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第七章色谱法分离原理.ppt
t 'R为2 后出峰的组分的调整保留
时间,故α总是大于1的。
分配比k:也称容量因子。它是指组分在固定 相和流动相中的分配量之比。
k=
组 分 在 固 定 中 物 质 的 量= 组 分 在 流 动 相 中 物 质 的量
ns nm
k
tR
tM
t
' R
tM
tM
k K Vs Vm
r21
k2 k1
K2 K1
顶替法
组分与固定相作用力< 流动相或其他物质与固定相作用力
迎头法
将试样连续地通过色谱柱,吸附或溶 解最弱的组分,首先以纯物质状态流 出色谱柱,然后顺次流出的是次弱组 分和第一流出组分的混合物,依次类 推,从而实现混合物分离的色谱法。
四、色谱法的特点:
●分离效率高 复杂混合物,有机同系物、异构体,手性异构体。
毛细管色谱法
用毛细管做色谱柱,固 定相填装在管壁
平板色谱法
用平整的板子作固定相 支持的载体,固定相平 铺在板上
3.按分离过程原理分类:
吸附色谱 分配色谱 离子交换色谱 凝胶色谱 生物亲和色谱
吸附 萃取 静电作用和扩散 扩散 生物特性
4.按展开程序分类: 洗脱法 组分与固定相作用力> 流动相与固定相作用力
●灵敏度高 可以检测出10-6级甚至10-9级的物质量。
●分析速度快 一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析。
●应用范围广 气相色谱:沸点≤400℃的各种有机或无机样的分析。 液相色谱:高沸点、热不稳定、生物试样的分离分析。
●不足之处: 被分离组分的定性较为困难。
五、色谱分离过程: 色谱分离过程是在色谱柱内完成的
保留体积VR:在保留时间内通过色谱柱的流动相 体积。即将组分从柱中带出所需的 流动相体积。 VR=tR×F0
调整保留体积 VR': 某组分的保留体积扣除死体 积后的剩余体积,称为该组
分的调整保留体积。
=VVRR' -VM
相对保留值 r21: 某组分2与组分1的调整保
留值之比。
r2 1
t'R t'R
用tR表示。
t 'R=tR-tM
① 式中各项单位可用 min、s、cm等表示;
② t实'R 际上是组分在固定相中停留的总时间;
③ 保留时间是色谱定性的基本依据,但同 一组分的保留时间受流动相流速的影响, 因此,色谱定性分析常采用保留体积等 定性。
死体积VM:指色谱柱在填充后,柱管内固定相颗 粒之间的空间、色谱仪器管路的空间 及检测器的空间的总和。或者说,在 死时间内通过色谱柱的流动相体积。 VM=tM×F0(流动相流速,L/min)
§7—2 线性洗脱色谱及名词术语 一、线性洗脱色谱:
1.分配等温线与分配系数K:
●分配等温线:在一定温度 下,溶质在固定相与流动 相之间的分配曲线,此曲 线称为分配等温线。 ●分配系数K :分配等温线 的斜率。
K Cs Cm
① 若K与浓度无关,则分 配等温线为直线;
② 在色谱过程中,图中 的C、D型很少出现; A、B型常见,但不能 用于测定;
§7—1 概 述
★色谱法是一种分离技术, 是混合物最有效的分离、 分析方法。
俄国植物学家茨维特在1906 年使用的装置——色谱原型 装置,如右图所示。
茨维特实验
一、色谱:
色谱法又叫色层法、层析法,以试样组 分在固定相和流动相间的溶解、吸附、 分配、离子交换或其他亲和作用的差异 为依据而建立起来的各种分离分析方法。
两相及两 相的相对 运动构成 了色谱法 的基础
二、色谱分析法的崛起:
三、色谱的分类:
1.按流动相和固定相的物理状态分类:
气-固色谱 气相色谱 (流→气) 气-液色谱 色谱
液-固色谱 液相色谱 (流→液) 液-液色谱
2.按产生分离过程的相系统的形式分类:
柱色谱法
用玻璃柱子做色谱柱, 固定相填装在柱子中
区域宽度:(动力学因素)
峰高一半处对 应的峰宽,用 Y1/2表示。
色谱峰两侧拐点上 的切线在基线上的 截距,用 Y表示。
Y=4σ
标准偏差σ: 0.607倍峰高 处色谱峰宽的 一半。
三、色谱图的作用:
§7—3 色谱法基本原理 一、色谱法中组分分离条件
A、B两组分沿色谱柱移动时,不同位置处的浓度轮廓
二、所产生的 响应信号对时间的曲线图。纵坐标为 信号强度,横坐标为保留值。
只有流动相通过检测器时, 在实验操作条件下,反映 检测器噪声随时间变化的 曲线。
色谱峰(样品峰)顶 点到基线之间的垂直 距离,以h表示。
保留值:(热力学因素)——即组分在色谱柱中固 不组被 分固进定入相 色吸 谱附 柱或 时某溶 ,定组解从相分的进被上的分停保析留留组的时分时间从间扣进。除样死开时始间到柱后 样开始到柱后出现后该所物剩质出的现时被间分,析用组分的表峰示极。大点时 的用峰tM极表大示点。时所需的时间所过定=,需色相tR要谱作-t的柱用M 时所所间需需时 的(间 时它和 间包组 。括分 )组与分,固通
色谱柱:进行色谱分离用的细长管。 固定相:管内保持固定、起分离作用的填充物。 流动相:流经固定相的空隙或表面的冲洗剂。
色谱法分离实质:当流动相中携带的混合物 流经固定相时,其与固定相发生相 互作用。由于混合物中各组分在性 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, 随着流动相的移动,混合物在两相 间经过反复多次的分配平衡,使得 各组分被固定相保留的时间不同, 从而按一定次序由固定相中流出。
2 1
V' R2
V' R1
① r21只与色谱柱温度和固定相的性质有关,与色 谱柱的柱长、柱径、填充情况以及流动相流速 无关,因此,它是一个广泛使用的定性数据;
② 在多元混合物分析时,通常选择一对最难分离 的物质对,将它们的相对保留值作为重要参 数。在这种情况下,r21可用α表示:
α=
t
' R
2
t' R1
③ 在溶质浓度低时,Cs 基本上正比于Cm,曲 线近似直线。
2.线性洗脱色谱: ●在色谱中,分配系数K为常数时所进行的色谱
过程,即称为 线性洗脱色谱。 结论:CS值大,则K值大,溶质进入固定相的
量就多。 推论:溶质流过色谱柱时,分配系数K值大的组
分通过色谱柱所需时间长,而K值小的组 分通过色谱柱所需时间短。当样品中各 组分在两相的分配系数K不同时,就能实 现差速迁移,达到分离的目的。