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1、題型分布:名詞解釋5題,15分;選擇題15題,30分;判斷題10題,20分;論述題5題,35分。共計(jì)100分。教材第五章-第十章復(fù)習(xí)說明:考試以教材內(nèi)容為主,課堂擴(kuò)展的內(nèi)容中一些常識(shí)性的重要知識(shí)點(diǎn)(上課時(shí)強(qiáng)調(diào)同學(xué)們要掌握的內(nèi)容)會(huì)涉及到一小部分。復(fù)習(xí)重點(diǎn)如下:第五章:不同類型高效液相色譜的定義、原理、固定相和流動(dòng)相以及適宜分析哪些物質(zhì)?容量因子和相對(duì)保留值的概念第六章:氣相色譜的定性定量分析方法、掌握并理解速率理論方程、常用檢測(cè)器 的類型及適用于分析的物質(zhì)、擔(dān)體的分類和性能第七章:原子吸收分光光度計(jì)的光源等主要結(jié)構(gòu)部件、引起原子吸收譜線變寬的 因素、第八章:朗伯-比耳定律、助色團(tuán)、生色團(tuán)、藍(lán)移
2、和紅移、參比溶液的作用及選擇第九章:近紅外光譜的產(chǎn)生:基頻吸收、倍頻吸收、物質(zhì)吸收紅外光的條件等第十章:化學(xué)位移、質(zhì)譜分析中物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量如何確定?熱分析的概念、熱重曲線和差熱曲線的分析判斷、氣質(zhì)和液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)的分析對(duì)象第五章重點(diǎn): 容量因子和相對(duì)保留值的概念容量因子:指在一定溫度和壓力下,組分在兩相間分配達(dá)平衡時(shí),分配在固定相 和流動(dòng)相中的物質(zhì)的量之比。組分在固定相中物質(zhì)的量組分在流動(dòng)相中物質(zhì)的量 n mcmVm其中Vm , Vs為流動(dòng)相和固定相體積。 z k值:衡量色譜柱對(duì)被分離組分保留能力的重 要參數(shù)。z k值:決定于組分及固定相熱力學(xué)性質(zhì)。 z與溶質(zhì)在固定相和流動(dòng)相的分配性 質(zhì)、柱
3、溫及相空間比(固定性和流動(dòng)相體積比)有關(guān),而與柱尺寸和流動(dòng)相流速無關(guān)。相對(duì)保留值:某組分2的調(diào)整保留值與參比組分1的調(diào)整保留值之比,稱為相對(duì)保留值。由于相對(duì)保留值只與柱溫及固定相性質(zhì)有關(guān),而與柱徑、柱長(zhǎng)、填充情況及流動(dòng)相流速無關(guān),因此,它在色譜法中,特別是在氣相色譜法中,相對(duì)保留值廣泛用作定性的依據(jù)。3.分配比與保留值的關(guān)系:k越大,組分在色譜柱中停留時(shí)間越長(zhǎng),即該組分的柱容量大,因此又稱為容量因子、容 量比、分配容量。(補(bǔ)充)色譜保留值是色譜定性分析的依據(jù)??捎帽A魰r(shí)間和保留體積兩套參數(shù)描述。死時(shí)間(Dead time, t0)不與固定相作用的物質(zhì)從進(jìn)樣到出現(xiàn)峰極大值時(shí)的時(shí)間,它與色譜柱的空
4、隙體積成正比。由于該物質(zhì)不與固定相作用,因此,其流速與流動(dòng)相的流速相近。如GC中空氣峰的出峰時(shí)間。保留時(shí)間(Retention time, tR)試樣從進(jìn)樣到出現(xiàn)峰最大值時(shí)的時(shí)間。它包括組分隨流動(dòng)相通過柱子的時(shí)間t0和組份在固定相中滯留的時(shí)間。調(diào)整保留時(shí)間(Adjust retention time, t R)扣除死時(shí)間后的保留時(shí)間,它是組份在固定相中的滯留時(shí)間。即死體積V0 :不被固定相滯留的組分從進(jìn)樣到出現(xiàn)峰最大值時(shí)消耗的流動(dòng)相體積。包括色譜柱管內(nèi)固定相顆粒間空隙、色譜儀管路和連接頭間空隙和檢測(cè)器間隙的總和。忽略后兩項(xiàng)可得到:其中,F(xiàn)o為柱出口的載氣流速(mL/min)。保留體積VR :指
