18色谱法精读.ppt

第十八章 色谱法导论 色谱法的主要组成： 色谱柱：起到分离作用的柱子 固定相：固定在柱内的填充物 流动相：沿着柱流动的流体 18.1.1. 分离科学的形成 1.蒸馏器与蒸馏设备 2.沉淀、结晶、电解、萃取等分离技术 3.精馏、区域熔炼等 4.色谱与电泳 18.1.2. 分离与色谱法 分离（separation）是一种假定的（hypothetical）状态，在这种状态下，物质完全被分开（isolation），就是说，含有n种化学组分的混合物被分成n种纯的形式，并把它们置于n个独立容器中。 困难：一是被分离组分在分离过程中再混合；二是被分离组分的浓度稀释或分子离散。 色谱分离是基于混合物各组分在两相中分布系数的差异，当两相作相对移动时，被分离物质在两相间进行连续、多次分配，组分分配系数微小差异导致迁移速率差异，实现组分分离。 18.1.2. 分离与色谱法 分析分离常在极微小体系内完成，如毛细管、芯片式的微通道。 分离分析的微型化，即微分离（microseparation）技术是当前的发展趋势之一。 色谱亦是高效制备分离方法。与分析分离相比，制备分离处理的样品或物料量要大得多，其目的也不尽相同。按分离目的和处理物料量可分为小规模实验室制备分离和大规模工业制备分离。 经典柱色谱、制备色谱、萃取、精馏、结晶 精馏、萃取、吸附、吸收、膜分离 18.1.3. 分离方法分类 18.1.3.1. 按相的类型分类 18.1.3. 分离方法分类 18.1.3.2. 按分离机理分类 18.1.3. 分离方法分类 18.1.3.3.按分离过程推动力分类 18.1.4.色谱法分类 18.1.4.1. 按固定相的形态分类 柱色谱：填充柱、整体柱、毛细管或开管柱 平面色谱：薄层色谱和纸色谱 18.1.4.2. 按色谱动力学过程分类 淋洗色谱法 置换色谱法 迎头色谱法 18.1.4.色谱法分类 18.1.4.3.按两相的物理形态、分离机理等分类 18.1.5.色谱法与其他分离、分析方法比较 18.1.5.1.与精馏、萃取分离比较 1. 色谱、精馏与萃取同属平衡分离方法。 2. 色谱法与精馏、萃取分离比较具有速度快、效率和选择性高的特点。 3. 精馏不能分离沸点相同的组分，萃取不能分离在溶剂中溶解度相同的组分；色谱法可分离沸点、溶解度相同的组分，可分离物理、化学性质相近，其他分离方法不能或难以分离的组分。 4. 精馏、萃取可分离物理化学性质差别较大的组分，仪器分析色谱法每次处理样品量少。 5. 多级萃取和色谱法分离过程中分离组分被稀释。 18.1.5.色谱法与其他分离、分析方法比较 18.1.5.2.与化学分析方法比较 1. 不受化学性质限制，是一种分离分析方法。 2. 化学分析本身不具备分离功能，简单、快速。 3. 化学分析一般不适用于分析多组分的混合物。 4. 化学分析定量方法简易；色谱法定量测定较复杂。 18.1.5.色谱法与其他分离、分析方法比较 18.1.5.3.与光谱、质谱分析方法比较 1. 光谱、质谱主要是物质定性鉴定分析方法，色谱法本质上不具备定性分析功能。 2. 色谱法最主要的特点是适用于多组分复杂混合物分离分析。 3. 色谱仪器的价格相对比分子光谱、质谱仪器低得多，适用范围和领域更广。 4. 一般来说色谱检测器比分子光谱法灵敏度更高，比质谱灵敏度低。 18.2．色谱法基础知识、基本概念和术语 18.2.1． 色谱分离和相应基础理论范畴 色谱基础理论是从微观分子运动和宏观分布平衡探讨最大限度提高分离迁移和降低离散迁移的科学原理，包括色谱热力学、色谱动力学和色谱分离理论。 各种色谱方法具有基本相同的动力学理论，也有相似的分离理论规律。 18.2.2． 分布平衡 色谱过程涉及溶质在两相中的分布平衡 distribution equilibrium ，平衡常数K称为分布系数或分配系数： 不同物质的分配系数相同时，它们不能分离。 色谱柱中不同组分能够分离的先决条件是其分配系数不等。 分配系数K小的组分：在流动相中停留时间长，较早流出色谱柱。 分配系数大的组分：在流动相中的浓度较小，移动速度慢，在柱中停留时间长，较迟流出色谱柱。 两组分分配系数相差越大，两峰分离的就越好。 18.2.3．分布等温线 分布系数与溶质浓度无关或随溶质浓度变化而改变。在恒定温度下，将CS 对Cm作图所得组分或溶质在两相中的浓度关系曲线，称为分布等温线。 18.2.4． 分布等温线方程 描述吸附等温线的数学方程称为等温线方程。由于固体对气体或溶液的吸附现象十分复杂，等温线形状多种多样，有些还无合适方程来描述，在色谱领域常用的等温线方程主要有三种。 18.2.4.1． Freundlich方程 18.2.4． 分布等温线方程 18.2.4.2.Lang