仪器分析色谱分析概论.ppt

第十七章第十七章色谱分析概论色谱分析概论yyq分类和发展基本类型及其分离机制色谱过程和基本原理色谱法基本理论1下一页上一页概述概述l色谱法（色谱法（chromatorgraphy）是一种物理）是一种物理/物理物理化学分离分析方法化学分离分析方法l高效能的分离能力高效能的分离能力l两次诺贝尔化学奖与之有关两次诺贝尔化学奖与之有关l20世纪初，俄国植物学家世纪初，俄国植物学家Tweet首创并命名首创并命名2下一页上一页第一节第一节色谱法的分类和发展色谱法的分类和发展LCCE柱色谱柱色谱平面色谱平面色谱GC 填充柱填充柱毛细管柱毛细管柱-GSC、GLC经典液相经典液相HPLCTLCLLCLSCSECIECBPC纸色谱纸色谱LLC色色谱谱法法LSCCEC3下一页上一页发展历史始创于始创于20世纪初世纪初30与与40年代相继出现薄层色谱法年代相继出现薄层色谱法50年代气相色谱法兴起年代气相色谱法兴起60年代年代GC-MS联用技术推出联用技术推出70年代年代HPLC崛起崛起80年代出现超临界流体色谱法年代出现超临界流体色谱法90年代年代HPCE飞速发展飞速发展4下一页上一页发展趋势l新型固定相和检测器新型固定相和检测器l色谱新方法的研究色谱新方法的研究l色谱联用技术色谱联用技术l色谱专家系统色谱专家系统5下一页上一页第二节色谱过程和原理吸附吸附解吸解吸固定相固定相solidphase流动相流动相mobilephase色谱过程色谱过程6下一页上一页原理利用物质在两相中（固定相和流动相）的分配利用物质在两相中（固定相和流动相）的分配系数差异，使混合物中各组分分离。系数差异，使混合物中各组分分离。固定相固定相solidphase流动相流动相mobilephase7下一页上一页二、色谱流出曲线和有关概念二、色谱流出曲线和有关概念（一）色谱流出曲线和色谱峰（一）色谱流出曲线和色谱峰l色谱流出曲线色谱流出曲线 信号信号时间时间l基线基线 噪音随时间变化噪音随时间变化 l色谱峰色谱峰 组分流经检测器所产生组分流经检测器所产生 的信号的信号 8下一页上一页色谱峰色谱峰对称因子fs(symmetryfactor)f fs s=W=W0.050.05/2A=/2A=（A+BA+B）/2A/2A对称峰fs：前延峰fs：0.95拖尾峰fs：9下一页上一页（二）保留值保留时间tRretentiontimet0deadtimetRadjustretentiontimetR=tRt0保留体积VRretentionvolumeV0deadvolumeVRadjustretentionvolumeVR=VR-V0=Fc tR相对保留值relativeretention;r10下一页上一页保留指数（I）IX=100 Z+nlg tR（x）-lg tR（z）lg tR（z+n）-lg tR（z）IX 为待测组分的保留指数，z为正构烷烃的碳原子数。可为1、2，通常为1。人为规定正己烷、正庚烷及正辛烷等的保留指数分别为600、700及800，其它类推。多数同系物每增加一个CH2，保留指数约增加100。11下一页上一页例：l测定甲苯的保留指数，实验得到下列色谱图测定甲苯的保留指数，实验得到下列色谱图,其其中中n c7为为_。根据色谱图可求得甲苯的。根据色谱图可求得甲苯的I=_。