《色谱分析导论》PPT课件.ppt

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1、2023/7/31,第八章 色谱分析导论,第一节 色谱分析法及其基本概念,一 概述二 色谱法简介三 色谱法的特点四 色谱法的分类五 色谱分离过程及有关术语,2023/7/31,二 色谱法简介,1 概述：色谱法是一种分离技术。俄国植物学家茨维特（Tswett)在1906年使用的装置：色谱原型装置。固定相：装填在玻璃或金属管内固定不动的物质流动相：在管内自上而下连续流动的液体或气体色谱柱：装填有固定相的玻璃管或金属管色谱法：以物质在两相（流动相和固定相）中分配比的差异而进行分离分析的方法。,一 概述,分离分析法：先分离后分析的仪器分析方法。,2023/7/31,吸附法分离胡箩卜素和叶黄素,叶黄素和

2、叶绿素,胡箩卜素,胡箩卜素,叶黄素混合物,新叶黄素,叶黄氧茂素c.b,三色堇黄尿圆,玉黍黄尿圆,异叶黄素,叶黄素,隐黄尿圆,2023/7/31,2 色谱法原理,当混合物随流动相流经色谱柱时，就会与柱中固定相发生作用（溶解、吸附等），由于混合物中各组分物理化学性质和结构上的差异，与固定相发生作用的大小、强弱不同，在同一推动力作用下，各组分在固定相中的滞留时间不同，从而使混合物中各组分按一定顺序从柱中流出。,与适当的柱后检测方法结合，实现混合物中各组分的分离与检测。,2023/7/31,三 色谱分析法的分类,（一）按两相状态两类：1气相色谱（GC）：用气体（称为载气）作流动相 气固色谱（GSC）：

3、固定相是固体吸附剂 气液色谱（GLC）：固定相是涂渍在载体上的固定液2 液相色谱（LC）：用液体作流动相 液固色谱（LSC）：固定相是固体吸附剂 液液色谱（LLC）：固定相是涂渍在载体上的固定液3 超临界流体色谱：用超临界流体作流动相 CO2超临界流体色谱4 化学键合相色谱：通过化学反应，将固定液键合到载体 表面。,2023/7/31,（二）按固定相的外形及性质分类：1 柱色谱：（1）填充柱色谱：将固定相装入玻璃或金属管内（2）毛细管色谱：将固定液直接涂渍在毛细管内壁或采用交联引发剂，在高温处理下将固定液交联到毛细管内壁。2 纸色谱：以多孔滤纸为载体，以吸附在滤纸上的水为固定相，各组分在纸上经

4、展开而分离。,3 薄层色谱：以涂渍在玻璃板或塑胶板上的吸附剂薄层为固定相。,2023/7/31,（三）按分离原理分类：1 吸附色谱：用固体吸附剂作固定相，根据吸附剂表面对不同组分的物理吸附性能的差异进行分离。2 分配色谱：用液体作固定相，利用不同组分在固定相和流动相之间分配系数的差异进行分离。3 离子交换色谱：液相色谱的一种，以特制的离子交换树脂为固定相，不同pH值的水溶液为流动相。4 凝胶色谱：利用某些凝胶对分子大小、形状所产生阻滞作用的不同而进行分离，测聚合物分子量分布。,2023/7/31,四 色谱图及色谱常用术语,（一）色谱图：组分响应信号大小随时间变化所记录下来的曲线。色谱峰：色谱图

5、的突起部分。,2023/7/31,1 基线：仅有流动相（无试样）通过色谱柱时，检测器的响应信号随时间变化的曲线，即为基线。2 峰高(h)：色谱峰的最大值到峰底的距离。,（二）色谱图中的基本术语,2023/7/31,3 峰宽 用来衡量色谱峰宽度的参数，有三种表示方法：（1）标准偏差()：即0.607倍峰高处色谱峰宽度的一半。（2）半高峰宽(Y1/2)：色谱峰高一半处的宽度 Y1/2=2.354（3）峰底宽(Y)：由色谱峰两侧拐点作切线与基线交点间的距离，Y=4,2023/7/31,4 峰面积A：色谱峰与峰底之间的面积。是色谱定量分析的依据。,2023/7/31,5 色谱保留值：表示试样中各组分在

6、色谱柱中保留行为的量度，它反映组分与固定相间作用力大小，通常用保留时间和保留体积表示。,（1）保留时间（tR）：某组分通过色谱柱所需时间，即从进样到出现色谱峰最大值时间，单位为min或s。色谱定性的依据。,2023/7/31,（2）死时间（t0）不被固定相滞留的组分（如空气、甲烷）从进样到出现峰最大值所需的时间。,（3）调整保留时间（tR）：扣除死时间后的保留时间，tR=tRt0,2023/7/31,（4）保留体积：组分从进样到出现峰最大值所消耗流动相的体积（ml）。VR=tRF0（5）死体积（V0）：不能被固定相滞留的组分从进样到出现峰最大值所消耗的流动相的体积。V0=t0 F0,（6）调整

