不同同的的活活性性基基因因、常常见见的的有有磺磺酸酸基基(-SO3H)、羧羧基基(-COOH)和和酚酚基基(-OH)等等。根根据据活活性性基基团团离离解解出出H+能能力力的的大大小小不不同同，阳阳离离子子交交换换树树脂脂分分为为强强酸酸性性和和弱弱酸酸性性两两种种。例例如如含含-SO3的的为为强强酸酸性性阳阳离离子子交交换换树树脂脂，常常用用R-SO3H表表示示(R表表示示树树脂脂的的骨骨架架)，合合-COOH和和-OH的的弱弱酸酸性性阳阳离离子子交交换换树树脂脂，分分别别用用R-COOH和和R-OH表示。表示。l 强酸性阳离子交换树脂应用较广泛，弱酸性强酸性阳离子交换树脂应用较广泛，弱酸性阳离子交换树脂的阳离子交换树脂的H+不易电离，所以在酸性溶液不易电离，所以在酸性溶液中不能应用，但它的选择性较高而且易于洗脱。中不能应用，但它的选择性较高而且易于洗脱。第第第第33 33 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第二讲第二讲第二讲第二讲2.阴离子交换树脂阴离子交换树脂l 阴阴离离子子交交换换树树脂脂与与阳阳离离子子交交换换树树脂脂具具有有同同样样的的有有机机骨骨架架，只只是是所所联联的的活活性性基基团团为为碱碱性性基基团团。如如含含季季胺胺(-N(CH3)3)的的树树脂脂的的H+不不易易电电离离，称称为为强强磁磁性性阴阴离离子子交交换换树树脂脂，含含伯伯胺胺基基(-NH2)、仲仲胺胺基基(-NHCH3)和和叔叔胺胺基基(-N(CH3)2)的的树树脂脂为为弱弱碱碱性性阴阴离离子子交交换换树树脂脂。这这些些树树脂脂水水化化后后分分别别形形成成R-NH3OH、R-NH2CH3OH、R-NH(CH3)2OH 和和R-N(CH3)3OH等等氢氢氧氧型型阴阴离离子子交交换换树树脂脂，所所联联的的OH-可被阴离子交换和洗脱。可被阴离子交换和洗脱。l 阴阴离离子子交交换换树树脂脂的的化化学学稳稳定定性性及及耐耐热热性性能能都都不如阳离子交换树脂稳定。不如阳离子交换树脂稳定。第第第第33 33 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第二讲第二讲第二讲第二讲(二二)性质性质l 1交交联联度度 离离子子交交换换树树脂脂的的骨骨架架是是由由各各种种有有机机原原料料聚聚合合而而成成的的网网状状结结构构，例例如如强强酸酸性性阳阳离离子子交交换换树树脂脂的的合合成成过过程程，是是先先由由苯苯乙乙烯烯聚聚合合而而成成为为长长的的链链状状分分子子，再再由由二二乙乙烯烯苯苯把把各各链链状状分分子子联联成成立立体体型型的的网网状状体体。这这里里二二乙乙烯烯苯苯称称为为交交联联剂剂，树树脂脂中中所所合合交交联联剂剂的的百百分分率率称称为为重重量量交交联联度度。如如二二乙乙烯烯苯苯在在原原料料总总量量中中占占10%。则称该树脂的交联度为则称该树脂的交联度为10。l 树树脂脂的的交交联联度度越越大大，则则网网眼眼越越小小，交交换换时时体体积积大大的的离离子子进进入入树树脂脂便便受受到到限限制制。但但提提高高了了交交换换的的选选择择性性：另另外外，交交联联度度大大时时，形形成成的的树树脂脂结结构构紧紧密密，机机械械强强度度高高。但但是是如如果果交交联联度度过过大大则则对对水水的的膨膨胀胀性性能能差差(一一般般要要求求1克克干干树树脂脂在在水水中中能能膨膨胀胀至至1.5-2cm3为为宜宜)，交交换换反应的速度慢，因此要求树脂的交联度一般为反应的速度慢，因此要求树脂的交联度一般为4-14。第第第第33 33 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第二讲第二讲第二讲第二讲2.交交换换容容量量 离离子子交交换换树树脂脂交交换换能能力力的的大大小小，可可用用交交换换容容量量表表示示。