第一二章色谱理论及应用.ppt

色谱学理论及应用课程主要内容 色谱法的理论基础 概论、动力学、热力学（第1—4章） ，定性和定量分析的一般问题（第5章） ； 气相色谱法（第5章） 液相色谱法（第6章） (液液色谱、液固色谱、键合色谱、离子对色谱、离子交换色谱、亲和色谱、排阻色谱) 色谱新技术简介（第7章 色谱方法与仪器的发展） (样品的化学衍生、进样技术、二维色谱法、光色谱法、电色谱与电泳、置换色谱法、变性高效液相色谱法、小波分析在色谱分析中的应用、超临界色谱法、色谱仪器及装备的微型化) 第一章 概 论 概述： 色谱法的发展历程 色谱分离分析操作过程 几种色谱操作法 迎头色谱法、顶替色谱法、洗脱色谱法 两个组分向前移动的特征 色谱分离分析样品组分的过程 样品在载体“搬运”下，通过分析路径 在分析路径上，样品中的各个组分受到某种“力场” 的作用（力场可能是温度、压力、电压、光…产生可能引起分离效应，也可能不引起分离效应） 在分析路径上，发生在两相之间的分配平衡，由于各个组分在同样两相之间分配平衡有差异，从而实现各组分的分离 被分离的样品各个组分，在载体的搬运下离开分析路径，进入检测器被检测出来 假如在分析路径上样品所受到的力场是电场力，则各个组分在电场力作用下实现分离，这就是电泳 迎头色谱法 主要应用于非定性定量分析的领域 例如某些物理化学参数的测定、吸附剂催化剂及固体表面和孔尺寸和孔径分布等性质的研究 顶替色谱法 (置换色谱法) 优点: （1） 样品量大产率高、被分离样品在分离过程中会自行浓缩。浓度比洗脱色谱高1—2数量级。柱载高50—100倍 （2） 可以同时分离样品中的多个组分（与亲和色谱不同） （3）被分离组分能在相当高的纯度的条件下获得高产率。 （4）各组分分离界限较清晰，拖尾少，产量和回收率高。 （5）产品浓度可控 （6）用小分子顶替剂容易与生物分子分离， （7）单位柱长固定相利用率高（和用于制备的超载洗脱和迎头分析法相比） （8）溶剂使用量少。分离时间和成本减少30%以上。 冲洗色谱法 用于定性、定量、制备分析及某些物理化学性质和过程的研究。是用途最为广泛和最为普遍的色谱法。 优点：柱效高，很容易得到几千甚至几万个塔板的分离效果、使用样品量极少、一次可以分析样品中的几个甚至几百个成分、分离分析速度极快。 色谱法应用简述 一、色谱法在定量、定性分析与制备、生产中的应用 二．色谱法在理论研究、催化化工、萃取等领域的应用 1．无限稀释活度系数数据的测定及其在工程上的应用 ①混合溶剂、②高压气液平衡系统 2．溶液理论及热数据的测定 ①过量偏摩尔参数与过量偏摩尔热容 、②溶解热、生成热、反应热、③非电解质理论、④高聚物溶液理论 3．维里系数的研究与测定 4．纯物质性质的研究与测定 ①蒸汽压、②蒸发焓、③沸点、④相变、⑤分子量、⑥分子结构、⑦熵、粘度、折光系数等 5．固体表面物理化学性质的研究 ⑴物理吸附（迎头色谱法、冲洗色谱法） ①吸附等温线、②固体表面积、③固体内含孔径分布、 ⑵化学吸附与化学滴定 ①吸附热、②固体表面的酸减性、③催化剂活性中心及其性质、 ⑶程序升温色谱法研究固体表面性质 ①?? 脱附过程、②还原与氧化、③表面反应、 6．催化反应动力学研究（微反应器反应色谱法） ①脉冲催化反应动力学、②脉冲断流色谱法、③程序升温表面反应动力学、④空穴色谱法与过渡应答技术、 7．传递性质研究 ①气体扩散系数、②液相扩散系数、③催化剂中质量传递阻力、 8．萃取过程的研究与参数测定 冲洗色谱法一些主要的名词术语 基线 ? 色谱峰 ? 峰底 ? 峰高h ? 峰宽W ? 半高峰宽 W1/2（半峰宽） 峰面积A ? 标准偏差? ? 死体积V0（死时间t0）, 流动相(非滞留组分)保留体积VR (保留时间tm) 保留体积VR (保留时间tR ), 调整保留体积VR’（调整保留时间tR’）, 净保留体积VN（净保留时间tN）， 相对保留值 r2,1=(VR’2 )/(VR’1 ) 第二章 色谱过程的热力学性质 1。分配平衡 分配系数 K= aS /am=CS /Cm 分配比（容量因子） k’=WS /Wm 相比 ? =Vm /VS 2。流动相线速度 u 3。u=L /t （比移值） 色谱保留方程 tR’ =tR- tm VR’ = VR - Vm =KVS VN = VR’ = VR - Vm =KVS 相对保留值被分离两种分子分子量相近,大小相似 比保留体积 Vg在标准温度下,并对皂膜流量给水蒸汽压力校正