色谱 (2)
第二章 气相色谱法(2)
二、塔板理论
最早由Martin等人提出塔板理 论,把色谱柱比作一个精馏塔, 沿用精馏塔中塔板的概念来描述 组分在两相间的分配行为,同时
引入理论塔板数作为衡量柱效率
的指标。
该理论假定:
(i)在柱内一小段长度H内,组分可以在两相间迅速达到平
衡。这一小段柱长称为理论塔板高度H。 (ii)以气相色谱为例,载气进入色谱柱不是连续进行的, 而是脉动式,每次进气为一个塔板体积(ΔVm)。 (iii)所有组分开始时存在于第0号塔板上,而且试样沿轴 (纵)向扩散可忽略。
m为组分质量,Vr为保留体积,n为理论塔板数。 当V=Vr 时,C值最大,即
Cmax
n m 2 Vr
由流出曲线方程可推出:
tr 2 tr 2 n 5.54( ) 16( ) W1/2 W
而理论塔板高度(H)即:
L H n
从上两式可以看出,色谱峰W越小,n就越大,而H就越
小,柱效能越高。因此,n和H是描述柱效能的指标。
分加到第0号塔板上,分配平衡后,由于k=1,即ns=nm故
nm=ns=0.5。当一个板体积(lΔV)的载气以脉动形式进入0 号板时,就将气相中含有nm部分组分的载气顶到1号板上, 此时0号板液相(或固相)中ns部分组分及1号板气相中的nm 部分组分,将各自在两相间重新分配。故0号板上所含组分总 量为0.5,其中气液(或气固)两相各为0.25而1号板上所 含总量同样为0.5.气液(或气固)相亦各为0.25。以后每
三、速率理论
1956年荷兰学者van Deemter等在研究气液色谱时,提出
了色谱过程动力学理论——速率理论。他们吸收了塔板理 论中板高的概念,并充分考虑了组分在两相间的扩散和传 质过程,从而在动力学基础上较好地解释了影响板高的 各种因素。该理论模型对气相、液相色谱都适用。 van Deemter方程的数学简化式为
色谱分析2全解
(4) 各种因素相互制约,如载气流速增大,分子扩散项的影 响减小,使柱效提高,但同时传质阻力项的影响增大,又使 柱效下降;柱温升高,有利于传质,但又加剧了分子扩散的 影响,选择最佳条件,才能使柱效达到最高。
三、色谱基本分离方程式
n理
5.54( tR W1/ 2
)2
16( tR Wb
)2
n有效
5.54(
t
' R
)2
W1/ 2
16(
t
' R
)2
Wb
L H 有效 n有效
同一根色谱柱对不同组分的柱效能是不一样的,当 用这些指标表示柱效能的时候,应说明对何种组分
例:用一根柱长为1m的色谱柱分离含有A,B,C, D四个组分的混合物,它们的保留时间tR分别为 6.4min,14.4min,15.4min,20.7min,其峰底宽Wb分别 为0.45min,1.07min,1.16min,1.45min。 试计算:各谱峰的理论塔板数。
3、色谱基本保留方程
基本保留方程可表示为:
tR = t0(1+k) 若载气流量F0恒定,也可用保留体积表示,则
VR=Vg+KVl 这就是色谱基本保留方程。
上式说明,色谱柱确定后,Vl和Vg即为定值。由此可见, 分配系数不同的各组分具有不同的保留值,因而在色谱图上 有不同位置的色谱峰。
例:用一根固定相的体积为0.148mL,流动相的体积为1.26mL 的色谱柱分离A,B两in,不被保留组分的保留时间为4.2min,试计算: (1)各组分的容量因子 (2)各组分的分配系数 (3)AB两组分的选择因子rB,A
经典液相色谱法2
吸附剂粒径对展开速度、Rf 值和分离效果的影响: • 颗粒大,则总表面积小,吸附量低,展开速度快,展 开后斑点较宽,分离效果差。 • 颗粒太小,则展开速度太慢,而且不易用干法铺板。 因此,应该选用颗粒大小适宜的吸附剂,而且其 粒度分布要窄。 吸附剂颗粒大小表示方法: • 颗粒直径(以µm表示), • 筛子单位面积的孔数(以目表示) 干法铺板所用吸附剂颗粒直径一般在75~100µm 或150~200目较为合适,而湿法铺板则用更细的颗粒, 为10~40µm或250~300目。聚酰胺则一般在100~180 目范围内。高效薄层板的颗粒直径为5~10µm。