12下一页上一页（三）色谱峰高和峰面积l峰高峰高 h l峰面积峰面积 A13下一页上一页（四）色谱峰和区域宽度（四）色谱峰和区域宽度l标准差l半峰宽W1/2l峰宽WhW1/212h14下一页上一页（五）分离度resolutionlR 1.5 完全分离完全分离15下一页上一页三、分配系数与色谱分离（一）分配系数和容量因子（一）分配系数和容量因子l分配系数分配系数l容量因子容量因子l分配系数和容量因子的关系分配系数和容量因子的关系16下一页上一页分配系数分配系数distributioncoefficientT、P下，达到分配平衡时，组分在固定下，达到分配平衡时，组分在固定相和流动相中浓度的比值相和流动相中浓度的比值17下一页上一页容量因子capacityfactor也称质量分配系数、分配比、保留因子k=CmVmCSVSmsmm=VSVmK固定相的体积流动相的体积18下一页上一页（二）K、k和t之间的关系保留比保留比 流动相的线速度流动相的线速度u，组分的速度为v：在定距展开如柱色谱中在定距展开如柱色谱中v=L/tR，u=L/t0，保留比与组分分子在流动相中保留比与组分分子在流动相中的分数有如下关系的分数有如下关系 19下一页上一页K、k和t之间的关系tR=t0(1+k)或 tR=t0(1+KVsVm)20下一页上一页（三）色谱分离的前提l若组分若组分A和和B通过色谱柱通过色谱柱tRA=t0(1+KAVsVm)tRB=t0(1+KBVsVm)tR=tRA-tRB=t0(KA-KB)VsVmK（k）不等是分离的前提21下一页上一页第三节基本类型色谱法及其分离机制一、分配色谱法一、分配色谱法二、吸附色谱法二、吸附色谱法三、离子交换色谱法三、离子交换色谱法四、空间排阻色谱法四、空间排阻色谱法22下一页上一页一、分配色谱法l分离原理分离原理被分离组分在两相中溶解度的差异被分离组分在两相中溶解度的差异K=CsCm=Xs/VsXm/VmX代表溶质分子23下一页上一页分配色谱法l固定相和流动相固定相和流动相 正相：流动相极性正相：流动相极性PO43-SO42-I-NO3-SCN-NO2-Cl-HCO3-CH3COO-OH-F-34下一页上一页离子交换剂及其流动相的影响交联度和交换容量交联度和交换容量交联度越大，交换容交联度越大，交换容量越大，离子选择性提高。但交联度不量越大，离子选择性提高。但交联度不影响价数相同的离子分离。影响价数相同的离子分离。流动相的组成流动相的组成pH交换能力强的离子组成交换能力强的离子组成的流动相具较强的洗脱能力。弱离子交的流动相具较强的洗脱能力。弱离子交换树脂的交换容量与换树脂的交换容量与pH有关。有关。35下一页上一页四、空间排阻色谱法l分离原理分离原理 根据被分离组分分子的线团尺寸，或渗根据被分离组分分子的线团尺寸，或渗透系数而进行分离透系数而进行分离 Kp=Xs/XmXs=0，则Kp=0Xs=Xm，Kp=10Kp136下一页上一页固定相和流动相l固定相固定相 多孔性凝胶，故又称凝胶色谱法多孔性凝胶，故又称凝胶色谱法（gel chromatography）l流动相流动相 有机溶剂：凝胶渗透色谱法有机溶剂：凝胶渗透色谱法 水溶液：水溶液：凝胶过滤色谱法凝胶过滤色谱法37下一页上一页保留体积与渗透系数的关系Vs凝胶孔穴的总体积，凝胶孔穴的总体积，Vm 色谱柱内凝胶的粒间体积，近似于死体积色谱柱内凝胶的粒间体积，近似于死体积V0 渗透系数小，或分子线团尺寸（相对分子质量）大的组分，保留体积小，即先被洗脱出柱。38下一页上一页四种基本类型色谱法KVs狭义分配系数狭义分配系数K色谱柱内固定液体积色谱柱内固定液体积吸附系数吸附系数Ka吸附剂表面积吸附剂表面积选择性系数选择性系数KA/B离子交换剂总交换容量离子交换剂总交换容量渗透系数渗透系数Kp凝胶孔内总容积凝胶孔内总容积39