5、從進(jìn)樣到待測(cè)物在柱后出現(xiàn)峰最大點(diǎn)時(shí)所通過的流動(dòng)相的體積。調(diào)整保留體積V R扣除死體積后的保留體積。Vr高效液相色譜(HPLC):以高壓下的液體為流動(dòng)相的色譜方法。HPLC是在氣相色譜和經(jīng)液相色譜的基礎(chǔ) 上發(fā)展起來的。在技術(shù)上采用了高壓泵、高效固定相高靈敏度檢測(cè)器,具有高分 離效率,高分離速率,高檢測(cè)靈敏度等特點(diǎn),亦稱為現(xiàn)代液相色譜法。不同類型高效液相色譜的定義、原理、固定相和流動(dòng)相以及適宜分析哪些物質(zhì)一、液固吸附色譜定義:固定相為固體吸附劑的色譜。.原理*液固色譜法是根據(jù)各組分在固定相(固體吸附劑)上的吸附能力的差異進(jìn)行分 離,故也稱為液固吸附色譜。*吸附劑吸附試樣的能力,主要取決于吸附劑的比
6、表面積和理化性質(zhì), 試樣的組 成和結(jié)構(gòu)以及洗脫液的性質(zhì)等。*組分與吸附劑的性質(zhì)相似時(shí),易被吸附,呈現(xiàn)高的保留值;當(dāng)組分分子結(jié)構(gòu)與 吸附劑表面活性中心的剛性幾何結(jié)構(gòu)相適應(yīng)時(shí), 易于吸附。從而使吸附色譜成為 分離幾何異構(gòu)體的有效手段。.液固吸附色譜固定相固體吸附劑按其性質(zhì)可分為極性和非極性兩種類型。極性吸附劑包括硅膠、氧化 鋁、氧化鎂、硅酸鎂、分子篩及聚酰胺等。 非極性吸附劑最常見的是活性炭。極 性吸附劑可進(jìn)一步分為酸性吸附劑和堿性吸附劑。酸性吸附劑包括硅膠和硅酸鎂 等,酸性吸附劑適于分離堿,如脂肪胺和芳香胺。堿性吸附劑有氧化鋁、氧化鎂 和聚酰胺等,堿性吸附劑則適于分離酸性溶質(zhì),如酚、竣酸等。注意
7、:各種吸附劑中,最常用的吸附劑是硅膠,其次是氧化鋁。在現(xiàn)代液相色譜 中,硅膠不僅作為液固吸附色譜固定相,還可作為液液分配色譜的載體和鍵合相 色譜填料的基體。.液固吸附色譜流動(dòng)相液相色譜的流動(dòng)相必須符合下列要求:(1)能溶解樣品,但不能與樣品發(fā)生反應(yīng)。(2)與固定相不互溶,也不發(fā)生不可逆反應(yīng)。(3)粘度要盡可能小,這樣才能有較高的滲透性和柱效。(4)應(yīng)與所用檢測(cè)器相匹配。例如利用紫外檢測(cè)器時(shí),溶劑要不吸收紫外光。(5)容易精制、純化、毒性小,不易著火,價(jià)格盡量低等。在液-固色譜中,選擇流動(dòng)相的基本原則是極性大的試樣用極性較強(qiáng)的流動(dòng)相,極性小的則用低極性流動(dòng)相。為了獲得合適的溶劑極性,常采用兩種、
8、三種或更 多種不同極性的溶劑混合起來使用,如果樣品組分的分配比k值范圍很廣,則使用梯度洗脫。二、液液分配色譜.原理:各待測(cè)物在互不相溶的兩溶液中的溶解度不同,因而具有不同的分配系數(shù)。在色 譜柱中,隨著流動(dòng)相的移動(dòng),這種分配平衡需進(jìn)行多次,造成各待測(cè)物的遷移速 率不同,從而實(shí)現(xiàn)分離的過程。最適合同系物組分的分離。.流動(dòng)相:流動(dòng)相與固定液應(yīng)盡量不互溶,或二者的極性相差越大越好。正相分配色譜(流動(dòng)相極性小于固定相極性,適于極性組分分離):流動(dòng)相常用低極性溶劑,如燒,加入適量極性溶劑如氯仿、醇等調(diào)節(jié)洗脫強(qiáng)度。反相分配色譜(流動(dòng)相極性大于固定相極性,適于非極性組分分離):流動(dòng)相多 以水或無機(jī)鹽緩沖液為主