在薄层色谱使用的一般条件下,固定相、流动 相都不很明确,它们都与蒸汽相一起维持着一种变化 的状态,在分离过程中这三相都可能不断在变化。 • 在使用混合溶剂时,在展开过程中极性较弱、沸点 较低的溶剂在薄层板边缘容易挥发,致使边缘部分的 展开剂中极性溶剂的比例增大,使Rf值相对变大。同 一物质在同一薄层板上出现中间部分的Rf值比边缘的 Rf值小,这种现象称为边缘效应。
2. 软板的制备:直接铺制吸附剂。 3. 粘合薄层板(硬板)的铺制 (1)粘合剂:粘合剂的种类与用量会影响分离的效果,常用 的有煅石膏、羧甲基纤维素钠(CMC−Na) 和某些聚合物 如聚丙烯酸等。参看《分析化学实验》。 (2)倾注法制板:1. 在玻板上倾倒吸附剂糊,2. 用洁净玻棒 涂铺均匀,3. 稍加振动。 (3)平铺法制板:在水平台面上先放置玻璃平板,上面放置 载板,二边加上玻璃条做成的框边(框边高于载板0.25~ lmm),将吸附剂糊倒在载板上,刮平并振动均匀。 上述两法所铺薄层板只适宜于一般定性分离,不宜 于定量分离。
2.相对比移值 (Rr) 由于影响 Rf 值的因素很多,要在不同实验室、不 同实验者间严格控制色谱条件的一致性,达到 Rf 的可 比性很困难。因此建议采用相对比移值(relative Rf ;Rr) 作为定性参数: Rr = Rf (a)/Rf (s) =la/ls (19·2)
色谱技术2
④Glajch三角形优化法:确定溶剂强度及选择性
Glajch据统计方法,提出在三角形座标图上,选择7或10个具有不同
选择性及等洗脱强度的有代表性的溶剂系统,作为优化过程的实验 溶剂。
二、色谱柱
(一)柱子的日常维护
1.色谱柱的性能指标
①某所测k’值的最小塔板数(测试报告) ②最大峰的不对称因子fs(0.9~1.1)
3.不能用pH超过2~8.5的含水流动相保存柱子;
流动相pH2.5~7(反相柱,硅胶为基质)
6M的NaOH 50~100μl即可将硅胶溶解
4.柱子的冲洗:
H2O 、MeOH或ACN i-ProOH:CHCl3=1:1
再生H2O→MeOH→CH3Cl→THF→CH3Cl→MeOH(每种溶剂:
②溶剂的选择性
使用质子接受体溶剂,质子给予体样品分子将优先保留在流动相中; 而使用一个偶极矩较大的溶剂,带有强偶极官能团的样品分子将优
先保留在流动相中; 使用质子给予体溶剂(如甲醇),质子接受体样品分子更易保留在 流动相中;
③系统方法的选择性的优化
选择一组溶剂(A、B),使之溶剂强度控制组分的 k’2~5之间; 选择三角形分类中组别相差较远的溶剂,代替A、B, 使其溶剂强度不变,改变选择性; 若A为极性溶剂,B为非极性溶剂,一般改变A对流动 相选择性影响较大,因为极性溶剂与样品分子之间产 生的强相互作用将会掩盖由非极性溶剂所产生的类似 作用。 但样品中含有折光率相差很大(色散作用不同)的非 选择性组分时,情况不同。用折光率n不同的非极性溶 剂来代替初始溶剂A,也许能有效地改变选择性。如 环戊烷(n=1.404)或二硫化碳(n=1.624)可以用正 己烷(n=1.372)代替。
气相色谱法2
Van Deemter方程
1.涡流扩散 (eddy diffusion)A 2.纵向扩散 (longitudinal diffsion) B/u 3.传质阻抗 (mass transfer resistance) Cu
第三节 色谱柱
色谱柱由固定相与柱管组成,分填充柱及毛细管柱 两类。
填充色谱柱多用内径4~6mm的不锈钢管制成螺旋形 管柱,常用柱长2~4m。填充液体固定相(气一液色谱)或 固体固定相(气一固色谱)。 毛细管色谱往柱管为毛细管,常用内径0.1~0.5mm 的玻璃或弹性石英毛细管,柱长几十米至百米。按填充方 式可分为开管毛细管柱及填充毛细管柱等。 按分离机制可分为分配柱及吸附柱。
性越大,则极性越强。常用固定液的极性见表202。
