無機(jī)分析教案可第22章

1、第二十二章幾種儀器分析法簡介教案一、教學(xué)內(nèi)容：第三章幾種儀器分析法簡介二、教學(xué)目的：掌握原子吸收分光光度法的基本原理與定量方法，了解原子吸收分光光度計(jì)的基本結(jié)構(gòu)及該方法的應(yīng)用范圍;掌握色譜分析法的基本原理、有關(guān)色譜曲線的基本術(shù)語、色譜的定性、定量方法和色譜分析條件的確定方法,了解氣相色譜儀和液相色譜儀的基本分析法的應(yīng)用范圍;及色譜3.掌握件及工作原理和注射分析法的基本原理與定量方法，了解注射分析法的應(yīng)用范圍。注射分析儀的基本部三、教學(xué)重點(diǎn)：原子吸收分光光度法的基本原理與定量方法，色譜分析法的基本原理、有關(guān)色譜曲線的基本術(shù)語、色譜的定性、定量方法，和色譜分析條件的確定方法，注射分析法的基本原理與

2、定量方法。四、學(xué)習(xí)難點(diǎn)：原子吸收分光光度法的定量方法色譜分析法的基本原理、有關(guān)色譜曲線的基本術(shù)語、色譜的定性、定量方法，和色譜分析條件的確定方法，分析法的基本原理與定量方法。五、教學(xué)方法：重點(diǎn)講解+圖示教學(xué)進(jìn)程：注射新課導(dǎo)入：經(jīng)典分析化學(xué)以化學(xué)分析為主的局面已經(jīng)因物理學(xué)、電子學(xué)的發(fā)展而被改變。特別是上世紀(jì)七十年代以來，以計(jì)算機(jī)應(yīng)用為主要標(biāo)志的信息時(shí)代的到來，新技術(shù)、新方法不斷涌現(xiàn)，各類儀器分析法在生命科學(xué)研究領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，發(fā)展迅速。本章簡介原子吸收光譜法、色譜分析法和注射分析法第一節(jié)原子吸收光譜法原子吸收光譜法(AAS)：利用原子吸收分光光度計(jì)測量待測元素的基態(tài)原子對(duì)其特征譜線的吸收程度而

3、確定物質(zhì)含量的分析方法一、 基本原理1. 概念：吸收線：當(dāng)通過某基態(tài)原子的輻射線的能量恰好符合該原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)所需的能量時(shí)，該基態(tài)原子就從入射光中吸收能量從而導(dǎo)致原子吸收光譜的產(chǎn)生，此吸收譜線稱吸收線。主吸收線：原子由基態(tài)躍遷到第一電子激發(fā)態(tài)所吸收的譜線稱為主共振吸收線2. 基本原理：利用原子吸收分光光度計(jì)測定待測元素的原子蒸氣中基態(tài)原子對(duì)吸收線(一般為主吸收線)的吸收程度即吸光度 A 時(shí)，設(shè)原子蒸氣度為 b, 吸收輻射的原子總數(shù)為 N，依-比耳定律，有：I 0A = lg= kNbI式中I0為光源所發(fā)射的待測元素特征譜線的強(qiáng)度，I為透過光的強(qiáng)度，k為吸收系數(shù)，實(shí)驗(yàn)條件一定時(shí)k為常數(shù)。

4、因蒸氣中待測元素吸收輻射的原子總數(shù)與待測試樣中元素的濃度成正比，則吸光度A與試樣中待測元素的濃度c同樣服從-比耳定律，1因此有A= k c3.原子吸收分光光度計(jì)原子吸收分光光度計(jì)：用于測量和(22.1)待測物質(zhì)在一定條件下所形成的基態(tài)原子蒸氣對(duì)其特征譜線的吸收程度的儀器稱為原子吸收分光光度計(jì)儀器結(jié)構(gòu)：由光源、原子化器、單色光器和檢測器組成，圖 22.1(a)為單通道單光束型原子吸收分光光度計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖。(a) 單光束型(b) 雙光束型圖 22.1 原子吸收分光光度計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖（1）.光源原子吸收光譜法中，光源的作用是發(fā)射待測元素的特征譜線。為保證測定的靈敏度和高選擇性，必須使用待測元素制成的譜

5、帶窄、強(qiáng)度、純度與穩(wěn)定性均高的所謂銳線光源，符合條件的銳線光源有空心陰極燈、無極放電燈和蒸氣放電燈空心陰極燈由一個(gè)園柱形空心陰極和一個(gè)棒狀陽極組成。在陰極內(nèi)腔襯上或熔入被測元素的金屬或其化合物。陽極用鎢、鎳、鈦或鉭等有吸氣性能的金屬制成。陰、陽兩極同時(shí)封裝在充有惰性氣體的玻璃管內(nèi)?？招年帢O直接面向石英窗口，從而保證能量集中且輻射強(qiáng)度足夠大?？招年帢O燈的結(jié)構(gòu)圖見圖 22.2?？招年帢O燈的工作原理是：當(dāng)在兩極間施加一定電壓(300500V)時(shí)，電子從空心陰極內(nèi)壁高速射向陽極，惰性氣體分子因受到碰撞而發(fā)生電離，荷正電的惰性氣體離子在電場作用下猛烈轟擊陰極，致使陰極表面的金屬原子濺射出來，當(dāng)其與電子、

