分離分析法導(dǎo)論

分離分析法導(dǎo)論2023/1/20第一頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日二色譜法簡(jiǎn)介

1概述：色譜法是一種分離技術(shù)。俄國(guó)植物學(xué)家茨維特（Tswett)在1906年使用的裝置：色譜原型裝置。

固定相：裝填在玻璃或金屬管內(nèi)固定不動(dòng)的物質(zhì)流動(dòng)相：在管內(nèi)自上而下連續(xù)流動(dòng)的液體或氣體色譜柱：裝填有固定相的玻璃管或金屬管色譜法：以物質(zhì)在兩相（流動(dòng)相和固定相）中分配比的差異而進(jìn)行分離分析的方法。一概述分離分析法：先分離后分析的儀器分析方法。2023/1/20第二頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日2色譜法原理

當(dāng)混合物隨流動(dòng)相流經(jīng)色譜柱時(shí)，就會(huì)與柱中固定相發(fā)生作用（溶解、吸附等），由于混合物中各組分物理化學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)上的差異，與固定相發(fā)生作用的大小、強(qiáng)弱不同，在同一推動(dòng)力作用下，各組分在固定相中的滯留時(shí)間不同，從而使混合物中各組分按一定順序從柱中流出。

與適當(dāng)?shù)闹髾z測(cè)方法結(jié)合，實(shí)現(xiàn)混合物中各組分的分離與檢測(cè)。2023/1/20第三頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日三色譜分析法的分類

（一）按兩相狀態(tài)兩類：1氣相色譜（GC）：用氣體（稱為載氣）作流動(dòng)相

氣固色譜（GSC）：固定相是固體吸附劑氣液色譜（GLC）：固定相是涂漬在載體上的固定液2液相色譜（LC）：用液體作流動(dòng)相

液固色譜（LSC）：固定相是固體吸附劑液液色譜（LLC）：固定相是涂漬在載體上的固定液3超臨界流體色譜：用超臨界流體作流動(dòng)相

CO2超臨界流體色譜2023/1/20第四頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日（二）按操作形式分類：1柱色譜：（1）填充柱色譜：將固定相裝入玻璃或金屬管內(nèi)（2）毛細(xì)管色譜：將固定液直接涂漬在毛細(xì)管內(nèi)壁或采用交聯(lián)引發(fā)劑，在高溫處理下將固定液交聯(lián)到毛細(xì)管內(nèi)壁。2紙色譜：以多孔濾紙為載體，以吸附在濾紙上的水為固定相，各組分在紙上經(jīng)展開(kāi)而分離。3薄層色譜：以涂漬在玻璃板或塑膠板上的吸附劑薄層為固定相。2023/1/20第五頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日（三）按分離原理分類：1吸附色譜：用固體吸附劑作固定相，根據(jù)吸附劑表面對(duì)不同組分的物理吸附性能的差異進(jìn)行分離。2分配色譜：用液體作固定相，利用不同組分在固定相和流動(dòng)相之間分配系數(shù)的差異進(jìn)行分離。3離子交換色譜：液相色譜的一種，以特制的離子交換樹(shù)脂為固定相，不同pH值的水溶液為流動(dòng)相。4凝膠色譜：測(cè)聚合物分子量分布。2023/1/20第六頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日四色譜圖及色譜常用術(shù)語(yǔ)（一）色譜圖：組分在檢測(cè)器上產(chǎn)生的信號(hào)強(qiáng)度對(duì)時(shí)間所作的圖。

色譜峰：色譜圖的突起部分。2023/1/20第七頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日1基線：僅有流動(dòng)相（無(wú)試樣）通過(guò)色譜柱時(shí)，檢測(cè)器的響應(yīng)信號(hào)隨時(shí)間變化的曲線，即為基線。2峰高(h)：色譜峰的最大值到峰底的距離。（二）色譜圖中的基本術(shù)語(yǔ)2023/1/20第八頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日3峰寬

用來(lái)衡量色譜峰寬度的參數(shù)，有三種表示方法：（1）標(biāo)準(zhǔn)偏差()：即0.607倍峰高處色譜峰寬度的一半。（2）半高峰寬(Y1/2)：色譜峰高一半處的寬度

Y1/2=2.354（3）峰底寬(Y)：由色譜峰兩側(cè)拐點(diǎn)作切線與基線交點(diǎn)間的距離，Y=42023/1/20第九頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日4峰面積A：色譜峰與峰底之間的面積。是色譜定量分析的依據(jù)。2023/1/20第十頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日5色譜保留值：表示試樣中各組分在色譜柱中保留行為的量度，它反映組分與固定相間作用力大小，通常用保留時(shí)間和保留體積表示。

（1）

保留時(shí)間（tR）：某組分通過(guò)色譜柱所需時(shí)間，即從進(jìn)樣到出現(xiàn)色譜峰最大值時(shí)間，單位為min或s。色譜定性的依據(jù)。2023/1/20第十一頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日（2）死時(shí)間（t0）

不被固定相滯留的組分（如空氣、甲烷）從進(jìn)樣到出現(xiàn)峰最大值所需的時(shí)間。（3）調(diào)整保留時(shí)間（tR

‘）：扣除死時(shí)間后的保留時(shí)間，tR＇=tR－t0

2023/1/20第十二頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日（4）保留體積：組分從進(jìn)樣到出現(xiàn)峰最大值所消耗流動(dòng)相的體積（ml）。VR=tR×F0（5）死體積（V0）：不能被固定相滯留的組分從進(jìn)樣到出現(xiàn)峰最大值所消耗的流動(dòng)相的體積。V0=t0×F0（6）調(diào)整保留體積（VR‘）：指扣除死體積后的保留體積，即V

