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第十六章 色谱分析法概论 色谱法的分类和发展 色谱过程和基本原理 基本类型色谱方法及其分离机制 (二)色谱法的历史 二十世纪初：色谱法诞生。 20世纪30～40年代：薄层色谱和纸色谱。 40～50年代：分配色谱法和塔板理论(马丁(Martin)和辛格(Synge)因此获诺贝尔化学奖)。 50年代：气相色谱法，速率理论(奠定了现代色谱法的基础)。 60年代：色质联用(GC-MS)。 70年代：高效液相色谱。 80年代：液相色谱联用技术，毛细管超临界流体色谱(SFC)，毛细管电泳(CE)。 90年代后期：毛细管电色谱。 毛细管电泳法(CE): 通过在毛细管内进行的电泳，从而使物质得以进行分离、分析的方法。 第二节 色谱过程和基本原理 色谱过程 分配系数与色谱分离 第三节 基本类型色谱方法及其分离机制 分配色谱法 吸附色谱法 离子交换色谱法 空间排阻色谱法 常见化合物的吸附能力： 烷烃＜烯烃＜卤代烃＜醚＜硝基化合物＜叔胺＜酯＜酮＜醛＜酰胺＜醇＜酚＜伯胺＜羧酸。 6）调整保留体积(adjusted volume,VR):保留体积扣除死体积后的体积。 VR=VR-V0=tR·Fc VR与流动相流速无关。 4.分配系数和容量因子的关系 Vs:柱中固定相的体积，在不同的色谱中含义不同。 Vm:柱中流动相的体积，近似等于死体积V0。 (二) 分配系数和容量因子与保留时间的关系 1.保留比(R`)：组分的速度(υ)和流动相的线速度(u)之比。或者说在单位时间内溶质在流动相中出现的几率(即在流动相中停留的时间分数)。 对于定距展开，υ=L/tR, u=L/t0, 则 所以： 或 因此： 或 色谱过程方程 当色谱柱、流速、温度一定，tR取决K。 容量因子可通过实验测得。容量因子表示由于组分与固定相的作用，组分在色谱柱中多停留的时间与死时间的比值，k 大则保留时间长。 定距展开：又叫等距洗脱，指在色谱过程中记录组分通过一定长度的色谱柱或色谱板的展开方式。 定时展开：又叫等时洗脱，指在色谱过程中样品与流动相迁移相同时间的展开方式。 (三)色谱分离的前提 设组分A、B的混合物通过色谱柱，若两者能被分离，则他们的迁移速度必须不同，即保留时间不等。 △tR=tRA- tRB 因此，分配系数不等是分离的前提。或者说容量因子不等是分离的前提。 一、分配色谱法 1.分离原理 a.定义：利用被分离组分在固定相或流动相中的溶解度差别而实现分离的色谱法称分配色谱法。 b.分离原理 试样中某组分(溶质)分子X， 被流动相m带入色谱柱中。 溶于流动相m与溶于 固定相s的溶质分子处于动态平衡。平衡时浓度之比为狭义分配系数。由于溶质分子在两相中处于动态平衡，因而在两相进行多次分配，从而得到很高的分离效率。 c. 狭义分配系数(partition coefficient) d. 影响K的因素 LLC 流动相的性质(种类与极性)。 GLC 固定相极性和柱温。 2. 固定相和流动相 a. 固定相：又称固定液，是涂渍在惰性载体颗粒上的一薄层液体。 化学键合相(将各种有机基团通过化学反应，键合到载体上) b.流动相： GLC 气体(常为氢气或氮气)。 LLC 与固定液不相溶的液体。 c.正相分配色谱和反向分配色谱 流动相的极性弱于(小于)固定相的极性，称为正相分配色谱。 流动相的极性强于(大于)固定相的极性，称为反向分配色谱。 3.洗脱顺序 由组分在固定相和流动相中溶解度的相对大小决定。 正相液液分配色谱：极性弱的组分先被洗脱，极性强的组分后被洗脱。 反相分配色谱：极性强的组分先出柱，极性弱的组分后出柱。 二、吸附色谱法 1.分离原理 a.定义：利用被分离组分对固定相表面吸附中心吸附能力的差别而实现分离的色谱法。 b.分离原理 吸附过程是试样中组分的分子(X)与流动相分子(Y)争夺吸附剂表面活性中心的过程，即为竞争吸附过程。 组分的分子Xm与吸附在吸附剂表面的n个流动相分子Ya相置换，组分的分子被吸附，即Xa.流动相分子回至流动相内部，即ym。如此反复多次发生竞争吸附平衡。 Xm + nYa Xa+nYm Ka称为吸附系数。 由于[Ym]n/[Ya]n近似于常数，且吸附只发生于吸附剂表面，所以吸附系数可写成： Sa:吸附剂的表面积，Vm: 流动相的体积 Xa、Xm: X在吸附剂表面和流动相中物质的量。 C. tR与Ka以及色谱柱中吸附剂的表面积的关系： B. 影响Ka的因素 吸附系数与吸附剂的活性，组分的性质，流动相的性质。 2.固定相和流动相 a. 固定相：固体吸附剂 吸附剂是多孔性微粒状物质，具有较大的比表面积，在其表面有许多吸附中心。