(三) 固定液的选择 对于组分已知的样品,如果难分离物质对初步确定, 那么选择固定液的指标就是使其达到定量分离。 1. 按相似性原则选择 按被分离组分的极性或官能 团与固定液相似的原则来选择,这是因为相似相溶的缘故。 这样,组分在固定液中的溶解度大,分配系数大,保留时 间长,分开的可能性就大。 (1) 按极性相似选择: ①非极性化合物 应首先选择非极性固定液,这时组分与固定液分子 间的作用力主要是色散力,组分基本上以沸点顺序出柱。 若样品中有极性组分,相同沸点的极性组分先出柱。 ②中等极性化合物 首选中等极性固定液。分子间作用力为色散力和诱 导力。基本上仍按沸点顺序出柱。但对沸点相同的极性与 非极性组分,诱导力起主导作用,极性成分后出柱。
三、气一固色谱填充柱
气固色谱填充柱的固定相可为吸附剂、分子筛、高 分子多孔微球及化学键合相等。吸附剂常用石墨化炭黑、 硅胶及氧化铝等。分子筛常用4A、5A、及13X。4、5及13 表示平均孔径(Å),A及X表示类型。分子筛是一种特殊吸 附剂,具有吸附及分子筛两种作用。就其吸附作用而言, 分离机制与凝胶色谱类似。吸附剂与分子筛多用于低沸点 化合物的分离分析,在药物分析上远不如高分子多孔微球 用途广。因此以下主要介绍高分子多孔微球
色谱分离-2
所以,样品通过一定距离的层析柱 后,不同大小的分子就将按先后顺序依 次流出,彼此分开。
■ 凝胶过滤法是一种 Partition 层析法:
但同一组份的tr常受到流动相 流速的影响,因此色谱工作者 有时用保留体积等参数进行定 性检定。
D、死体积VM:指色谱柱内固定相颗粒 间所剩留的空间、色谱仪中管路和连 接头间的空间以及检测器的空间的总 和,当后两项很小而可忽略不计时, VM 可 由 tm 与 流 动 相 体 积 流 速 F0(ml/min)的乘积计算:
分离度的表达式:
R 2(tR(2) tR(1) ) WbY(21) WY2b(1)
2(tR(2) tR(1) )
1.699(Y1/ 2(2) Y1/ 2(1) )
R=0.8:两峰的分离程度可达89%; R=1:分离程度98%; R=1.5:达99.7%(相邻两峰完全分离的标准)。
品液渗入凝胶床内。 当样品液面恰与凝胶床表面平时,加入数毫升洗
脱剂冲洗管壁。这一步关键是既要使样品恰好全部渗 入凝胶床,又不致使凝胶表面干燥而发生裂缝。
然后用大量洗脱剂洗脱,并收集相应的洗脱液。
非水溶性物质的洗脱采用有机溶剂(如苯 和丙酮),水溶性物质的洗脱一般采用水或具 有不同离子强度和pH的缓冲液。
GFC操作中溶质的分配系数M只是
相对分子质量、 分子形状、 凝胶结构(孔径分布) 的函数,
与所用洗脱液的pH值和离子强度等物性无关,即在一般的 层析操作条件下、相对分子质量一定的溶质的分配系数为 常数。 因此,GFC操作一般采用组成一定的洗脱液进行洗 脱展开,这种洗脱法称为恒定洗脱法(isocratic elution)。
色谱分析(中国药科大学)第2章色谱法的基本参数及理论
第二章 色谱法的基本参数及理论一、色谱分离与保留作用色谱的保留作用:在色谱系统中,当样品混合物被流动相带入柱内后,便在固定相与流动相之间不断地进行分配平衡。
不同的化合物由于他们之间理化性质的差异,在两相中存在量的比值也各不相同。
固定相中存在量多的化合物,冲出柱子所需消耗流动相的量就多,较慢地被从色谱柱中被洗脱出来。
流动相中存在的比例大的化合物,冲洗出柱子所需消耗流动相的量就少,较快地被从色谱柱中被洗脱出来。
这种现象就称为色谱的保留作用。
图 2-1 色谱分离示意图样品组分在两相间分配平衡时,其在两相中存在量的比值称为容量因子(capacity factor) k ’,又称分配比(partion ratio )或分配容量。
k ’ = MS M M 式中,Ms :组分在固定相中的量,M M :组分在流动相中的量。
在固定相中的量为零的化合物,其k ’=0,这些组分被称为在该色谱条件下的非保留物质。
容量因子(分配比)可通过实验计算:k ’ =MR t t ' 。
即k ’为组分在固定相中消耗的时间与其在流动相中消耗的时间之比。
样品组分在两相中分配平衡时,其在固定相和流动相中的浓度比称为分配系数(partion factor ),分配系数以K 表示。
其公式如下:Ms c c K ==组分在流动相中的浓度组分在固定相中的浓度 K =m m S S V M V M // = k ’· S m V V 式中,Ms/Vs 为样品组分在固定相中的浓度,M m /V m 为样品组分在流动相中的浓度。
