仪器分析总复习ppt课件.ppt

第一部分光 谱 分 析 法,仪器分析,第1章 绪论一、仪器分析的特点和任务 1.分析仪器的基本组成由分析信号发生器、信号转换器（检测器）、信号处理器和显示器四部分组成。 2.分析仪器的主要性能参数二、分析质量控制和分析质量保证 1.我国分析质量控制使用的标准方法有国标、行标（部 标）、地方和企业标准。 2.绘制精密度均值分析质量控制图“打点 ”，检查 测定结果的可靠性（精密度）。 3.“打点 ”法绘制“准确度控制图”，检查测定结果的准 确度。,测定结果可靠：数据点落在上下控制线之内,测定结果理想：数据点落在上下警戒线之内,测定结果可靠不可靠,第2章 分子吸光分析法,2.1 光谱分析法导论一、电磁辐射的波动性 波数-为波长的倒数， 1 / 。 波数和波长互为倒数 单位为cm-1, 表示每厘米长度中波的数目。二、电磁辐射的微粒性 ： Eh h c/ 波长与能量E互为倒数,三、线光谱和带光谱,1.原子光谱主要是由于原子核外电子在不同能级间跃迁而产生的辐射或吸收，它的表现形式为线光谱。2.分子吸收200800nm光线，引起分子电子能级的跃迁，所产生的光谱为紫外可见吸收光光谱。3.分子吸收红外光线，引起分子振动能级和转动能级的跃迁，得到的光谱称为振动转动光谱。4.分子发生电子能级跃迁是多重能级叠加的跃迁，这就决定了分子光谱的形状带光谱。,例题1. 下列波长：260nm、480nm分别位于电磁辐 射的区、区。例题2. 下列电磁辐射，按波长递增的顺序是 （ ）。 A. E=0.25eV的红外光 B. E=3eV的可见光 C. E=5eV的紫外光 D. E=2.5102eV的X射线,例题3. 下列电磁辐射，按能量递增的顺序是 ( )。 A. 红外光； B. 紫外光； C. 650nm 可见光； D. 0.05nm 的X光。,2.2 紫外-可见吸收光谱,一、紫外吸收光谱的产生 几种跃迁类型及其能量大小。 *n*n* * 150nm n* 200nm * 200nm n* 300nm（长链共轭化合物、 多环共轭芳烃 400nm ）,二、名词解释 1. 生色团和助色团 2. 红移和蓝移 3. K吸收带(共轭双键） 4. R吸收带 5. B吸收带。,1. 生色团和助色团在UV及Vis区域产生吸收带的基团称为生色团，而本身在UV及Vis区域不产生吸收带，但与生色团相连后，能使生色团的吸收带向长波方向移动的基团称为助色团。2. 红移和蓝移:由于原子或取代基的取代效应引起吸收带向长波方向移动，称为红移；而吸收带向短波方向移动，称为兰移。,3.R 吸收带由n* 跃迁产生的吸收带称为R吸收带。 特点是波长较长，大都在200400nm，强度较弱。4.K 吸收带(共軛双键)由共轭*跃迁产生的吸收带称为 K吸收带，其特点是吸收强度较强，吸收波长与共轭体系成正比，一般每增加一个共轭双键，max增加30nm。 5.B 吸收带由芳香族*跃迁产生的的吸收带，位于230270nm 。,例题 4. ROH, R-CH2=CH2-R的UV吸收是由哪些跃 迁引起的？ 解： ROH ( n * ) R-CH2=CH2-R （ *）例题 5. 某化合物在200800nm无吸收，可能是什 么物质？如果man落在可见区，又是什么物质？ 在200800nm无吸收：饱和烃（链烃、环烃）。 man在可见区：长链共轭化合物、多环共轭芳 烃。,跃迁类型 例 子 属 性 max n * CH3-NH2 助色团 200左右 * R-CH2=CH2 生色团 200左右共轭* 丁二烯 K带 共轭数 n * R-C=O R带 200400芳烃* 芳烃 B和带 230270,例 6：下列化合物有哪些电子跃迁类型?在紫外光谱中可能产生什么吸收带?并指出这些吸收带的波长范围。 n*，n* R吸收带 紫外区：200400nm 293nm n*，共轭*， n* K吸收带 R吸收带, 324nm 紫外区：217280nm 200 700nm 苯环*(共轭* ) K吸收带, B和吸收带 230270nm 282nm,三、紫外可见吸收光谱法的应用,（一）定性分析 紫外可见吸收光谱分析用于有机化合物的鉴定及结构分析（鉴定有机化合物中官能团及同分异构体）。 （二）定量分析 定量分析依据朗伯比尔定律，即物质在一定条件下吸光度A与浓度C成线性关系。,1、利用Woodward规则计算共轭二烯、共轭多烯的 max,（1）母体是异环二烯或无环多烯的基数 217nm（2）母体是同环二烯或多烯的基数 253nm（3）增加一个共軛双键 +30nm（4）每个烷基取代基 +5nm（5）环外双键 +5nm,共轭烯酮的 max（ ， 不饱和羰基化合物） 不饱和羰基化合物母体215nm 烷基取代 +10nm 烷基取代 +12nm 以上 +18nm 不饱和羰基化合物存在有同环二烯时,+39nm 。,例题,214+55+35+30284,214+55+35+30284,214+75+55+30304,例题7. 试用Woodward规则计算来区分下列萜烯化合物（植物精油类）。 松油烯， 松油烯 基数25345273nm 薄荷烯酮 辣薄荷酮 基数215 nm 基数215nm 位 10 位 12 212 237 nm 239nm,例题 8 . 以下的max值分别为279nm，288nm，348nm;利用Woodward规则标出各个max所对应的化合物。 (A) (B) (C)A. 215+218+30+5=286 nmB. 215+12+18+302395349 nmC. 2151218305280 nm,例题9. 下列双烯在乙醇中的max分别为231nm,236nm,245nm;试判断这些max分别属于哪个化合物。（利用Woodward规则计算来判断） (A) (B) (C)A: 214+4525244 nmB: 21745237 nmC: 217255232 nm,例10. 有两种异构体，已知异构体的max在228nm,而异构体的max在296nm，试用Woodward规则来判断下列两种结构分别属于哪种异构体？ （A) (B) A: 215 18 21830299nm（异构体） B: 215 +12=227nm （异构体）,2、朗伯和比尔定律: A=Kc l 吸光度与透光率之间的关系: 吸收系数K的意义及表示方法: 浓度c以gL-1 为单位时 浓度c以molL-1为单位时 百分吸收系数,例9. 吸取0.1mgmL-1牛血清白蛋白标准溶液用水定容至50ml。在紫外分光光度计上，以水为参比，于278nm波长测定其吸收度A标0.560。取10.00ml某样品原液，用水定容至50ml。同样于278nm波长测定其吸收度A样0.800。试计算该样品的原液中蛋白的浓度（gmL-1）。 解：1. 根据 A=Kc l，得 2.标准溶液浓度 c标 0.1mgmL-1/ 50ml0.002 mgmL-1 3.代入上式，c样0.0029 mgmL-1 4.设样品原液浓度为y, 10y / 50=0.0029mgmL-1 y= 0.002950/100.0143 mgmL-114.3 gmL-1,2.3 红外吸收光谱法,红外光谱的产生 当分子受到红外光照射时，分子选择性地吸收某些波长的辐射，引起振动和转动能级的跃迁而产生的。,2.3 红外吸收光谱法,一、名词解释1.伸缩振动是指原子沿键的轴方向伸缩，使键长发生变化而键角不变的振动。2.弯曲振动 是指原子垂直于价键方向的运动。3.振动方式的数目称为振动自由度(又称简正振动），每个振动自由度相应于红外光谱上一个基频吸收峰。,分子产生吸收红外，必须满足两个条件： 红外辐射光量子具有的能量等于分子 振动能级的能量差； 红外光与分子之间有偶合作用。,具有红外活性的结构,红外活性振动分子振动时其偶极矩必需发生变化，即0，这时的分子振动称为红外活性振动。分子偶极矩分子中正负电荷中心的距离与正负电荷中心所带的电荷之乘积： ,H-H, ,在下列化合物中，哪个具有红外活性？,二、振动类型及书写符号 （1）伸缩振动：对称伸缩振动（s）和 不对称伸缩振动（as）. （2）弯曲振动或变形振动：面内，面外三、各类化合物的特征基团频率 1. 