理理论论上上的的交交换换容容量量是是指指每每克克干干树树脂脂所所含含活活性性基基团团的的物物质质的的量量，而而实实际际交交换换容容量量是是指指在在实实验验条条件件下下，每每克克干干树树脂脂能能交交换换离离子子的的物物质质的的量量。显显然然交交换换容容量量的的大大小小取取决决于于网网状状结结构构内内所所含含活活性性基基团团的的数数目目，交交换换容容量量可可通通过过实实验验测测得得。例例如如强强酸酸性性阳离子交换树脂交换容量的测定手续如下。阳离子交换树脂交换容量的测定手续如下。l 称称取取于于树树脂脂1克克，置置于于250ml锥锥形形瓶瓶中中、准准确确加加入入0.1mol/LNaOH标标准准溶溶液液100m1,振振荡荡后后放放置置过过夜夜，用用移移浓浓管管吸吸取取上上层层清清液液25ml，加加酚酚酞酞指指示示剂剂1摘摘，用用0.1mol/L标标准准HCl溶溶被被滴滴定定至至红红色色消消失失，设设用用去去标标准准HCl溶溶液液14m1，树树脂脂的的交交换换容容量量可可以以计计算算为为5.6 mmol/g。第第第第33 33 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第二讲第二讲第二讲第二讲二、离子交换亲和力二、离子交换亲和力l 离离子子交交换换反反应应和和其其他他化化学学反反应应一一样样，完完全全服服从从质质量量作作用用定律。定律。l 树树脂脂对对离离子子亲亲合合力力的的大大小小，与与离离子子的的水水合合离离子子半半径径大大小小和和带带电电荷荷的的多多少少有有关关。经经实实验验证证明明，在在低低浓浓度度、常常温温下下，离离子交换树脂对不同离子的亲合力顺序有下列规律。子交换树脂对不同离子的亲合力顺序有下列规律。l (一一)强酸性阳离子交换树脂强酸性阳离子交换树脂l 1.不同价态的离子，电荷越高亲合力越大不同价态的离子，电荷越高亲合力越大l Th4+A1+Ca2+Na+l 2.相同价态离子的亲合力顺序相同价态离子的亲合力顺序l Ag+Cs+Rb+K+NH4+Na+H+Li+Ba2+Pb2+Sr2+Ca2+Ni2+Cd2+Cu2+Co2+Zn2+Mg2+UO22+l La3+Ce3+Pr3+Eu3+Y3+Se3+A13+第第第第33 33 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第二讲第二讲第二讲第二讲(二二)弱酸性阳离子交换树脂弱酸性阳离子交换树脂l 与与强强酸酸性性阳阳离离子子交交换换树树脂脂相相同同，只只是是对于对于H+亲合力大于其他阳离子。亲合力大于其他阳离子。(三三)强碱性阴离子交换树脂强碱性阴离子交换树脂l Cr2O72-SO42-I-NO3-CrO42-Br-CN-C1-OH-F-Ac-(四四)弱碱性阴离子交换树脂弱碱性阴离子交换树脂 l OH-SO42-CrO42-NO3-AsO43-PO43-Ac-I-Br-C1-F-第第第第33 33 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第二讲第二讲第二讲第二讲三、离子交换色谱法三、离子交换色谱法l 以以强强酸酸性性阳阳离离子子交交换换树树脂脂分分离离K+和和Na+为为例例。当当混混合合溶溶液液从从柱柱上上方方加加入入时时，水水相相中中的的K+和和Na+就就与与树树脂脂活活性性集集团团中中的的H+发发生生交交换换，从从而而进进入入树树脂相。交换过程可表示为：脂相。交换过程可表示为：lR-H+K+=R-K+H+lR-H+Na+=R-Na+H+l 如如再再向向交交换换柱柱上上方方加加入入稀稀盐盐酸酸溶溶液液，此此时时树树脂脂相相中中的的K+和和Na+又又将将与与溶溶液液中中的的H+发发生生交交换换，重重新新进进入入溶溶液液。这这一一过过程程称称为为洗洗脱脱。洗洗脱脱过过程程可可表示为：表示为：l R-K+H+=R-H+K+l R-Na+H+=R-H+Na+第第第第33 33 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第二讲第二讲第二讲第二讲四、离子交换分离的操作方法四、离子交换分离的操作方法l 在在分分析析工工作作中中，为为了了分分离离或或富富集集某某种种离离子子。