A B
[A]s[B]m = [B] [A] s m
=
V´r/ Ws ·
[B]m/[B]s
[B]m——[淋洗液] ，[B]s——[树脂交换容量]
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•离子交换平衡
K
A B
= V´r/ Ws · [B]m/[B]s=
V´r·[淋洗液] Ws·[树脂交换容量]
V´r= KAB · Ws·[树脂交换容量]/[淋洗液] ㏒V´r= ㏒KAB ＋㏒Ws＋㏒ [树脂容量]－㏒ [淋洗液]
上式显示各种实验参数对保留体积的影响。树脂交 换容量越大，淋洗液浓度越小，保留体积越大；淋 洗液离子的电荷越高，淋洗能力越强
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•离子的选择性系数
在季铵型强碱阴离子交换树脂上，各阴离子的选择性系 数（ KAB ）次序为： ClO-4 ﹥I - ﹥HSO-4 ﹥SCN - ﹥CCL3COO - ﹥ CF3COO-=NO-3=Br- ﹥NO-2 =CN - ﹥ Cl - ﹥ BrO-3 ﹥ OH - ﹥HCO-3 ﹥ H2PO-4﹥IO-3﹥ CH3COO - ﹥F 在强酸型阳离子交换树脂上，各阳离子的选择性系数次 序为： Th4+ ﹥Fe3+﹥Al3+ ﹥Ba2+ ﹥Tl2+（SO42-）=pb2+ ﹥ Sr2+﹥Ca2+ ﹥Co2+ ﹥Ni2+=Cu2+ ﹥Zn2+=Mg2+ ﹥Uo22+(NO-3)2=Mn2+﹥Ag+﹥Cs+﹥Be2+(SO42-) =Rb+ ﹥Cd2+ ﹥ K+ ﹥NH+4 ﹥Na + ﹥H &[B]am/[B]as[A]bm
式中溶液相浓度用mmol/ml表示，树脂相浓度 用 mmol/g表示
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•离子交换平衡
被交换离子A的重量分配系数Dg=[A]s/[A]m V´r 校正保留体积 根据容量因子k´= K·Vs/Vm= 死体积 Vm [A]s·Ws（干树脂重量） = Dg·Ws/Vm = [A]m·Vm（流动相体积） V´r= Dg·Ws， Dg= V´r/ Ws K
检 测 器
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•离子色谱固定相（离子交换剂）
作为离子色谱固定相的离子交换剂是一类带有 离子交换功能基的固体微粒，其结构为在高分 子骨架上结合可解离的无机基团，在离子交换 反应中，离子交换剂的本体结构不发生明显变 化，仅由其带有的离子与外界同电性离子发生 等当量数的离子交换 色谱柱填充剂有：有机聚合物载体和无机载体 两种，前者应用广泛，如由苯乙烯-二乙烯基苯 共聚物制得的离子交换树脂填料;无机载体一般 为硅胶
3. 流动相离子色谱(MPIC)——吸附和离子对的形成
用于疏水性阴、阳离子以及金属络合物等的分离, 如Fe(CN)63-，BF4-，SCN-，I-，ClO4-等
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•离子色谱系统
进样阀 预 柱 分 析 柱
泵 淋 洗 液
抑 制 柱
采用全塑料系统， 无脉冲双往复泵， 用微处理机控制 泵速和温度补偿， 可在pH0～14范 围内使用
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•对各种离子选择系数估计的一般原则
高价离子 当量体积较小的离子 极化度较大的离子 与固定相相互作用较 强的离子 与淋洗液中其它成分 相互作用弱的离子 以上离子有较大的选 择性系数
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同价离子，浓度相同 时，随原子量增加与 树脂的亲和力增加， 因为离子的水合离子 半径随着原子量增加 而降低 不同价态离子，价态 高的离子亲和力强
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•离子色谱的应用
离子色谱自1975年问世以来，已有了惊人的发 展。目前离子色谱已广泛应用于环境、水文地 质、能源、化工冶金、半导体、食品、饮料、 生命科学等有关领域 主要用于无机阴阳离子、有机酸、糖醇类、氨 基糖类、氨基酸、核酸、蛋白质、糖蛋白等物 质的定性和定量分析。在超纯分析、价态和形 态分析方面，离子色谱法显示出独特的优越性 2010年版中国药典收载了离子色谱法
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•离子交换平衡
两个离子A和B的交换，可用方程表示： m表示溶液相 Am＋BsAs＋Bm（单价离子）
s表示树脂相
bAm＋aBs bAs＋aBm（不同电荷的离子） 平衡常数KAB =
[A]s[B]m [B]s[A]m
KAB也称选择系数， 是衡量被检离子 对离子交换树脂 亲和力大小的量 度
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•检测器
通用检测器（总体性能检测器）——对所有 离子都有响应。 例 电导检测器——使用最广泛 选择性检测器（溶质专一性检测器）——只 对某些离子有响应。 例 紫外-可见检测器，安培检测器
高效离子色谱法
姚彤炜 主讲
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一、概述
离子色谱（ion chromatography，IC）是由 经典的离子交换色谱发展而成的一种液相色 谱技术。利用物质在离子交换柱上迁移的差 异而达到分离，用于亲水性阴阳离子的测定 1975年Small等人在分析柱后接一根抑制柱来 扣除背景电导（即淋洗液离子），采用通用 而灵敏的电导检测器检测 ，使离子交换色谱 第一次能够快速分离和测定常见无机和有机 阴离子。后来就把这种方法称为离子色谱法
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•常用淋洗液
分离阴离子用的淋洗液——弱酸的碱金属盐或碱溶 液（例 NaOH，Na2CO3/NaHCO3溶液） 分离阳离子用的淋洗液——甲烷磺酸溶液、无机酸 溶液（例 HCl，HNO3溶液） 分离过渡金属离子常用的淋洗液——添加有机络合 剂的淋洗液（例 EDTA，酒石酸盐，柠檬酸盐，乳 酸盐，α-羟基异丁酸盐等） 通过增加或减少洗脱液中酸碱溶液的浓度可以改变 洗脱液的洗脱能力，也可在洗脱液中加入适当比例 的甲醇、乙腈等有机改性剂，以改善色谱峰峰形
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•离子色谱分离方式
根据分离机理不同，IC的分离方式可分为： 1. 高效离子色谱（HPIC）——离子交换
用于无机阴阳离子、羧酸化合物(甲酸、乙酸、酒 石酸、草酸等)、碳水化合物、胺类化合物分析
2. 高效离子排斥色谱（HPIEC）——离子排斥
用于有机酸、氨基酸等分析，以及从有机物中分 离无机组分