色谱分析原理.ppt

Spring 2008 第八章 色谱分析 * 第一节 色谱分析方法导论 20 世纪中期，大量采用一些经典的分离方法：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分离手段！其应用涉及每个科学领域。 50年代，色谱发展最快（一些新型色谱技术的发展；复杂组分分析发展的要求。 1937-1972年，15年中有12个Nobel奖是有关色谱研究的！ 第一节 色谱分析方法导论 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。 第一节 色谱分析方法导论 色谱分类方法： 1. 按固定相外形分： 柱色谱（填充柱、空心柱）、平板色谱（薄层色谱和纸色谱。 2. 按组份在固定相上的分离机理分： 吸附色谱：不同组份在固定相的吸附作用不同； 分配色谱：不同组份在固定相上的溶解能力不同； 离子交换色谱：不同组份在固定相（离子交换剂）上的亲和力不同； 凝胶色谱（尺寸排阻色谱）不同尺寸分子在固定相上的渗透作用。 3. 按两相状态分 第一节 色谱分析方法导论 第一节 色谱分析方法导论 色谱流出曲线（色谱图） 混合组分的分离过程及检测器对各组份在不同阶段的响应 第一节 色谱分析方法导论 色谱术语： 1）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，S/N大的、稳定的基线为水平直线。 2）峰高：色谱峰顶点与基线的距离。 3）保留值(Retention value, R) a. 死时间(Dead time, t0) ：不与固定相作用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。 第一节 色谱分析方法导论 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 ：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。即 由于时间为色谱定性依据。但同一组份的保留时间与流速有关，因此有时需用保留体积来表示保留值。 d. 死体积V0：色谱柱管内固定相颗粒间空隙、色谱仪管路和连接头间空隙和检测器间隙的总和。勿略后两项可得到： 其中，Fco为柱出口的载气流速（mL/min)，其值为： F0-检测器出口流速；Tr-室温；Tc-柱温；p0-大气压；pw-室温时水蒸汽压。 第一节 色谱分析方法导论 e. 保留体积Vr：指从进样到待测物在柱后出现浓度极大点时所通过的流动相的体积。 f. 调整保留体积 ：某组份的保留体积扣除死体积后的体积。 g. 相对保留值r2,1：组份2的调整保留值与组份1的调整保留值之比。 注意： r2,1只与柱温和固定相性质有关，而与柱内径、柱长L、填充情况及流动相流速无关，因此，在色谱分析中，尤其是GC中广泛用于定性的依据！ 具体做法：固定一个色谱峰为标准s，然后再求其它峰 i 对标准峰的相对保留值，此时以? 表示： ? 1, 又称选择因子(Selectivity factor)。 色谱法基本原理 1) 分配系数(Distribution constant, K)： 描述组份在固定相和流动相间的分配过程或吸附-脱附过程的参数，称为分配系数。 第一节 色谱分析方法导论 描述分配过程的参数 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。 第一节 色谱分析方法导论 2)选择因子? ：色谱柱对A、B两组分的选择因子? 定义如下： A为先流出的组分，B为后流出的组分。 注意：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 相同时，? =1 时，两组分不能分开；当两组分 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 是计算色谱柱分离效能的重要参数！ 8.2.1 气相色谱法原理 第二节 气相色谱法 高分子材料不能气化，因此不能测量高分子本身。该法在高分子方面有两个应用：一分析单体中杂质，高分子中的挥发