一一般般采采用用动动态交换。这种交换方法在交换柱中进行，其操作过程如下。态交换。这种交换方法在交换柱中进行，其操作过程如下。l(一一)树脂的选择和处理树脂的选择和处理l 在在化化学学分分析析中中应应用用最最多多的的为为强强酸酸性性阳阳离离子子交交换换树树脂脂和和强强碱碱性性阴阴离离子子交交换换树树脂脂。生生产产上上出出厂厂的的交交换换树树脂脂颗颗粒粒大大小小往往往往不不够够均均匀匀，故故使使用用时时应应当当先先过过筛筛以以除除去去太太大大和和太太小小的的颗颗拉拉，也可以用水泡胀后用筛在水中选取大小一定的颗粒备用。也可以用水泡胀后用筛在水中选取大小一定的颗粒备用。l 一般商品树脂韧含有一定量的杂质，所以在使用前必须一般商品树脂韧含有一定量的杂质，所以在使用前必须进行净化处理。对强碱性和强酸性阴阳离子交换树脂，通常进行净化处理。对强碱性和强酸性阴阳离子交换树脂，通常用用4mol/LHCl溶液浸泡溶液浸泡1-2天，以溶解各种杂质，然后用蒸馏天，以溶解各种杂质，然后用蒸馏水洗涤至中性。这样就得到在活性基团上含有可被交换的水洗涤至中性。这样就得到在活性基团上含有可被交换的H+或或Cl-的氢型阳离子交换树脂或氯型阴离子交换树脂。如果需的氢型阳离子交换树脂或氯型阴离子交换树脂。如果需要钠型阳离子交换树脂，则用要钠型阳离子交换树脂，则用NaCl处理氢型阳离子交换树脂处理氢型阳离子交换树脂。第第第第33 33 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第二讲第二讲第二讲第二讲(二二)装柱装柱l 进进行行离离子子交交换换通通常常在在离离子子交交换换柱柱中中进进行行。离离子子交交换换柱柱一一般般用用玻玻璃璃制制成成，装装置置交交换换柱柱时时，先先在在交交换换柱柱的的下下端端铺铺上上一一层层玻玻璃璃丝丝，灌灌入入少少量量水水，然然后后倾倾入入带带水水的的树树脂脂，树树脂脂就就下下沉沉而而形形成成交交换换层层。装装柱柱时时应应防防止止树树脂脂层层中中存存留留气气泡泡，以以免免交交换换时时试试液液与与树树脂脂无无法法充充分分接接触触。树树脂脂高高度度一一般般约约为为柱柱高高的的90%。为为防防止止加加试试液液时时树树脂脂被被冲冲起起，在在柱柱的的上上端端亦亦应应铺铺一一层层玻玻璃璃纤纤维维。交交换换枝枝装装好好后后，再再用用蒸蒸馏馏水水洗洗涤涤，关关上上活活塞塞，以以备备使使用用。应应当当注注意意不不能能使使树树脂脂露露出出水水面面，因因为为树树脂脂露露于于空空气气中中，当当加加入入溶溶液液时时，树树脂脂间间隙隙中中会会产产生生气气抱抱，而而使使交交换换不不完完全。全。l 交换柱也可以用滴定管代替。交换柱也可以用滴定管代替。第第第第33 33 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第二讲第二讲第二讲第二讲(三三)交换交换l 将将试试液液加加到到交交换换柱柱上上，用用活活塞塞控控制制一一定定的的流流速速进进行行交交换换。经经过过一一段段时时间间之之后后，上上层层树树脂脂全全部部被被交交换换、下下层层未未被被交交换换，中中间间则则部部分分被被交交换换，这这一一段段称称为为“交交界界层层”。随随着着交交换换的的进进行行，交交界界层层逐逐渐渐下下移移，至至流流出出液液中中开开始始出出现现交交换换离离子子时时，称称为为始始漏漏点点(亦亦称称泄泄漏漏点点或或突突破破点点)，此此时时交交换换柱柱上上被被交交换换离离子子的的物物质质的的量量数数称称为为始始漏漏量量。在在到到达达始始漏漏点点时时，交交界界层层的的下下端端刚刚到到达达交交换换柱柱的的底底部部，而而交交换换层层中中尚尚有有未未被被交交换换的的树树脂脂存存在在，所所以以始始漏漏量量总是小于总交换量。总是小于总交换量。