色谱分析引论.pptVIP

色谱法的最早应用是用于分离植物色素，其方法是这样的：在一玻璃管中放入碳酸钙，将含有植物色素（植物叶的提取液）的石油醚倒入管中。 此时，玻璃管的上端立即出现几种颜色的混合谱带。然后用纯石油醚冲洗，随着石油醚的加入，谱带不断地向下移动，并逐渐分开成几个不同颜色的谱带，继续冲洗就可分别接得各种颜色的色素，并可分别进行鉴定。色谱法也由此而得名。 色谱法的分离原理就是利用待分离的各种物质在两相中的分配系数、吸附能力等亲和能力的不同来进行分离的。 用外力使含有样品的流动相（气体、液体）通过一固定于柱中或平板上、与流动相互不相溶的固定相表面。当流动相中携带的混合物流经固定相时，混合物中的各组分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先后流出。与适当的柱后检测方法结合，实现混合物中各组分的分离与检测。 二、色谱分类方法 色谱分析法有很多种类，从不同的角度出发可以有不同的分类方法。 （一）从两相的状态分类： 色谱法中，流动相可以是气体，也可以是液体，由此可分为气相色谱法（GC）和液相色谱法（LC）。固定相既可以是固体，也可以是涂在固体上的液体，由此又可将气相色谱法和液相色谱法分为气-液色谱、气-固色谱、液-固色谱、液-液色谱。 （二）按固定相的形式分类： 柱色谱：固定相装在色谱柱中； 纸色谱：利用滤纸作载体，吸附在纸上的水作固定相； 薄层色谱：将固体吸附剂在玻璃板或塑料板上制成薄层作固定相。 3）保留值 a. 死时间(t0) ：不被固定相滞留的物质从进样到出现峰极大值时的时间，它与色谱柱的空隙体积成正比。由于该物质不与固定相作用，因此，其流速与流动相的流速相近。据t0 可求出流动相平均流速 b. 保留时间tr：试样从进样到出现峰极大值时的时间。它包括组份随流动相通过柱子的时间t0和组份在固定相中滞留的时间。 c. 调整保留时间tr’ ：某组份的保留时间扣除死时间后的保留时间，它是组份在固定相中的滞留时间。 色谱流出曲线的意义： 色谱峰数（样品中单组份的最少个数） 色谱保留值（定性依据） 色谱峰高或面积（定量依据） 色谱保留值或区域宽度（色谱柱分离效能评价指标） 色谱峰间距（固定相或流动相选择是否合适的依据） 一、描述分配过程的参数 1、分配系数(K)： 如前所述，分配色谱的分离是基于样品组分在固定相和流动相之间反复多次地分配过程，而吸附色谱的分离是基于反复多次地吸附一脱附过程。这种分离过程经常用样品分子在两相间的分配来描述，而描述这种分配的参数称为分配系数。 分配系数 K的讨论 2. 分配比k： 在一定温度和压力下，组份在两相间的分配达平衡时，分配在固定相和流动相中的质量比，称为分配比。它反映了组分在柱中的迁移速率。又称保留因子。也叫容量因子或容量比。 ? 称为相比率，它也是反映色谱柱柱型特点的参数。 对填充柱，?=6~35；对毛细管柱， ?=60~600。 注意： K 或 k 反映的是某一组分在两相间的分配；而 ? 是反映两组分间的分离情况。当两组分 K 或 k 相同时，? =1 时，两组分不能分开；当两组分 K 或 k 相差越大时，? 越大，分离得越好。也就是说，两组分在两相间的分配系数不同，是色谱分离的先决条件。 ? 和 k 是反映色谱柱分离效能的重要参数。 （一）色谱分离过程 塔板理论是把色谱柱假想为一个精馏塔，塔内存在许多塔板，组分在每个塔板的气相和液相间进行分配，达成一次分配平衡。然后随着流动相按一个塔板、一个塔板的方式向前移动。经过多次分配平衡后，分配系数小的组分先离开色谱柱，分配系数大的组分后离开色谱柱，从而使分配系数不同的组分彼此得到分离。 为简单起见，设色谱柱由5决塔板（n=5为柱子的塔板数）组成，并以r表示脉冲编号。r=0，1，2，3，4，……；某组分的分配比k=1。 根据上述假定，在色谱分离过程中，该组分的分布可计算如下： 开始时，将单位质量（即 m=1）的该组分进入0号塔板上，然后将流动相以一个板体积（△V）一个板体积的脉动形式进入色谱柱；此时组分将安下表所示在固定相和流动相进行分配： 由表中可见，当r=5时，即5个塔板体积的流动相进入柱中时，组分就开始从柱口流出。并且呈现先小后大的情况。 （二）柱效能指标 对于一个色谱柱来说，其分离能力（叫柱效）的大小主要与塔板的数目有关，塔板数越多，柱效越高。 色谱柱的塔板数可以用理论塔板数和有效理论塔板数来表示。 2．有效理论塔板数n有效 在以上计算理论塔板数的式子中使用的是保留时间，它包括了死时间，它与组分在