仪器分析第六章 色谱分析法
仪器分析学习 第6章 色谱法导论-气相色谱
* 用时间表示 单位: s或cm
(1)保留时间 tR
试样从进样开始到柱后出现峰极大点
时所经历的时间(O´B)
(2)死时间
t 0
不被固定相吸附或溶解的气体(如:空
* 用体积表示 单位:mL
(1)保留体积 VR
从进样开始到出现峰极大所通过的
载气体积。 VR=tRF0 F0:柱出口处载气流速 mL/min
精选ppt
2)评价柱效的参数
理论塔板数(n)
n5.5(4tR )21(6tR)2
W 1/2
W
理论塔板高度(H) 有效理论塔板数
H L n
n有效 5.54 (W tR '1
)2
16 (tR ' )2 W
2
有效理论塔板高度
注意事项:
L H 有效 n有效
(1)n大,柱效高,分离好,前提是两组分分配系数K应有差
H A B /u C gu C luA B /u Cu
由此可知:流动相线速u一定时,仅在A、B、C较小时,塔板高 度H才能较小,柱效才较高;反之柱效较低,色谱 峰将展宽。
这一方程对选择色谱分离条件具有实际指导意义,它指出 了色谱柱填充的均匀程度,填料颗粒的大小,流动相的种 类及流速,固定相的液膜厚度等对柱效的影响。
3) 塔板之间无分子扩散(忽略试样 的纵相扩散)
4) 组分在所有塔板上的分配精选系ppt 数保 持常数
精馏塔示意图
精选ppt
2、塔板理论之推导结论
1) 当组分进入色谱柱后,在每块塔板上进行两相间的分配, 塔板数越多,组分在柱内两相间达到分配平衡的次数也越 多,柱效越高,分离就越好。
n L H
n50 流出曲线呈基本对称的峰形; 当 n 达 103-106 流出曲线趋近于正态分布;
《仪器分析》第六章++色谱分析导论
r n
r! n!(r n)!
m(r , n) m P(r , n) m P (1 Pm )
n m
r n
r! n!(r n)!
塔板理论的保留值
组分在柱后出现浓度极大值时,意味着该组分分子 在色谱柱最后一块塔板上的量达到极大(每块塔板 体积相等)。设此时流动相在色谱柱内相应的跳动 次数为rmax,则应该满足以下条件:
上面的式子不够直观,因此需要进行适当的数学 变换。当二项式分布的n,r很大时,可以用正态分 布函数来表示:
1 P ( r , n) ( ) e 2n
r rmax
1 2
n r 2 (1 ) 2 rmax
rHqp V rmax Hqp VR
1 2 n V (1 ) 2 2 VR
'
相比
色谱柱内流动相体积 Vm 色谱柱内固定相体积 Vs
(1-8)
相比与填料的颗粒度、表面积、固定相的用量、填 充的情况等因素有关!
k
'
K
(2)保留值
保留值是组分在色谱柱内滞留行为的一个指标, 与分配过程有关,受热力学和动力学因素的控制。 保留时间、保留体积等。 基本保留方程为:
(6)全部样品开始都集中在第一块塔板上。 (7)分配系数不随组分浓度变化,即分配等温线是线性的。 (8)塔板之间没有分子扩散。
基本关系式
在塔板上,某一个分子出现在流动相中的概率 (Pm)应等于在该塔板上流动相中该物质分子的 个数(摩尔数)与整个塔板上(包括流动相、固 定相)该物质分子的个数之比,因此有:
m(rmax 1, n) m(rmax , n)
m(rmax , n) m(rmax 1, n)
色谱分析法概述
气相色谱法
流动相为气体,根据物质在固定相中 的吸附、溶解等作用的不同进行分离。
液相色谱法
流动相为液体,根据物质在固定相中 的吸附、溶解等作用的不同进行分离。
按分离机制分类
吸附色谱法
利用物质在固定相上的吸附作用进行分离。
分配色谱法
利用物质在固定相和流动相之间的分配平衡 进行分离。
离子交换色谱法
利用物质在固定相上的离子交换作用进行分 离。
缺点
01
02
03
04
样品处理要求高
在进行色谱分析之前,需要对 样品进行预处理,如提取、纯
化等,较为繁琐。
仪器成本高
色谱分析仪器通常较为昂贵, 需要较高的投资成本。
分析时间长