9、體,加入甲醇,乙月青等調(diào)節(jié)極性。.液液分配色譜固定相(載體+固定液)HPLC0定液易流失,因此常用的只有幾種,按極性由高到低為: B邛-氧二 丙月青(ODPN)、聚乙二醇(PEM)、三甲撐二醇(TMG)、十八烷(C18)、角鯊?fù)椋⊿Q)。 根據(jù)涂漬方法的不同,可將固定相分為機(jī)械涂漬型和化學(xué)鍵合型,后者應(yīng)用更為 廣泛。1 )機(jī)械涂漬固定相:將固定液通過機(jī)械混合的方法涂漬到表面多孔型 (0.5-1.5% 涂布量)或全多孔型載體(5-10%涂布量)上形成的液液色譜固定相。該種固定相 最大的不足是固定液易流失、分離穩(wěn)定性及重現(xiàn)性差,不適合梯度淋洗。前置柱:涂有與分析柱相同但有更高含量的固定液,使流動(dòng)相
10、進(jìn)入分析柱之前, 預(yù)先被固定液飽和,減少分析柱中固定液的流失。2)化學(xué)鍵合固定相(化學(xué)合相色譜法)通過化學(xué)反應(yīng)將有機(jī)分子鍵合在載體表面所形成的柱填充劑,具有穩(wěn)定、流失小、 適于梯度淋洗等特點(diǎn)。這種固定相分離機(jī)理既不是簡(jiǎn)單的吸附, 也不是單一的液 液分配,而是二者兼而有之?;瘜W(xué)鍵合的表面覆蓋度決定哪種機(jī)理起主要作用。對(duì)多數(shù)鍵合相來說,以分配機(jī)理為主。通常,化學(xué)鍵合相的載體主要是硅膠(表面有硅醇基)方法硅醯化)三Si - CH + R CH三Si 聯(lián)。方法二(先氯化)=Si-OH = Si-C7 2梆凹父$ =Si-R 方法三硅烷化 /三 Si + R.SiCl =Si-O- SiR, + HCl
11、Si-O-R :對(duì)熱不穩(wěn)定、遇水、乙醇等強(qiáng)極性會(huì)水解,使酯鏈斷裂,因此只適于不 含水或醇的流動(dòng)相。Si-R豉Si-N):不水解,熱穩(wěn)定性比硅酸脂好。但所用的格氏反應(yīng)不方便。Si-O-Si-R穩(wěn)定、不水解,耐熱、耐有機(jī)溶劑,在 pH2-8范圍內(nèi)對(duì)水穩(wěn)定。固定相極性大 正相犍合色麟盤贏性主分析對(duì)象三、正相和反相鍵合色譜硅膠QH域雙.0H),硅膾CN經(jīng)類+適量極性溶和CHCL。叢0CH仆) 多肝極性或樽極性化合物的分嬴還可用于分離 異構(gòu)恨極性不同的化合物以及不同類型的化合軌正相鍵合色譜中,隨流動(dòng)相極性增加,組分分配比k降低.反相健合色漕法固定相極性小如硅膠-C18,硅膠-笨基:流動(dòng)相極性大甲葬-水、
12、乙脂-水、水和無機(jī)鹽的緩沖液,分析對(duì)象多用千多環(huán)芳煌,山等低極性化合物分離:改變流 動(dòng)相配比,也可分離極性化合物;緩沖漉可用于易離 解的化合物,如有機(jī)有機(jī)酸、有機(jī)能和酚類.四、離子色譜*主要用于離子型化合物的分析。*按照分離機(jī)理,離子色譜法可分為以下三類:(一)離子交換色譜.原理:利用不同待測(cè)離子對(duì)固定相的離子交換能力的差別來實(shí)現(xiàn)分離的。離 子交換樹脂固定相上可電離的離子與流動(dòng)相中具有相同電荷的待測(cè)離子發(fā)生可 逆交換反應(yīng):陽離子交換+陰離子交換:R - NR;Cl +X = R NR;X- + CP適于親水性陰離子、陽離子和碳水化合物的分離等(一)離子交換色譜.固定相按離子交換劑類型分四種:類
13、型官能團(tuán)陽離子交換劑強(qiáng)陽離子交換劑-so;弱陽離子交換劑-CO2陰離子交換劑強(qiáng)陰離子交換劑-nr;弱陰離子交換劑NH:按固定相制作方法可分為:.多孔型離子交換樹脂(包括微孔型和大孔型);聚苯乙烯十二乙烯苯交聯(lián), 優(yōu)點(diǎn):交換基團(tuán)多一一交換容量大,穩(wěn)定。缺:但易溶脹,傳質(zhì)慢、柱效低、分 析速度慢。.表面多孔型(包括薄膜型)離子交換樹脂薄膜型=惰性核+樹脂薄層-2m切多孔型=惰性核+硅膠微球+樹脂靖克服了多 孔型離子交換樹脂的不足,但交換容:柱子易超負(fù)荷.離子交換鍵合型:利用化學(xué)反應(yīng)將離子交換基團(tuán)鍵合到惰性載體表面。載體可以是薄殼玻珠,也可以是多孔硅膠微粒。使用后者為載體,可得到性能穩(wěn)定、耐 壓、高