分配系数大的组分保留时间长(色谱的保留作用强),分配系数小的组分保留时间短(色谱的保留作用弱)。
K = k ’· Sm V V = k ’· β 式中β = Sm V V 称为相比率,即色谱柱中流动相体积与固定相体积之比。
例在毛细管GC 中壁涂空心柱的相比为:β = 固定相体积(柱中)流动相体积(柱中) = dfrl l r ⋅ππ22 = df r 2式中r为毛细管柱横截面的半径,d f为柱内壁固定液的膜厚。
色谱chemistry
色谱chemistry
色谱(Chromatography)是一种在化学和生物化学中常用的分
离技术,它能够分离混合物中的成分并确定它们的相对含量。
色谱
技术在实验室分析、制药、食品科学、环境监测等领域中得到广泛
应用。
色谱技术根据不同成分在固定相和移动相之间的相互作用力的
不同来实现分离。
常见的色谱方法包括气相色谱(Gas Chromatography, GC)、液相色谱(Liquid Chromatography, LC)、超高效液相色谱(Ultra-High Performance Liquid Chromatography, UHPLC)和薄层色谱(Thin Layer Chromatography, TLC)等。
在色谱分析中,样品首先被注入到色谱柱中,然后通过柱内的
固定相与移动相的相互作用,不同成分会以不同的速率通过柱,从
而实现分离。
分离后的成分可以通过各种检测器进行检测和定量分析,常见的检测器包括紫外-可见光谱检测器、荧光检测器、质谱检
测器等。
色谱技术在分析化学中扮演着重要的角色,它被广泛应用于药
物分析、环境监测、食品安全检测、生物化学等领域。
通过色谱技术,我们可以快速、准确地分离和分析混合物中的各种成分,为科研和生产提供了重要的技术支持。
总的来说,色谱技术是一种非常重要的分离和分析方法,它在化学和生物化学领域有着广泛的应用前景,对于解决复杂混合物的分析和鉴定问题具有重要意义。
气相色谱-2-气相色谱柱
气液分配色谱柱
担体 定义:担体又称为载体,是一种化学惰性、多孔性的固体颗粒。 作用:提供一个大的惰性表面,用以承担固定液,使固定液以 薄膜状态分布在其表面上。
担体的要求: ①比表面积大,孔径分布均匀; ②化学惰性,表面无吸附性或吸附性很弱,与被分离组份不起 反应; ③具有较高的热稳定性和机械强度,不易破碎; ④ 颗粒大小应均匀、适度,这样有利于提高柱效。但颗粒过细, 使柱压降增大,不利于操作。一般常用60~80目、80~100目。
0.1mm 0.25mm 0.32mm
0.53mm
快速GC 快速分离 对仪 器要求高
窄径
分流进样
GC/MS应用 较高柱效
宽径
分流/不分流进样
能承受较大体积进样
大口径 可替代填充柱 能承受较大体积进样
痕量分析
(4)1.0um:膜厚 膜厚度增加,柱容量增加,但 洗脱组分慢,峰分离差,柱流失增加,柱极限温 度降低
内径 /mm
2-5
0.10.53
常用 长度 /m
0.5-3
每米柱 效/n
约1000
10-60 约3000
柱材料 柱容 程序升 量 温应用
玻璃、 不锈钢
熔融石 英
mg级
﹤100 ng
基线漂 移
基线稳 定
固定相
载体+固定 液
固定液
总结:毛细管柱分离效果好,柱效高,但柱容量低,分析时间较长;填 充柱柱容量大,分析时间较短,但分离效果差,柱效低
g 适宜分析强极性物质和腐蚀性物质
担体的处理 1.原因 硅藻土型担体具有细孔结构,并呈现不同的PH,故担体表 面既有吸附活性,又有催化活性。如涂上极性固定液,会造成 固定液分布不均匀。分析极性试样时,由于与活性中心的相互 作用,会造成色谱峰拖尾。而在分析萜烯、二烯、含氮杂环化 物、氨基酸衍生物等化学活泼的试样时,都有可能发生化学变 化和不可逆吸附。因此在分析这些试样时,担体需加以钝化处 理,以改进担体孔隙结构,屏蔽活性中心,提高柱效。
2-丁酮 气相色谱质谱
2-丁酮气相色谱质谱
2-丁酮的气相色谱质谱分析方法如下:
- 色谱柱:毛细管柱或填充柱。
- 检测器:氢火焰离子化检测器(FID)或质谱检测器(MSD)。