色谱分析法通常需要一定的时 间来完成分离和检测过程。
对操作人员要求高
色谱分析法的操作较为复杂色谱分析法的未来发展
03 色谱分析法的操作流程
样品前处理
01
02
03
样品收集
根据分析目的,选择合适 的采样方法,确保采集到 具有代表性的样品。
样品制备
将采集的样品进行破碎、 混合、稀释等操作,以便 于后续的分离和检测。
样品净化
去除样品中的杂质,降低 干扰,提高检测的准确性 和可靠性。
分离操作
固定相选择
根据待测组分的性质,选择合适的固定相,实现组分 的吸附或分离。
色谱分析法概述
目录
• 色谱分析法简介 • 色谱分析法的分类 • 色谱分析法的操作流程 • 色谱分析法的优缺点 • 色谱分析法的未来发展
01 色谱分析法简介
色谱分析法的定义
定义
色谱分析法是一种分离和分析复杂混合物中各组分的方法,通过利用不同物质 在固定相和流动相之间的吸附、溶解等相互作用的不同,实现各组分的分离和 分析。
《色谱分析法》PPT课件
调整保留时间tR’:组分的保留时间与死时间之差值, 即组分在固定相中滞留的时间
tR' tR tm
或t
' R
tR
t0
保留体积VR:从进样开始到组分出现浓度极大点时 所消耗的流动相的体积
16(
t
' R
)2
W
5.54( tR' )2 W1 2
H eff L / neff
讨论:neff 和H eff 扣除了死时间,更能真实的反映柱效 k ,neff n理
小结
塔板理论的贡献:从热力学角度Hale Waihona Puke 提出了评价柱效高低的n和H的计算式
塔板数 n是色谱柱的特征参数。当色谱柱长度一定时,
2. 纵向扩散项(分子扩散项):B/u
产生原因: 峰在固定相中被流动相推动向前、展开 →两边浓度差
纵向扩散系数 B 2 Dg
— 弯曲因子( 1) 填充柱 1 空心毛细管柱 1
Dg — 组分在载气中的扩散系数(常数)
影响因素: B u tR ,B Dg
Dg
T
一般分类 液相色谱LC
分离方法
L-L分离
固定相
吸附在固定相表面的液体
液相-固定相 固定相表面键合的有机相
液固或吸附
离子交换
尺寸排阻
气 相 色 谱 GC (流动相为气 体)
气、液 气-键相 气-固定体
超临界流体色 谱 SFC ( 流 动 相超临界流体)
固体 离子交换树脂 聚合物中间隙 吸附在固定相表面的液体 固体表面键合的有机物 固体 固体表面键合的有机物
仪器分析习题Y6习题の色谱分析法导论-气相色谱
仪器分析习题Y6习题の色谱分析法导论-气相色谱选择题1.在气相色谱分析中,用于定性分析的参数是( )A保留值B峰面积C分离度D半峰宽2.在气相色谱分析中,用于定量分析的参数是( )A保留时间B保留体积C半峰宽D峰面积3.良好的气-液色谱固定液为( )A蒸气压低、稳定性好B化学性质稳定C溶解度大,对相邻两组分有一定的分离能力DA、B和C4.使用热导池检测器时,应选用下列哪种气体作载气,其效果最好?( )AH2BHe CAr DN25.试指出下列不是气相色谱法常用的载气是( )A氢气B氮气C氧气D氦气6.色谱体系的最小检测量是指恰能产生3倍噪声峰高信号时( )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7.在气-液色谱分析中,良好的载体为( )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DA、B和C8.热导池检测器是一种( )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9.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?( )AH2BHe CAr DN210.下列因素中,对气相色谱分离效率最有影响的是( )A柱温B载气的种类C柱压D固定液膜厚度B、D、A、D、A1~5:A、D、D、A、C;6~10:B、D、A、D、A ******************************************************************11.