6、惰性氣體原子碰撞時(shí)受到激發(fā)，當(dāng)其由激發(fā)態(tài)返回基態(tài)時(shí)就輻射出待測元素的線。不同元素的空心陰極燈都有合適的工作電流范圍，該電流影響燈的發(fā)射強(qiáng)度。（2）原子化器原子化器的作用是將試液中的待測元素轉(zhuǎn)變成原子蒸氣, 常用的有火焰原子化器和無火焰原子化器?；鹧嬖踊鳎夯鹧嬖踊饔蓢婌F器、霧化室和燃燒室三部分組成。圖 22.3為預(yù)混合型火焰原子化器示意圖。2圖 22.2空心陰極燈示意圖1.電極支架 2.空心陰極 3.陽極 4.玻璃管 5.石英窗預(yù)混合型燃燒器的工作原理是：噴霧器將試液霧化，在霧化室將較大的霧滴除去，在預(yù)混合室與燃?xì)?乙炔、丙烷、氫氣等)混合后再噴入火焰中?；鹧鏈囟鹊母叩椭苯佑绊懺踊潭?/p>

7、。待測元素不同，火焰原子化溫度不同。大部分金屬元素的原子化使用空氣-乙炔火焰，對(duì)于一些易生成氧化物的元素則采用具有較高溫度的笑氣(N2O)乙炔火焰。無火焰原子化器：種類較多，常用高溫石墨爐原子化器，圖 22.4 為其結(jié)構(gòu)示意圖。將樣品置于石墨管中，通電使石墨管受熱升溫，待測組分被原子化。為防止石墨管氧化，原子化過程中需不斷通入惰性氣體(氮?dú)饣驓鍤?，石墨爐原子化器最大的優(yōu)點(diǎn)是原子化效率高，對(duì)一些易形成耐熔氧化物的元素能得到較高的原子化效率圖 22.4石墨爐原子化器示意圖3. 單色器單色器的作用是將光源發(fā)射的被測元素的是光柵。三、定量方法 1.工作曲線與其它譜線分開。常用的單色器與吸光光度法中介

8、紹的標(biāo)準(zhǔn)曲類似，配制一3系列合適濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液,在相同的實(shí)驗(yàn)條件下分別測定標(biāo)準(zhǔn)溶液和待測溶液的吸光度, 作 A-c 曲線,由工作曲線可求試樣中待測元素的含量。2.標(biāo)準(zhǔn)加入法當(dāng)試樣溶液組成復(fù)雜時(shí)則不宜采用工作曲進(jìn)行定量測定，此時(shí)可采用標(biāo)準(zhǔn)加入法亦稱直線外推法或增量法。取若干份等體積試樣溶液，從第二份圖 22.5標(biāo)準(zhǔn)加入法開始于每份試液中加已知量的不同體積的標(biāo)準(zhǔn)溶液，定容后分別測定各溶液的吸光度，以加入的標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度對(duì)吸光度作圖，將所得曲線外推至與濃度軸相交，交點(diǎn)處所示的濃度為待測溶液中組分的濃度(見圖 22.5)。四、原子吸收光譜法的法應(yīng)用1. 樣品的前處理：干法消化和濕法消化法。干法消化法：在

9、 720820(植物樣品消化時(shí)溫度為 550左右)的高溫下灰化樣品，再用HCl或HNO3 溶解殘?jiān)?。濕法消化法：用HNO3-HClO4、HNO3-HClO4-H2SO4等混酸體系消化分解試樣，該法適應(yīng)于大多數(shù)元素的分析。特別是于As、Se、Hg等易揮發(fā)元素。2.測定試樣 處理后, 對(duì)于含量較高的元素如 Cu、Fe、Mn、Zn 等可適當(dāng)稀釋后用火焰原子化方法直接測定。含量較低的元素 Pb、Cd、Ni、Co 等可經(jīng)適當(dāng)試劑萃取富集后再測定。對(duì)于一些含量低的元素如 As、Se 等可選用氫化物發(fā)生法或石墨爐原子化法進(jìn)定。用工作曲或標(biāo)準(zhǔn)加入法定量第二節(jié)色譜分析法譜分析法的基本原理色譜法是一種分離方法,