- 色谱条件:柱温、进样口温度、检测器温度、载气流量等参数根据实际情况进行优化。
- 质谱条件:电离方式、电离能量、扫描范围、溶剂延迟时间等参数根据实际情况进行优化。
- 样品处理:将待测样品溶解在适当的溶剂中,进行超声提取或其他前处理步骤,以确保样品完全溶解并被充分净化。
- 定性分析:根据保留时间、质谱碎片离子等信息,与标准物质的色谱图和质谱图进行比较,确定目标化合物的存在。
- 定量分析:采用内标法或外标法对目标化合物进行定量分析,以获得样品中目标化合物的准确含量。
气相色谱质谱联用技术是一种强大的分析工具,可以快速、准确地检测和定量各种有机化合物。
在实际应用中,需要根据具体情况对色谱条件和质谱条件进行优化,以获得最佳的分离效果和检测灵敏度。
如果你需要更详细的信息,建议咨询专业的色谱分析人员或查阅相关文献。
仪器分析平面色谱法2
薄层吸收扫描法
透过法与反射法 单波长法和双波长法
38
测定波长的选择
常采用双波长法 λs 选用被测组分的最 大吸收波长,λR选用不被被测组分吸收 的波长(薄层板的空白吸收)。由于从 测量值中减去了薄层本身的空白吸收, 所以在一定程度上消除了薄层不均匀的 影响,使测定结果准确度提高。
39
反射法测定
am1bA1
44
七、薄层色谱的应用及实例
广泛应用于各种天然和合成有机物的分离和鉴 定,有时也可用于小量物质的精制。
药品质量监控,可用于测定药物的纯度和检查 降解产物。
在生产上可用于判断反应终点,监视反应过程。 对中药和中成药,薄层色谱鉴别应用广泛,可
鉴别有效成分,进一步进行含量测定。
45
实例
分离酸碱组分时,展开中加入少量酸、碱。
25
化合物极性、吸附剂活度和展开剂极 性间的关系
(2)吸附剂
不活泼
活泼
B’ B
非极性
A’ A
极性
(3)展开剂 C
C’
非极性
极性
(1)被分离物质
26
三、薄层色谱操作方法
薄层板制备 点样 展开 显色
27
薄层板制备
玻璃板的大小 软板 不加粘合剂 硬板 加粘合剂如5~15%石膏
分离效率高 分析速度快 检测灵敏度高等特点
高效薄层色谱法与经典薄层色谱法比较见表18-2
36
六、薄层扫描法
用一定波长的光束照射展开后的薄层板, 测定薄层色谱斑点的吸光度A(或荧光 强度F)随展开距离l的变化,所记录的 A~l(或F~l)曲线称为薄层色谱扫描 图,利用薄层扫描图进行定量及定性分 析的方法成为薄层扫描法。
保留比R’是在单位时间内一个分子在流动相中出现的 几率。在平面色谱中,也可表示组分分子在平面上移 动的速度
关于色谱分析法概论 (2)课件
常用分离方法
分离前的体系:均相;两组分A、B的分离 分离体系总是两相:液-液;液-固;气-液
蒸馏分离法 重结晶分离法 沉淀分离法 溶剂萃取分离法
超临界萃取 离子交换分离法 膜分离技术 色谱分离方法
色谱分析法概论
(chromatography)
色谱法——层析法
高效能的物理分离技术
+
适当的检测手段
色谱分析法
二、色谱图有关概念
(一)色谱图和色谱峰
1.色谱图(色谱流出曲线)
根据混合组分的分离过程及检测器输出的信号 强度对时间所绘曲线
(一)色谱图和色谱峰
2. 基线
色谱柱仅有纯流动相进入检测器时的流出曲线称 为基线,稳定的基线为水平直线。
(一)色谱图和色谱峰
噪音:仪器本身所固有的,以噪音带宽表示 漂移:基线向某个方向稳定移动(仪器未稳定造成)
三、色谱法的特点 ✓ 缺点:
对未知物分析的定性专属性差 需要与其他分析方法联用(GC-MS,LC-MS)
第二节 色谱法的基本原理
实现色谱分析的基本条件
相对运动的两相——流动相、固定相 各组分与固定相的作用存在差异
一、色谱过程
色谱过程是物质分子在相对运动的两相分 配“平衡”的过程。
两个组分被流动相携带移动的速度不同 ——差速迁移,两组分被分离
——CaCO3颗粒 ——石油醚
色带
色谱法1906年由俄国植物学家Tsweet 创立,最早应用是用于分离植物色素
几个概念
进行色谱分离用的细长管——色谱柱: 起固定分离作用的填充物——固定相 流经固定相的空隙或表面的冲洗剂——流动相
➢ 固定相——除了固体,还可以是液体 ➢ 流动相——液体或气体 ➢ 色谱柱——各种材质和尺寸 ➢ 被分离组分——不再仅局限于有色物质