14、柱效的柱子。3.流動(dòng)相離子交換色譜流動(dòng)相為鹽類緩沖溶液(有一定pH和離子強(qiáng)度),通過改變pH、 緩沖劑類型、離子強(qiáng)度、加入有機(jī)試劑和配位劑等條件來控制分配比k ,改變交換劑的選擇性,進(jìn)而影響樣品待測(cè)物的分離。pH值:影響酸或堿的離解平衡,控制組分離子形式所占的分?jǐn)?shù)。當(dāng)組分以分子形式存在時(shí),則不被保留;離子分 數(shù)越高,保留值越大。常用的有檸檬酸鹽、磷酸鹽、甲酸鹽、乙酸鹽和氨水等。離子強(qiáng)度I :對(duì)保留值的影響比pH更大。組分保留值受流動(dòng)相中鹽類總濃度控 制。增加外加陰或陽離子將增加它們對(duì)一 R域一R-的競(jìng)爭(zhēng)能力,使組分保留值減 小。通過加入不同種類的鹽,可影響柱的選擇性,因?yàn)椴煌镔|(zhì)對(duì)交換劑的親和
15、 能力不同。有機(jī)溶劑:外加有機(jī)溶劑通常減小組分的保留值。具極性越小,保留值越小。常 用的有機(jī)溶劑有甲醇、乙醇、乙月青和二氧雜環(huán)已烷等。(二)離子排斥色譜*主要根據(jù)Donnan膜排斥效應(yīng),電離組分受排斥不被保留,非離子型的組分沒 有受到排斥而進(jìn)入樹脂微孔,則有一定保留,從而使物質(zhì)分離。分離柱的固定相常用高交換容量的磺化H型陽離子交換樹脂,一般用稀鹽酸作流動(dòng)相。主要用于分離無機(jī)弱酸、有機(jī)酸、氨基酸、醇、醛等。(三)離子對(duì)色譜分離機(jī)理主要是離子對(duì)的吸附。固定相為中性無離子交換功能的樹脂,可用苯乙 烯二乙烯苯樹脂或十八烷基硅膠(ODS)。流動(dòng)相由含有對(duì)離子和適量有機(jī)溶劑的 水溶液組成。對(duì)離子是指其電荷
16、與待測(cè)離子相反,并能與之生成疏水性離子對(duì)化 合物。用于陰離子分離的對(duì)離子是烷基胺類如氫氧化四丁基錢等,用于陽離子分離的對(duì)離子是烷基磺酸類,如己烷磺酸鈉等。對(duì)離子的烷基鏈越長(zhǎng),則離子對(duì)化 合物在固定相的保留越強(qiáng)。此法適于疏水性陰離子、陽離子以及過渡金屬絡(luò)合物的分離。四、尺寸排阻色譜法即凝膠(滲透)色譜,主要用于測(cè)定高聚物的相對(duì)分子質(zhì)量分布和各種平均相對(duì) 分子質(zhì)量等。它是基于待測(cè)物分子的尺寸和形狀不同來實(shí)現(xiàn)分離的。1,原理:固定相為化學(xué)惰性的多孔凝膠,它類似于分子篩,但孔徑更大。凝膠內(nèi)有一定大小的空穴,分子體積大的待測(cè)物不能滲入孔穴中而被排阻,較早地被淋洗出來,中等的部分滲透,小分子則完全滲透,最
17、后流出色譜柱。即待測(cè)物分 子按分子大?。ǚ肿恿看笮。┫群髲闹辛鞒觥⒊叽缗抛枭V法2,固定相類型1材料型號(hào)特點(diǎn)流動(dòng)相軟性黑膠葡萄糖凝膠Sephadax溶艙,小分子分離水聚苯乙烯Bit-head-S有機(jī)溶劑半剛性凝膠聚苯乙烯Styraef溶脹較小 流速較小有機(jī)溶劑聚乙酸酯Emgel(OR)有機(jī)溶劑剛性凝膠玻璃珠CPG-10剛性大、高 流速分離有機(jī)溶劑和水多孔硅膠Porasil有機(jī)溶劑和水3,流動(dòng)相,能溶解樣品且與凝膠相似(潤(rùn)濕凝膠八粘度?。ㄔ黾訑U(kuò)散速 度).五、親合色譜主要利用生物大分子與固定相之間的特異親合力進(jìn)行選擇性分離及純化。分離原理:于載體表面先鍵合具有一般反應(yīng)性能的環(huán)氧或聯(lián)氨(稱為間隔
18、臂) : 然后再連接上配基,如酶、抗原或激素。當(dāng)含有復(fù)雜混合試樣的流動(dòng)相流經(jīng)這種 經(jīng)固定化的配基時(shí),其中具有親合力特性的生物大分子與配基相互作用而被保留,無此作用的則被洗出;隨后,改變流動(dòng)相 pH或組成,再將被保留的大分子 組分以純品的形式洗脫出來。特點(diǎn):選擇性過濾、純化效果好。六、疏水作用色譜利用樣品中各組分具有不同的疏水作用的性質(zhì)進(jìn)行分離,主要分離對(duì)象是蛋白 質(zhì)。疏水作用色譜的固定相表面為弱疏水性基團(tuán), 它的疏水性比反相色譜用的固 定相低,而流動(dòng)相為高離子濃度的鹽溶液。 蛋白質(zhì)分子上的疏水性基團(tuán)和固定相 的疏水基團(tuán)作用而被保留。當(dāng)用流動(dòng)相洗脫時(shí),逐漸降低流動(dòng)相的離子強(qiáng)度,洗 脫能力增強(qiáng)。蛋