10、其分離原理是: 當(dāng)混合物隨相流經(jīng)色譜柱時(shí),混合物中各待測組分與柱中固定相發(fā)生吸附、分配、離子交換等作用，因各組分的分子結(jié)構(gòu)及物理化學(xué)性質(zhì)的差異導(dǎo)致與固定相的親合能力不同，從而使得混合物中各組分按作用力由小到大的順序從色譜柱中依次流出, 從而實(shí)現(xiàn)各組分的分離1.色譜分析法的分類(1)按固定相和流動(dòng)相的狀態(tài)分為氣相色譜法(相為氣體，GC)和液相色譜法(相為液體，LC )(2) 按分離原理的不同分為吸附色譜(被分離組分與固定相發(fā)生吸附作用，依各組分的吸附能力不同而分離)、分配色譜(依固定液對(duì)被測組分的溶解能力不同而進(jìn)行分離)、離子交換色譜(利用離子交換樹脂作為固定相，依據(jù)其對(duì)各組分的親合力不同而進(jìn)行

11、的分離)、凝膠色譜(利用凝膠作固定相，依據(jù)其對(duì)大小、形狀不同的組分產(chǎn)生的阻滯作用不同而進(jìn)行分離)。(2)按分離過程中相系統(tǒng)的形式和特征，將色譜法分為柱色譜、紙色譜、薄層色譜。2.色譜圖及色譜分析法基本術(shù)語(1)色譜圖: 混合物中各待測組分經(jīng)色譜柱分離后, 隨相依次流出色譜柱, 檢測器將各組分濃度或質(zhì)量信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào), 再經(jīng)合適將信號(hào)隨時(shí)間的變化情況線, 見圖 22.6。色譜法的基本術(shù)語下來即得到色譜圖, 又稱為色譜流出曲(2)基線：在正常實(shí)驗(yàn)操作條件且只有相通過檢測器時(shí), 檢測器所產(chǎn)生的響應(yīng)4值稱基線。穩(wěn)定的基線為一直線, 基線上斜或下斜稱基線漂移, 基線上下波動(dòng)值稱為噪聲。圖 22.6色譜

12、流出曲線 死時(shí)間(tM)：不能被固定相滯留的組分從進(jìn)樣到出現(xiàn)峰最高時(shí)所需的時(shí)間，GC法中為空氣峰的出峰時(shí)間。 保留時(shí)間(tR): 組分從進(jìn)樣到出現(xiàn)峰最大值時(shí)所需時(shí)間。當(dāng)色譜分析條件保持不變時(shí),一個(gè)組分有固定的tR值, 因此該值可以作為定性分析的依據(jù)。 調(diào)整保留時(shí)間( tR )：扣除死時(shí)間后的保留時(shí)間( tR = tR |tM ),真實(shí)體現(xiàn)了待測組分與固定相的作用時(shí)間，用該值作為定性參數(shù)更為合理。 死體積(VM): 不被固定相滯留的組分從進(jìn)樣到出現(xiàn)峰最大值時(shí)所消耗流相的流速為F0,tMF0。動(dòng)相的體積,設(shè)柱出口則VM = 保留體積VR: 組分從進(jìn)樣到出現(xiàn)峰最大值時(shí)所需相的體積VR =tRF0 。

13、 調(diào)整保留體積VR : 將待測組分從固定相中帶出色譜柱所需相的體積VR = tR F0 。 相對(duì)保留值2,1: 在相同操作條件下, 組分 2 與參照組分 1 的相對(duì)保留值之比2,1= tR(2) / tR(1)相對(duì)保留值僅與色譜度、固定相的性質(zhì)有關(guān)，是定性分析的理想?yún)?shù)。色譜峰寬與峰面積 峰高(h): 從峰的最大值到峰底的距離,可用紙的高度或電信號(hào)的大小表示。 峰寬（W）: 可用標(biāo)準(zhǔn)偏差(峰高 0.607 倍處色譜峰寬度的 1/2)或半峰寬Y1/2(峰高 1/2 處色譜峰的寬度)表示。Y1/2=2.355。 峰面積 A: 色譜峰與峰底之間的面積。對(duì)于對(duì)稱色譜峰： A = 1.065hY1/2(

14、22.2)(22.3)5(1) 定性方法: 確定色譜圖上的峰所代表的物質(zhì)稱色譜的定性。定性方法主要有如下幾種：與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)照定性(外標(biāo)法)：相同色譜條件下分別測定標(biāo)準(zhǔn)樣和待測試樣中各組分的保留值，當(dāng)保留值相同時(shí)則可能是同一物質(zhì)內(nèi)標(biāo)法: 即在試樣中引入一個(gè)試樣中不存在且保留時(shí)間適當(dāng)?shù)膮⒖嘉镔|(zhì)，通過測定相對(duì)保留值2,1進(jìn)行定性利用保留指數(shù)(I)法定性: 對(duì)一組保留值相差較大的組分定性時(shí),選擇標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)比較,常用正構(gòu)烷烴作標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。無論色譜條件如何,規(guī)定正構(gòu)烷烴的保留指數(shù)為 100N(N 代表碳數(shù)),其它物質(zhì)的保留指數(shù)用靠近它的兩個(gè)正構(gòu)烷烴來標(biāo)定,計(jì)算式為:lg X N i | lg X NzI =