2-气相色谱
正构烷烃的保留指数为碳数100,测定时,将碳 数为Z和Z +n的正构烷烃加入到样品 x 中进行色谱
分析,此时测得这三个物质的调整保留值。
例:乙酸正丁酯在阿皮松L柱上的流出曲线如下 图所示。由图中测得调整保留距离为:乙酸正 丁酯310.0 mm,正庚烷174.0 mm,正辛烷373.4 mm。求乙酸正定酯的保留指数。
lg 310.0 lg174.0 I x 100 [7 ] 775.6 lg 373.4 lg174.0
在与文献值对照时,一定 要重视文献值的实验条件, 如固定液、柱温等。而且 要用几个已知组分进行验 证。
与其它分析仪器联用定性
气相色谱-质谱(GC-MS) 、NMR联用; 气相色谱-富里叶变换红外光谱(GC-FTIR)联用; 与化学方法配合进行定性鉴定;
A 1.065h t R b
适用范围:狭窄峰。 (5)数字积分仪求峰面积 应用范围广,精度一般可达0.2~2%。
定量校正因子
绝对校正因 子 单位峰面积(或单位峰高)的组分的量
f i mi / Ai
相对校正因子
f i mi / Ai mi As fi f s ms / As ms Ai
f f
' V
2 常用的几种定量分析方法 (1)归一化法
依据:组分含量与峰面积成正比
f i ' Ai Wi ' 100% ' ' f1 A1 f 2 A2 f 中所有组分 均须出峰
操作条件如进样量、载气流速等 变化时对结果的影响较小。
f i' hi i 100% f i' hi
已知水与内标物甲醇的相对质量校正因子分别为0.70和0.75,计算样品中水分
第7章+气相色谱法(2)
二、定性方法
1、用已知物对照定性 该法是基于在一定操作条件下,各组分保留 时间是一定值的原理。 具体做法: 1)分别以试样和标准物进样分析——得到各自 的色谱图; 2)对照:如果试样中某峰的保留时间和标样中 某峰重合,则可初步确定试样 中含有该物质。 3)也可通过在样品中加入标准物,看试样中哪 个峰增加来确定。
固定液的极性表示方法
(i) 相对极性 P :规定非极性固定液角鲨烷的极性为 0 ,强极性固定液
,-氧二丙腈的极性为100,以物质对正丁烷-丁二烯或环已烷-苯在角鲨 烷、,-氧二丙腈及待测固定液上分离得到相对保留值,并取对数:
t 'r (丁二烯) q lg ' t r ( 正已烷 )
从下列公式求得待测固定液的相对极性Px:
100( q2 q x ) q2 q1
P2=100
相对极性的表示(计算)方法
固定液分类
固定液类型 极性 烃类 非极性 弱极性 硅氧烷类 中极性 强极性 醇和醚类 强极性 酯和聚脂类 中强极性 腈和腈醚类 强极性 有机皂土 弱极性
例子 角鲨烷、石蜡烷 甲基硅氧烷、苯基硅 氧烷、氟基硅氧烷 氰基硅氧烷 聚乙二醇 苯甲酸二壬酯 氧二丙腈
2. 据经验式定性 1)碳数规律:在一定温度下,同系物的调整保留 时间tr’的对数与分子中碳数n成正比: lgtr’=An+C (n3)
如果知道两种或以上同系物的调整保留值,则
可求出常数 A 和 C 。未知物的碳数则可从色谱图查
出tr’后,以上式求出n。
2)沸点规律:同族具相同碳数的异构物,其调整 保留时间tr’的对数与分子中沸点n成正比: lgtr’=ATb+C
7.3 气相色谱分离分析条件
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的变化转换成电量变化输给记录仪,描绘成色谱图。
12、在一定的温度和压力下,组分在固定相和流动相之间的分配达到的平衡,随柱温柱压变化,而与固定相及流动相体积无关的是_分配系数_。
如果既随柱温、柱压变化、又随固定相和流动相的体积而变化,则是_容量因子_。
13、描述色谱柱效能的指标是___理论塔板数_____,柱的总分离效能指标是_____分离度_____。
14、气相色谱的仪器一般由气路系统、进样系统、分离系统、温度控制系统、检测和记录系统组成
15、气相色谱的浓度型检测器有TCD , ECD ;质量型检测器有
