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第18章 色谱法导论 第一节 概论 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。 玻璃管为色谱柱，管内的碳酸钙填料为固定相，石油醚淋洗液为流动相。 现在的色谱法早已不局限于色素的分离，其方法也早已得到了极大的发展，但其分离的原理仍然是一样的。 色谱法也叫层析法，它是一种高效能的物理分离技术，能够分离性质相近的多组分复杂混合物。 将色谱法用于分析化学并配合适当的检测手段，就成为色谱分析法。 色谱法分类 1.按固定相形态分类 柱色谱：固定相装在色谱柱内。包括填充柱、整体柱、毛细管柱或开管柱。 平面色谱：固定相呈平面状。包括薄层色谱和纸色谱。 2.按两相的物理形态、分离机理分类 第二节 基本概念 色谱分离体系由两部分组成：一相是固定不动的，我们把它叫做固定相；另一相则不断流过固定相，我们把它叫做流动相。 当流动相以一定速率流经色谱柱，试样中各个组分在流动相和固定相之间进行连续多次分配。 组分与固定相和流动相之间的作用力有差别，因而组分在两相中分布常数不同。 在固定相上吸附力大的，即分布常数大的，迁移数率慢，保留时间长；在固定相上吸附力小，即分布常数小的，迁移数率快。 试样中各组分同时进入色谱柱，但是在不同时间从色谱柱中洗出，实现分离。 试样组分在色谱体系中运行的特点： 1.差速迁移：混合物中不同组分的迁移速率不同 差速迁移(保留值的大小)取决于组分与固定相、流动相作用力的差异 2.分子分布离散：同种组分分子在迁移过程中分布空间扩展 分子分布离散取决于同种分子运动速率的差异 色谱分离要求：差异速率(保留值大)，分子分布离散(色谱区带)窄。 2.分布平衡 色谱涉及溶质在两相中的分布平衡，平衡常数K称为分布系数或分配系数 K=cs/cm cs是溶质在固定相的浓度，cm是溶质在流动相中的浓度，K是溶质在两相中分布平衡性质的度量，反映溶质与固定相、流动相作用力差别。 K只与固定相和温度有关，与两相体积、柱管特性和所用仪器无关。 温度、溶质一定时，K 主要取决于固定相性质。 每个组份在各种固定相上的分配系数K不同；组分的分配系数 K 越小，出峰越快；组分的分配系数 K 越大，出峰越慢；某组分的K = 0时，即不被固定相保留，最先流出。 选择适宜的固定相可改善分离效果；试样中的各组分具有不同的K值是分离的基础； 3.色谱流动相流速 稳定的流动相流速是色谱系统正常运行的基本条件。 流动相的流速通常有两种表达方式 体积流量Fc mL/min，单位时间流过色谱柱的平均体积。 Fc采用容器收集柱后一定时间内流出流动相的体积进行测定。 线速度? cm/min，mm/min，单位时间内流动相流经色谱柱的长度 ?由柱长L和死时间tM求出， ?=L/tM 4.色谱图 分离试样各组分依次进入柱后，由检测器产生检测信号，响应信号大小对时间或流动相流出体积的关系曲线为色谱图。 色谱图的横坐标是时间或流动相体积，纵坐标是组分在流动相中浓度或检测器响应信号大小， 色谱图是色谱分析的主要技术资料，色谱包含的色谱信息 1.说明试样是否是单一纯化和物。正常色谱条件下，如果色谱图有一个以上色谱峰，说明试样中有一个以上组分。色谱图能够提供试样中的最低组分数。 2.说明色谱柱效和分离情况，可定量计算出表征色谱柱效的理论塔板数、评价相邻物质对分离优劣的分离度。 3.提供各组分保留时间等色谱定性数据。 4.给出个组分色谱峰高、峰面积等定量数据。 基线：在实验条件下，色谱柱后仅有纯流动相进入检测器时的流出曲线称为基线。基线在稳定的条件下应是一条水平的直线。它的平直与否可反应出实验条件的稳定情况。 色谱峰高(h)：色谱峰顶点与基线的距离叫峰高。 峰面积：色谱峰与峰底基线所围成区域的面积叫峰面积。 色谱峰区域宽度：色谱峰的区域宽度是色谱流出曲线的重要参数之一，可用于衡量色谱柱的柱效及反映色谱操作条件下的动力学因素。宽度越窄，其效率越高，分离的效果也越好。 区域宽度通常有三种表示方法： 标准差?：峰高0.607倍处峰宽处的一半。 半峰宽W1/2：峰高一半处的峰宽。W1/2=2.354? 峰底宽W：色谱峰两侧拐点上切线与基线的交点间的距离。W= 4?。 5.保留值 保留值是试样各组分在色谱柱或色谱体系中保留行为的度量，反映溶质与色谱固定相作用力类型和大小，是色谱热力学参数和定性依据。 比移值Rf：溶质通过色谱柱的平均线速度u与流动相平均线速度ux之比。 溶质分子在流动相中消耗的时间分数等于溶质分子在