第2章色谱分析基础.pptVIP

第二章 色谱法引论;2.1 概述; 经典的分离方法：沉淀、蒸馏和萃取； 现代分析中，大量采用色谱和电泳分离方法。迄今为止，色谱方法是最为有效的现代分离分析手段！;一、色谱法简介;二、色谱法的历史; 1951年， Martin 和James采用气体作为流动相，以自动滴定仪作为检测器分析脂肪酸 ——气相色谱法。建立形成色谱学理论中有着重要地位的塔板理论和Van Deemter方程，以及保留时间、保留指数、峰宽等概念。 1952年，A.J.P.Martin和 R.L.M.Synge获得了诺贝尔化学奖。在他们获得诺贝尔奖的论文中还指出“采用气体代替液体作为流动相分离各类化合物的可能性是存在的。” “如果流动相用气体来代替，对分离更有好处”，“使用非常细的颗粒填料和柱的两端施加较大的压差，应能得到较小的理论塔板商” ; 1957年，Golay又提出了使用毛细管柱代替填充柱可获得极高的分离效率——毛细管气相色谱法 从此，气相色谱法得以蓬勃发展。气相色谱学的诞生及其获得广泛的应用使色谱学逐渐成为分析化学的一个重要分支学科;三、色谱的分类;1. 色谱过程中两相的物理状态分类;2. 色谱分离过程的作用原理分类;3. 固定相的使用的形式分类;四、色谱法的特点;2.2 色谱流出曲线及有关术语;一、色谱分离过程及流出曲线;色谱分离基本原理： 使用外力使含有样品的流动相（气体、液体或超临界流体）通过一固定于柱或平板上、与流动相互不相溶的固定相表面。样品中各组份在两相中进行不同程度的作用。与固定相作用强的组份随流动相流出的速度慢，反之，与固定相作用弱的组份随流动相流出的速度快。由于流出的速度的差异，使得混合组份最终形成各个单组份的“带(band)”或“区(zone)”，对依次流出的各个单组份物质可分别进行定性、定量分析。; 由检测器输出的信号强度对时间作图，所得曲线即色谱流出曲线，也称色谱图 。;1、色谱峰（peak）：当某组分从色谱柱中流出时，检测器对该组分的响应信号随时间变化所形成的峰形曲线。 ;1) 标准偏差（standard deviation）?：0.607倍峰高处色谱峰宽度的一半 ，图中EF的一半 。 2)半峰宽（peak width at half-height）Y1/2：峰高一半处的峰宽，图中GH 。 Y1/2=2.35 ? 3)峰底宽(peak width at peak base)Y：色谱峰两侧拐点上切线在基线上的截距，图中IJ 。 Y= 4?;1） 死时间(dead time) tM：不被固定相吸附或溶解的组分（如空气、甲烷）从进样到出现其色谱蜂最大值所需的时间，图中OA所示。 tM也是流动相流经色谱柱所需的时间。据 tM 可求出流动相平均流速;3） 调整保留时间(adjusted retention time) t R ：扣除死时间后的保留时间，它是组分在固定相中的滞留时间。图中AB所示，即 t R=tR－ tM t R 反映了组分在色谱过程中，与固定相相互作用所消耗的时间，是各组分产生差速迁移的物理化学基础。 ;4）死体积(dead volume) VM：色谱柱内载气所占的体积。;7）相对保留值（relative retention time）r21：组份2的调整保留值与组份1的调整保留值之比。;三、色谱流出曲线的意义（重要信息 ）： 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。;2.3 色谱基本理论;一 描述分配过程的参数 分配系数(Distribution constant, K);2. 分配比(Retention factor or capacity factor, 容量因子，容量比，k) 在一定温度和压力下，组分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。;3 . K、k与选择因子α的关系：;结论： K 或 k 反映的是某一组分在两相间的分配，它们都与组分及两相的性质有关，并随柱温、柱压的变化而变化。 K与两相体积无关，而k则随固定相的量而改变。 如果两组分的K或k值相等，则α=1，两个组分的色谱峰必将重合，说明无法实现分离。两组分的K或k值相差越大，则分离得越好。因此两组分具有不同的分配系数是色谱分离的先决条件。;塔板理论（Plate theory);1952年，Martin 和Synge提出。 用塔板概念来描述组分在柱中的分配行为。;1. 塔板理论的假设;塔板号