FID , FPD ;其中TCD使用氢气或者氦气气体时灵敏度较高;FID对大多有机物的测定灵敏度较高;ECD只对有电负性的物质有响应;之所以有浓度型和质量型检测器的区别,主要是由于前者对载气有响应,而后者没有
二、选择题
1、色谱法分离混合物的可能性决定于试样混合物在固定相中_D_____的差别。
A. 沸点差,
B. 温度差,
C. 吸光度,
D. 分配系数。
2、选择固定液时,一般根据__C___原则。
A. 沸点高低,
B. 熔点高低,
C. 相似相溶,
D. 化学稳定性。
3、相对保留值是指某组分2与某组分1的______A_。
A. 调整保留值之比,
B. 死时间之比,
C. 保留时间之比,
D. 保留体积之比。
4、气相色谱定量分析时___B___要求进样量特别准确。
A.内标法;
B.外标法;
C.面积归一法。
5、理论塔板数反映了 __D____。
A.分离度;
B. 分配系数; C.保留值; D.柱的效能。
6、下列气相色谱仪的检测器中,属于质量型检测器的是B
A.热导池和氢焰离子化检测器; B.火焰光度和氢焰离子化检测器;
C.热导池和电子捕获检测器; D.火焰光度和电子捕获检测器。
7、在气-液色谱中,为了改变色谱柱的选择性,主要可进行如下哪种(些)操作?
( ABC )
A. 改变固定相的种类
B. 改变载气的种类和流速
C. 改变色谱柱的柱温
D. (A)和(C)
8、进行色谱分析时,进样时间过长会导致半峰宽__B____。
A. 没有变化,
B. 变宽,
C. 变窄,
D. 不成线性
9、在气液色谱中,色谱柱的使用上限温度取决于 ___D__
A.样品中沸点最高组分的沸点,
B.样品中各组分沸点的平均值。
C.固定液的沸点。
D.固定液的最高使用温度
10 、分配系数与下列哪些因素有关___D__
A.与温度有关;
B.与柱压有关;
C.与气、液相体积有关;
D.与组分、固定液的热力学性质有关。
11、对柱效能n,下列哪些说法正确_ A B ____
A. 柱长愈长,柱效能大;
B.塔板高度增大,柱效能减小;
C.指定色谱柱对所有物质柱效能相同;
D.组分能否分离取决于n值的大小。
12、在气相色谱中,当两组分不能完全分离时,是由于( C )
A 色谱柱的理论塔板数少
B 色谱柱的选择性差
C 色谱柱的分辨率底
D 色谱
柱的分配比小 E 色谱柱的理论塔板高度大
13.用硅胶G的薄层层析法分离混合物中的偶氮苯时,以环己烷—乙酸乙酯(9;1)为展开剂,经2h展开后,测的偶氮苯斑点中心离原点的距离为9.5cm,其溶剂前沿距离为24.5cm。
偶氮苯在此体系中的比移值Rf为(E )
A 0.56
B 0.49
C 0.45
D 0.25
E 0.39
14、气相色谱分析下列那个因素对理论塔板高度没有影响( E )。
A 填料的粒度
B 载气得流速
C 填料粒度的均匀程度
D 组分在流动相中的扩散系数
E 色谱柱长
15、在气相色谱分析中, 用于定性分析的参数是 ( A )
A 保留值
B 峰面积
C 分离度
D 半峰宽
16、色谱体系的最小检测量是指恰能产生与噪声相鉴别的信号时 ( B )
A 进入单独一个检测器的最小物质量
B 进入色谱柱的最小物质量
C 组分在气相中的最小物质量
D 组分在液相中的最小物质量
17、在气-液色谱分析中, 良好的载体为 ( D )
A 粒度适宜、均匀, 表面积大
B 表面没有吸附中心和催化中心
C 化学惰性、热稳定性好, 有一定的机械强度
D A、B和C
18、热导池检测器是一种 ( A )
A 浓度型检测器
B 质量型检测器
C 只对含碳、氢的有机化合物有响应的检测器
D 只对含硫、磷化合物有响应的检测器
19、使用氢火焰离子化检测器, 选用下列哪种气体作载气最合适? ( D )
A H2
B He
C Ar
D N2
20、下列因素中,对色谱分离效率最有影响的是 ( A )
A 柱温
B 载气的种类
C 柱压
D 固定液膜厚度
三、计算题
1、用一根2m长色谱柱将组分A、B分离,实验结果如下:
空气保留时间30s ;A峰保留时间230s;B峰保留时间250s;B峰底宽 25s。
求:色谱柱的理论塔板数n;A、B各自的分配比;相对保留值r
2,1
;两峰的分离度R;若将两峰完全分离,柱长应该是多少?
