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第十六章 色谱分析法概论(第七版)


time;tR):从进样到某组 分在柱后出现浓度极大时的时间间隔。
死时间(t0):分配系数为零的组分,即不被固
定相吸附或溶解的组分的保留时间。
调整保留时间( t R
'
):某组分由于溶解(或被吸
附)于固定相,比不溶解(或不被吸附)的组 分在柱中多停留的时间。
t =t R t 0
' R
第十六章
Cs X s Vs K= Cm X m Vm
溶质分子在固定相中溶解度越大,或在流 动相中溶解度越小,则K越大。在LLC中K主要 与流动相的性质 (种类与极性) 有关;在GLC 中K与固定相极性和柱温有关。
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色谱分析法概论
仪器分析
分配色谱法
固定相 又称固定液(涂渍在惰性载体颗粒上的 一薄层液体;化学键合相(通过化学反应将各种 有机基团键合到载体上形成的固定相)。 流动相 气液分配色谱法:气体,常为氢气或氮气。 液液分配色谱法:与固定相不相溶的液体。 正相液液分配色谱:流动相的极性弱于固定 相的极性。 反相液液分配色谱:流动相的极性强于固定 相的极性。
子的极性越强,吸附能力越强;极性基团越多,
分子极性越强 (但要考虑其他因素的影响) 。
③不饱和化合物的吸附力强,双键数越多,吸
附力越强。
④分子中取代基的空间排列
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仪器分析
三、离子交换色谱法
分离原理
利用被分离组分离子交换能力的
差别而实现分离。
分为阳离子交换色谱法和阴离子交换色谱法。
4.色谱专家
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仪器分析
第二节 色谱过程和基本原理
一、色谱过程
实现色谱操作的基本条件是必须具备相
对运动的两相,固定相(stationary phase) 和流动相(mobile phase)。 色谱过程是组分的分子在流动相和固定 相间多次“分配”的过程。
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仪器分析
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仪器分析
分离度
设正常峰,W1≈W2=
4σ ,
则R=1.5时,99.7%面积(tR
±3σ)被分开, ∆ tR =6 σ ,称 6 σ分离 。
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仪器分析
三、分配系数与色谱分离
(一) 分配系数和容量因子
分配系数
(distribution coefficient;K) 是在一定温度和压力下,达到分配平衡时, 组分在固定相 (s) 与流动相 (m) 中的浓度 (C) 之比。
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仪器分析
分配色谱法
洗脱顺序
由组分在固定相或流动相中溶
解度的相对大小而决定。 正相液液分配色谱:极性强的组分后被洗脱。 (库仑力和氢键力)。
反相液液分配色谱:极性强的组分先出柱。
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二、吸附色谱法
分离原理
利用被分离组分对固定相表面
吸附中心吸附能力的差别而实现分离。
还与固定相和流动相的体积有关。 容量因子与 分配系数的关系
m CV k m CV
s
s
s
m
m
m
V K V
s
m
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仪器分析
分配系数与色谱分离
(二)分配系数和容量因子与保留时间的关系
v R u
'
v=L/tR u=Lm Nm CmVm R t m t s N m N S CmVm CsVs
仪器分析
表 16-1 一些溶剂在硅胶上的o值
溶剂
正戊烷
溶剂强度 (o ) 0.00 0.00 0.26 0.40 0.43
溶剂
甲基特丁基 醚
溶剂强度 ( o ) 0.48 0.48 0.52 0.60 0.70
正己烷 氯仿 二氯甲烷 乙醚
醋酸乙酯 乙腈 异丙醇 甲醇
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仪器分析
半峰宽(W1/2):峰高一半处的峰宽
峰宽
W1/2=2.355σ
(peak width;W):色谱峰两侧拐点作切线 在基线上所截得的距离。 W=4σ 或 W=1.699W1/2
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仪器分析
总分离效能指标