7、保留体积（VR）：指扣除死体积后的保留体积，即V R=VR V0。,2023/7/31,（7）相对保留值r2，1,指在相同操作条件下，组分2与组分1调整保留值之比：r2，1=tR2/tR1=VR2/VR1,相对保留值只与柱温和固定相性质有关，与其他色谱操作条件无关，它表示了固定相对这两种组分的选择性。,2023/7/31,色谱流出曲线的意义 从色谱流出曲线可获得许多重要信息：（1）根据色谱峰的数目，可以判断试样中所含组分的最少个数。（2）根据色谱峰的保留值进行定性分析。（3）根据色谱峰的面积或峰高进行定量分析。（4）根据色谱峰峰间距及其宽度，可对色谱柱的分离效能进行评价。（5）根据色谱峰两峰间

8、的距离，可以评价固定相或流动相的选择是否得当。,2023/7/31,第八 章,一 塔板理论二 速率理论,第三节 色谱分析的基本理论,2023/7/31,一 分配平衡：在一定温度下，组分在流动相和固定相之间所达到的平衡。以气液色谱为例：1 分配系数K：在一定温度、压力下，组分在液相和气相之间分配达到平衡时的浓度比。2 分配比k：在一定温度和压力下，组分在液相和气相之间分配达到平衡时的质量比,2023/7/31,比拟为蒸馏塔 0 1 2 3 4 5 6 气相G H 体积V 载气液相L 一个塔板、板高H,二 塔板理论,2023/7/31,H,理论塔板数n,理论塔板高度,2023/7/31,对塔板理论

9、评价成功：a.解释色谱流出曲线形状（呈正态分布）b.浓度极大点位置 c.评价柱效应能高低的塔板数计算存在问题：a.不能说明板高的影响因素 b.色谱宽变宽原因 c.不能解释不同流速的 n 值不同,2023/7/31,三 速率理论,1 涡流扩散项A 使用适当细粒度和颗粒均匀的填充物，并尽量填充均匀、紧密，可以减小涡流扩散2 分子扩散项B/u 采用较高的载气流速、较低的柱温和相对分子质量较大的载气3 传质阻力项Cu 包括气相传质阻力和液相传质阻力 采用粒度小的填充物和相对分子质量小的气体作载气可减小气相传质阻力 适当降低固定液的液膜厚度，可减小液相传质阻力4 载气流速u对理论塔板高度H的影响 实际工

10、作中，往往选择稍大于最佳流速的流速，以缩短分离时间。,2023/7/31,A项涡流扩散项 在填充柱中，由于受到固定相颗粒的阻碍，组份在迁移过程中随流动相不断改变方向，形成紊乱的“涡流”：从图中可见，因填充物颗粒大小及填充的不均匀性同一组分运行路线长短不同流出时间不同峰形展宽。,2023/7/31,B/u项分子扩散项 即纵向扩散 试样塞 向两边（纵向）扩散 是由于浓度梯度引起的。当样品被注入色谱柱时，随着流动相的推进，因浓度梯度而向前后自发地扩散，使谱峰展宽。,2023/7/31,Cu项传质阻力项 传质过程指什么？浓度不均匀而发生的质量迁移过程 表现为两相中的扩散过程及溶解、平衡、转移过程,20

11、23/7/31,要使柱子的柱效能提高，与柱子的种类（毛细管柱还是填充柱）、柱的填充均匀性、担体的颗粒度、载气的种类和相对分子质量、固定液、液膜的涂敷厚度和均匀性、还有柱温、柱的形状等多种因素有关。,2023/7/31,第八章,一 色谱定性方法二 色谱定量方法,第四节 色谱定性和定量的方法,2023/7/31,一 色谱定性方法,1 与标样对照的方法：（1）在相同色谱条件下，分别将标样和试样进行色谱分析，比较两者的保留值，如果保留值相同，可能是同一种物质。（2）如果样品中组分较多，各峰距离较近，则可在样品中加入标样后混合进样，对比混合前后的谱图，如果某色谱峰明显增高，则样品中含有此标样成分。（3）双柱法2 与其他方法结合定性,2023/7/31,二 色谱定量分析,1 校正因子和相对校正因子：依据：被测组分的质量与其色谱峰面积或峰高成正比。校正因子：指单位峰面积所代表组分的质量相对校正因子：指某组分i的绝对校正因子与基准物质s的绝对校正因子之比。,2023/7/31,2 定量方法（1）归一化法：（2）内标法：在一定量试样中加入一定量的内标物，根据待测物质和内标物的峰面积及内标物质量计算待测组分质量的方法。（3）外标法：,