1、[解]:n=16(t
R /W
b
)2=16(250/25)2=1600
k’
A =t’
RA
/t
=(230-30)/30=6.7
K’
B =t’
RB
/t
=(250-30)/30=7.3
γ2,1=t’RB/t’RA=220/200=1.1
R=(t’
RB -t’
RA
)/W
b
=(220-200)/25=0.8
L=2×(1.5/0.8)2≈7m
2、组分A和B在一1.8m长色谱柱上的调整保留时间t
A ’=3min18s,t
B
’=3min2s,
两组分峰的半宽分别为W
1/2A =1.5mm和W
1/2B
=2.0mm,记录仪走纸速度为600mm/h,试计
算:
(1)该柱的有效塔板高度H
有效和相对保留值r
A,B
,
(2)如果要使A和B的分离度R=1.5,色谱柱至少须延长多少?
2、[解]:(1)n有效=
H
有效
=L/n=(1.8×103)/2681=0.67mm
(2) n
有效
=16R2(γ/(γ-1)) 2=16×1.52×(1.088/0.088)2=5503
L’= n
有效•H
有效
=5503×0.67=3692mm≈3.69m
∴需延长.368-1.8=1.89m
四、简答题
1、色谱定性的依据是什么,主要有哪些定性方法。
色谱定性的依据是:保留值
主要定性方法:纯物对照法;加入纯物增加峰高法;保留指数定性法;相对保留值法。
2、简述热导检测器的分析原理?
热导检测器的分析原理:
热导池检测器是根据各种物质和载气的导热系数不同,采用热敏元件进行检测的。
(1)每种物质都具有导热能力,欲测组分与载气有不同的导热系数;
(2)热敏元件(金属热丝)具有电阻温度系数;
(3)利用惠斯登电桥测量等设计原理。
3、什么叫担体?对担体有哪些要求?
担体是一种多孔性化学惰性固体,在气相色谱中用来支撑固定液。
对担体有如下几点要求:1、表面积较大,一般应在0、5-2米/克之间;2、具有化学惰性和热稳定性;3、有一定的机械强度,使涂渍和填充过程不引起粉碎;4、有适当的孔隙结构,利于两相间快速传质;5、能制成均匀的球状颗粒,利于气相渗透和填充均匀性好;6、有很好的浸润性,便于固定液的均匀分布。
完全满足上述要求的担体是困难的,人们在实践中只能找出性能比较优良的担体
4、载气为什么要净化?应如何净化?
所谓净化,就是除去载气中的一些有机物、微量氧,水分等杂质,以提高载气的纯度。
不纯净的气体作载气,可导致柱失效,样品变化,氢焰色谱可导致基流噪音增大,热导色谱可导致鉴定器线性变劣等,所以载气必须经过净化。
一般均采用化学处理的方法除氧,如用活性铜除氧;采用分子筛、活性碳等吸附剂除有机杂质;采用矽胶,分子筛等吸附剂除水分。
5、试样的进样方法有哪些?
色谱分离要求在最短的时间内,以“塞子”形式打进一定量的试样,进样方法可分为:1、气体试样:大致进样方法有四种:(1)注射器进样,(2)量管进样,(3)定体积进样,(4)气体自动进样。
一般常用注射器进样及气体自动进样。
注射器进样的优点是使用灵活,方法简便,但进样量重复性较差。
气体自动进样是用定量阀进样,重复性好,且可自动操作。
2、液体试样:一般用微量注射器进样,方法简便,进样迅速。
也可采用定量自动进样,此法进行重复性良好。
3、固体试样:通常用溶剂将试样溶解,然后采用和液体进样同样方法进样。
也有用固体进样器进样的。