烷烃 C-H 3000, s,CH3 = 1380, as,CH2 =1460 面内变形振动(CH2)n 在n4时,720cm-1, 异丙基的s分裂 1380cm-1和1370cm-1 ， 叔丁基 1390cm-1和1370cm-1 .,2.烯烃: C=C 出现在16901560 cm-1附近。 不饱和C的C-H伸缩振动=C-H3000cm-1 。 3.芳烃 Ar =C-H 在30903010cm-1，Ar =C-H (CH面外变形振动)在900650 出现强峰，可鉴定芳烃取代位置和数目，例如一取代：750、700cm-1 苯环的骨架振动在16501450 cm-1。其中1600cm-1和1500cm-1的峰最能反映芳环的特征，1580cm-1峰一般较弱，与其他基团共轭时强度增加。,4. 酚和醇:OH从36703200cm-1，峰形很宽。 C-O伸缩振动在1050 cm-1 。5.羰基化合物:（1700 cm-1 ） 酮C=O在17251705cm-1。 醛的C=O在17401695 cm-1 。 酯的c=o在1740 cm-1 （饱和酯 ）附近， 不饱和及芳香酯的c=o在17301715 cm-1 。,不饱和度的意义,计算公式U的意义键数环数U=0：链状饱和烃U=1：一个双键或一个环结构(烯烃、饱和环烃)U=2：二个双键、一个双键加环或一个三键U=3：一个双键加一个三键U=4：一个苯环（芳香烃）、多个双键（共轭烯烃）、 稠环化合物U=5：一个苯环加一个双键,四、谱图解析实例,例2.6 某化合物的化学式为C9H10O，它的红外光谱图如图 2.15，试推断其结构式。,解：不饱和度计算:U 1+9（42）10（12）1（22）/2 14 = 5 说明有苯环，还有双键或饱和环。,例2.6:,先找苯的特征峰：1600，1500，1450 cm-1 。 1500 cm-1 强于 1600 cm-1 说明还有1个键与苯环共轭;另一个键不是羰基，因为 1700 cm-1 没有强峰。因此是乙烯基（-CH=CH-); 再找苯的取代基：750、700 cm-1 是苯的一元取代。,C9H10O扣除C6H5，余下的取代基C3H5O，其中有1个双键（CHCH ），余下C1H3O,因为1380没有强峰，只有1460 cm-1，说明没有甲基，只有CH2,但在3400 cm-1有宽峰，是OH的伸缩振动峰，在1050 cm-1有强峰，是 C-O的伸缩振动峰，说明最后1个C的结构是CH2OH。,例2.6,1050,3400,推断所得结构式,苯丙稀醇，又称肉桂醇,例9（作业）： 推测分子式分别为C7H8 、 C6H14化合物的结 构，红外谱图如下图所示。,C7H8,C6H14,解： C7H8的不饱和度 U1+7（42）8（12）/214 = 5 说明有苯环存在； 1600，1500cm-1是苯的特征吸收峰（即苯环骨架C=C振动吸收产生的峰），确证苯环的存在； 3030cm-1是苯环上=C-H伸缩振动吸收峰；,C7H8,750、690cm-1是CH面外变形振动吸收峰，说明芳烃上的取代为甲基取代（单取代分裂成750、690cm-1两个吸收峰）。 根据以上的谱图解析， C7H8的结构为：,解： C6H14的不饱和度 U1+6（42）14（12）/2 1-1= 0 说明是链状饱和烃； 2950 cm-1强峰为饱和CH伸缩振动吸收 峰，可能含有CH3和CH2；,C6H14, 1380cm-1的吸收峰为单一峰，是CH3面外弯曲振动吸收峰,1380cm-1处不发生裂分，证明不存在异丙基和叔丁基； 1460 cm-1是CH3剪式振动吸收峰； 720 cm-1是CH2面内摇摆振动吸收峰。 根据谱图解析，C6H14的结构为： CH3CH2CH2CH2-CH2CH3,例10： 一个化合物的化学式是C8H10O,它的红外光谱图如下图所示，试推断其结构式。（图中自左至右的标峰数值为；3355、3090、3010、2935、2855、1615、1500、1460、1050、750、700cm-1,其中750、700cm-1为苯的一元取代峰。）,解：（1） C8H10O化合物的不饱和度 U1+8（42）10（12）1（22）/2 13 = 4 说明有苯环存在。