第第第第33 33 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第二讲第二讲第二讲第二讲(四四)洗脱洗脱l 当当交交换换完完毕毕之之后后，一一般般用用蒸蒸馏馏水水洗洗去去残残存存溶溶液液，然然后后用用适适当当的的洗洗脱脱液液进进行行洗洗脱脱。在在洗洗脱脱过过程程中中、上上层层被被交交换换的的离离子子先先被被洗洗脱脱下下来来，经经过过下下层层未未被被交交换换的的树树脂脂时时，又又可可以以再再度度被被交交换换。因因此此最最初初洗洗脱脱液液中中被被交交换换离离子子的的浓浓度度等等于于零零，随随着着洗洗脱脱的的进进行行，洗洗出出液液离离子子浓浓度度逐逐渐渐增增大大，达达到到最最大大值值之之后后又又逐逐渐渐减减小小，至完全洗脱之后，被洗出之离子浓度又等于零。至完全洗脱之后，被洗出之离子浓度又等于零。l 对对于于阳阳离离子子交交换换树树脂脂常常采采用用HCl溶溶液液作作为为洗洗脱脱液液，经经过过洗洗脱脱之之后后树树脂脂转转为为氢氢型型；阴阴离离子子交交换换树树脂脂常常采采用用NaCl或或NaOH溶溶液液作作为为洗洗脱脱液液，经经过过洗洗脱脱之之后后，树树脂脂转转为为氯氯型型或或氢氢氧氧型型。因因此此洗洗脱脱之之后后的的树树脂脂已得到再生，用蒸馏水洗涤干净即可再次使用。已得到再生，用蒸馏水洗涤干净即可再次使用。第第第第33 33 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第二讲第二讲第二讲第二讲四、离子交换法的应用四、离子交换法的应用l (一一)纯水的制备纯水的制备l 天天然然水水中中常常含含一一些些无无机机盐盐类类，为为了了除除去去这这些些无无机机盐盐类类以以便便将将水水净净化化，可可将将水水通通过过氢氢型型强强酸酸性性阳阳离离子子交交换换树树脂脂，除除去去各各种种阳阳离离子子。如如以以CaCl2代表水中的杂质，则交换反应为：代表水中的杂质，则交换反应为：l 2R-SO3H+Ca2+(R-SO3)2Ca+2H+l 再再通通过过氢氢氧氧型型强强碱碱性性阴阴离离子子交交换换树树脂脂，除除去去各种阴离子。各种阴离子。l RN(CH3)3OH+C1-RN(CH3)3Cl+OH-l交交换换下下来来的的H+和和OH-结结合合成成H2O，这这样样就就可可以以得得到到相相当当纯纯净净的的所所谓谓“去去离离子子水水”，可可以以代代替替蒸蒸馏水使用。馏水使用。第第第第33 33 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第二讲第二讲第二讲第二讲l(二二)干扰离子的分离干扰离子的分离l 1.阴阴阳阳离离子子的的分分离离 在在分分析析测测定定过过程程中中，其其他他离离子子的的存存在在常常有有干干扰扰。对对不不同同电电荷荷的的离离子子，用用离离子子交交换换分分离离的的方方法法排排除除干干扰扰最最为为方方便便。例例如如用用BaSO4重重量量沉沉淀淀法法测测定定黄黄铁铁矿矿中中硫硫的的含含量量时时，由由于于大大量量Fe3+、Ca2+的的存存在在，造造成成BaSO4沉沉淀淀的的不不纯纯，因因此此可可先先将将试试液液通通过过氢氢型型强强酸酸性性阳阳离离子子交交换换树树脂脂除除去去干干扰扰离离子子，然然后后再再将将流流出出液液中中的的SO42-沉沉淀淀为为BaSO4进进行行硫硫的的测测定定，这样便可以大大提高测定的准确度。这样便可以大大提高测定的准确度。l 2.同性电荷离子的分离同性电荷离子的分离 如果要使几种阳离子或几种阳离如果要使几种阳离子或几种阳离子分离开，可以根据各种离子对树脂的亲和力不同，将它们子分离开，可以根据各种离子对树脂的亲和力不同，将它们彼此分离。例如欲分离彼此分离。例如欲分离Li+、Na+、K+三种离子，将试液通过三种离子，将试液通过阳离子树脂交换柱，则三种离子均被交换在树脂上阳离子树脂交换柱，则三种离子均被交换在树脂上,然后用稀然后用稀HCl洗脱，交换能力最小的洗脱，交换能力最小的Li+先流出柱外，其次是先流出柱外，其次是Na+而交换而交换能力最大的能力最大的K+最后流出来。