色谱与质谱学2.ppt

色谱学与质谱学 刘新刚 中国农业科学院植物保护研究所 xingangl@126.com 色谱 (chromatography) 提纲 概述 色谱图和基本参数 平衡色谱理论 塔板理论 气相色谱 液相色谱 定性定量分析 第一章 概述 第一节 色谱(chromatography) 定义：色谱是一种把混合物中多组份分离的实验技术。将气化的混合物或气体通过柱中某种物质，基于柱中物质与不同化合物的相互作用不同而得到分离，然后经过检测器记录物质的响应值随时间的变化，就是色谱图，每一个峰可代表最初混合样品中某一个组分。简而言之,色谱是利用物质的物理化学性质建立的分离、分析方法。 实质：分离 目的：定性分析或定量分析 几个概念 苯和环己烷的气相色谱分离： 沸点之差0.6℃ 分馏柱不可能分开 50cm的色谱柱即可分开。 色谱发展历史 30年代茨维特分离绿叶色素 40年代TLC，纸色谱 50年代GC出现使色谱具备分离和在线分析功能 60年代末HPLC出现，使色谱分析范围进一步拓展. 70年代末联用仪器：GC-MS，HPLC-MS 第二节 色谱分类 二、按固定相的几何形式分类 三、按分离原理分类 用离子交换树脂为固定相的色谱法 靠样品离子与固定相的可交换基团的交换能力（交换系数）的差别而分离。 第三节 色谱文献 工具书 傅若农，汪正范等，色谱技术丛书（第二版），北京：化学工业出版社，2005 李浩春，卢佩章，气相色谱法。北京：科学出版社，1993 李浩春，分析化学手册，第二版，北京：化学工业出版社，1999（气相） 张玉奎，分析化学手册，第二版，北京：化学工业出版社，2000（液相） 第二章 色谱图及基本参数 色谱图示意图 一、色谱图相关术语 一、色谱图相关术语 区域宽度： 峰(底)宽 W (Peak Width): 半(高)峰宽 W1/2 (Peak Width at Half Height): 标准偏差(σ)(Standard Error): σ=1/4W 一、色谱图相关术语 二、保留值 薄层色谱法中原点到斑点中心的距离与原点到溶剂前沿的距离的比值 。 　　又称Rf值，是色谱法中表示组分移动位置的一种方法的参数。定义为溶质迁移距离与流动相迁移距离之比。在一定的色谱条件下，特定化合物的Rf值是一个常数，因此有可能根据化合物的Rf值鉴定化合物。 三、分配系数和容量因子 四、液相色谱术语和参数 粒间体积 孔体积 柱外体积 液体总体积 流体力学体积 第三章 平衡色谱理论 物料平衡 假设：样品组分在流动相和固定相间的分配平衡在整个色谱过程中均能瞬时达成，不考虑传质速度的有限性以及物质的弥散对平衡过程形成的影响。 流入物质的量-流出物质的量=液相中物质的量+固相中物质的量 c*qdtk-(c-dc)qdtk=kqdx+(1-k)qdx u谱带= 设 ， 定义为容量因子。 u谱带= 计算容量因子 1+k=u/u谱带=(L/tm)/(L/tR)=tR/tm ∴k=tR/tm-1 第四章 色谱基本理论——塔板理论 苯和环己烷的气相色谱分离： 沸点之差0.6℃ 分馏柱不可能分开 50cm的色谱柱即可分开。-固相和液相分配系数不同 因此，分配系数的差异是所有色谱分离的实质性的原因。 一、塔板理论的假设 二、色谱流出曲线方程 --基本关系式概率推导 假设色谱柱由5块塔板组成： (0号板,1号,2号,…4号板) 令N=5(N表示进入柱中载气的脉冲次数 令组分进样量为：W=64 组分在柱内的分配过程是以气液色谱分配为例,组分在气液两相中进行分配 此时若组分容量因子K，=1,即p=q 组分中有p量溶于液相 组分中有q量溶于液相 K=1.0 的样品经数次平衡后的结果 溶质在气液两相的分配方式 得出色谱流出曲线方程： C-色谱流出曲线上任意一点样品的浓度 N-理论塔板数 WR-溶质的质量 VR-溶质的保留体积，即从进样到色谱峰极大点出现时通入色谱柱中载气的体积 V-在色谱流出线上任意一点的保留体积 经多次分配后的浓度分布 三、 塔板理论方程式的讨论 Cmax的影响因素 四、塔板理论的作用与不足 (二) 塔扳理论存在的不足： 5.塔板理论也未说明β变化对组分在柱内移动速率的影响。实际上VL、VG在某些方面决定着组分分子的扩散行为和扩散距离。 综上所述塔板理论虽为半经验理论，但在色谱学发展中起到了率先作用和对实际工作的指导作用，所以至今延用不衰，为广大色谱工作者承认。 速率理论 速率理论讨论 3、传质阻力项 CU=(Cg+ CL