19、白質(zhì)分子按其疏水性大小被依次洗脫出來,疏水性小的先流出。氣相色譜的定性定量分析方法定性分析:1、用純物質(zhì)對(duì)照定性該法是基于在一定操作條件下,各組分保留時(shí)間是一定值的原理。1)分別以試樣和標(biāo)準(zhǔn)物進(jìn)樣分析;如果試樣中某峰的保留時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)物的峰重合,則可初步確定試樣中含有該物質(zhì)。2)在樣品中加入標(biāo)準(zhǔn)物,根據(jù)試樣中哪個(gè)峰增加來確定。2,采用文獻(xiàn)數(shù)據(jù)定性3.與其它方法結(jié)合定性)與化學(xué)方法結(jié)合定性:組分中的官能團(tuán)與特殊試劑反應(yīng), 使組分的色譜峰消 失或改變出峰位置,比較反應(yīng)前后的色譜圖,即可定性。)與其它儀器結(jié)合定性:如 GC-MS GC-IR , GC-MS-MSo定量分析GC分析是根據(jù)檢測(cè)器對(duì)待測(cè)物的
20、響應(yīng)(峰高或峰面積)與待測(cè)物的量成正比的原理進(jìn)行定量的。因此必須準(zhǔn)確測(cè)定峰高 h或峰面積A。L峰面積力的測(cè)量:f A對(duì)稱峰工峰高嶼半峰寬的積:A=L 065 x h x W1/2 不對(duì)稱峰,峰高與平均峰寬的積:A=l/2 xh x(評(píng)口 工/“。給 此外,可以用面積儀和積分儀測(cè)量.2.定量校正因子由于檢測(cè)器對(duì)不同物質(zhì)的響應(yīng)不同,因而兩個(gè)相同的峰面積 并不一定說明兩個(gè)物質(zhì)的量相等!因此,在計(jì)算組分的量時(shí),必 須將峰面積4進(jìn)行“校正”.1)絕對(duì)校正因子量fi # % 或 f J =通過此式可得到待測(cè)物單位峰面積對(duì)應(yīng)的該物質(zhì)的量.2)相對(duì)校正因子由于絕對(duì)校正因子5,與檢測(cè)器靈敏度有關(guān),它不易準(zhǔn)確測(cè)得
21、,因此定量分析中常用相對(duì)校正因子表示:即用一個(gè)物質(zhì)作標(biāo)準(zhǔn),用相對(duì)校正因子將所有待測(cè)物的峰面積校正成相對(duì)于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的峰面積,使各組分的峰面積與其質(zhì)量的關(guān)系有一個(gè)統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)講行折算。70掌握并理解速率理論方程色譜完全分離的基本要求兩組分峰間距足夠遠(yuǎn):由各組分在兩相間的分配系數(shù)決定,即由色譜過程的熱力 學(xué)性質(zhì)決定。每個(gè)組分峰寬足夠?。河山M分在色譜柱中的傳質(zhì)和擴(kuò)散決定, 即由 色譜過程動(dòng)力學(xué)性質(zhì)決定。因此,研究、解釋色譜分離行為應(yīng)從熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué) 兩方面進(jìn)行。速率理論理論:根據(jù)色譜過程物料平衡原理,通過研究流體分子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律闡述了組分從流動(dòng)相到固定相及從固定相到流動(dòng)相整個(gè)傳質(zhì)過程中導(dǎo)致色譜譜帶擴(kuò)展的