15、100+ Z (22.4)lg X N（z+1） | lg X NZ式中XN為調(diào)整保留值，用調(diào)整保留時(shí)間或調(diào)整保留體積均可。i為待測物，Z和(Z+1)為兩個(gè)正構(gòu)烷烴的碳原子數(shù)。利用上式求出保留指數(shù)后再與文獻(xiàn)值對(duì)照即可定性。 其它定性方法：應(yīng)用較多的是色譜與質(zhì)譜聯(lián)用(GC/MS、LC/MS)、色譜與紅外光譜等方法聯(lián)用(2) 定量方法：色譜定量分析的基本公式是：組分質(zhì)量 (mi)=定量校正因子 (fi)色譜 峰面積 (Ai)或峰高 (hi) (22.5)定量校正因子: 準(zhǔn)確稱取一定量待測組分的純物質(zhì)(mi)和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的純物質(zhì) (ms),混合均勻后注入色譜儀，測出峰面積Ai和As，則相對(duì)質(zhì)量校正因子

16、 fi =(mi / Ai ) /(ms / As )(22.6)相對(duì)物質(zhì)的量校正因子 f M 及相對(duì)體積校正因子fV 的關(guān)系為Msf= f = f(22.7)MiVM i定量分析方法:歸一化法: 試樣中全部組分均流出色譜柱時(shí)，測出各峰面積，經(jīng)相應(yīng)的校正因子校正并作歸一化后，可按下式計(jì)算某一組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：mf Aii iw =(22.8)i(m + m +m )f A+ f A+ f A12n1 12 2n n當(dāng)組分含量在檢測器線性范圍內(nèi)變化時(shí)，可以用峰高代替峰面積進(jìn)行歸一化法定量。當(dāng)試樣中各組分均為同分異構(gòu)體或同系物時(shí)(這些物質(zhì)的校正因子基本相同)，則上式可簡化為：wi =Ai/(A1+A

17、2+ +An)(22.9) 內(nèi)標(biāo)法：三種情況，即：只要求測定試樣中的某幾個(gè)組分、試樣中組分不能全部出峰、檢測器不能對(duì)所有組分都產(chǎn)生響應(yīng)時(shí)，可在試樣中加入能與所有組分完全分離的已知質(zhì)量的純物質(zhì)(內(nèi)標(biāo)物)，經(jīng)相應(yīng)校正因子校正待測組分峰值并與內(nèi)標(biāo)物質(zhì)的峰值進(jìn)行比較可求出待測組分的含量，稱為內(nèi)標(biāo)法。設(shè)i為待測組分，s為內(nèi)標(biāo)物質(zhì)，則：6wi = fi Aims / fs As m(22.10)式中 m 為樣品質(zhì)量。內(nèi)標(biāo)物應(yīng)符合的要求是：與組分性質(zhì)相似且含量相近、內(nèi)標(biāo)物與待測組分互溶但不反應(yīng)、內(nèi)標(biāo)物色譜峰與組分色譜峰靠近、能準(zhǔn)確稱量。 標(biāo)準(zhǔn)加入法(疊加法)：當(dāng)試樣組成復(fù)雜、難于選擇合適內(nèi)標(biāo)物質(zhì)和待測組分的

18、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)時(shí)，可采用先測定試樣中待測組分 1 和一鄰近待測組分峰值，然后在一已知量的試樣中加入一定量的待測組分再測量兩組分的峰值，可由下式求待測組分的含量。m1 A1 A2組分1：w =(22.11)1m( A A |A A )1 21 2式中m1和m分別為加入的組分 1 和試樣的質(zhì)量，A1、A2為相鄰兩組分的峰面積。二、氣相色譜法使用化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定的氣體(如N2、H2、He、Ar等)作為相的柱色譜分離技術(shù)稱為氣相色譜法，將其與適當(dāng)?shù)臋z測技術(shù)相結(jié)合而建立起來的分析方法稱為氣相色譜分析法。1.氣相色譜法的分離原理氣相色譜固定相主要有兩類，用于氣-固色譜法中的固定相為有一定活性的多附劑，用于氣-液色

19、譜的固定相是在擔(dān)體表面涂液膜。氣-固色譜法中，當(dāng)多組分的試樣進(jìn)入色譜柱時(shí)，吸附劑對(duì)試樣中各組分的吸附能力不同，導(dǎo)致各組分在色譜柱中的移動(dòng)速度不同，吸附力弱的組分容易被解吸而先流出色譜柱，吸附力強(qiáng)的組分而較后流出色譜柱，從而使各組分分離。而在氣-液色譜中，因試樣中各組分在固定液中溶解度不同而導(dǎo)致各組分在色譜柱中的運(yùn)行速度不同，溶解度小的組分先流出，溶解度大的組分后流出而使各組分得以分離。圖 22.7為氣相色譜分離原理示意圖。圖 22.7 氣相色譜分離原理示意圖M.相，S.固定相，S1與S2 為分離組分2氣相色譜儀圖 22.8 為氣相色譜儀的流程圖。氣相色譜儀有 5 個(gè)基本組成部分，它們是載氣系統(tǒng)

