【教学课件】第二章色谱分析概论和经典液相色谱.ppt

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1、第二章 色谱分析概论 和经典液相色谱,第一节 色谱法概述,一、色谱法的由来 11906年由俄国植物学家Tsweet创立 植物色素分离见图示 2现在：一种重要的分离、分析技术 分离混合物各组分并加以分析 固定相除了固体，还可以是液体 流动相液体或气体 色谱柱各种材质和尺寸 被分离组分不再仅局限于有色物质,图示,固定相CaCO3颗粒流动相石油醚,二、色谱法定义、实质和目的,定义：利用物质的物理化学性质建立的分离、分析 方法实质：分离目的：定性分析或定量分析,三、分类：1按两相分子的聚集状态分：,流动相 固定相 类型,续前,2按固定相的固定方式分：,3按分离机制分：,图示,色谱法简单分类,四、色谱法

2、的特点,优点：“三高”、“一快”、“一广”,缺点：,第二节 色谱法的原理,一、色谱过程、分离原理及特点二、基本类型色谱法的分离机制三、分配系数与保留行为的关系,一、色谱过程、分离原理及特点,（一）色谱过程 指被分离组分在两相中的“分配”平衡过程,以吸附色谱为例见图示 吸附 解吸再吸附 再解吸 反复多次洗脱被测组分分配系数不同 差速迁移 分离,图示,分配系数的微小差异吸附能力的微小差异微小差异积累较大差异吸附能力弱的组分先流出；吸附能力强的组分后流出back,续前,（二）色谱分离原理 色谱分离基于各组分在两相之间平衡分配的差异，平衡分配可以用分配系数和分配比来衡量,（三）色谱分离特点 1不同组分

3、通过色谱柱时的迁移速度不等 提供了分离的可能性 2各组分沿柱子扩散分布峰宽 不利于不同组分分离,二、基本类型色谱法的分离机制,基本概念：固定相（s）；流动相（m）,（一）吸附色谱法（二）分配色谱法（三）离子交换色谱法（四）空间排阻色谱法,（一）吸附色谱法,要求：固定相吸附剂（硅胶或AL2O3）具表面活性吸附中心分离机制：见图示,吸附系数,注：Ka与组分的性质、吸附剂的活性、流动相的性质 及温度有关 next,吸附平衡 Xm+nYaXa+nYm,图示,分离机制：各组分与流动相分子争夺吸附剂表面活性中心 利用吸附剂对不同组分的吸附能力差异而实现分离,吸附解吸再吸附再解吸无数次洗脱分开 back,（

4、二）分配色谱法,要求：固定相机械吸附在惰性载体上的液体 流动相必须与固定相不为互溶 载体惰性，性质稳定，不与固定相和流动相发生化学反应分离机制见图示,狭义分配系数,注：K与组分的性质、流动相的性质、固定相的性质 以及柱温有关 next,图示,分离机制 利用组分在流动相和固定相间溶解度差别实现分离,连续萃取过程 back,（三）离子交换色谱法,要求：固定相离子交换树脂流动相水为溶剂的缓冲溶液被分离组分离子型的有机物或无机物分离机制见图示,选择性系数,阳离子交换树脂 RSO3-H+X+RSO3-X+H+,注：Ks与离子的电荷数、水合离子半径、流动相性质、离子交换树脂性质以及温度有关 next,图示

5、,分离机制：依据被测组分与离子交换剂交换能力（亲和力）不同而实现分离 back,（四）空间排阻色谱法,要求：固定相多孔性凝胶 流动相水凝胶过滤色谱 流动相有机溶剂凝胶渗透色谱 分离机制见图示,渗透系数,注：Kp仅取决于待测分子尺寸和凝胶孔径大小，与流动相的性质无关 next,图示,分离机制：利用被测组分分子大小不同、在固定相上选择性 渗透实现分离 back,结论：,四种色谱的分离机制各不相同，分别形成吸附平衡、分配平衡、离子交换平衡和渗透平衡 K分别为吸附系数，狭义分配系数，选择性系数和 渗透系数,除了凝胶色谱法中的K仅与待测分子大小尺寸、凝胶 孔径大小有关外，其他三种K值都受组分的性质、流

6、动相的性质、固定相的性质以及柱温的影响,图示,三、分配系数与保留行为的关系,（一）基本术语,1保留时间tR：从进样开始到某组分色谱峰顶（浓度 极大点）的时间，即组分在色谱柱中的停留时间或 组分流经色谱柱所需要的时间。2死时间t0或tm：分配系数为零的组分的保留时间，即组分在流动相中的停留时间或流动相流经色谱 柱所需要的时间（又称流动相保留时间）。,续前,3分配系数K（平衡常数）：指在一定温度和压力 下，组分在色谱柱中达分配平衡后，在固定相与 流动相中的浓度比（色谱过程的相平衡参数）,4保留比R：衡量溶质分子在色谱柱上相对移行速度,注：K为热力学常数 与组分性质、固定相性质、流动相性质及温度有关 实验条件固定，K仅与组分性质有关,（二）tR与K的关系：,续前,讨论：色谱条件一定时，tR主要取决K的大小（色谱法基本的定性参数）,结论：色谱分离前提各组分分配系数不等,注：应选择合适分离条件使得难分离的组分K不等,2）色谱条件（s，m，T）一定时，K一定 tR一定,第三节 色谱法的历史与展望,一、历史：30年代 茨维特分离绿叶色素 40年代 TLC，纸色谱 50年代 GC出现使色谱具备分离和在线分析功能 60年代末 HPLC出现，使色谱分析范围进一步扩大,二、展望：1新型固定相和检测器 2联用仪器：GC-MS，HPLC-MS 3智能化发展,