22、內(nèi)在因素并導(dǎo)出了速率理論方程。貢獻(xiàn):對(duì)改善色譜柱的結(jié)構(gòu),提高柱效具有重要的指導(dǎo)意義。假設(shè):各種譜帶展寬因素相互獨(dú)立,并且對(duì)譜帶展寬的貢獻(xiàn)具有加和性。 據(jù)此導(dǎo) 出了描述塔板高度的色譜速率方程:H = A+ + Cu uH - Af (C + Ctttu其中,Cs Cm分別為組分分子在固定相和流動(dòng)相中的傳質(zhì)阻力系數(shù)。A一渦流擴(kuò)散項(xiàng)在填充柱中,由于受到固定相顆粒的阻礙,組分在遷移過程中隨流動(dòng)相不斷改變 方向,形成紊亂的“渦流” !4 = 2 H dpr=)定相的平均顆粒直徑nn定相的填充不均勻固定相顆粒dp;,填充的越均勻,A J , H J ,柱效n 3表現(xiàn)在渦流擴(kuò)散所 引起的色譜峰變寬現(xiàn)象減輕,
23、色譜峰較窄。對(duì)于空心毛細(xì)管柱,無渦流擴(kuò)散,即A =0。分子擴(kuò)散項(xiàng)II縱向分子擴(kuò)散是由于濃度梯度引起的。當(dāng)樣品被注入色譜柱時(shí),它呈“塞子”狀分布。隨著流動(dòng)相的推進(jìn), 塞子”因濃度梯度而向前后自發(fā)地?cái)U(kuò)散,使譜峰展寬。B = 2yD人稱為彎曲因子,它表示固定相幾何形狀對(duì)自由分子擴(kuò)散的阻礙情況: 填充柱色譜,/ x4為春羹因子;Qg 減小填充顆粒直徑dp ,選擇小分子量的氣體作載氣(Dg增加),可降低傳質(zhì)阻 力。3.柱效能與流速的關(guān)系z(mì)當(dāng)u值較小時(shí),分子擴(kuò)散項(xiàng)B/u將成為影響色譜峰擴(kuò)張的主要因素,此時(shí), 宜采用相對(duì)分子質(zhì)量較大的載氣(N2、Ar),以使組分在載氣中有較小的擴(kuò)散系 數(shù),提高柱效z當(dāng)u較大
24、時(shí),傳質(zhì)項(xiàng)Cu將是主要控制因素。此時(shí)宜采用相對(duì)分 子質(zhì)量較小,具有較大擴(kuò)散系數(shù)的載氣(H2、He),可增加擴(kuò)散系數(shù),提高柱 效。有關(guān)速率理論的說明:由以上討論可知:(1)組分分子在柱內(nèi)運(yùn)行的多路徑、渦流擴(kuò)散、濃度梯度所造成的分子擴(kuò)散以及傳質(zhì)阻力使氣液兩相間分配不能瞬間達(dá)至平衡等因素,是造成色譜峰擴(kuò)展、柱效下降的主要原因;(2)通過選擇適當(dāng)?shù)墓潭ㄏ嗔6?、載氣 種類、液膜厚度及載氣流速可提高柱效-即色譜分離條件優(yōu)化過程;(3)速率理論為色譜分離和操作條件選擇提供了理論指導(dǎo)。闡明了流速和柱溫對(duì) 柱效及分離的影響;(4)各種因素相互制約,如載氣流速增大,分子擴(kuò)散項(xiàng)的影響減小,使柱效提高, 但同時(shí)傳質(zhì)阻
25、力項(xiàng)的影響增大,又使柱效下降;柱溫升高,有利于傳質(zhì),但又加 劇了分子擴(kuò)散的影響,選擇最佳條件,才能使柱效達(dá)到最高。色譜分離效能的衡量色譜完全分離的條件:兩個(gè)色譜峰相隔足夠遠(yuǎn),并且峰寬應(yīng)盡可能窄。z同時(shí)反映色譜柱效能和選擇性的一個(gè)綜合指標(biāo)。用于衡量色譜系統(tǒng)對(duì)一組色譜 峰的分離能力。z定義:兩倍峰頂距離除以兩峰寬之和。R _一才7Y + y(2)1 (1)R越大,相鄰組分分離越好。當(dāng) R=1.5時(shí),分離程度可達(dá)99.7% ,因此R=1.5 通常用作兩色譜峰是否完全分離的判據(jù)。.分離度與柱效能、選擇性的關(guān)系R的定義并未反映影響分離度的各種因素。也就是說,R未與影響其大小的因素: 柱效n、選擇性聯(lián)系起