气-液色谱中,保留值实际上反映的物质分子间的相互作用力是( ):A.组分和载气;B.载气和固定液;C.组分和固定液;D.组分和载体、固定液12.柱效率用理论塔板数n或理论塔板高度h表示,柱效率越高,则( ):A.n越大,h越小;B.n越小,h越大;C.n越大,h越大;D.n越小,h越小13.根据范第姆特方程,色谱峰扩张、板高增加的主要原因是( ):A.当u较小时,分子扩散项;B.当u较小时,涡流扩散项;C.当u比较小时,传质阻力项;D.当u较大时,分子扩散项14.如果试样中组分的沸点范围很宽,分离不理想,可采取的措施为( ):A.选择合适的固定相;B.采用最佳载气线速;C.程序升温;D.降低柱温15.要使相对保留值增加,可以采取的措施是:A.采用最佳线速;B.采用高选择性固定相;C.采用细颗粒载体;D.减少柱外效应31~35:C、A、A、C、B*************************************************************** ****** 16.填空题1.在一定操作条件下,组分在固定相和流动相之间的分配达到平衡时的浓度比,称为。
《色谱法分析法 》课件
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汇报人:
色谱法分析法的优 缺点
优点
分离效果好:能够 将复杂混合物中的 组分分离出来
灵敏度高:能够检 测到微量的组分
应用广泛:适用于 各种样品的分析, 包括气体、液体和 固体
自动化程度高:可 以实现自动化操作 ,提高工作效率
缺点
样品处理复杂,需要专业的技术人员进行操作 分析时间长,需要等待较长时间才能得到结果 仪器设备昂贵,需要投入较大的资金进行购买和维护 操作环境要求高,需要保持实验室的洁净和温度稳定
评估指标:分离度、分辨率、 峰形、保留时间等
分离度:衡量两个相邻峰的 分离程度,越高越好
分辨率:衡量色谱图中两个 相邻谱峰的形状, 越尖锐越好
保留时间:衡量物质在色谱 柱中的保留时间,越短越好
色谱法分析法的应 用
在食品分析中的应用
检测食品中的添加 剂和污染物
鉴别食品中的营养 成分和功能成分
分离原理
色谱法分析法是 一种分离混合物 的方法
原理:利用不同物 质在固定相和流动 相中的分配系数不 同,实现分离
色谱法分析法可 以分为气相色谱 法和液相色谱法
气相色谱法适用 于挥发性物质, 液相色谱法适用 于非挥发性物质
检测原理
色谱法分析法是一种分离和检测混合物的方法 原理:利用不同组分在固定相和流动相中的分配系数不同,实现分离 检测方法:通过检测器检测出各组分的信号,进行定性和定量分析 应用:广泛应用于化学、生物、医药等领域
和杂质
生物技术:检 测生物样品中 的蛋白质、核 酸等生物大分
子
法医学:检测 生物样品中的 毒品、毒物等
色谱法分析法的实 验操作
实验前的准备
样品准备:样品处理、样品 稀释等
仪器分析(色谱分析教案)
仪器分析[教案]第一章引言本章是《仪器分析》课程的介绍。
主要是让学生了解《化学分析》与《仪器分析》的联系与区别,仪器分析方法的分类和它的发展情况,介绍仪器定量分析方法的评价指标。
重点在于对分析方法进行评价的几项指标。
学时计划为1学时。
内容提要:仪器分析与化学分析的区别与联系、仪器分析方法的分类及发展趋势。
重点难点:仪器分析方法的分类授课方式:讲授【板书】一、定义:仪器分析是以测量物质的物理性质为基础的分析方法.由于这类方法通常需要使用较特殊的仪器,所以称“仪器分析”.二、分类——表1-1;方法适用于各行各业.三、特点:仪器分析具有简便、快速、灵敏、易于实现自动化.四、发展:a.多种仪器联用分析;b.计算机技术对仪器分析的发展影响很大.五、局限性:1.准确度不够高,相对误差通常在百分之几以上;2.时常要用化学方法对试样进行预处理.所以:化学方法和仪器方法是相辅相成的.【讲解】一、仪器分析和化学分析分析化学是研究物质的组成、状态和结构的科学,它包括化学分析和仪器分析两大部分。
