东华大学仪器分析复习提纲共14页

仪器分析复习提纲第1章引言1．了解仪器分析的作用、特点，2．了解仪器分析的分类，3．了解仪器分析的发展趋势。

第2章气相色谱分析色谱概论一、色谱法的分类与气相色谱的特点1、按两相状态分类2、按固定相分类柱色谱：包括填充柱色谱和毛细管色谱纸色谱：薄层色谱或薄层层析（TLC）：3、按分离原理分类吸附色谱：利用固定相对不同组分的吸附性能的差别分离分配色谱：利用不同组分在两相中分配系数的差别分离离子交换色谱：利用不同离子在离子交换固定相上的亲和力的差别分离凝胶色谱：利用不同组分分子量的差别（即分子大小的差别）先后被过滤进行分离4、气相色谱的特点1)应用范围广：气体、液体或沸点不太高的固体在操作温度不分解，一般都可使用。

有机化合物约20%可用GC 分析。

2)效能高：可一次分离分析几十种甚至上百种组分。

3)灵敏度高：ppm~ppb级4)分析速度快：几分钟或几十分钟可完成5)操作简便：仪器成本相对较低二、气相色谱流程与气相色谱仪（一）气相色谱流程（二）气相色谱仪气相色谱检测器（作用，分类）1）热导池检测器2）氢火焰检测器3）电子捕获检测：4）火焰光度检测器三、色谱流出曲线及有关术语（一）色谱流出曲线可定性色谱图作用：1、由tR2、由峰面积可定量3、由峰位置及宽度可对分离情况进行判断（二）基线（三）保留参数1、保留时间（t R）2、 死时间（t M ）3、 调整保留时间（t R /）4、相对保留值 α1，2 = t R /（2）/ t R /（1）=K 2/K 1(四)色谱峰区域宽度1、 标准偏差σ：峰高0.607h 处宽度的一半2、 半峰宽Y 1/20.5h 处的宽度，Y 1/2=2.354σ3、 峰底宽 Y=4σ气相色谱基本理论一、气相色谱基本原理分配过程分配系数K=C S /C m分配比（容量因子）k=p/q 注意：①K 是浓度比k 是分配总量之比 ②K 与β无关，k 与β有关③k 越大，保留时间越长，k=0，则t R = t M ④k= t R // t M 二、气相色谱基本理论（一） 塔板理论n=5.54（t R /Y 1/2）2=16（t R /Y ）2n 有效=5.54（t R //Y 1/2）2=16（t R //Y ）2（二） 速率理论 （范第姆特方程） H=A+B/μ+C μ 式中： A ——涡流扩散项 B ——分子扩散系数 C ——传质阻力系数 μ—— 流动相线速度可见：填充物粒度、填充物的均匀性，载气种类、流速，柱温等对柱效、峰扩张有关系 三、分离效率1、 柱效率与分离效率色谱的分离效率（或选择性）由相对保留值α衡量。

2、 分离度（分辨率）R=2 [t R （2）- t R （1）] /（Y 1+Y 2）或 R=2d /（Y 1+Y 2）式中：d ——峰间距 3、色谱分离基本方程（柱效率、分离效率及分离度的关系）R= n 1/2/4×（α-1）/α×k/（1+k ） [或R=n 有效1/2/4×（α-1）/α] 从色谱分离基本方程可看出：① n 1/2/4（反映柱效率对分离度的作用，称柱效项）：α不变时，R取决于n 有效或n ，为提高n 有效或n 可增加L 或减小H ② R 与k 的关系：k 增大R 增大，但k>10，R 增大不明显，1< k <10时，可通过改变固定相，柱温变化或改变相比实现k 的变化。

③ R 与α的关系（柱效率对分离度的作用）：α增大R 增大，α代表柱的选择性，α大选择性好，分离效果好，增加α的办法是改变固定相。

4、分离条件的选择（1）载气流速从H=A+B/μ+Cμ可看出：、Ar）1）μ较小时，应选择分子量较大的载气（N2、He）2）μ较大时，应选择分子量较小的载气（H2（2）固定液的性质和用量（选择色谱柱）（3）担体的性质和粒度（选择色谱柱）（4）柱温选择：沸点最高的组分可分析的最低温度，不能超过色谱柱允许的最高使用温度。

（5）进样量和进样时间（6）气化温度（7）检测器温度固定相及其选择一、GSC固定相（低分子量、气体样品的分析）由待测成分的吸附能力选择（非极性、弱极性、极性）二、GLC固定相1、担体的选择作用：承担固定液要求：1）化学惰性2）多孔性3）热稳定好、不易破碎4）粒度均匀，大小合适种类：1）硅藻土型可分红色（非极性、弱极性）、白色（极性）2）非硅藻土型可分为氟担体、玻璃微球、高分子多孔微球选择原则：1）固定液含量>5%，用硅藻土型2）固定液含量<5%，用表面处理的硅藻土型3）高沸点样品，用玻璃微球4）强腐蚀性，用氟担体2、固定液的选择1）利用相似相溶原理选择2）优先固定液的利用3）广谱固定相的利用4）特殊选择性固定相的利用5）混合固定相的利用：串联或并联单一固定相柱，填料混合柱及混合涂渍填料柱等气相色谱定性测试方法一、已知物直接对照法1、利用保留时间或保留体积定性2、利用相对保留值定性3、加入已知物增加峰高法定性特点：简便可靠缺点：需纯物质二、利用保留值与结构的关系定性1） 碳数规律（用于同系物分析） 2） 沸点规律三、利用不同检定器定性四、与其它分析方法结合定性 1、 与红外光谱 2、 与核磁共振 3、 与质谱4、 与化学分析气相色谱定量测试方法一、定量测试原理m i =f i ×A i 式中：m i ——i 组分的质量 A i ——i 组分的峰面积 f i ——i 组分的校正因子 二、 峰面积测定方法 1、剪纸称重法 2、几何作图法1）A=h ×Y 1/2 2）A=h ×Y 3）A=hY 平均 4）A=h ×t R 3、积分仪法4、电子数字积分器 三、 校正因子1） 绝对校正因子f i =m i /A i ………………①2） 相对校正因子：某物质与标准物质的绝对校正因子之比 ①质量校正因子f m =f i /f s =A s m i /A i m s ………………②②摩尔校正因子f M = A s m i M s /A i m s M i …………………③测定校正因子方法：准确称量被测组分和标准物质混合后在实验条件下进行分析，分别测量峰面积用②或③计算。