26、來。因此,通過推算得出色譜分離基本方程式4%女41分離度與柱效的關(guān)系分離度與柱效的平方根成正比,當(dāng)選擇性一定加柱效,可提高分離度(i)降低 塔板高度改善色譜柱的柱效保留值基本不變,峰型變銳 (2)增加色譜柱長(zhǎng)度, 改善色譜柱的柱效組分保留時(shí)間增加且峰擴(kuò)展, 分析時(shí)間長(zhǎng)分離度與容量因子的 關(guān)系容量因子增加,分析時(shí)間增大,分離度有可能變好當(dāng)k 5時(shí),隨容量因子增大,分離度的增長(zhǎng)是微乎其微的 當(dāng)k為1-5最宜。在選擇好合適的色譜系統(tǒng)條件下:對(duì)于GC,通過控制溫度,可選擇合適的k值,以改進(jìn)分離度。對(duì)于LC,只要 改變流動(dòng)相的組成,就能有效地控制 k值。*實(shí)際工作中采用程序升溫(G。和梯度淋洗(L。來解
27、決這個(gè)問題。例:兩物質(zhì)A和B在30cm長(zhǎng)的色譜柱上的保留時(shí)間分別為 16.4和17.63min , 有一不與固定相作用的物質(zhì),具在此柱上的保留時(shí)間為1.30 min。物質(zhì)A和B的 峰底寬分別為1.11和1.21min。試問:1)柱分辨率R2)柱平均理論塔板數(shù) nav3)平均塔板高度Hav 4)若要求R達(dá)到1.5,則柱長(zhǎng)至少應(yīng)為多少?1)r、=217.63T&4。2) nA = 3.49xl03;n B = 16(-)2 = 3,40 xlO3/f . 21nav =,49xio3 +&40 xi/“2 = 3.44x1/ /= =- = 8.7xJ03cntftav 3.44x10,4)由于或
28、及1與柱長(zhǎng)L或塔板高度H無關(guān),因此可得到:Ri 4 加,。6 J344x加2 =6.9 因蠟L = nxH = 6.9 x 10 乂8.7 x 10* = 60cm常用檢測(cè)器的類型及適用于分析的物質(zhì)常用的氣相色譜的檢測(cè)器.熱導(dǎo)檢測(cè)器(TCD2.氫火焰離子化檢測(cè)器(FID)3.電子捕獲檢測(cè)器(ECD4.火焰光度檢測(cè)器(FPD).熱導(dǎo)檢測(cè)器(TCD)-濃度型TCD是一種應(yīng)用較早的通用型檢測(cè)器?,F(xiàn)仍在廣泛應(yīng)用。TCD特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,穩(wěn)定性好,線性范圍寬,價(jià)格便宜,應(yīng)用范圍廣。對(duì)無機(jī)物和有機(jī)物都能進(jìn)行分析,因而通用性好。且不破壞樣品,適宜于常量分析及含量在10-5g以上的組分分析,靈敏度較低。.火焰離
29、子化檢測(cè)器(FID )-質(zhì)量型又稱氫焰離子化檢測(cè)器。主要用于可在H2-Air火焰中燃燒的有機(jī)化合物(如姓類物質(zhì))的檢測(cè)。FID的特點(diǎn):(1) 典型的質(zhì)量型檢測(cè)器;(2)對(duì)有機(jī)化合物具有很高的靈敏度;(3) 無機(jī)氣體、水、四氯化碳等物質(zhì)靈敏度低或不響應(yīng);(4)氫焰檢測(cè)器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、靈敏度高(比TCD高100-1000倍)、響應(yīng)迅速等特點(diǎn);(5)檢測(cè)下限可 達(dá)10-12g - g-1。6樣品受到破壞。.電子捕獲檢測(cè)器(ECD)-濃度型ECD主要對(duì)含有較大電負(fù)性原子的化合物響應(yīng)。它特別適合于環(huán)境樣品中鹵代農(nóng) 藥和多氯聯(lián)苯等微量污染物的分析。ECD的特點(diǎn):(1)適用于分析具有電負(fù)性的化合物
30、(鹵代姓、含有 N、O、S等雜原子的化 合物),為濃度型檢測(cè)器;(2)靈敏度最高的檢測(cè)器(10-14g/mL) ;(3)線性范圍 小,僅為2-4個(gè)數(shù)量級(jí);(4)與FID相比,ECD對(duì)樣品的破壞不大;.火焰光度檢測(cè)器(FPD)-質(zhì)量型FPD對(duì)含S、P化合物具有高選擇性和高靈敏度的檢測(cè)器。因此,也稱硫磷檢測(cè)器。主要用于SO2、H2S、石油精儲(chǔ)物的含硫量、有機(jī)硫、有機(jī)磷的農(nóng)藥殘留 物分析等。FPD結(jié)構(gòu):噴嘴+濾光片+光電管。原理:待測(cè)物在低溫H2-Air焰中燃燒產(chǎn)生S、P化合物的分解產(chǎn)物并發(fā)射特征 分子光譜。測(cè)量光譜的強(qiáng)度則可進(jìn)行定量分析。FPD特點(diǎn):(1 )對(duì)含S、P化合物有較高靈敏度和一定的選擇