化学分析是指利用化学反应和它的计量关系来确定被测物质的组成和含量的一类分析方法。
测定时需使用化学试剂、天平和一些玻璃器皿。
仪器分析是以物质的物理和物理化学性质为基础建立起来的一种分析方法,测定时,常常需要使用比较复杂的仪器。
仪器分析的产生为分析化学带来革命性的变化,仪器分析是分析化学的发展方向。
仪器分析的特点(与化学分析比较)灵敏度高,检出限量可降低:如样品用量由化学分析的mL、mg级降低到仪器分析的&61549;g、&61549;L级,甚至更低。
适合于微量、痕量和超痕量成分的测定。
选择性好:很多的仪器分析方法可以通过选择或调整测定的条件,使共存的组分测定时,相互间不产生干扰。
操作简便,分析速度快,容易实现自动化。
仪器分析的特点(与化学分析比较)相对误差较大。
化学分析一般可用于常量和高含量成分分析,准确度较高,误差小于千分之几。
《色谱分析法概述》课件
开发新型固定相和色谱柱,提高分离效率和分辨率。
灵敏度提升
采用新型检测器和技术,提高检测灵敏度和响应速度 。
联用技术
与质谱等检测技术联用,实现复杂样品的高效分离和 定性分析。
毛细管电泳法的发展趋势
01
02
03
微型化
采用微型化进样技术和毛 细管电泳芯片,实现快速 、便携的样品分析。
多维分离
结合多种分离模式和检测 技术,实现复杂样品的多 维分离和定性分析。
在色谱过程中,固定相和流动相的选择性是关键因素,它们决定了各组分在两 相之间的分配行为,进而影响分离效果。
色谱分析法的分类
分类
色谱分析法有多种分类方式,根据固定相的形态可分为柱色谱、纸色谱和薄层色 谱;根据操作方式可分为吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱和凝胶渗透色谱等 。
描述
不同类型的色谱分析法适用于不同的分离需求,如柱色谱适用于大量样品的分离 ,而薄层色谱则适用于快速分离和定性分析。
《色谱分析法概述》ppt 课件
CATALOGUE
目 录
• 色谱分析法简介 • 色谱分析法的应用 • 色谱分析法的优缺点 • 色谱分析法的发展趋势 • 色谱分析法的前景展望
01
CATALOGUE
色谱分析法简介
色谱分析法的定义
定义
色谱分析法是一种分离和分析复杂混 合物中各组分的方法,通过利用不同 物质在固定相和流动相之间的吸附、 溶解等分配行为的差异实现分离。
在环境领域的应用
污染物检测与控制
色谱分析法用于检测环境中的污 染物,如重金属、有机污染物等 ,为环境污染控制和治理提供依 据。
生态毒理学研究
在生态毒理学研究中,色谱分析 法用于检测环境中的有毒物质对 生物体的影响,评估环境安全性 和生态风险。
色谱分析法
二、 色谱定量分析方法
1. 峰面积的测量 (1)峰高(h)乘半峰宽(Y 1/2)法:近似
将色谱峰当作等腰三角形。此法算出的面积是 实际峰面积的0.94倍:
A = 1.064 h·Y1/2 (2)峰高乘平均峰宽法:当峰形不对称时 ,可在峰高0.15和0.85处分别测定峰宽,由下 式计算峰面积:
A = h·(Y 0.15 + Y 0.85 )/ 2
色谱法:混合物在流动相的携带下通过色谱
柱分离出几种组分的方法。
流动相
气体1952年产 生气相色谱, 是色谱法一项 革命性进展。
液体流的速度慢,加 压,使其流快,1969 年HPLC(高压液相色 谱)发展,
固定相:
(1)固体吸附剂:CaCO3、Al 2O3等 (2)液体固定相(载体+固定液--高沸
(两相中的运动阻力,扩散)
目前有两种色谱理论:塔板理论和速率理论;
塔板理论无法解释同一色谱柱在不同的 载气流速下柱效不同的实验结果,也无 法指出影响柱效的因素及提高柱效的途 径。所以要用速率理论来解释
分离度R
放映色谱柱的柱效和选择性
要达到完全分离,R=1.5