R＇=VR

－V0

。2023/1/20第十三頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日（7）相對(duì)保留值r2，1指在相同操作條件下，組分2與組分1調(diào)整保留值之比：

r2，1=t′R2

/t′R1=V′R2/V′R1

相對(duì)保留值只與柱溫和固定相性質(zhì)有關(guān)，與其他色譜操作條件無(wú)關(guān)，它表示了固定相對(duì)這兩種組分的選擇性。2023/1/20第十四頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日（三）分配平衡：

在一定溫度下，組分在流動(dòng)相和固定相之間所達(dá)到的平衡。以氣液色譜為例：1分配系數(shù)K：在一定溫度、壓力下，組分在液相和氣相之間分配達(dá)到平衡時(shí)的濃度比。2分配比k：在一定溫度和壓力下，組分在液相和氣相之間分配達(dá)到平衡時(shí)的質(zhì)量比2023/1/20第十五頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日色譜流出曲線的意義

從色譜流出曲線可獲得許多重要信息：（1）根據(jù)色譜峰的數(shù)目，可以判斷試樣中所含組分的最少個(gè)數(shù)。（2）根據(jù)色譜峰的保留值進(jìn)行定性分析。（3）根據(jù)色譜峰的面積或峰高進(jìn)行定量分析。（4）根據(jù)色譜峰峰間距及其寬度，可對(duì)色譜柱的分離效能進(jìn)行評(píng)價(jià)。2023/1/20第十六頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日第十五章

分離分析法導(dǎo)論一塔板理論二速率理論第三節(jié)

色譜分析的

基本理論2023/1/20第十七頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日

比擬為蒸餾塔

0123456·······

氣相GH體積ΔV

載氣液相L

一個(gè)塔板、板高H

一塔板理論2023/1/20第十八頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日H理論塔板數(shù)n理論塔板高度2023/1/20第十九頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日

對(duì)塔板理論評(píng)價(jià)成功：a.解釋色譜流出曲線形狀（呈正態(tài)分布）

b.濃度極大點(diǎn)位置

c.評(píng)價(jià)柱效應(yīng)能高低的塔板數(shù)計(jì)算存在問(wèn)題：a.不能說(shuō)明板高的影響因素

b.色譜寬變寬原因

c.不能解釋不同流速的n值不同

2023/1/20第二十頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日二速率理論1渦流擴(kuò)散項(xiàng)A

使用適當(dāng)細(xì)粒度和顆粒均勻的填充物，并盡量填充均勻、緊密，可以減小渦流擴(kuò)散2分子擴(kuò)散項(xiàng)B/u

采用較高的載氣流速、較低的柱溫和相對(duì)分子質(zhì)量較大的載氣3傳質(zhì)阻力項(xiàng)Cu

包括氣相傳質(zhì)阻力和液相傳質(zhì)阻力采用粒度小的填充物和相對(duì)分子質(zhì)量小的氣體作載氣可減小氣相傳質(zhì)阻力適當(dāng)降低固定液的液膜厚度，可減小液相傳質(zhì)阻力4載氣流速u對(duì)理論塔板高度H的影響實(shí)際工作中，往往選擇稍大于最佳流速的流速，以縮短分離時(shí)間。2023/1/20第二十一頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日A項(xiàng)——渦流擴(kuò)散項(xiàng)

在填充柱中，由于受到固定相顆粒的阻礙，組份在遷移過(guò)程中隨流動(dòng)相不斷改變方向，形成紊亂的“渦流”：從圖中可見(jiàn)，因填充物顆粒大小及填充的不均勻性——同一組分運(yùn)行路線長(zhǎng)短不同——流出時(shí)間不同——峰形展寬。2023/1/20第二十二頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日B/u項(xiàng)——分子擴(kuò)散項(xiàng)

即縱向擴(kuò)散

試樣‘塞’向兩邊（縱向）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)，隨著流動(dòng)相的推進(jìn)，因濃度梯度而向前后自發(fā)地?cái)U(kuò)散，使譜峰展寬。

要B↓對(duì)一定柱Dm↓(組份分子量↑柱溫↓柱壓↑載氣分子量↑)要u↑即停留時(shí)間短

2023/1/20第二十三頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日Cu項(xiàng)—傳質(zhì)阻力項(xiàng)

傳質(zhì)過(guò)程指什么？濃度不均勻而發(fā)生的質(zhì)量遷移過(guò)程表現(xiàn)為兩相中的擴(kuò)散過(guò)程及溶解、平衡、轉(zhuǎn)移過(guò)程流動(dòng)相固液界面固定液組分分子ClCg2023/1/20第二十四頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日

要使柱子的柱效能提高，與柱子的種類（毛細(xì)管柱還是填充柱）、柱的填充均勻性、擔(dān)體的顆粒度、載氣的種類和相對(duì)分子質(zhì)量、固定液、液膜的涂敷厚度和均勻性、還有柱溫、柱的形狀等多種因素有關(guān)。2023/1/20第二十五頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日第十五章

分離分析法導(dǎo)論一色譜定性方法二色譜定量方法第四節(jié)

色譜定性和

定量的方法2023/1/20第二十六頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日一色譜定性方法1與標(biāo)樣對(duì)照的方法：（1）在相同色譜條件下，分別將標(biāo)樣和試樣進(jìn)行色譜分析，比較兩者的保留值，如果保留值相同，可能是同一種物質(zhì)。（2）如果樣品中組分較多，各峰距離較近，則可在樣品中加入標(biāo)樣后混合進(jìn)樣，對(duì)比混合前后的譜圖，如果某色譜峰明顯增高，則樣品中含有此標(biāo)樣成分。（3）雙柱法2與其他方法結(jié)合定性

2023/1/20第二十七頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日二色譜定量分析1校正因子和相對(duì)校正因子