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(优选)仪器分析第十二章色谱分析法
1.1.1 色谱法起源
1903年,茨维特无意中做 了一个影响深远的实验:
叶绿素提取液在分离以后 形成一条具有不同颜色的谱带 ,这就是“色谱”一词的由来 。
这套实验装置就是现代色 谱装置的原型。
1.1.1 色谱法起源
茨维特的第一篇关于色谱法的论文“一种新型 吸附现象及其在生化分析上的应用”发表在 1903年的《生物学杂志》。
气-固色谱:固定相为多孔固体吸附剂颗粒;利用固 体吸附剂对试样中各组分的吸附能力的不同。
气-液色谱:固定相由担体颗粒和固定液所组成;利 用固定液对试样中各组分的溶解能力的不同。
气-固色谱分离:吸附与脱附的不断重复过程 气-液色谱分离:气液两相间的反复多次分配过程
1.2.3 色谱分离过程
气相色谱分离过程:
组分在固定相中的浓度 K 组分在流动相中的浓度
1.2.2 分配系数K
组分在固定相中的浓度 K 组分在流动相中的浓度
某组分的 K = 0时 ,不被固定相保留,最先流出。 组分的分配系数 K 越大,代表组分与固定相作用力
越强,越倾向于保留在固带混合物流经固定相时,混合物中各组分 与固定相发生相互作用。
由于各组分在性质和结构上的差异,与固定相之间产 生的作用力的大小、强弱不同,使得各组分被固定相 保留的时间不同,随着流动相的移动,各种组分按一 定次序由固定相中先后流出。
与适当的柱后检测方法结合,即可实现混合物中各组 分的分离与检测。
色谱法的基础:固定相、流动相的相对 运动以及组分与固定相的相互作用!
1.2.1 色谱分离机理
1.2.1 色谱分离机理
1.2.2 分配系数K 如何衡量组分与固定相相互作用力的大小?
组分在固定相和流动相两相间发生的吸附、脱附,或 溶解、挥发的过程称为分配。
在一定温度下,组分在两相间分配达到平衡时的浓度 比,称为分配系数,用 K 表示:
合物中各组分分离的基础。
1.2.2 分配系数K
思考题一:在相同固定相条件下,具有不同分配系数 K 值的组分是按照什么顺序先后出峰的?
按分配系数 K 的大小先后出峰:分配系数 K 小的 组分在色谱柱中保留时间短,先出峰;分配系数 K 大 的组分在色谱柱中保留时间长,后出峰!
1.2.2 分配系数K
思考题二:试样中的各组分具有不同的 K 值是分离的基 础,如果两种组分 K 值完全相同,能否分离?怎么办?
效毛细管电泳等新型色谱方法逐渐发展起来。
1.1.2 色谱法发展
Tiselius
1948年诺贝尔化学奖
吸附色谱与电泳
Martin
Synge
1952年诺贝尔化学奖
分配色谱法
1.1.2 色谱法发展
中国色谱分析的先驱者。 设计出我国第一台体积色谱仪。 完成我国第一艘核潜艇密封舱气体
分析任务,研制出当时世界上最先 进的船用色谱仪。 研制成功细管径的高效液相色谱柱 ,当时独步世界。 1990年,获得苏联色谱学会颁发的 茨维特奖;1992年,获得美国传记 研究所“世界终身成就奖”。
纸色谱:以多孔滤纸为载体,以吸附在滤纸上的水为 流动相
薄层色谱:以涂渍在玻璃或塑料板上的吸附剂薄层为 固定相,以展开溶剂为流动相进行分离
1.3.3 按分离过程物理化学原理分类
试样由载气携带进入色谱柱与固定相接触时,被固定相 溶解或吸附。
随新鲜载气的不断通入,被溶解或吸附的组分又从固定 相中挥发或脱附。
挥发或脱附下的组分随载气向前移动时又再次被固定相 溶解或吸附。
随着载气的流动,溶解、挥发,或吸附、脱附的过程反 复地进行。
动画
1.3 色谱法分类
1.3 色谱法分类
1906~1910年的论文发表在《植物学杂志》。 1931年,R.库恩发现茨维特所发明色谱法的重
要性,此法才得到普遍的推广和应用。
1.1.2 色谱法发展
1930s,离子交换色谱法建立。 1940年,吸附色谱与电泳相结合。 1941年,分配色谱创立。 1952年,气相色谱法建立。 1968年,高效液相色谱法建立。 1975年之后,离子色谱、超临界流体色谱、高
每个组份在各种固定相上的分配系数 K 是不同的, 当两种组分在某一固定相中无法分离时,改用其它适宜 的固定相可改善分离效果。
固体固定相只有少数几种,选择较少;而液体固定 相可供选择的有四五百种之多!
1.2.3 作用力类型
吸附:固体吸附剂为固定相,利用吸附剂表面对不同组 分的物理吸附性能的差异进行分离。
分配:液体为固定相,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。
离子交换:离子交换树脂为固定相,利用组分离子对交 换树脂具有不同的亲和力进行分离。
凝胶渗透:凝胶作为固定相,利用尺寸大小不同的组分 在具有不同大小孔穴的凝胶中具有不同的渗透能力进行 分离。
1.2.4 色谱分离过程
气相色谱:
1.3.1 按两相物理状态分类
气相色谱:流动相为气体,按固定相 不同可细分为气-固色谱法和气-液色 谱法
液相色谱:流动相为液体,按固定相 不同可细分为液-固色谱法和液-液色 谱法
超临界流体色谱:流动相为超临界流 体
1.3.2 按固定相形式分类
柱色谱:分为两类,一类将固定相装入玻璃或金属管 内,称为填充柱色谱;另一类将固定液涂渍在毛细管 内壁,或通过交联剂在高温下键合到毛细管内壁,称 为毛细管色谱
卢佩章院士
1.2.1 色谱分离机理
色谱法是一种混合物分离技术。分离 的关键在于色谱柱存在着两相。
固定相:固定在色谱柱中不动的固体 或液体。
流动相:流动的、携带混合物流过固 定相的流体。
色谱分离:混合物中各组分在色谱分 离柱中的固定相和流动相间不断的交 换过程。
流动相 固定相
1.2.1 色谱分离机理
(优选)仪器分析第十二章色 谱分析法
1.1.1 色谱法起源
俄罗斯植物学家。 1900年,在树叶中发现两种叶绿素
:叶绿素a和叶绿素b,后来又发现 叶绿素c,并分离出纯的叶绿素。 最重大的贡献:发明分析化学中极 其重要的分析方法-色谱法。 伟大的化学家。
“色谱学之父”,以他的名茨字维命特名的 Tswett奖成为色谱界最(1高87荣2~誉奖19。19)