分离度的表达式:
R 2(tR(2) tR(1) ) Wb(2) Wb(1)
(3)峰高乘保留时间法:在一定操作条件下 ,同系物的半峰宽与保留时间成正比,对于难 于测量半峰宽的窄峰、重叠峰(未完全重叠) ,可用此法测定峰面积:
(2)根据色谱峰的h .A —进行定量分析。 (3)根据色谱峰的位置及峰的宽度—可评价
色谱柱效的高低。
§ 12-3 色谱法的基本理论
色谱理论需要解决的问题:影响分离及 柱效的因素与提高柱效的途径,柱效与分离 度的评价指标及其关系。
色谱分析法概述分析化学课件
未来高效液相色谱法将更加自动化和智能化,减 少人工操作,提高分析效率,降低误差。
3
联用技术
与其他分析技术的联用,如质谱、核磁共振等, 将进一步提高高效液相色谱法的检测灵敏度和定 性能力。
气相色谱法的发展趋势
微型化与便携化
01
随着微电子技术和制造工艺的发展,气相色谱法的仪器体积将
进一步缩小,便于携带和移动。
食品成分分析
色谱分析法用于分析食品中的营养成分,如脂肪、 蛋白质、糖类等。
食品添加剂检测
通过色谱分析法检测食品中添加剂的种类和含量, 确保食品的安全性。
食品农药残留检测
色谱分析法用于检测食品中农药残留,保障消费 者的健康权益。
在医药工业中的应用
药物分离纯化
色谱分析法在药物研发和பைடு நூலகம்产过程中用于分离和纯化活性成分。
快速分析
02
提高气相色谱法的分离速度和分析时间,减少样品处理时间,
提高分析效率。
多维分析与多模式联用
03
通过与其他色谱技术(如液相色谱、质谱等)的联用,实现多
维分析与多模式联用,提高复杂样品的分析能力。
毛细管电泳等其他色谱技术
广泛应用
毛细管电泳等其他色谱技术将在生命科学、环境监测、食品安全等 领域得到更广泛的应用。
固定相和流动相
固定相
固定相是色谱柱中的填料,是实现物 质分离的关键部分。根据不同分离原 理,固定相可分为吸附剂、涂层固定 相、化学键合固定相等。
流动相
流动相是携带待测组分通过色谱柱的 流体,一般为液体或气体。流动相的 选择对分离效果和分离时间有很大影 响。
色谱图和色谱峰
色谱图
色谱图是记录色谱柱出口流出物浓度的信号随时间变化的曲线图。通过色谱图 可以观察各组分的流出时间和浓度。
色谱分析法概述范文
色谱分析法概述范文色谱分析法是一种广泛应用于科学研究和工业生产中的化学分析方法。
它通过利用物质在固定相和流动相之间的分配行为来分离和测定化合物。
色谱分析方法可以用于分离和确定固、液、气相中的各种有机和无机物质,具有高灵敏度、选择性、重现性和快速分析速度等优点。
气相色谱(GC)是利用气体载气和物质在固定相上的分配行为进行分离和测定的方法。
GC常用于分析挥发性有机物,如石油化工中的燃料、溶剂和有机污染物等。
GC具有高分离效率和分辨率,可以快速分析多种组分。
液相色谱(LC)是利用液体移动相和固定相之间的分配行为进行分离和测定的方法。
LC可分为正相色谱和反相色谱两种类型。
正相色谱是指流动相为非极性溶剂,固定相为极性的固体材料,用于分离非极性有机物和极性无机物。
反相色谱是指流动相为极性溶剂,固定相为非极性的固体材料,用于分离极性有机物。
LC广泛应用于食品、环境、药物等领域的分析。
超高效液相色谱(UHPLC)是一种液相色谱的高效率改进方法,其主要特点是使用高压强制液相通过色谱柱,提高分离速度和分辨率。
UHPLC主要用于分析复杂样品和需要高分辨率的分析。
离子色谱(IC)是利用离子交换柱对离子物质进行分离和测定的方法。
IC主要用于分析离子荧光染料、水中无机离子、药物中的阳离子和阴离子等。
在样品前处理方面,色谱分析法通常需要对样品进行前处理,如提取、分离、浓缩、蒸馏等。
这些步骤有助于减少样品的复杂性和提高分析的灵敏度。
在仪器方面,色谱分析法需要使用高性能液相色谱仪(HPLC)、气相色谱仪(GC)和离子色谱仪(IC)等分析仪器。
这些仪器通过控制流动相和固定相的流动速度和温度等参数来实现样品的分离和测定。
