色譜分析概論

色譜分析概論圖示固定相——CaCO3顆粒流動相——石油醚

色帶第2頁,共27頁，2024年2月25日，星期天二、色譜法定義、實(shí)質(zhì)和目的

定義：利用物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)建立的分離、分析方法實(shí)質(zhì)：分離目的：定性分析或定量分析三、分類：

1．按兩相分子的聚集狀態(tài)分：流動相固定相類型液相色譜液體固體液-固色譜液體液體液-液色譜氣體固體氣-固色譜氣體液體氣-液色譜氣相色譜第3頁,共27頁，2024年2月25日，星期天續(xù)前2．按固定相的固定方式分：3．按分離機(jī)制分：平面色譜

紙色譜薄層色譜高分子薄膜色譜柱色譜

填充柱色譜毛細(xì)管柱色譜

分配色譜：利用分配系數(shù)的不同

吸附色譜：利用物理吸附性能的差異

離子交換色譜：利用離子交換原理

空間排阻色譜：利用排阻作用力的不同第4頁,共27頁，2024年2月25日，星期天圖示色譜法簡單分類第5頁,共27頁，2024年2月25日，星期天四、色譜法的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：“三高”、“一快”、“一廣”缺點(diǎn)：高選擇性——可將性質(zhì)相似的組分分開高效能——反復(fù)多次利用組分性質(zhì)的差異產(chǎn)生很好分離效果高靈敏度——10-11~10-13g，適于痕量分析分析速度快——幾~幾十分鐘完成分離一次可以測多種樣品應(yīng)用范圍廣——?dú)怏w，液體、固體物質(zhì)化學(xué)衍生物色譜分離、分析對未知物分析的定性專屬性差需要與其他分析方法聯(lián)用(GC-MS,LC-MS)第6頁,共27頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)色譜法的原理一、色譜過程、分離原理及特點(diǎn)二、基本類型色譜法的分離機(jī)制三、分配系數(shù)與保留行為的關(guān)系第7頁,共27頁，2024年2月25日，星期天一、色譜過程、分離原理及特點(diǎn)（一）色譜過程指被分離組分在兩相中的“分配”平衡過程以吸附色譜為例見圖示

吸附→解吸→再吸附→再解吸→反復(fù)多次洗脫→被測組分分配系數(shù)不同→差速遷移→分離第8頁,共27頁，2024年2月25日，星期天圖示分配系數(shù)的微小差異→吸附能力的微小差異微小差異積累→較大差異→吸附能力弱的組分先流出；吸附能力強(qiáng)的組分后流出back第9頁,共27頁，2024年2月25日，星期天續(xù)前（二）色譜分離原理色譜分離基于各組分在兩相之間平衡分配的差異，平衡分配可以用分配系數(shù)和分配比來衡量（三）色譜分離特點(diǎn)

1．不同組分通過色譜柱時的遷移速度不等→提供了分離的可能性

2．各組分沿柱子擴(kuò)散分布→峰寬↑→不利于不同組分分離第10頁,共27頁，2024年2月25日，星期天二、基本類型色譜法的分離機(jī)制基本概念：固定相（s）；流動相（m）（一）吸附色譜法（二）分配色譜法（三）離子交換色譜法（四）空間排阻色譜法第11頁,共27頁，2024年2月25日，星期天（一）吸附色譜法要求：固定相→吸附劑（硅膠或AL2O3）具有表面活性吸附中心分離機(jī)制：見圖示吸附系數(shù)注：Ka與組分的性質(zhì)、吸附劑的活性、流動相的性質(zhì)及溫度有關(guān)next吸附平衡Xm+nYa→Xa+nYm

第12頁,共27頁，2024年2月25日，星期天圖示分離機(jī)制：各組分與流動相分子爭奪吸附劑表面活性中心利用吸附劑對不同組分的吸附能力差異而實(shí)現(xiàn)分離吸附→解吸→再吸附→再解吸→無數(shù)次洗脫→分開

back第13頁,共27頁，2024年2月25日，星期天（二）分配色譜法要求：固定相→機(jī)械吸附在惰性載體上的液體流動相→必須與固定相不為互溶載體→惰性，性質(zhì)穩(wěn)定，不與固定相和流動相發(fā)生化學(xué)反應(yīng)分離機(jī)制見圖示