20、()、進(jìn)樣系統(tǒng)()、分離系統(tǒng)()、檢測系統(tǒng)()和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)()。載氣由高壓鋼瓶中流出， 經(jīng)減壓、凈化、穩(wěn)壓并調(diào)節(jié)到所需壓力和流量后進(jìn)入氣化室與試樣混合，混合氣體因載氣的而進(jìn)入色譜柱中進(jìn)行分離。各組分按一定順序依次進(jìn)入檢測器檢測，然后放空。7圖 22.8 氣相色譜儀流程圖1.高壓鋼瓶 2.減壓閥 3.凈化器具 4.氣流調(diào)節(jié)器 5.轉(zhuǎn)子流量計(jì)6.壓力表 7.進(jìn)樣器8.色譜柱 9.檢測器 10.儀3.氣相色譜中的固定液和擔(dān)體(固定液的載體) (1)固定液：氣相色譜分析中，對(duì)固定液的要求有如下三點(diǎn)： 具有較大的溶解度和較高的選擇性，保證各組分流經(jīng)色譜柱時(shí)能較好地溶解于固定液中從而達(dá)到良好的分離。 具

21、有較低的飽和蒸氣壓，在操作溫度下不容易揮發(fā)損失(蒸氣壓一般在 1.3332-13.332Pa 之間)。 具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，不與載氣和載體起不可逆化學(xué)反應(yīng)，高溫下不氧化、分解、聚合、交聯(lián)，低溫下不易凝固。色譜用固定液種類較多，根據(jù)其極性大小分為五類，即非極性、弱極性、中等極性、強(qiáng)極性和形成氫鍵型固定液常用的固定液見表 22.1表 22.1 12 種優(yōu)選固定液名稱及性質(zhì)固定液名稱固定液型號(hào)麥?zhǔn)铣?shù)總和極性差異相對(duì)值最高使用溫度/角鯊?fù)榧谆柘鹉z苯基(10%) 甲基聚硅氧烷苯基(20%) 甲基聚硅氧烷SQSE-30，OV-101 OV-3OV-7OV-17 OV-220217，2294

22、2359288410750100194271377488150350350350300350苯基(50%) 甲基聚硅氧烷苯基(60%) 甲基聚硅氧烷OV-210，QF-1 XE-60Carbowax-20MDEGA81520，1500178523802764709821105212592502752002009聚已二酸二乙二醇酯 聚二乙二醇酯 1，2，3-三(2- 乙氧基)丙烷常用和必備的五種固定液是： SE-30、OV-17、QF-1、Carbowax-20M、DEGS。(2)擔(dān)體： 承載固定液的物質(zhì)稱為擔(dān)體。氣相色譜分析法中對(duì)擔(dān)體的要求是：應(yīng)具有較大的比表面積。固體表面應(yīng)該是化學(xué)惰性的，不

23、能與被測組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。有較好的浸潤性能使固定液在其表面形成均勻的薄膜。應(yīng)是均勻、規(guī)則的球形顆粒，有較高的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性.擔(dān)體種類較多，主要分為硅藻土和非硅藻土兩大類。 4.氣相色譜分析法操作條件的選擇載氣及其流速的選擇 載氣種類的選擇一方面要考慮檢測器的適應(yīng)性，當(dāng)用熱導(dǎo)檢測器時(shí)常用N2、H2、He作載氣，當(dāng)用氫火焰離子化檢測器、火焰光度檢測器和電子捕獲檢測器時(shí)常用N2作載氣。另一方面要考慮載氣流速對(duì)分離時(shí)間和分離效率的影響，當(dāng)柱和組分一定時(shí)，最佳流速可用色譜學(xué)中范氏方程計(jì)算，但在最佳流速下柱效最高而分析時(shí)間較長，實(shí)際操作時(shí)載氣流速常高于最佳流速。合適的載氣流速常需通過條件實(shí)驗(yàn)來確定。柱