（2）红外图谱分析（判断苯环的存在首先看31003000cm-1及 16501450 cm-1两个区域的吸收峰是否同时存在，再观察 900650 cm-1区域，以推测取代形式）。 先找苯的特征峰： a.芳香烃和烯烃一样在3090、3010cm-1的峰为苯环中不饱和 C-H伸缩振动；,b.1615， 1500、1460cm-1为苯的骨架振动，750、 700cm-1为苯的一元取代，可知有一元取代苯， 不饱和度为4；已确定化学式为C6H5； C8H10O扣除C6H5，余下的化学式为C2H5O；在3355cm-1 有宽峰，是OH的伸缩振动峰，在1050 cm-1有强 峰，是C-O的伸缩振动峰，说明有羟基OH。 C2H5O扣除OH，余下的化学式为C2H4 因为1380 cm-1没有强峰，只有1460 cm-1，说明没 有甲基，只有亚甲基CH2, 化学式C2H4指2个亚甲基 CH2。,根据以上分析推断， C8H10O的结构为:,例12：某化合物的分子式为C9H10O，试推测 其结构。 (1)紫外光谱实验条件： 1.075 mg/10mL乙醇溶液，0.1cm样品 池。扫描结果得出最大吸收峰位于240nm 处，吸光度为0.95。 (2)红外光谱实验条件：液膜法,图谱主要 结果如下图：,3030,1688,691,746,1221,1450,1600,1580,解： 1.紫外光谱扫描说明化合物具有共轭体系或芳香体系。 2.C9H10O化合物的不饱和度： U1+9（42）10（12） 1（22）/214 = 5 ; 说明可能有一个苯环加一个双键。,2.红外图谱分析 先找苯的特征峰： a.3030cm-1的峰为苯环中不饱和C-H伸缩振动； b.1600cm-1，1580cm-1，1450cm-1有特征吸收峰，这是苯环的骨架上C=C振动吸收，表明有苯环存在。 羰基化合物在1700 cm-1出现一个特征的强峰： a.1688cm-1有吸收，表明有-C=O，此吸收与正常羰基相比有一定红移（吸收移向低频），推测此-C=O与其他双键或 键体系共轭。,b.1221cm-1处有强峰，表明有是芳酮(芳酮的碳碳伸缩振动吸收在13251215cm-1区间) 。 芳烃取代： a.2000-1669 cm-1有吸收,有泛频峰形状表明可能为单取代苯。 b.746 cm-1，691 cm-1有吸收表明是单取代苯。 故推测化合物有C6H5-C=O基团(C7H5O)，分子式为C9Hl0O，则剩余基团为C2H5。 由紫外、红外光谱图分析推测分子结构可能为:,第4章 原子吸收光谱法,一、共振线和吸收线的概念二、谱线轮廓和变宽因素的概念 多普勒变宽、罗仑兹变宽主要和那些因素有关？ 热变宽多普勒变宽：D 与T 正比，与A成反比。 压力变宽多普勒变宽： 与外来气体p正比，与T和A成反比。,三、基态原子和激发态原子的波尔兹曼分布的 结论基态原子数近似等于总原子数。四、原子吸收与原子浓度的关系 1.积分吸收能测量吗？ 2.峰值吸收吸收线中心波长处的吸收系数K0为峰值吸收，用图表示。 3.锐线光源发射线半宽远小于吸收线半宽的光源，而且发射线与吸收线中心频率一致。 4.用锐线光源测量峰值吸收的结论: A= k C,五、定量分析方法 1.标准曲线法 2.标准加入法 要求会用作图法计算，并会换算为样品浓度。,标准加入法（作业108页 23题正确解题法作图法）,23.用标准加入法测定试液中的镉，各等体积的试液加入镉标准溶液后，用水稀释至50ml，测得吸光度如下表，求试液中镉的浓度。 试液体积mL 加入镉标准溶液 测得吸光度A (10.00gmL1)的体积mL 20.00 0.00 0.042 20.00 1.00 0.080 20.00 2.00 0.116 20.00 3.00 0.153 20.00 4.00 0.190,1. 以50ml中加入镉标准液的g数表示横坐标; 以加入标准溶液的 g 数为横坐标，A值为纵坐标绘制工作曲线，曲线的延长线与横坐标相交点至原点距离，为待测液中的g数。,-20 -10 0 10 20 30 40 g ml -1,0.0400,0.0800,0.120,0.160,0.200,.,.,.,.,.,A,2. 