总之,色谱分析法是一种高效、可靠和灵敏的化学分析方法。
它在科学研究、环境保护、食品安全和药物分析等领域起着重要作用,为人们提供了丰富的化学信息。
色谱分析方法
色谱分析方法
色谱分析是一种用于分离、鉴定和定量化化合物的方法,它是化学分析中非常重要的一部分。
色谱分析方法主要包括气相色谱(GC)和液相色谱(HPLC)两大类,它们在不同的应用领域具有广泛的用途。
气相色谱是一种基于气相流动的分离技术,它适用于挥发性化合物的分析。
在气相色谱中,样品首先被蒸发成气态,然后通过色谱柱进行分离,最后由检测器进行检测和定量。
气相色谱具有分离效率高、分析速度快、灵敏度高等优点,因此在环境监测、食品安全、药物分析等领域得到了广泛应用。
液相色谱是一种基于液相流动的分离技术,它适用于非挥发性化合物的分析。
在液相色谱中,样品首先被溶解在流动相中,然后通过色谱柱进行分离,最后由检测器进行检测和定量。
液相色谱具有分离效果好、适用范围广、操作简便等优点,因此在生物医药、化工生产、食品加工等领域得到了广泛应用。
除了气相色谱和液相色谱外,还有许多其他类型的色谱分析方法,如超临界流体色谱、离子色谱、毛细管电泳等。
这些方法在不
同的应用领域具有独特的优势,可以满足不同化合物分析的需求。
色谱分析方法的选择取决于样品的性质、分析的目的、分离的
要求等因素。
在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的色谱分
析方法,并结合适当的检测技术进行分析。
同时,还需要对色谱分
析方法进行优化,以提高分离效率、减少分析时间、提高灵敏度等。
总之,色谱分析方法作为一种重要的化学分析手段,在现代化
学分析中具有不可替代的地位。
通过不断地研究和改进,相信色谱
分析方法将在更广泛的领域发挥更重要的作用。
色谱分析法详解
第16页
食品学院
(三)保留值
1.死时间tM 不被固定相吸附或溶解的物质进入色谱柱时,
从进样到出现峰极大值所需的时间称为死时间, 它正比于色谱柱的空隙体积,如下图。
信 进样 号
tM
第17页
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2. 保留时间tR 试样从进样到柱后出现峰极大点时所经过
的时间,称为保留时间,如下图。
信 进样 号
tR
mi fihhi
m f AA
i
ii
第24页
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3 定量分析方法 (1) 外标法(标准曲线法):将欲测组分的纯物质配制成 不同浓度的标准溶液进行色谱分析,以峰面积对浓度作 图。测得样品的信号后从标准曲线上查出对应浓度。
1 2 3 4 5 6 Sample
Ai A
第25页
mi
m
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(2) 内标法 准确称取样品(m),加入一定量(ms)某种纯物
(2)液相色谱:流动相为液体(称为淋洗液)。
按固定相的不同分为:液固色谱和液液色谱。
第10页
食品学院
(3)其他色谱方法
薄层色谱和纸色谱: 用于初步定性的色谱方法
凝胶色谱法:测聚合物分子量分布 超临界色谱: CO2流动相 高效毛细管电泳:
九十年代快速发展、特别适合 生物试样分析分离的高效分析仪器
第11页
难分离物质对的分离度大小受色谱过程中两种 因素的综合影响:保留值之差──色谱过程的热力 学因素;
区域宽度──色谱过程的动力学因素。
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色谱分离中的四种情况:
① 柱效较高,△K(分配系数)较大,完全分离; ② △K不是很大,柱效较高,峰较窄,基本上完全分离; ③柱效较低,,△K较大,但分离的不好; ④ △K小,柱效低,分离效果更差。
色谱分析法概论
色谱分析法概论色谱分析法概论1色谱分析法是根据混合物中各组分在两相分配系数的不同进行分离,而后逐个分析。