最后流出来。第第第第33 33 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第二讲第二讲第二讲第二讲(三三)微量组分的富集微量组分的富集l 以测定矿石中的铂、钯为例来说明。由于铂、钯以测定矿石中的铂、钯为例来说明。由于铂、钯在矿石中的含量一般为在矿石中的含量一般为10-5-10-6，即使称取，即使称取10克试克试样进行分析，也只含铂、钯样进行分析，也只含铂、钯0.1微克左右。因此，必须微克左右。因此，必须经过富集之后才能进行测定。富集的方法是：称取经过富集之后才能进行测定。富集的方法是：称取10-20克试样，在克试样，在700灼烧之后用王水溶解，加浓灼烧之后用王水溶解，加浓HCl蒸发，铂、钯形成蒸发，铂、钯形成PtCl62-和和PdCl42-络阴离子。稀络阴离子。稀释之后，通过强碱性阴离子交换，即可将铂富集在交释之后，通过强碱性阴离子交换，即可将铂富集在交换柱上。用稀换柱上。用稀HCl将树脂洗净之，取出树脂移入瓷钳将树脂洗净之，取出树脂移入瓷钳锅中，在锅中，在700灰化，用王水溶解残渣，加盐酸蒸发。灰化，用王水溶解残渣，加盐酸蒸发。然后在然后在8mol/LHCl介质中，钯介质中，钯(II)与双十二烷基二硫与双十二烷基二硫代乙二酰胺代乙二酰胺(DDO)生成黄色络合物，用石油醚生成黄色络合物，用石油醚-三氯甲三氯甲烷混合溶剂萃取，用烷混合溶剂萃取，用比色法测定钯。铂比色法测定钯。铂(IV)用二氯化用二氯化锡还原为铂锡还原为铂(II)，与与DDO生成樱红色螯合物可进行比生成樱红色螯合物可进行比色法测定。色法测定。第第第第33 33 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第二讲第二讲第二讲第二讲l l11-5 液相色谱分离法液相色谱分离法一、色谱分离法简述一、色谱分离法简述 l 液液相相色色谱谱分分离离法法又又称称层层析析分分离离法法，这这种种方方法法是是由由一一种种流流动动相相带带着着试试祥祥经经过过固固定定抵抵物物质质在在两两相相之之间间进进行行反反复复的的分分配配，由由于于物物质质在在两两相相之之间间的的分分配配系系数数不不同同，移移动动速速度度也也不不一一样样从从而而达达到到互互相相分分离的目的。离的目的。l 液相色谱分离法有多种类型，按其操作的形液相色谱分离法有多种类型，按其操作的形式不同，可分为柱色谱法、纸上色谱法和薄层色式不同，可分为柱色谱法、纸上色谱法和薄层色谱法等。谱法等。二、柱色谱二、柱色谱 色谱柱通常为玻璃柱或塑料柱，其中填充硅色谱柱通常为玻璃柱或塑料柱，其中填充硅胶或氧化铝等吸附剂作为固定相。胶或氧化铝等吸附剂作为固定相。第第第第33 33 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第二讲第二讲第二讲第二讲 将试液加到色谱柱上后，待分离组分将被吸将试液加到色谱柱上后，待分离组分将被吸附在柱的上端，再用一种洗脱剂从柱上方进行洗附在柱的上端，再用一种洗脱剂从柱上方进行洗脱。洗脱剂又称展开剂，通常为有机溶剂，在柱脱。洗脱剂又称展开剂，通常为有机溶剂，在柱色谱中作流动相。色谱中作流动相。在色谱分离中，溶质组分既能进入固定相又在色谱分离中，溶质组分既能进入固定相又能进入流动相。如果流动相的流速足够慢，组分能进入流动相。如果流动相的流速足够慢，组分将在两相中达到分配平衡，其分配系数用将在两相中达到分配平衡，其分配系数用KD表示。表示。KD=cs/cm式中式中cs、cm分别表示组分在固定相和流动相中的分别表示组分在固定相和流动相中的浓度，在一定条件下，浓度，在一定条件下，KD是常数。是常数。吸附色谱对吸附剂的基本要求是：吸附色谱对吸附剂的基本要求是：（1）具有较大的表面积和足够的吸附能力。）具有较大的表面积和足够的吸附能力。