从图查得： 50 ml测定液含镉标准液 11.5g;3. 依题意：50ml测定液中含有20ml试液，求试液中 镉的含量。 11.5g 20ml 0.575 g ml -1,第二部分色 谱 分 析 法,仪器分析,第8章色谱分析导论(复习),一. 色谱法基本理论 1.1 色谱基本参数 死时间（tM）、保留时间（tR） 、调整保留时间 tR,选择因子(),选择因子() 在色谱定性分析中，后出峰组分 i 对前基准组分 s的相对保留值之比。,例11: 用气液色谱分离正戊烷和丙酮，得色谱数据如下： 空气42s， 正戊烷2.30min， 丙酮2.40min求丙酮对正戊烷的选择因子。,分配系数 (K): 在一定温度下，当组分分配达到平衡时，组分在固定相与流动相中浓度之比。 组分在固定相中的浓度 Cs K = = 组分在流动相中的浓度 Cm,容量因子 (k 又称分配比) k 达到平衡状态时，组分在固定相与流动相中的质量之比。 组分在固定相中的质量 ms tR k = = 组分在流动相中的质量 mm tM k 值越大，组分在固定相的量越大，保留值越大； 当k0时，组分不被保留，保留时间为tM。,例题,例12: 在某气液色谱柱组分A流出需15.0min，组分B流出需21.0min，不溶于固定相组分C流出需2.0min，问： 1）组分A相对于组分B的组分保留时间 2) 组分A在柱中的容量因子 t ，RB t ，RA k= t ，RA tM,三、色谱保留值和容量因子的关系,当正常组分通过色谱柱时，可由 k = 关系式较容易地求出任一组分的k值。,tRtM,tM,tR,四、塔板理论,四、塔板理论,有效理论塔板高度Heff塔板理论只能定性地给出塔板高度的概念，却不能给出影响塔板高度的因素，因而无法解释造成色谱扩展，使柱效能下降的原因，及不同流速下可以测得不同理论塔板数的事实。,五、速率理论,Van Deemter方程 式中： H为塔板高度 ， u 为流动相的线速度； A 为 涡流扩散项系数; B 为分子扩散项系数；C 为传质阻力项系数。,Van Deemter方程,曲线最低点所对应的板高H最小，即该点所对应的柱效最高，此时的流速称为最佳流速。当u大于最佳流速时，Cu项起主导作用，当u小于最佳流速时，B/u项起主导作用，H随u的增大而降低，柱效增 高。,H,u,B/u,A,Cu,Hmiu,uopt,例题,例 13. 长度相等的两根色谱柱，其Van Deemter常数是： A B C 柱1 0.18cm 0.40 cm2.s-1 0.24s 柱2 0.05cm 0.50 cm2.s-1 0.10s 如果载气流速=0.50cm.s-1,问理论塔板数哪根柱大? 提示：从 Van Deemter方程分别求柱1和柱 2的板髙， 因柱长 度相等，板髙小的理论塔板数大。,Van Deemter方程,Van Deemter方程最佳线速度最小板高,例题: 柱温150， Van Deemter常数是： A=0.08cm, B=0.15 cm2.s-1 ,C=0.15s,求最佳流速和最小板高。 最佳线速度 最小板高,分离度,分离度也称分辨率，用R表示，其大小为相邻两色谱峰保留值之差与两峰底宽度之和的一半的比值，即 可见，两峰保留值相差越大，峰越窄，R值就越大， 相邻两组分分离得就越好。一般来说，当R1时，两峰总有部分重叠；R=1，分离程度达94%；R=1. 5，分离程度达99.7%。通常用 R=1. 5作用相邻两峰完全分离的标志。,例14: 有一根1m长的柱子，分离组分1和2，得到如下图的色谱图。图中横坐标L为记录笔走纸距离。若欲得到R=1.2的分离度，有效塔板数应为多少？色谱柱要加到多长？ （已知W1=W2=5mm）,进样,tM,45,t1,t2,49,进样,tM,45,t1,t2,49,W1=W2=5mm,组分1、2色谱图看出：分离度太小，先求原来的分离度 R，再求原来色谱柱有效塔板数neff.,解：第一步:先求原来的分离度R由式(3.40)，按色谱图数据可求分离度R 已知 tR2=49mm, tR1=45mm,W1=W2=5mm 即原来的R0.8,第二步:求原色谱柱的有效塔板数neff，由式(3.25) 可求neff 已知：tr2=49mm, tm=5mm, W=5mm,第三步: 改变分离度R后，求所需n eff 由 已知R10.8, neff 1=1239, 若使R2=1.2，所求有效塔板数n eff 2为： n eff 2 2788(块) 欲使分离度达到1.2，需有效塔板数为2788块。