31、性;(2 )相對(duì)其它檢測(cè)器如 ECD和FID , FPD價(jià)格較貴;(3 )測(cè)S的靈敏度比硫熒光檢測(cè)器(SCD)低;擔(dān)體(載體)的分類和性能載體可以分成兩類:硅藻土類和非硅藻土類。硅藻土類載體:是天然硅藻土經(jīng)煨燒等處理后獲得的具有一定粒度的多孔性顆 粒。在食品分析中常用。按制造方法的不同,可分為紅色載體和白色載體兩種。紅色載體:含少量氧化鐵。機(jī)械強(qiáng)度大,孔徑小,比表面積大,表面吸附性較強(qiáng), 有一定的催化活性,適用于涂漬非極性固定液,分離非極性或弱極性化合物。白色載體:煨燒時(shí)加入少量碳酸鈉助熔劑。比表面積小,孔徑大,催化活性小, 適用于涂漬極性固定液,分離極性或氫鍵型化合物。非硅藻土類載體:玻璃微
32、球、氟擔(dān)體、高分子多孔微球。第七章:原子吸收分光光度計(jì)的光源等主要結(jié)構(gòu)部件AAS儀器由光源、原子化系統(tǒng)(類似樣品容器)、分光系統(tǒng)及檢測(cè)系統(tǒng)組成。一、光源光源作用:發(fā)射待測(cè)元素的特征譜線。對(duì) AAS光源的要求:Av t透過光的強(qiáng)度It與入射光的強(qiáng)度I0之比稱為透射比或透光率,用 T表示:T = oA=-logT =log (1/T)吸光度A與透光率T :透射比愈大或吸光度愈小,物質(zhì)對(duì)光的吸收愈小。當(dāng)入射光波長(zhǎng)一定時(shí),待測(cè)溶液的吸光度 A與其濃度和液層厚度L成正比,即A 二 kLcK為吸收系數(shù)(P160),與溶液性質(zhì)、溫度和入射波長(zhǎng)有關(guān)。E1%當(dāng)濃度以g/L表示時(shí),稱k為百分吸光系數(shù),以1cm表示
33、,即A = E;%Lc1cm當(dāng)濃度以mol/L表示時(shí),稱k為摩爾吸光系數(shù),以 e表示,即A = eLce越大,表示方法的靈敏度越高。e與波長(zhǎng)有關(guān),因此,e常以表示。Lambert-Beer定律是UV-Vis定量分析的基礎(chǔ)。最大吸收波長(zhǎng)及其吸收系數(shù)常作為物質(zhì)定性 分析的依據(jù)。吸收度的加和性:若一試液中有多個(gè)組分對(duì)同一波長(zhǎng)的光有吸收作用,則總吸光度等于各組分的吸光度之和。即:A = Aj + A2 + A3 + An助色團(tuán)、生色團(tuán)、藍(lán)移和紅移生色團(tuán) (Chromogenesis group :最有用的紫外-可見光譜是由九一九*和n 一九*躍遷產(chǎn)生的。這兩種躍遷均要求 有機(jī)物分子中含有不飽和基團(tuán)。這類含有冗鍵的不飽和基團(tuán)稱為生色團(tuán)。簡(jiǎn)單的 生色團(tuán)由雙鍵或叁鍵體系組成,如乙烯基、染基、亞硝基、偶氮基一 N=N、 乙快基、月青基一CEN等。助色團(tuán)(Auxochromous group):一些含有未成鍵 n電子的基團(tuán)(如一OH、一OR NH2、一 NHR X等), 它們本身沒有生色功能(不能吸收入200nm的光),但當(dāng)它們與生色團(tuán)相連時(shí), 就會(huì)發(fā)生n 冗共腕作用,增強(qiáng)生色團(tuán)的生色能力(吸收波長(zhǎng)向長(zhǎng)波方向移動(dòng), 且吸收強(qiáng)度增加),這樣的基團(tuán)稱為助色團(tuán)。常見助色團(tuán)助色順序?yàn)镕v-Br-OH-OCH3-NH2-NHCH?-NH(CH)-NHC6H5-O紅移或藍(lán)移(Redshiftor bluesh
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