色谱法分离原理
分 离 方 法
气相色谱法gas chromatography, GC 气相色谱与质谱联用GC-MS 高效液相色谱 high performance liquid chromatography, HPLC 分离分析中的新技术 毛细管电泳capillary electrophoresis, CE 表面分析方法
归一法: 将试样中所有组分的含量之和按100%计算,以它们相 应的色谱峰面积或峰高为定量参数。优点是简便,准确;操作 条件变化时,对分析结果影响较小。尤其适合于进量少而其体 积不易准确测量的液体试样。
作业
P362, 3. 柱效能指标和柱的分离度有什么区别 和联系 P363, 18.
第一项称热力学因素,第二项称动力学因素,第三项称容量因素。 1. 的大小与两组分的性质有关。 一般可以用如下的方法来调节: 改变流动相的组成,包括改变pH 改变固定相的组成 改变柱温 采用特殊的化学效应 2. 增加塔板数,可以增加分离度。
3. 容量因子k取决于组分和色谱柱两者的性质。 加大容量因子可以增 加分离度,但是会延长分析时间,甚至造成谱带检测困难。常常通过 改变柱温或流动相的组成,将k控制在1 5之间。
1 n > 50, 可得到基本对称的峰形曲线。如气相色谱柱的n约为 103 106,这时的流出曲线可趋近于正态分布曲线。
2 当试样进入色谱柱后,只要各组分在两相间的分配系数有微 小差异,经过反复多次的分配平衡后,仍可获得良好的分离。
3 n与半峰宽度及峰底宽的关系式为:
n = 5.54 tR / Y1/22 = 16 tR / Y2 n有效 = 5.54 tR / Y1/22 = 16 tR / Y2
分离度 也称分辨率 (resolution, Rs)。它是指
相邻两色谱峰保留值之差与两峰底宽平均值之 比,即
当Rs < 1时,两峰总有部分重叠; 当Rs = 1时,两峰能明显分离; 当Rs = 1.5时,两峰已完全分离。
当然,更大的值分离效果会更好,但 会延长分析时间。
分离度受柱效n, 选择因子 和容量因子k的控制
色谱法分离原理
概述及分类 有关的术语 色谱法的基本理论 分离度 定性和定量分析 作业
色谱法chromatography与蒸馏,重结晶,溶剂
萃取,化学沉积及电解沉积法一样,也是一种分离技 术。特别适宜分离多组分的试样,是各种分离技术中 效率最高和应用最广的一种方法。 最早创立色谱法的是俄国植物学家茨维特Tsweet 将填入玻璃柱内静止不动的一相固相或液相称为固
速率理论
吸收了塔板理论中板高的概念,并同时考虑影响板高的 动力学因素,指出:填充柱的柱效受涡流扩散,分子扩 散,传质阻力,流动相的流速等因素的控制,从而较好 地解释了影响板高的各解释了色谱流出曲线的形状是高斯曲 线,认为可以用方差2作为色谱峰展宽的指标,进而可以用12, 22, 32 和42 分别表示涡流扩散,分子扩散,气相传质阻力 和液相传质阻力对谱峰展宽的贡献,即 2 = 12 22 32 42
定相
自上而下运动的一相一般是气体,液体或超临界流 体称为流动相 装有固定相的柱子玻璃或不锈钢称为色谱柱
Simulation of Tswett ‘s experiment
色谱的分类
按 照 分 离 过 程 中 相 系 统 的 形 式 和 特 征 填充柱色谱法
柱色谱法
毛细管色谱法
纸色谱法
平板色谱法
速率理论方程
板高方程: 指出了色谱柱填充的均匀程度,填料粒度的大小,流动相的种 类及流速,固定相的液膜厚度对柱效的影响。
分离度
柱效和选择性
理论塔板数n (n有效)是衡量柱效的指标,反映了色谱分离过程动力学性质。 常用色谱图上两峰间的距离衡量色谱柱的选择性,其距离越大说明柱子的 选择性越好。柱子的选择性主要取决于组分在固定相上的热力学性质。(α )
定性和定量分析
定性分析: 是确定色谱图上每一个峰所代表的物质。保留时间 定量分析: (1) 响应信号的测量 测量峰高和峰面积 (2) 定量校正因子: 绝对校正因子 相对效正因子 (3) 定量方法
外标法: 操作简单,适于工厂控制分析和自动分析。
内标法: 当只需测定试样中某几个组分,或试样中所有组分不 可能全部出峰时,可采用内标法。
薄层色谱法
依 据 色 谱 过 程 中 流 动 相 和 固 定 相 的 物 理 状 态
气固色谱法
气相色谱法
气液色谱法
液固色谱法
液相色谱法
液液色谱法
超临界流体色谱法
按 色 谱 动 力 学 过 程
迎头色谱
顶替色谱
线性洗脱色谱
洗脱色谱
非线性洗脱色谱
按所利用的物理化学原理将色谱法分为吸附色谱,分配色谱, 离子交换色谱,凝胶渗透色谱以及形成络合物色谱等。
区域宽度:是组分在色谱柱中谱带扩张的函数,反映了色谱操作条件
的动力学因素。度量法有:标准偏差 半峰宽Y1/2 基线宽度Y。
色谱流出曲线可以得到的重要信息
根据色谱峰的个数,可以判断试样中所含组 分的最少个数。 根据色谱峰的保留值或位置,可以进行定 性分析。 根据色谱峰下的面积或峰高,可以进行定量 分析。 色谱峰的保留值及其区域宽度,是评价色谱 柱分离效能的依据。 色谱峰两峰间的距离,是评价固定相和流 动选择是否合适的依据。
组分完全分离的必须条件:
组分的分配系数K必 须有差异; K = cs/cm 区域扩宽的速率应 小于区域分离的速 度; 在保证快速分离的 前提下,提供足够 长的色谱柱。
cs和cm 分别为组分在固定 相和流动相中的浓度
色谱法基本理论
塔板理论
n = L/H
L为色谱柱的长度,H称为塔板高度,简称板高。 n 称为理论塔板数,柱效随塔板数增加而增加。
色谱法中的有关术语
基线是柱中仅有流动相通过时,检测器响应信号的记录值。 峰高: 色谱峰顶点与基线之间的垂直距离,以 h 表示。 保留值: 1 死时间tM,不被固定相吸附或溶解的物质
2 保留时间tR,试样从进入开始到柱后出现峰极大值 3 调整保留时间 t'R = tR - tM 4 分配比k,也称容量因子。为组分在固定相和流动相中分 配量之比,是衡量色谱柱对被分离组分保留能力的重要参数。