2色谱过程:组分的分子在流动相和固定相间多次分配的过程。
若两个组分的分配系数存在微小的差异,经过反复多次的分配平衡,使微小的差异积累起来,其结果就使分配系数小的组分被先洗脱,从而使两组分得到分离。
色谱分离的前提是分配系数或保留因子不等。
3色谱流出曲线是由检测器输出的电信号对时间作图所绘制的曲线,又称为色谱图。
4按色谱过程的分离机制分类:分配色谱法、吸附色谱法、离子交换色谱法、分子排阻色谱法。
①分配色谱法机制:利用被分离组分在固定相或流动相中的溶解度差别,即分配系数的差别而实现分离。
②吸附色谱法机制:利用被分离组分对固定相表面吸附中心吸附能力的差别,即吸附系数的差别而实现分离。
常见化合物的吸附能力顺序: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③离子交换色谱法机制:利用分离组分离子交换能力的差别即选择性系数的差别而实现分离。
④分子排阻色谱法:根据被分离组分分子的线团尺寸,即渗透系数的差别而进行分离。
5流动相线速对塔板高度的影响:在较低线速度时,纵向扩散起主要作用,线速度升高,塔板高度降低,柱效升高;在较高线速度时,传质阻抗起主要作用,线速度升高,塔板高度增高,柱效降低。
6说明保留因子的物理含意及与分配系数的关系。
为什么保留因子(或分配系数)不等是分离的前提?答:保留因子k是在一定温度和压力下,达到分配平衡时,组分在固定相和流动相中的质量之比,故又称为质量分配系数。
而分配系数K是组分在固定相和流动相中的浓度之比。
二者的关系是k=KV s//V m,可见保留因子除与固定相、流动相、组分三者的性质有关外,还与固定相和流动相的体积之比有关。
保留因子越大的组分在色谱柱中的保留越强,t R =t0 (1+k)或t'R =kt0 ,由于在一定色谱条件下t0为定值,如果两组分的k相等,则他们的t'R一定相等,t R相等,即不能分离。
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本章知识目标
熟悉色谱分析中的基本术语; 了解色谱分析中的塔板理论和速率理论; 熟悉影响色谱柱柱效、分离度的因素; 熟悉色谱分析中的定性和定量方法。
本章能力目标
熟练校正因子的计算方法; 掌握归一化法、内标法的定量计算方法; 掌握外标法,熟练绘制外标法工作曲线 并进行定量计算; 掌握填充柱的制备方法。
气体 气体
固体 液体
气-固色谱 气-液色谱
气相色谱
2.按固定相的固定方式
柱色谱 填充柱色谱 毛细管柱色谱
平面色谱
纸色谱 薄层色谱 高分子薄膜色谱
3.按分离机制分
分配色谱:利用分配系数的不同 吸附色谱:利用物理吸附性能的差异
离子交换色谱:利用离子交换原理
空间排阻色谱:利用排阻作用力的不同
基本术语:
固定相——在色谱柱中固定不动的相。可以 是固体,还可以是液体。 流动相——携带试样混合物流过固定相的流 体,是液体或气体。 色谱柱——承载固定相的装置。各种材质和 尺寸。 被分离组分——不再仅局限于有色物质
二、色谱法分类
1.按两相分子的聚集状态
流动相 液体 液体 固定相 固体 液体 类型 液-固色谱 液-液色谱 液相色谱
第一节
色谱及分类
茨维特实验
固定相——CaCO3颗粒 流动相——石油醚 色带
一、色谱法
• 色谱法是一种分离分析技术。它是利用各 物质在两相中具有不同的分配系数,当两 相作相对运动时,这些物质在两相中进行 多次反复的分配来达到分离的目的 。 • 色谱法以其具有高分离效能、高检测性能、 分析时间快速而成为现代仪器分析方法中 应用最广泛的一种方法。
t is t
' Ri ' Rs
V V
' Ri ' Rs
4. 色谱峰区域分析
峰高h:色谱峰顶到基线的垂直距离。
区域宽度: 半峰宽W1/2 :色谱峰高一半处的宽度。 峰底宽W:从色谱峰两侧拐点上的切线与基线交点之 间的距离,也称基线宽度。 标准偏差 :峰高(h)的0.607倍处色谱峰宽度的一半。 与半峰宽及峰底宽的关系为: W1/2=2.354 W=4
