第15章-色谱分析法导论PPT课件

A.J. P. Martin (1910-2002)
1952年，因为他们对分配色谱理 论的贡献获诺贝尔化学奖。
Nobel Prize in Chemistry (1952) for the
invention of partition chromatography. R.L.M. Synge
(1914-1994)
液相色谱： 液固色谱
液液色谱
适用于高沸点、不易气化的、热不稳定及 生物活性物质的分析，通常在室温条件下工作。
超临界流体色谱
.
11
2、按固定相所处的外形分类
按分离柱不同可分为： 柱色谱和平板色谱。
柱色谱又分为： 填充柱色谱和毛细管柱色谱；
平板色谱又分为： 薄层色谱和纸色谱。
.
12
3.按组分在两相间的分离机理分类 吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱、空间
15
苯和环己烷的沸点仅差0.6℃，如用 精馏分离柱进行分离是不可能的。
环
苯
己
烷
.
16
2.气相色谱法与经典化学分析的比较
化学分析根据物质具有某种独特的化学性 质来进行测定, 而色谱分析能使许多化学性质 相同/相似的复杂组分相互分离后测定。
3.气相色谱法与光谱、质谱分析法的比较
光谱、质谱主要是定性分析工具, 色谱是 分离分析的工具。色谱法的最大优越性在于它 最擅长分离分析多组分的复杂体系。
排阻色谱等。
.
13
三、色谱法的特点
1.分离效率高：能在较短的时间内分离复杂混合物、性质相近 的有机同系物及旋光异构体等。
2.灵敏度高：可以检测出μg·g-1(10-6)级甚至ng·g-1(10-9)。 3.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。 4.应用范围广：几乎能分析所有的化学物质，无论是气态，液
固定相 (stationary phase ): CaCO3颗粒 流动相 (mobile phase): 石油醚
作用机理：分配 吸附 离子交换 π－π 相互作用
被分析物：无色和有色化合物 . （80％的有机化合物） 5
在色谱发展史上占有重要地位的英
国人A.J. P. Martin(马丁)和R.L.M. Synge(辛格)，他们提出色谱塔板理论； 发明液-液分配色谱；预言了气体可作为 流动相（即气相色谱）。
.
17
§15-2 色谱分离原理
一、分离原理 气相色谱分离过程是在色谱柱内完成的，气固色谱和
气液色谱，两者的分离机理不同。 气固色谱的固定相： 多孔性的固体吸附剂颗粒，其分离是基于固体吸附剂
对试样中各组分的吸附能力的不同。 气液色谱的固定相： 由担体和固定液所组成，其分离是基于固定液对试样
中各组分的溶解能力的不同。
.
6
色谱法的发展历史
.
7
.
8
图15-2 气相色谱仪
.
9
二、色谱法的分类
1、按两相所处的状态分类 按流动相的状态分类：
气相色谱法、液相色谱法和超临界流体色谱法。
.
10
气相色谱： 气固色谱 气液色谱
适用于气体和低沸点有机化合物的分析， 仪器简单，操作方便，应用广泛。可在不同操 作温度条件下使用。
.
18
气相色谱分离过程
当试样由载气携带进入色谱柱与固定相接触时，被固定 相溶解或吸附。
随着载气的不断通入，被溶解或吸附的组分又从固定相 中挥发或脱附，挥发或脱附下的组分随着载气向前移动时又 再次被固定相溶解或吸附。
随着载气的流动，溶解、挥发，或吸附、脱附的过程反 复地进行。由于组分性质的差异，固定相对它们的溶解或吸 附能力将不同。
词是由希腊语中“色”的写法 （chroma）和“书写”(graphein) 这两个词根组成的。
由于Tswett的开创性工作，因此人们尊称他 为"色谱学之父"，而以他的名字命名的Tswett奖也 成为了色谱界的最高荣誉奖。
.
4
试样混合物的分离过程也就是试 样中各组分在色谱分离柱中的两相间 不断进行分配的过程。
.
21
某组分K = 0时(即不被固定相保留)最先
流出。
试样中的各组分具有不同的 K 值是分离 的基础，K 值相差越大，越容易实现分离。
试样一定时，K 值主要取决于固定相性质，
选择适宜的固定相可改善分离效果。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
.
22
2.分配比k
在一定温度和压力下，组分在两相间分配达到平衡
易被溶解或吸附的组分，挥发或脱附较难，随载气移动 的速度慢，在柱内停留的时间长。
反之，不易被溶解或吸附的组分随载气移动的速度快，
在柱内停留的时间短。所以，经过一定的时间间隔后，性质
不同的组分便彼此分离。
.
19
分配系数的微小差异 → 吸附能力的微小差异 微小差异积累 → 较大差异 → 作用能力弱的组分先流出；
作用能力强的组分后流出
.
20
二、分配系数和分配比
1.分配系数K
组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱 附，或溶解、挥发的过程叫做分配过程。
在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的浓
度比，称为分配系数，用 K 表示，即：
K
组分在固定相中的浓c度 S 组分在流动相中的浓c度 M
（15-1）
一定温度下，组分的分配系数 K 越大，出峰越慢。
§15-1 概 述
一、 色谱法
色谱法是一种分离、分析多组分混合 物的技术。俄国植物学家茨维特在1906年 使用的色谱装置如图15-1所示。
他为了分离植物色素，将植物绿叶的石油醚 提取液倒入装有碳酸钙粉末的玻璃管中，并用石 油醚自上而下淋洗，由于不同的色素在碳酸钙颗 粒表面的吸附力不同，随着淋洗的进行，不同色 素向下移动的速度不同，形成一圈圈不同颜色的 色带，使各色素成分得到了分离。他将这种分离 方法命名为色谱法（chromatography）。
.
图15-1色谱原型
1
1906年， Tsweet 发现色谱分离现象
碳酸钙 （固定相）
色石素油混醚合液 (流动相）
色谱柱
色带
.
2
植物色素分离图示
.
3
Chromatography
Tswett将这种方法命名为色谱 法（Chromatography），很显然 色谱法 （Chromatography）这个
态还是固态。
缺点：组分的定性较为困难。
色－质，色－红联用可解决这个问题。
.
14
四. 气相色谱分析法与其它方法比较
1. 气相色谱法与分馏法的比较
色谱分离比分馏快，得到的物质纯度比分 馏法高。
石油化学家采用分馏法花了20多年才鉴别 出石油中的200余种组分，而当今采用毛细管 GC仅需数小时即可完成。
.