分离度(resolution;R):又称分辨率。是相邻两色 谱峰保留时间之差与两色谱峰峰宽均值之比。 t R 2 t R1 2(tR 2 tR1 ) R= = (W1 W2 ) / 2 W1 W2
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仪器分析
色谱过程
组分的结构和性质微小差异 固定相作用差异 与 随流动相移动
的速度不等
分离。
差速迁移
色谱
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仪器分析
二、色谱流出曲线和有关概念
色谱流出曲线
是由检测器输出的电信号 强度对时间作图所绘制的曲线,又称为色 谱图。 是在操作条件下,没有组分流出时 的流出曲线。基线反映仪器 (主要是检测 器) 的噪音随时间的变化。 是流出曲线上的突起部分。 正常色谱峰、拖尾峰和前延峰
色 谱 法
LSC
液相色谱法 (LC)
柱色谱法
LSC SEC IEC
BPC
毛细管电泳法 (CE) 超临界流体色谱法 (SFC)
毛细管电色谱法 (CEC)
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二、色谱法的发展
(一)色谱法的历史 (二)色谱法的现状和发展趋势 1.新型固定相和检测器的研制 2.色谱新方法的研究
3.色谱联用技术
s
A
m
KA≠KB
kA≠kB
Vm
tR≠0
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第三节 基本类型色谱方法及其分离机制
分配色谱法 吸附色谱法
离子交换色谱法
空间排阻色谱法
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一、分配色谱法
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分配色谱法
分离原理 利用被分离组分在固定相或流 动相中的溶解度差别而实现分离。
峰面积(peak
area;A):色谱曲线与基线间包
围的面积。
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仪器分析
柱效参数
标准差(standard
deviation;σ):正态色谱流 出曲线上两拐点间距离之半,即0.607倍峰高处 的峰宽之半。σ的大小表示组分被带出色谱柱的 分散程度。σ越大,组分越分散;反之越集中。
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仪器分析
按操作形式分类:
柱色谱法、平面色谱法、毛细管电 泳法等。 按色谱过程的分离机制分类:
分配色谱法、吸附色谱法、离子交 换色谱法、空间排阻色谱法、毛细管电 泳法等。
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GSC
气相色谱 法(GC)
柱色谱法 GLC 纸色谱法 平面色谱法 薄层色谱法 (TLC) LLC LLC LLC
吸附色谱法
洗脱顺序
k a = K a S a / Vm
在色谱柱(Sa与Vm一定)时,Ka大的组分保留强,
后被洗脱,Ka小的组分在吸附剂上保留弱,先
被洗脱。
Ka与组分的性质(极性、取代基的类型和数目、
构型有关)。
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以硅胶为吸附剂:极性强的组分吸附力强。 ①饱和碳氢化合物为非极性化合物,不被吸附。 ②基本母核相同,引入的取代基极性越强,则分
K A/B
[R-A] /[A] K A [R-B] /[B] K B
KA/B是离子对树脂亲和能力相对大小的度量,KA/B
Cs K = Cm
分配系数仅与组分、固定相和流动相的性质 及温度(和压力)有关。是组分的特征常数。
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分配系数与色谱分离
容量因子(capacity
factor;k):在一定温 度和压力下,达到分配平衡时,组分在固定 相和流动相中的质量(m)之比。(摩尔数?)
又称为质量分配系数或分配比。
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仪器分析
定性参数2
保留体积(VR):从进样开始到某个组分在柱 后出现浓度极大时,所需通过色谱柱的流动 相体积。 VR t R Fc 死体积(V0):由进样器至检测器的流路中未 被固定相占有的空间。 固定相颗粒间间隙、导管的容积、检测器内 腔容积的总和。 V0=t0 Fc
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吸附过程是试样中组分的分子(X)与流动相分
子(Y)争夺吸附剂表面活性中心的过程,即为
竞争吸附过程 。
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仪器分析
X m + nYa
Ka = [X a ][Ym ] [X m ][Ya ]
n n
X a + nYm
[Xa ] X a / S a Ka [Xm ] X m / Vm
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仪器分析
色谱学的重要作用
诺贝尔化学奖:1948年,瑞典Tiselins,
电 泳 和 吸 附 分 析 ; 1952 年 , 英 国 马 丁 (Martin)和辛格(Synge),分配色谱。
应用的科学领域:生命科学、材料科学、
环 境科学等。(科学的科学)
药学(药物分析):各国药典收载了许多
t
' R1

VR' 2 V
' R1
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色谱分析法概论
仪器分析
定性参数4
保留指数(retention index;I) : 在GC中, 以正构烷烃系列作为组分相对保留值的标准, 用两个保留时间紧邻待测组分的基准物质来标 定组分,这个相对值称为保留指数,又称 Kovats指数,定义式:
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