色譜分析概論

色譜分析概論第1頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月圖示固定相——CaCO3顆粒流動(dòng)相——石油醚

色帶第2頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月二、色譜法定義、實(shí)質(zhì)和目的

定義：利用物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)建立的分離、分析方法實(shí)質(zhì)：分離目的：定性分析或定量分析三、分類：

1．按兩相分子的聚集狀態(tài)分：流動(dòng)相固定相類型液相色譜液體固體液-固色譜液體液體液-液色譜氣體固體氣-固色譜氣體液體氣-液色譜氣相色譜第3頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月續(xù)前2．按固定相的固定方式分：3．按分離機(jī)制分：平面色譜

紙色譜薄層色譜高分子薄膜色譜柱色譜

填充柱色譜毛細(xì)管柱色譜

分配色譜：利用分配系數(shù)的不同

吸附色譜：利用物理吸附性能的差異

離子交換色譜：利用離子交換原理

空間排阻色譜：利用排阻作用力的不同第4頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月圖示色譜法簡單分類第5頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月四、色譜法的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：“三高”、“一快”、“一廣”缺點(diǎn)：高選擇性——可將性質(zhì)相似的組分分開高效能——反復(fù)多次利用組分性質(zhì)的差異產(chǎn)生很好分離效果高靈敏度——10-11~10-13g，適于痕量分析分析速度快——幾~幾十分鐘完成分離一次可以測多種樣品應(yīng)用范圍廣——?dú)怏w，液體、固體物質(zhì)化學(xué)衍生物色譜分離、分析對(duì)未知物分析的定性專屬性差需要與其他分析方法聯(lián)用(GC-MS,LC-MS)第6頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)色譜法的原理一、色譜過程、分離原理及特點(diǎn)二、基本類型色譜法的分離機(jī)制三、分配系數(shù)與保留行為的關(guān)系第7頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月一、色譜過程、分離原理及特點(diǎn)（一）色譜過程指被分離組分在兩相中的“分配”平衡過程以吸附色譜為例見圖示吸附→解吸→再吸附→再解吸→反復(fù)多次洗脫→被測組分分配系數(shù)不同→差速遷移→分離第8頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月圖示分配系數(shù)的微小差異→吸附能力的微小差異微小差異積累→較大差異→吸附能力弱的組分先流出；吸附能力強(qiáng)的組分后流出back第9頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月續(xù)前（二）色譜分離原理色譜分離基于各組分在兩相之間平衡分配的差異，平衡分配可以用分配系數(shù)和分配比來衡量（三）色譜分離特點(diǎn)

1．不同組分通過色譜柱時(shí)的遷移速度不等→提供了分離的可能性

2．各組分沿柱子擴(kuò)散分布→峰寬↑→不利于不同組分分離第10頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月二、基本類型色譜法的分離機(jī)制基本概念：固定相（s）；流動(dòng)相（m）（一）吸附色譜法（二）分配色譜法（三）離子交換色譜法（四）空間排阻色譜法第11頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）吸附色譜法要求：固定相→吸附劑（硅膠或AL2O3）具有表面活性吸附中心分離機(jī)制：見圖示吸附系數(shù)注：Ka與組分的性質(zhì)、吸附劑的活性、流動(dòng)相的性質(zhì)及溫度有關(guān)next吸附平衡Xm+nYa→Xa+nYm

第12頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月圖示分離機(jī)制：各組分與流動(dòng)相分子爭奪吸附劑表面活性中心利用吸附劑對(duì)不同組分的吸附能力差異而實(shí)現(xiàn)分離吸附→解吸→再吸附→再解吸→無數(shù)次洗脫→分開

back第13頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）分配色譜法要求：固定相→機(jī)械吸附在惰性載體上的液體流動(dòng)相→必須與固定相不為互溶載體→惰性，性質(zhì)穩(wěn)定，不與固定相和流動(dòng)相發(fā)生化學(xué)反應(yīng)分離機(jī)制見圖示