,neff1 （R2/R1)2,第四步:欲使R=1.2时，柱长要加到多少？ 由柱长与有效塔板数成正比，即 : L 1 n eff 1 L 2 n eff 2 已知n eff 2 2788，n eff 11293，L 11m, L 2 L 1 （ neff 2 /n eff 1 ） = 1m 2788/1293=2.25m 即当R=1.2时，需柱长2.25m。,2.分离度与柱效能、选择性的关系,基本色谱分离方程式它反映了分离度与柱效、选择因子和容量因子三者的关系。用neff代替n，此时R的另一种表达式为:,2.分离度与柱效能、选择性的关系,已知分离度R和，求有效理论塔板数neff已知理论塔板数neff， 求柱长 L： 柱长 L与有效理论塔板数neff 的关系： L 1 L 2 Heff= = neff 1 neff 2,例15: 在一根neff=9080的色谱柱上测得异辛烷和正辛烷的t R分别为780s和828s,求分离度R。解：第一步 由= tR2/ tR1求 第二步由neff和求分离度R,2.与基本色谱分离方程式有关的计算,例16: 已知正乙烷和正庚烷在柱长为1.0米的某色谱柱上的保留时间分别为85sec和94sec，空气在此柱上的保留时间为10sec，所得有效理论塔板数为3600块。 (1)求此二组分在该柱上的分离度； (2)若只要求R=1.5，柱长需要多少？,色谱图,10,94,85,乙烷,庚烷,空气,s,解：(1)先求二组分的选择因子，根据(3-11)式 根据(3-43)式，已知neff=3600 (2)根据(3-43)式 neff -1 2 R2 = 16 ,由n eff = L / H efff，R2与L成正比，即 已知 L1=1.0米，R1=1.61，R2=1.50 所以,定性定量分析,一、定性分析二、定量分析 1.相对质量校正因子 式中f i为组分i的绝对校正因子； fs 为标准组分S的绝对校正因子；mi为组分i的质量；ms为标准物S的质量；Ai为组分i的峰面积；As为标准物S的峰面积。,定量方法,1.归一化法例题 对四组分的混合物，其色谱数据如下 计算各组分的百分含量 。,解法提示：,由下式计算各组分含量。 2.内标法: 式中:X i为试样中组分的百分含量；ms为内标物的质量；As为内标物峰面积；m样为试样质量；Ai为组分的峰面积;Fi/s为相对质量校正因子。,三. 气相色谱仪及检测器 1.气相色谱固定相 固定液的相对极性p及其分级 级数 0 1 2 3 4 5 极性 非极性 弱 中 强极性,3.外标法 外标法实际上是常用的标准曲线法。外标法计算简便，不需用校正因子。,2.按“相似相溶”原则选择固定液：分离非极性组分，一般选用非极性固定液，如角鯊烷SQ、硅油OV-101，（相对极性级数01。）组分按沸点从低到高的顺序流出峰；沸点相同时，极性组分先出峰。分离极性组分，选用对应极性固定液。组分按极性大小顺序分离，极性小的先流出。分离非极性和极性混合物，一般选用极性固定液。非极性组分先流出，极性组分后流出。,例题17: 给下列样品的气相色谱分析选择固定液，并指出组分的出峰顺序：（1）已知正己烷、异辛烷和环己烷的极性参数P均为0.1，都是非极性有化合机物，其沸点分别为68.7、99.0和81.0，在GC分析中，应选择极性还是非极性固定液？并指出组分的出峰顺序。（2）已知2丙醇、甲醇、乙二醇的极性参数P分别为4.3、5.4和6.6，都是强极性有机物，问GC分析时应选择极性还是非极性固定液？并指出组分的出峰顺序。 -组分按极性大小顺序分离，极性小的先流出。,用气相色谱法分离测定混合物中一甲胺、二甲胺、三甲胺，已知一甲胺、二甲胺、三甲胺的沸点分别是6.7、7.4、和3.5。