四、 气相色谱定量计算方法1） 归一化法适合做全分析，各组分的含量均可测定假设样品含有n 个组分，其质量分别是m 1、m 2……m n ，m 1+m 2+……+m n =m ，则%C i =m i /m ×100%=m i / （m 1+m 2+……+m n ）×100%=A i f i /（A 1f 1+A 2f 2+……+A n f n ）×100% 2） 内标法不能全部分离时可用此法测定可分离的某些组分 测试方法：将一定量的纯物质作为内标物（m s ），加入准确称量的试样（m ）中，由试样及内标物的质量及峰面积求出某组分的含量。

m i = A i f i m s = A s f s m i = A i f i /A s f s ×m s%C i = m i /m ×100= A i f i /A s f s ×m s /m ×100 若f s =1，则%C i = A i f i /A s ×m s /m ×100 内标物条件：① 试样中不存在的纯物质② 保留时间和待测定组分相近，但可完全分离 ③ 物理化学性质和待测定组分相似 第3章 高效液相色谱分析概述HPLC 一般按其分离机理的不同分类。

主要有：L-L 色谱法、L-S 色谱法、离子交换色谱法、离子对色谱法、离子色谱法和空间排阻色谱法。

一、L-L 色谱法（分配色谱法）原理：和GLC 相似，分配系数K=C s /C m =k ×V m /V s根据流动相和固定相的极性不同可分为：1、正向LLC ：流动相极性<固定相极性，极性小的组分先流出色谱柱，适合极性物质分离。

2、反向LLC ：流动相极性>固定相极性，极性大的组分先流出色谱柱，适合非极性物质分离。

化学键合固定相：将固定相各种不同的有机基团通过化学反应共价键键合到载体（硅胶）表面的游离羟基上。

二、LSC （吸附色谱法）流动相为液体，固定相为固体吸附剂 原理：利用组分吸附作用的不同来进行分离机理：组分分子（X ）和溶剂分子（S ）对吸附剂（固定相）表面有竞争性吸附：三、离子交换色谱法原理：离子交换剂上可电离的离子与流动相中组分离子进行可逆的离子交换，利用试样中不同组分与离子交换剂具有不同的亲和力而将它们分离的方法。

离子对色谱法：与待测离子电荷相反的离子（对离子）加到流动相或固定相中，使其与待测离子形成离子对化合物，利用在种离子对化合物在两相中分配系数的不同而进行分离的分析方法。

可分为：正相离子对色谱法：非极性固定相，极性流动相反向离子对色谱法：极性固定相，非极性流动相离子对色谱法可用紫外检测器、荧光检测器。

离子色谱法（1975年Small提出）：色谱柱后增加一个化学抑制柱，使洗脱也中背景离子变为低电导性物质。

前面的例子中增加一条强酸性O，消除了OH-的影响。

柱，则OH-+ H+=H2四、空间排阻色谱法（凝胶色谱法）用于分子量大于2000的组分分离原理：试样中分子量大小不同的组分进入凝胶柱时，题目渗入微孔的程度不同，大分子直接从间隙中越过，首先出柱，分子越小，进入微孔月深，保留值越大，溶剂分子通常最小，最后流出，组分一般在死时间前出柱。

固定相和流动相一、固定相1、LLC固定相1）固定液涂渍在担体上，分为全多孔型和表面多孔型2）化学键合固定相常用的固定液有：极性的-氧二丙青（ODPN），非极性的十八烷（ODS），异二十烷（SQ）等。

2、LSC固定相有薄膜型硅胶、全多孔型硅胶，薄膜型氧化铝、全多孔型氧化铝、分子筛和聚酰氨等。

3、离子交换色谱固定相1）多孔型树脂：能分离复杂样品，进样量大，但耐压性差；2）薄壳型树脂：在玻璃微球上涂以薄层的离子交换树脂，耐压，柱效高，但容量小，进样少。

4、空间排阻色谱法（凝胶色谱法）固定相1）硬质凝胶：硅胶、多孔玻璃珠等，适用于各种情况；2）半硬质凝胶：有机高分子凝胶，适用于非水流动相；3）质凝胶：、聚葡糖，适用于常压、水为流动相。

二、流动相流动相选择原则：极性大的样品用极性大的洗脱剂极性小的样品用极性小的洗脱剂流动相要求：1）高纯度2）对样品各组分均有一定的溶解度3）与检测器相匹配4）不溶解固定相5）粘度小梯度洗脱：采用两种或两种以上洗脱剂，按一定程序连续地或分阶段地改变流动相的组成进行洗脱的分析方法。

通过梯度洗脱可提高选择性和分离效率，按混合程序的不同可分为：1）低压梯度（外梯度）：常压下按程序将溶剂混合后用泵输入柱中，只须一台泵；3）高压梯度（内梯度）：各种溶剂用高压泵输入梯度混合室，混合后入色谱柱，每种洗脱剂均须一台泵。