狹義分配系數(shù)注：K與組分的性質(zhì)、流動相的性質(zhì)、固定相的性質(zhì)以及柱溫有關(guān)next第14頁,共27頁，2024年2月25日，星期天圖示分離機(jī)制利用組分在流動相和固定相間溶解度差別實(shí)現(xiàn)分離連續(xù)萃取過程back第15頁,共27頁，2024年2月25日，星期天（三）離子交換色譜法要求：固定相→離子交換樹脂流動相→水為溶劑的緩沖溶液被分離組分→離子型的有機(jī)物或無機(jī)物分離機(jī)制見圖示選擇性系數(shù)

陽離子交換樹脂

RSO3-H++X+→RSO3-X++H+

注：Ks與離子的電荷數(shù)、水合離子半徑、流動相性質(zhì)、離子交換樹脂性質(zhì)以及溫度有關(guān)next

固定離子可交換離子待測離子第16頁,共27頁，2024年2月25日，星期天圖示分離機(jī)制：

依據(jù)被測組分與離子交換劑交換能力（親和力）不同而實(shí)現(xiàn)分離back第17頁,共27頁，2024年2月25日，星期天（四）空間排阻色譜法要求：固定相→多孔性凝膠流動相→水——凝膠過濾色譜流動相→有機(jī)溶劑——凝膠滲透色譜分離機(jī)制見圖示滲透系數(shù)

注：Kp僅取決于待測分子尺寸和凝膠孔徑大小，與流動相的性質(zhì)無關(guān)next第18頁,共27頁，2024年2月25日，星期天圖示分離機(jī)制：利用被測組分分子大小不同、在固定相上選擇性滲透實(shí)現(xiàn)分離back第19頁,共27頁，2024年2月25日，星期天結(jié)論：四種色譜的分離機(jī)制各不相同，分別形成吸附平衡、分配平衡、離子交換平衡和滲透平衡

K分別為吸附系數(shù)，狹義分配系數(shù)，選擇性系數(shù)和滲透系數(shù)除了凝膠色譜法中的K僅與待測分子大小尺寸、凝膠孔徑大小有關(guān)外，其他三種K值都受組分的性質(zhì)、流動相的性質(zhì)、固定相的性質(zhì)以及柱溫的影響第20頁,共27頁，2024年2月25日，星期天圖示第21頁,共27頁，2024年2月25日，星期天三、分配系數(shù)與保留行為的關(guān)系（一）基本術(shù)語1．保留時間tR：從進(jìn)樣開始到某組分色譜峰頂（濃度極大點(diǎn)）的時間，即組分在色譜柱中的停留時間或組分流經(jīng)色譜柱所需要的時間。2．死時間t0或tm：分配系數(shù)為零的組分的保留時間，即流動相流經(jīng)色譜柱所需要的時間（又稱流動相保留時間）。第22頁,共27頁，2024年2月25日，星期天續(xù)前3．分配系數(shù)K（平衡常數(shù)）：指在一定溫度和壓力下，組分在色譜柱中達(dá)分配平衡后，在固定相與流動相中的濃度比（色譜過程的相平衡參數(shù)）4．保留比R’：衡量溶質(zhì)分子在色譜柱上相對移行速度注：K為熱力學(xué)常數(shù)與組分性質(zhì)、固定相性質(zhì)、流動相性質(zhì)及溫度有關(guān)實(shí)驗(yàn)條件固定，K僅與組分性質(zhì)有關(guān)第23頁,共27頁，2024年2月25日，星期天（二）tR與K的關(guān)系：第24頁,共27頁，2024年2月25日，星期天續(xù)前討論：色譜條件一定時，tR主要取決K的大?。ㄉV法基本的定性參數(shù)）

K↑，tR↑，組分后出柱

K=0，組分不保留

K→∞，組分完全保留第25頁,共27頁，2024年2月25日，星期天結(jié)論：色譜分離前提→各組分分配系數(shù)不等注：應(yīng)選擇合適分離條件使得難分離的組分K不等2）色譜條件（s，m，T）一定時，K一定→tR一定1）組分一定，K不等的前提s和m改變

T改變第26頁,共27頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)色譜法的歷史與展望一、歷史：

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