24、操作溫度的選擇直接影響分離效率和分析速度。較高的能降低氣相、液相的傳質(zhì)阻力，有利于提高柱效、縮短分析時(shí)間，但使選擇性相應(yīng)降低; 較低的會(huì)使分析時(shí)間延長?？赏ㄟ^條件實(shí)驗(yàn)來選擇最佳，其原則是：既保證各物質(zhì)能達(dá)到良好分離，又不會(huì)使峰形擴(kuò)散、拖尾，同時(shí)還要保證能在較短時(shí)間內(nèi)完成分離對(duì)于高沸點(diǎn)混合物(300400)，使用固定液含量低于 3%的色譜柱和高靈敏度檢測器時(shí)，一般控制在 200230；中等沸點(diǎn)混合物(200230)，固定液含量宜控制在 5%10%，選擇中等(150180)即可；對(duì)低沸點(diǎn)混合物(100200)，固定液含量宜控制在 10%115%，則在 70120即可；對(duì)于氣體、氣態(tài)烴類混合物，固定

25、液含量宜控制在 15%25%，在室溫或 50以下即可。進(jìn)樣量的選擇 氣化室溫度、柱容量和檢測器的線性響應(yīng)范圍決定進(jìn)樣量。對(duì)進(jìn)樣量的要求是：樣品能瞬間氣化、分離效果良好并在檢測器線性響應(yīng)范圍之內(nèi)。一般液體試樣進(jìn)樣量控制在 0.110L,氣體試樣進(jìn)樣量為 0.110mL。進(jìn)樣速度越快越好。5.氣相色譜法應(yīng)用實(shí)例 (1)農(nóng)副產(chǎn)品、食品和水等樣品中有機(jī)氯 的分析有機(jī)氯 主要有 DDT、七氯、艾氏劑、狄氏劑等環(huán)戊二烯類 ，該類農(nóng)藥性質(zhì)穩(wěn)定，不易降解，測定這類 殘留量在環(huán)境保護(hù)方面意義 。色譜條件：色譜柱 2m2mm玻璃柱，固定液 3%的DC-200(或SE-30)，擔(dān)體為100120 目的Gas Chr

26、om Q。：175，汽化室溫度為 250，載氣為N2，流速為 3ml/min，電子捕獲檢測器(ECD)檢測。分離情況見色譜圖 22.9。 (2)水樣中微量酚含量的測定水樣中的微量酚用譜法測定萃取，經(jīng)五氟苯甲酰氯衍生試劑衍生后可用氣相色色譜條件： 色譜柱 3m3mm玻璃柱，固定液為 1.5%OV-17+2%QF-1, 擔(dān)體為100120 目的Chromosorb W。獲檢測器(ECD)檢測。分離結(jié)果見色譜圖 22.10。為 195，載氣為N2，流速為 3ml/min，電子捕t/mint/min圖 22.9 有機(jī)氯氣相色譜分析結(jié)果圖 22.10 水中酚氣相色譜分析結(jié)果1.o-氯酚 2.2，4-二氯

27、酚 3.2，3-二氯氯1.2.七氯 3.艾氏劑酚4.環(huán)氧士氯 5.狄氏劑醛樹脂4.2，4，6-三氯酚 5.2，4，5-三氯酚 6.2，3，4-三氯酚三、高效液相色譜法液相色譜C)：用液體作為相的柱色譜分離技術(shù)稱為液相色譜C)。高效液相色譜法(HPLC)：是在經(jīng)典液相色譜法的基礎(chǔ)上，運(yùn)用氣相色譜的有關(guān)理論和高新科技而發(fā)展起來的一種集高速、高效、高分析靈敏度的現(xiàn)代液相色譜分析法。高效液相色譜法具有如下幾個(gè)特點(diǎn)：(1)高速，（2）高效，(3)高靈敏度 4)應(yīng)用范圍廣(5) 采用高速逆流液相色譜儀還可用來 1.高效液相色譜儀圖 22.11 為高效液相色譜儀流程圖，包許多高純度的具生物活性的物質(zhì)。壓輸液

28、泵、梯度洗脫裝置、進(jìn)樣系統(tǒng)、色譜柱、檢測器和系統(tǒng)。2.高效液相色譜用固定相和相(1)固定相： 高效液相色譜法固定相按孔隙深度可分為表面多孔型和全多孔型。表面多孔型采用球型玻璃珠作基體，表面涂一層多孔活性物質(zhì)如氧化鋁、硅膠、聚酰胺、離子交換樹脂、分子篩等10圖 22.11 高效液相色譜儀流程圖(2)相：對(duì)相的基本要求有如下幾點(diǎn):純度高，至少達(dá)到分析純以上，純度不夠者可采用合適方法純化。與固定相不發(fā)生互溶和化學(xué)反應(yīng)。對(duì)試樣中各組分要有合適的溶解度，太大使分離度下降，太小則可能形成沉淀而堵塞柱子導(dǎo)致柱壓升高。 粘度小，粘度大會(huì)增大柱的阻力，也可導(dǎo)致柱壓升高。 與所用檢測器要匹配,如使用紫外檢測器,相