' tR tR tM
死体积Vm:不被保留的组分通过色谱柱所消 耗的流动相的体积,又指色谱柱中未被固定相 所占据的空隙体积(包括色谱仪中的 管路、连 接头的空间、检测器的空间)。
V M tM F 0
F0:流动相的体积流速
保留体积VR:从进样开始到组分出现浓度极大 点时所消耗的流动相的体积。
3.保留值
保留时间tM:不与固定相作用的物质从进样到出 现峰极大值时的时间。 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 tM和组 份在固定相中滞留的时间。 ' 调整保留时间 t R :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。
c 溶 质 在 固 定 相 中 的 浓 度 K s 溶 质 在 流 动 相 中 的 浓 度 c m
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。
分配比k:: 在一定的温度和压力下,组分在 两相间分配达平衡时,分配在固定相和流动相 中的质量比。
m C V VK 组 分 在 固 定 相 中 的 质 量 s ss s k K 组 分 在 流 动 相 中 的 质 量 m V V mC m m m
=Vm/Vs,表示相比率,是柱型特点参数,对 于填充柱,值一般为6~35,对于毛细管柱, 值一般为60~600。
选择性因子: 指相邻两组分调整保留值之比。
一、 色谱流出线
从进样到被测组分流出色谱柱进入检测 器连续测定,得到的检测信号随时间变化 的曲线称为色谱流出曲线或色谱图。
二、色谱术语
1.基线:操作条件稳定 后,无样品通过时检测器 所反映的信号一时间曲线。 它反映检测器系统噪 声随时间变化。稳定的基 线是一条直线。
2.色谱峰:从被测组分开始进入检测器至 完全流出检测器所形成的峰型部分称色 谱峰。基线与色谱峰组成了一个完整的 色谱图。 色谱峰
色谱法的特点
分离效率高:复杂混合物,有机同系物、异构体。 手性异构体。 灵敏度高:可以检测出μg.g-1(10-6)-ng.g-1(10-9) 级的物质量。 分析速度快:一般在几分钟或几十分钟内可以完成 一个试样的分析。 应用范围广:气相色谱:沸点低于 400℃的各种有 机或无机试样的分析。 液相色谱:高沸点、热不稳定、生物试样的分离 分析。 不足之处:被分离组分的定性较为困难。
第六章 色谱分析法导论
色谱法或色谱分析法,是一种分离分析 技术,它利用混合物中各物质在两相间 分配系数的差别,当溶质在两相间作相 对移动时,各物质在两相间进行多次分 配,从而使各组分得到分离。可完成这 种分离的仪器称为色谱仪。
本章教学内容
色谱分离仪的基本原理和基本概念 色谱分离的理论基础 色谱定性和定量分析的方法
峰面积(A):由色谱峰与基线之间所围成的面积 称为峰面积。定量分析的基本依据。 对理想的对称峰: A=1.065hW1/2
在相同的色谱操作条件下获得的色谱峰 的区域宽度值越小,说明色谱柱的分离 效能越好,柱效越高。
5. 描述分配过程的参数 分配系数K: 组分在固定相和流动相之间的 分配处于平衡状态时,在两相中的浓度之比。
V R tR F 0
调整保留体积 V R ' :保留体积与死体积之差,即组分 停留在固定相时所消耗流动相的体积
V V V t F R m 0
' R ' R
相对保留值is :一定实验条件下组分i与另一标 准组分S的调整保留时间之比。相对保留值只与柱 温和固定相性质有关,与其他色谱操作条件无关, 色谱定性分析的重要参数 。
分离过程
当流动相中携带的混合物流经固 定相时,其与固定相发生相互作 用。由于同 ,随着流动相的移动,混合物在 两相间经过反复多次的分配平衡 ,使得各组分被固定相保留的时 间不同,从而按一定次序由固定 相中流出。
第二节 色谱流出曲线和术语