第第第第33 33 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第二讲第二讲第二讲第二讲l （2）在所用的溶剂和洗脱剂中不溶解；不与）在所用的溶剂和洗脱剂中不溶解；不与试样各组分、溶剂和洗脱剂发生化学反应。试样各组分、溶剂和洗脱剂发生化学反应。l （3）颗粒较均匀，有一定的细度，在使用过）颗粒较均匀，有一定的细度，在使用过程中不易破碎。程中不易破碎。l （4）具有较为可逆的吸附性，既能吸附试样）具有较为可逆的吸附性，既能吸附试样组分，又易于解吸。组分，又易于解吸。l 目前最常用的吸附剂是硅胶和氧化铝，其次目前最常用的吸附剂是硅胶和氧化铝，其次是聚酰胺、硅酸镁等。是聚酰胺、硅酸镁等。l 对洗脱剂的基本要求是：对洗脱剂的基本要求是：l （1）对试样组分的溶解度要足够大。）对试样组分的溶解度要足够大。l （2）不与试样组分和吸附剂发生化学反应。）不与试样组分和吸附剂发生化学反应。l （3）粘度小，易流动。）粘度小，易流动。l （4）有足够的纯度。）有足够的纯度。第第第第33 33 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第二讲第二讲第二讲第二讲三、纸色谱三、纸色谱 l 纸纸色色谱谱法法是是以以层层析析滤滤纸纸为为载载体体的的液液相相色色谱谱法法。滤滤纸纸中中的的纤纤维维素素通通常常吸吸收收20%-25%的的水水分分，其其中中约约6%的的水水分分子子通通过过氢氢键键与与纤纤维维素素上上的的羟羟基基结结合合，在在分分离离过过程程中中不不随随有有机机溶溶剂剂流流动动，形形成成纸纸色色谱谱中中的的固固定定相相；而有机溶剂为流动相，又称展开剂。而有机溶剂为流动相，又称展开剂。l 对滤纸的一般要求是：对滤纸的一般要求是：l（1）质质地地和和厚厚薄薄必必须须均均匀匀，边边缘缘整整齐齐，平平整整无无折折痕，无污渍。痕，无污渍。l（2）纸纸纤纤维维疏疏松松度度适适当当。过过于于疏疏松松易易使使斑斑点点扩扩散散，过于紧密则流速坟慢。过于紧密则流速坟慢。l（3）有一定的强度，不易断裂。）有一定的强度，不易断裂。l（4）纯纯度度高高，不不含含填填充充剂剂，灰灰分分在在0.01%以以下下。否否则金属离子杂质会与某些组分结合，影响分离效果。则金属离子杂质会与某些组分结合，影响分离效果。第第第第33 33 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第二讲第二讲第二讲第二讲四、薄层色谱四、薄层色谱 l 薄薄层层色色谱谱是是将将柱柱色色谱谱与与纸纸色色谱谱法法结结合合而而发发展展起起来来的的一一种种分分离离方方法法。它它将将柱柱色色谱谱分分离离效效果果好好、适适用用范范围围广广的的优优点点与与纸纸色色谱谱设设备备简简单单、灵灵敏敏快快速速、显色方便等优点相结合，具有独特的优越性。显色方便等优点相结合，具有独特的优越性。l 薄薄层层色色谱谱的的固固定定相相与与柱柱色色谱谱类类似似，是是在在玻玻璃璃板板或或塑塑料料板板上上涂涂布布的的吸吸收收剂剂，如如硅硅胶胶、氧氧化化铝铝等等，只只是是其其粒粒度度更更细细。而而其其分分离离操操作作则则非非常常类类似似于于纸纸色色谱谱。干干燥燥后后的的薄薄层层板板经经活活化化后后，在在其其下下端端用用毛毛细细管管点点上上试试样样，然然后后在在密密闭闭的的层层析析缸缸中中用用有有机机溶溶剂剂作作为为流流动动相相自自下下而而上上进进行行展展开开。在在此此过过程程中中，试试样样中中各各组组分分在在两两相相间间不不断断进进行行吸吸附附和和解解吸吸，视视吸吸附附对对不不同同组组分分吸吸附附力力的的差差异异而而逐逐渐渐得得到到分分离离。经显色后，就会在薄层上显示出分开的色斑。经显色后，就会在薄层上显示出分开的色斑。第第第第33 33 讲讲讲讲 第十一章第十一章第十一章第十一章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法 第二讲第二讲第二讲第二讲