29、對(duì)紫外光應(yīng)收。在正相分配色譜(相極性低而固定相極性高的液相色譜)中，可選中等極性的相。若組分出峰太快，表明溶劑極性太大，反明極性太小，只有經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)方能確定。在反相色譜法(相極性高而固定相極性低的液相色譜)中，可用水或乙腈等強(qiáng)極性化合物為主適當(dāng)加入其它溶劑調(diào)整相極性。當(dāng)使用一種溶劑體系達(dá)不到分離要求時(shí)，可采用二元或二元以上的多元溶劑體系常用溶劑的極性順序?yàn)椋菏兔岩淹榄h(huán)已烷四氯化碳苯氯仿二氯甲烷乙醚乙酸乙酯甲醇乙腈水。(3)梯度洗脫：又稱為程序洗脫或梯度淋洗。在氣相色譜法中，對(duì)沸程較寬或組成復(fù)雜的試樣，為提高分離效能、縮短分析時(shí)間，可以采用程序升溫的方法。在高效液相色譜法中，當(dāng)試樣組成復(fù)雜時(shí)

30、亦可采用梯度洗脫的方法，即按一定的程序連續(xù)變更相中各溶劑的配比和極性，從而改變其與組分的作用力，達(dá)到提高分離效率、加快分離速度的目的。梯度洗脫的優(yōu)點(diǎn)是：提高總分離效率、改善峰形、減少拖尾現(xiàn)象、提高分離速度、進(jìn)一步提高靈敏度。3高效液相色譜法的應(yīng)用實(shí)例 (1)反相液相色譜法測定茶葉粗兒茶素制品中的兒茶素組分稱取一定質(zhì)量的粗兒茶素樣品，加少量甲醇超聲溶解，定容。進(jìn)樣測定，配制標(biāo)準(zhǔn)系列，采用外標(biāo)法定量。液相色譜分析條件如下：色譜柱：NOVA PARK C18柱。相：A-水，B-二甲基甲酰胺(DMF)+甲醇+醋酸（20+1+0.5），梯度洗脫。：35。檢測器：二極管陣列紫外檢測器，檢測波長：278nm

31、.液相色譜分析結(jié)果見圖 22.12。11保留時(shí)間/min圖 22.12 高效液相色譜分析兒茶素色譜圖 1、咖啡堿 2、L-表沒食子兒茶素 3、D，L-兒茶素4、L-表兒茶素 5、L-表沒食子兒茶素沒食子酸酯6、L-表兒茶素沒食子酸酯(2)液-固吸附液相色譜法分析有機(jī)氯色譜柱：20cm2.3mm,填充劑為 3750 orasil-。相：正已烷。流量：3.0cm3/min.液相色譜分析結(jié)果見圖 22.13。12圖 22.13 有機(jī)氯的 HPLC 分析 1.雜質(zhì) 2.艾氏劑 3.P,P-DDT 4.DDT5.6 異狄氏劑22.3注射分析法將一定體積的液體試樣注射到一連續(xù)的、由適當(dāng)液體組成的載體中,試

32、樣被載流向前推進(jìn)過程中靠對(duì)流和擴(kuò)散作用被分散成一個(gè)具有濃度梯度的試樣帶并在反應(yīng)管內(nèi)發(fā)生特定的化學(xué)反應(yīng)，生成的能被檢測器檢測的物質(zhì)被載至檢測器的流通池，由檢測器連續(xù)檢測輸出信號(hào)如吸光度、電極電位、電導(dǎo)等物理量的變化，依據(jù)所測物理量與待測組分濃度的定量關(guān)系確定待測組分的含量，這種方法稱為注射法(FlowInjectionysis,簡稱 FIA)。注射分析法簡便、快速、精密度高、試樣試劑用量少、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、分析系統(tǒng)封閉有利于保護(hù)環(huán)境，同時(shí)該方法強(qiáng)通用性，能和多種檢測器如分光光度計(jì)、離子計(jì)、原子光譜儀、電導(dǎo)儀等多種儀器聯(lián)用，從而實(shí)現(xiàn)多種分析目的。3高效液相色譜法的應(yīng)用實(shí)例 (1)反相液相色譜法測定茶

33、葉粗兒茶素制品中的兒茶素組分稱取一定質(zhì)量的粗兒茶素樣品，加少量甲醇超聲溶解，定容。進(jìn)樣測定，配制標(biāo)準(zhǔn)系列，采用外標(biāo)法定量。液相色譜分析條件如下：色譜柱：NOVA PARK C18柱。相：A-水，B-二甲基甲酰胺(DMF)+甲醇+醋酸（20+1+0.5），梯度洗脫。：35。檢測器：二極管陣列紫外檢測器，檢測波長：278nm.液相色譜分析結(jié)果見圖 22.12。13保留時(shí)間/min圖 22.12 高效液相色譜分析兒茶素色譜圖 1、咖啡堿 2、L-表沒食子兒茶素 3、D，L-兒茶素4、L-表兒茶素 5、L-表沒食子兒茶素沒食子酸酯6、L-表兒茶素沒食子酸酯(2)液-固吸附液相色譜法分析有機(jī)氯色譜柱：2