试推测它们的混合物在角鲨烷柱上和三乙醇胺柱上各组分流出先后顺序，并简要说明其分离原理。 答：一甲胺、二甲胺、三甲胺在角鲨烷柱上的流出先后顺 序为：一甲胺 、 三甲胺 、 二甲胺。 因为角鲨烷是非极性固定液，组分与固定液间分子作用 力为色散力，其组分峰按沸点从低到高的顺序流出。 一甲胺、二甲胺、三甲胺在三乙醇胺柱上的流出先后 顺序为：三甲胺 、 二甲胺 、 一甲胺。 因为三乙醇胺是氢键型固定液，组分与固定液间能形成 氢键，其成键数：三甲胺的成键数为0，二甲胺的成键数 为1， 一甲胺的成键数为2。组分峰按不易形成氢键的三 甲胺先流出，易形成氢键的一甲胺最后流出。,若要分离乙醇和2，2二甲基戊烷混合物 ，已知乙醇沸点78 ， 2，2二甲基戊烷沸点79 ，现有，氧二丙腈和硅油OV-101 两种固定液，问应选择哪种固定液来分离乙醇和2，2二甲基戊烷？为什么？简述其原理，并指出组分流出先后顺序。 答：这两种化合物的沸点很相近，但极性差别大，极性差别是主要矛盾，利用极性差别来分离，根据 “相似相溶”原则，应选用极性固定液，氧二丙腈进行分离。组分流出先后顺序为：2，2 二甲基戊烷先流出，乙醇后流出。,3.填充柱的制备 (1)色谱柱的选择和清洗 (2)固定液的涂渍 (3)固定相的填充 (4)老化处理,老化处理 在气相色谱仪上高于工作温度25及低于固定液最高使用温度的条件下，以低流速（5ml.min-1）通N2老化4-8小时以上，以保证接入检测器后基线稳定。 老化时柱一端接在进样器气路中，另一端悬空在柱箱中（放空）。 老化的目的：除去残留溶剂及固定相中低沸点杂质，使固定液液膜更均匀。,气相色谱仪检测器,常用检测器有TCD、FID、ECD、FPD1.热导检测器TCD， 应用最广泛，结构简单、线性范围宽、不破坏样品，但灵敏度较低。2.氢火焰离子化检测器FTD 能检测大多数含碳有机化合物，灵敏度比TCD髙103倍，但不能检测永久性气体、水、CO2、NO2、H2S等。,3.电子捕获检测器ECD 高灵敏度、高选择性，适于检测具有电负性的化合物（含卤素、S、P)，农药残留、环境监测。4.火焰光度检测器FPD 是一种对含硫、含磷有机化合物有高选择性、高灵敏度的检测器。,例18: 用GC测定下列组分，宜选用何种检测器（1）含氯农药残留ECD （2）酒中的水含量TCD（3）啤酒中微量硫化物 ECD 、 FPD（4）苯和二甲苯的异构体FID,高效液相色谱法,一、高效液相色谱法的主要类型液液分配色谱法 LLPC 液固吸附色谱法 LSAC 离子交换色谱法 IEC 离子色谱 IC 空间排阻色谱 (凝胶色谱）SEC 亲和色谱法 AC,提高柱效的最有效途径：由于H与dp、dp2、df成正比，在减小填料粒度的同时， 孔隙深度也随之减小，使dp、dp2、df下降，故减小填料粒度是提高柱效的最有效途径。,例19: 给下列各组样品的HPLC分析选择合适的高效液相色谱法类型:葡萄糖、蔗糖、蔗果三糖反相色谱。十七种氨基酸的水解液离子交换色谱法或反相色谱。苹果酸、乙酸、柠檬酸、乳酸离子交换色谱法或反相色谱。 分子量分别为10K、46K、80K、250K的一组蛋白质 凝胶过滤色谱法。从含有多糖、氨基酸和蛋白质的发酵液中分离 提取多糖亲和色谱法。,1、液液分配色谱法,要求掌握液液分配色谱法中组分的流出顺序与极性的关系：在正相色谱中，固定相的极性大于流动相的极性，组分在柱内的洗脱顺序按极性从小到大流出，用来分离中等或较强极性的样品。在反相色谱中，固定相是非极性的，流动相是极性的。组分的洗脱顺序和正相色谱相反，极性大的组分先流出，极性小的组分后流出，用来分离非极性、弱极性样品。,在用反相色谱（C18柱上）分离样品组分时，以磷酸盐缓冲溶液作流动相,当实验结束后如何清洗HPLC系统？实验结束后应按如下程序冲洗: 整个HPLC系统用5%的甲醇水溶液以1.0ml/min的流速冲洗30分钟，再用甲醇溶液冲洗30分钟后关机。如果系统中残存有磷酸盐缓冲溶液，磷酸盐溶液就会慢慢析出沉淀，造成腐蚀、磨损和阻塞；残存的磷酸盐溶液极易生长细菌和霉菌，会导致严重的后果。,例20 :指出下列物质在正相色谱中的流出顺序：(数字为极性参数P） 四氢呋喃4.2，甲醇6.6，吡啶5.3，氯仿4.4。 