仪器分析之第七章色谱法分离原理

版权：cq文理学院 高老师仪器分析课件,仪器分析

版权：cq文理学院 高老师仪器分析课件,仪器分析

§7—1

概

述

★色谱法是一种分离技术， 色谱法是一种分离技术， 是混合物最有效的分离、 是混合物最有效的分离、 分析方法。 分析方法。 俄国植物学家茨维特在1906 俄国植物学家茨维特在1906 年使用的装置—— ——色谱原型 年使用的装置——色谱原型 装置，如右图所示。 装置，如右图所示。

版权：cq文理学院 高老师仪器分析课件,仪器分析

茨维特实验

版权：cq文理学院 高老师仪器分析课件,仪器分析

一、色谱： 色谱：色谱法又叫色层法、层析法， 色谱法又叫色层法、层析法，以试样组 分在固定相和流动相间的溶解、吸附、 分在固定相和流动相间的溶解、吸附、 分配、 分配、离子交换或其他亲和作用的差异 为依据而建立起来的各种分离分析方法。 为依据而建立起来的各种分离分析方法。 色谱柱：进行色谱分离用的细长管。 色谱柱：进行色谱分离用的细长管。 固定相：管内保持固定、起分离作用的填充物。 固定相：管内保持固定、起分离作用的填充物。 流动相：流经固定相的空隙或表面的冲洗剂。 流动相：流经固定相的空隙或表面的冲洗剂。

版权：cq文理学院 高老师仪器分析课件,仪器分析

色谱法分离实质： 色谱法分离实质：当流动相中携带的混合物 流经固定相时， 流经固定相时，其与固定相发生相 互作用。 互作用。由于混合物中各组分在性 质和结构上的差异， 质和结构上的差异，与固定相之间 产生的作用力的大小、强弱不同， 产生的作用力的大小、强弱不同， 随着流动相的移动， 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， 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， 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。 从而按一定次序由固定相中流出。

版权：cq文理学院 高老师仪器分析课件,仪器分析

两相及两 相的相对 运动构成 了色谱法 的基础

版权：cq文理学院 高老师仪器分析课件,仪器分析

二、色谱分析法的崛起： 色谱分析法的崛起：

版权：cq文理学院 高老师仪器分析课件,仪器分析

色谱的分类： 三、色谱的分类： 1.按流动相和固定相的物理状态分类： 1.按流动相和固定相的物理状态分类： 按流动相和固定相的物理状态分类 气-固色谱 气相色谱 (流→气) 气-液色谱 色谱 液-固色谱 液相色谱 (流→液) 液-液色谱

版权：cq文理学院 高老师仪器分析课件,仪器分析

2.按产生分离过程的相系统的形式分类： 2.按产生分离过程的相系统的形式分类： 按产生分离过程的相系统的形式分类用玻璃柱子做色谱柱， 用玻璃柱子做色谱柱， 固定相填装在柱子中 用毛细管做色谱柱，固 用毛细管做色谱柱， 定相填装在管壁 用平整的板子作固定相 支持的载体， 支持的载体，固定相平 铺在板上

柱色谱法

毛细管色谱法

平板色谱法

版权：cq文理学院 高老师仪器分析课件,仪器分析

3.按分离过程原理分类： 3.按分离过程原理分类： 按分离过程原理分类 吸附色谱 分配色谱 离子交换色谱 凝胶色谱 生物亲和色谱 吸附 萃取 静

电作用和扩散 扩散 生物特性

版权：cq文理学院 高老师仪器分析课件,仪器分析

4.按展开程序分类： 4.按展开程序分类： 按展开程序分类 洗脱法 组分与固定相作用力> 组分与固定相作用力> 流动相与固定相作用力

顶替法

组分与固定相作用力< 组分与固定相作用力< 流动相或其他物质与固定相作用力

迎头法

版权：cq文理学院 高老师仪器分析课件,仪器分析

色谱法的特点： 四、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。 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10 级甚至10 级的物质量。 可以检测出10-6级甚至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。 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≤400℃的各种有机或无机样的分析。 气相色谱：沸点≤400℃的各种有机或无机样的分析。 液相色谱：高沸点、热不稳定、生物试样的分离分析。 液相色谱：高沸点、热不稳定、生物试样的分离分析。 不足之处： ●不足之处： 被分离组分的定性较为困难。 被分离组分的定性较为困难。

版权：cq文理学院 高老师仪器分析课件,仪器分析

色谱分离过程： 五、色谱分离过程：

色谱分离过程是在色谱柱内完成的

版权：cq文理学院 高老师仪器分析课件,仪器分析

§7—2 线性洗脱色谱及名词术语 线性洗脱色谱： 一、线性洗脱色谱： 1.分配等温线与分配系数K 1.分配等温线与分配系数K: 分配等温线与分配系数 分配等温线： ●分配等温线：在一定温度 下，溶质在固定相与流动 相之间的分配曲线， 相之间的分配曲线，此曲 线称为分配等温线。 分配系数K ●分配系数K :分配等温线 的斜率。 的斜率。 Cs K= Cm

版权：cq文理学院 高老师仪器分析课件,仪器分析

与浓度无关， ① 若K与浓度无关，则分 配等温线为直线； 配等温线为直线； 在色谱过程中， ② 在色谱过程中，图中 型很少出现； 的C、D型很少出现； 型常见， A、B型常见，但不能 用于测定； 用于测定； 在溶质浓度低时， ③ 在溶质浓度低时，Cs 基本上正比于Cm Cm, 基本上正比于Cm,曲 线近似直线。 线近似直线。

版权：cq文理学院 高老师仪器分析课件,仪器分析

2.线性洗脱色谱： 2.线性洗脱色谱： 线性洗脱色谱 在色谱中，分配系数K ●在色谱中，分配系数K为常数时所进行的色谱 过程， 过程，即称为线性洗脱色谱。 线性洗脱色谱。 结论： 值大， 结论： S值大，则K值大，溶质进入固定相的量 值大， C 就多。 就多。 推论： 推论： 溶质流过色谱柱时，分配系数K 溶质流过色谱柱时，分配系数K值大的组 分通过色谱柱所需时间长， 分通过色谱柱所需时间长，而K值小的组 分通过色谱柱所需时间短。 分通过色谱柱所需时间短。当样品中各 组分在两相的分配系数K不同时， 组分在两相的分配系数K不同时，就能实 现差速迁移，达到

分离的目的。 现差速迁移，达到分离的目的。