第16章色谱分析法PPT课件

1 机制： 利用被分离组分对固定相表面吸附中心吸附能
力的差别实现分离（GS 、LS） 。分离过程就是组分分子
与流动相分子争夺吸附剂表面活性中心的过程——竞争吸附
。
Xm＋nYa
Xa＋nYm
吸附系数 Ka＝
[Xa] [Ym]n [Xm] [Ya]n
[Xa] Ka ≈ [Xm]
tR＝t0（1＋KSa/Vm）
第二节 色谱过 程的基本原理
一.色谱过程：
组分分子在流动相和固 定相间多次分配的过程.
由于各组分的结构和性质不 同,与固定相作用的类型和 强度不同,在固定相上滞留 的时间不同,随流动相移动 的速度有差异——差速迁移 ,从而达到分离的目的。
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图16－2
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三． 分配系数与色谱分离
3 分配系数与容量因子的关系
k = Cs Vs /Cm Vm = K Vs/Vm
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（二 ）K和k与tR的关系
u：流动相的速度; v ：组分移动速度 R’= v /u (保留比) ∵ v ＝L/tR u=L/t0 ∴ R’= t0/ tR
t0≈tm tR= tm+ ts R’= tm/( tm+ ts)=Nm/(Nm+Ns) = CmVm/(CmVm+ CsVs)=1/(1+k)
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2 固定相和流动相： s ：吸附剂，多孔微粒。表面有吸附中心。 eg:硅胶表面的硅醇基为吸附中心。
m：极性大，洗脱能力强 。
ε0表示溶剂强度：溶剂分子在单位吸附剂
表面上的吸附自由能。
ε0大，吸附能力强，洗脱能力强。
3 流出顺序 ① 组分分子的竞争力 ② 组分分子与吸附剂的作用力 ③ 组分在流动相中的溶解度
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② 流动相的组成和pH值：
交换能力强的离子组成的流动相有较强的洗脱能 力强，保留值降低。 强离子交换树脂的交换能力在很宽的范围内不随 流动相的pH变化，调节pH值的作用主要体现在 对弱电解质离解的控制，溶质的离解受到抑制则 保留时间变短。 弱离子交换树脂的交换能力在某一pH有极大值．
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三．离子交换
1 原理：利用被分离组分离子交换能力的差
别实现分离。
阳离子交换色谱分离机制．（H＋）。 H＋
当流动相携带组分的正离子如 Na＋出
Na＋ SO3－
树 脂
现时，与H＋发生交换反应．当树脂上
H＋
骨 架
所有可交换的H＋均被交换后，树脂失
去恬性，此时，若用稀酸溶液对树脂 进行处理，Na＋就被高浓度的H ＋置
在一定温度下，组分在流动相和固定相之间所达到的 平衡叫分配平衡，组分在两相中的分配行为常采用分配
系数ห้องสมุดไป่ตู้和容量因子k来表示。
（一） 分配系数和容量因子
1、分配系数 K(浓度分配系数)
组分在固定相中的浓度
K=
=Cs/Cm
组分在流动相中的浓度
K随T变化，与固定相、流动相的体积无关。
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2 容量因子：
流动相： 气体(GL) ：H2、N2 液体(LL) ：甲醇、乙腈、己烷等
正相色谱：固定相极性大于流动相极性
反相色谱：固定相极性小于流动相极性 3 流出顺序：气相色谱－－与组分沸点、组分和固定相的极性有关
液相分配色谱－－正相色谱：弱极性组分先流出
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反相色谱：强极性组分9 先流出
二. 吸附色谱
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根据空间排阻理论, 孔内外同等大小的溶质分子 处于扩散平衡状态；
渗透系数 Kp=[Xs]/[X]m 0＜K＜1 渗透系数的大小只由溶质分子的线团尺寸和凝 胶空隙的大小所决定。
在高分子溶液中，相同成分的分子的线团尺寸 与其分子量成正比。K与分子量相关，即组分 按分子量的大小分离。
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2 流动相、固定相
固定相：离子交换剂（离子交换树脂） 化学键合离子交换剂
流动相：一定pH和离子强度的缓冲液。 有机溶剂可提高选择性。
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3 影响保留行为的因素
受被分离离子、离子交换剂、流功动相的
性质等的影响，
① 组分性质：溶质离子的电荷、水合离子半径
价态高，选择系数大； 同价态阳离子，水合离子半径大， 选择系数小。
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四．空间排阻：
1 原理：根据被分离组分分子的线团尺寸进行分离 凝胶色谱法:按流动相的不同分为两类 以有机溶剂为流动相者称为凝胶渗透色谱法; 以水溶液为流动相者称为凝胶过滤色谱法。
凝胶色谱法的分离机制与前三种色谱法完全
不同，它只取决于凝胶的孔径大小与被分离组
分线团尺寸之间的关系，与流动相的性质无关 。
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2 固定相：多孔凝胶 流动相：溶解试样；润湿凝胶
一. 分配色谱法 二. 吸附色谱 三. 离子交换 四. 空间排阻 五. 其它
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一.分配色谱法
1 原理： 利用被分离组分在固定相或者流动相中的 溶解度差别实现分离。(GL, LL)
K＝Cs/Cm＝(ms/Vs)×(Vm/ mm) 2 固定相： 惰性载体上的薄层液体——固定液；化学键合相
△tR＝ tRA －tRB＝t0(KA-KB )Vs/ Vm
= t0(kA-kB ) 分离前提： kA≠kB
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主要内容
第一节 色谱法分类 第二节 色谱过程的基本原理 第三节 色谱法的基本类型及分离机制 第四节 色谱法基本理论
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第三节 色谱法的基本类型及分离机制
tR= t0/ R’= t0(1+k)= t0(1+K Vs/ Vm) 色谱过程方程
K大的组分保留时间长。
k= tR/t0 - 1= ( tR- t0)/ t0= tR’/ t0 k大，保留时间长。
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(三）色谱分离的前提
tR= t0(1+K Vs/ Vm) 两组分A和B经色谱柱分离
正离子（为可 交换离子）
换（洗脱）下来,树脂的交换能力又被
恢复．这一过程称为树脂的再生。 交换——洗脱——再交换——再洗脱
树脂表面的负离子 （为不可交换离子）
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交换与再生过程可用下式表示
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选择性系数KA/B 是衡量离子对树脂亲和能力相对大小的度量 ，KA/B越大，说明A的交换能力大．越易保留。常选择某种 离子（如H或CI-）作参考．测定一系列离子的选择性参数。