狹義分配系數(shù)注：K與組分的性質(zhì)、流動(dòng)相的性質(zhì)、固定相的性質(zhì)以及柱溫有關(guān)next第14頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月圖示分離機(jī)制利用組分在流動(dòng)相和固定相間溶解度差別實(shí)現(xiàn)分離連續(xù)萃取過程back第15頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）離子交換色譜法要求：固定相→離子交換樹脂流動(dòng)相→水為溶劑的緩沖溶液被分離組分→離子型的有機(jī)物或無機(jī)物分離機(jī)制見圖示選擇性系數(shù)

陽離子交換樹脂

RSO3-H++X+→RSO3-X++H+

注：Ks與離子的電荷數(shù)、水合離子半徑、流動(dòng)相性質(zhì)、離子交換樹脂性質(zhì)以及溫度有關(guān)next

固定離子可交換離子待測離子第16頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月圖示分離機(jī)制：

依據(jù)被測組分與離子交換劑交換能力（親和力）不同而實(shí)現(xiàn)分離back第17頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）空間排阻色譜法要求：固定相→多孔性凝膠流動(dòng)相→水——凝膠過濾色譜流動(dòng)相→有機(jī)溶劑——凝膠滲透色譜分離機(jī)制見圖示滲透系數(shù)

注：Kp僅取決于待測分子尺寸和凝膠孔徑大小，與流動(dòng)相的性質(zhì)無關(guān)next第18頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月圖示分離機(jī)制：利用被測組分分子大小不同、在固定相上選擇性滲透實(shí)現(xiàn)分離back第19頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)論：四種色譜的分離機(jī)制各不相同，分別形成吸附平衡、分配平衡、離子交換平衡和滲透平衡

K分別為吸附系數(shù)，狹義分配系數(shù)，選擇性系數(shù)和滲透系數(shù)除了凝膠色譜法中的K僅與待測分子大小尺寸、凝膠孔徑大小有關(guān)外，其他三種K值都受組分的性質(zhì)、流動(dòng)相的性質(zhì)、固定相的性質(zhì)以及柱溫的影響第20頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月圖示第21頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月三、分配系數(shù)與保留行為的關(guān)系（一）基本術(shù)語1．保留時(shí)間tR：從進(jìn)樣開始到某組分色譜峰頂（濃度極大點(diǎn)）的時(shí)間，即組分在色譜柱中的停留時(shí)間或組分流經(jīng)色譜柱所需要的時(shí)間。2．死時(shí)間t0或tm：分配系數(shù)為零的組分的保留時(shí)間，即流動(dòng)相流經(jīng)色譜柱所需要的時(shí)間（又稱流動(dòng)相保留時(shí)間）。第22頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月續(xù)前3．分配系數(shù)K（平衡常數(shù)）：指在一定溫度和壓力下，組分在色譜柱中達(dá)分配平衡后，在固定相與流動(dòng)相中的濃度比（色譜過程的相平衡參數(shù)）4．保留比R’：衡量溶質(zhì)分子在色譜柱上相對(duì)移行速度注：K為熱力學(xué)常數(shù)與組分性質(zhì)、固定相性質(zhì)、流動(dòng)相性質(zhì)及溫度有關(guān)實(shí)驗(yàn)條件固定，K僅與組分性質(zhì)有關(guān)第23頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）tR與K的關(guān)系：第24頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月續(xù)前討論：色譜條件一定時(shí)，tR主要取決K的大?。ㄉV法基本的定性參數(shù)）

K↑，tR↑，組分后出柱

K=0，組分不保留

K→∞，組分完全保留第25頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)論：色譜分離前提→各組分分配系數(shù)不等注：應(yīng)選擇合適分離條件使得難分離的組分K不等2）色譜條件（s，m，T）一定時(shí)，K一定→tR一定1）組分一定，K不等的前提s和m改變

T改變第26頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)色譜法的歷史與展望一、歷史：

30年代