解：正相色谱中，组分的流出顺序按极性从小到大流出，其流出顺序是：四氢呋喃、氯仿、吡啶、甲醇。例21: 指出下列物质在反相色谱中的流出顺序：(数字为极性参数P） 正己烷（0.0），1氯丁烷（1.0），溴乙烷（2.0）， 1，2二氯乙烷（3.7）解：反相色谱中，组分的流出顺序按极性从大到小流出，其流出顺序是：1，2二氯乙烷，溴乙烷，1氯丁烷，正己烷。,例22.以弱极性的邻苯二甲酸二辛酯为固定液，分离下列混合试样，指出试样中各组分的流出先后顺序。 （1） 苯；苯酚；环己烷 （2） 苯；乙苯；正丙苯 答：（1） 苯；苯酚；环己烷流出先后顺序为： 环己烷 苯 苯酚 。 （2） 苯；乙苯；正丙苯流出先后顺序为： 苯 乙苯 正丙苯 。,例23. 分别取ll不同浓度的甲苯标准溶液，注入色谱仪后 得到的峰高如下表：甲苯浓度/ mgL-1 0.02 0.10 0.20 0.30 0.40 测得峰高/mm 3 19 37 53 73测定水样中的甲苯时，先将水样富集50倍，取所得的浓缩液ll注入色谱仪在相同的条件下测得其峰高为27mm。已知富集时的回收率为90.O试用外标法计算水样中甲苯的浓度(gL-1)。,解：先作标准曲线，以峰高为纵坐标，以甲苯浓度为横坐标作图。从样品峰高27mm处求出甲苯浓度为0.23mgL1.,20,0.0 0.10 0.20 0.30 0.40,60,40,80,100,20,因为水样已富集50倍，已知富集时的回收率为90.O，因此，原水样中甲苯的浓度(gL-1)为： 答：水样中甲苯的浓度为5.1gL-1。,2、离子交换色谱法,离子交换色谱法利用不同离子对固定相亲和力差异来实现分离的。 离子交换色谱法的应用:能在水溶液或含水极性溶剂中产生游离离子基团的酸、碱及两性成分。如生物碱、有机酸、酚类等水溶性成分的分离。利用蛋白质具有不同的等电点分离进行分离，如蛋白质、氨基酸、肽类等。,3、离子色谱,离子色谱的基本组成与其他高效液相色谱不同的是抑制器和电导检测器。 抑制器主要作用： 一是降低淋洗液的背景电导； 二是增加被测离子的电导值，改善信噪比。,4.体积排阻色谱法 (凝胶过滤色谱法）,排阻色谱固定相是一种化学惰性、多孔的填料凝胶。 借助填充剂的网状结构，按分子量大小的差别，物理地将混合物中各种组分加以筛分，并分离洗脱出来。 凝胶色谱法主要用于高聚物的相对分子质量分级分析以及相对分子质量分布测定。,5.亲和色谱,亲和色谱是基于固定相的配基与生物分子间的特殊生物亲和能力的不同来进行相互分离的。 利用生物分子与某些对应的专一分子特异识别和可逆结合的特性来分离生物大分子。 亲和色谱是专门用于纯化生物大分子的色谱分离技术。,高效毛细管电泳分析法在电解质溶液中，位于电场中的带电离子在电场力的作用下，以不同的速度向其所带电荷相反的电极方向迁移的现象，称之为电泳。由于不同离子所带电荷及性质的不同，迁移速率不同，可实现分离。高效毛细管电泳是在经典电泳基础上采取了两项重要的技术改进：一是采用了0.05mm内径的毛细管；二是采用了高达数千伏的电压。,HPLC检测器,(1)紫外吸收检测器（UV) 属于选择性检测器，适于检测含有键和未成对电子的物质。(2)示差折光检测器(RI) 对所有的物质都有响应，是通用型检测器。(3)荧光检测器 检测能发射荧光的物质，具有很高的灵敏度和选择性(4)电化学检测器 (5)蒸发光散射检测器（ ELSD） 又称为质量检测器,特点是对各种物质均有响应，响应因子基本一致，可用梯度洗脱，灵敏度髙。,HPLC检测器,例22. 下列样品的HPLC分析，宜用何种检测器？长链饱和烷烃混合物示差检测器RI或蒸发光散射检测器ELSD。(2)食品中苯甲酸钠的检测紫外检测器UV。(3)单糖、双糖及低聚糖示差检测器RI或蒸发光散射检测器ELSD。,（4）维生素 荧光检测器F。（5）离子色谱法分离分析氨基酸电导检测器。（6）分离鉴定蛋白质（如蛋白质一级结构相对分子质量、肽链中氨基酸的序列及多肽或二硫键的数目和位置）等混合物中的生物大分子MALDI-TOFMS（基质辅助激光解吸离子化-飞行时间质量分析器）。,