34、0cm2.3mm,填充劑為 3750 orasil-。相：正已烷。流量：3.0cm3/min.液相色譜分析結(jié)果見圖 22.13。圖 22.13 有機(jī)氯的 HPLC 分析1.雜質(zhì) 2.艾氏劑 3.P,P-DDT 4.DDT5.6 異狄氏劑14第三節(jié)注射法(FlowInjection注射分析法ysis,簡稱 FIA)：將一定體積的液體試樣注射到一連續(xù)的、由適當(dāng)液體組成的載體中,試樣被載流向前推進(jìn)過程中靠對(duì)流和擴(kuò)散作用被分散成一個(gè)具有濃度梯度的試樣帶并在反應(yīng)管內(nèi)發(fā)生特定的化學(xué)反應(yīng)，生成的能被檢測器檢測的物質(zhì)被載至檢測器的流通池，由檢測器連續(xù)檢測輸出信號(hào)如吸光度、電極電位、電導(dǎo)等物理量的變化，依據(jù)所測

35、物理量與待測組分濃度的定量關(guān)系確定待測組分的含量特點(diǎn)：簡便、快速、精密度高、試樣試劑用量少、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、分析系統(tǒng)封閉有利于保護(hù)環(huán)境，同時(shí)該方法強(qiáng)通用性，能和多種檢測器如分光光度計(jì)、離子計(jì)、原子光譜儀、電導(dǎo)儀等多種儀器聯(lián)用一、FIA 的基本原理簡單的 FIA 系統(tǒng)如圖 22.14(a)所示。從試液注入到給出分析結(jié)果經(jīng)歷三個(gè)過程：載流、試樣和試劑三者間相互擴(kuò)散、對(duì)流，這是一個(gè)物理分散過程；試劑和試樣中待測組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這是一個(gè)化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過程；檢測過程，檢測器將反應(yīng)產(chǎn)物的某種特性轉(zhuǎn)換成可被的電信號(hào)。圖 22.14(b)為 FIA 響應(yīng)曲線，一般為一個(gè)峰，其峰高 H、峰寬 W、峰面積 A均與

36、待測組分濃度相關(guān)。從注入試液到出現(xiàn)最的時(shí)間稱化學(xué)反應(yīng)的留存時(shí)間，一般為 520 秒，測樣周期常低于 30 秒，每分鐘至少可分析 23 個(gè)樣品。在 FIA 分析體系中，注入載流中的試樣區(qū)帶因時(shí)間不同而不同，如圖 22.15 所示。但對(duì)一固定的儀器裝置來說，只要能保持穩(wěn)定的流速則在一定留存時(shí)間里試樣區(qū)帶的分散狀態(tài)將是高度重現(xiàn)的。該體系中，雖試液與試劑沒有充分混合均勻或反應(yīng)沒有達(dá)到平衡態(tài)，但因分散狀態(tài)可以高度重現(xiàn)，故分析結(jié)果的重現(xiàn)性依然非常好。由此可見 FIA 是一種可以在非平衡狀態(tài)下進(jìn)行快速分析的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。(a)FIA 流路(b)FIA 響應(yīng)曲線圖 22.14 單道 FIA 流路和響應(yīng)曲線15圖

37、22.15 FIA 載流體系中試樣區(qū)帶的分散過程二、注射分析儀的主要及工作原理注射分析儀主要由四部分組成, 簡介如下: 1.載流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)常用蠕動(dòng)泵作驅(qū)動(dòng)器，圖 22.16 為其工作原理示意圖。在轉(zhuǎn)動(dòng)的園柱體泵頭上安裝一系列金屬或磁質(zhì)滾筒，軟質(zhì)的硅橡膠泵管被壓在壓板或滾筒之間,隨泵頭的旋轉(zhuǎn)與自身滾動(dòng)的滾筒不斷交替擠壓泵管，將載流或試劑上來并向前推進(jìn)，通過調(diào)節(jié)壓板壓力或選擇不同內(nèi)徑的泵管可獲得不同的流速。據(jù)泵管數(shù)目的多少，蠕動(dòng)泵分單道和多道蠕動(dòng)泵兩種。多道蠕動(dòng)泵可同時(shí)推動(dòng)多道液流，并可根據(jù)泵管的內(nèi)徑得到相同或不同的流速。泵可隨時(shí)啟閉，能精確控制所有液流的運(yùn)動(dòng)，特別適用于在停流法、間歇法等 FIA 技術(shù)中使用。圖 22.16 蠕動(dòng)泵工作原理示意圖2. 進(jìn)樣系統(tǒng)普遍采用旋轉(zhuǎn)進(jìn)樣閥進(jìn)樣，能保證進(jìn)樣的重現(xiàn)性且不會(huì)干擾載流的。圖22.17 為六通閥的工作原理圖，閥處在采樣位置時(shí)，試液流經(jīng)