色谱分析方法复习课程
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色谱分析方法基本理论一、保留时光理论保留时光是样品从进入色谱柱到流精彩谱柱所需要的时光,不同的物质在不同的色谱柱上以不同的流淌相洗脱会有不同的保留时光,因此保留时光是色谱分析法比较重要的参数之一。
保留时光由物质在色谱中的分配系数打算: tR=t0(1+KVs/Vm)式中:tR —某物质的保留时光; t0—色谱系统的死时光,即流淌相进入色谱柱到流精彩谱柱的时光,这个时光由色谱柱的孔隙、流淌相的流速等因素打算; K-分配系数; Vs,Vm—固定相和流淌相的体积。
这个公式又叫做色谱过程方程,是色谱学最基本的公式之一。
在薄层色谱中没有样品进入和流出固定相的过程,因此人们用比移值标示物质的色谱行为。
比移值是一个与保留时光相对应的概念,它是样品点在色谱过程中移动的距离与流淌相前沿移动距离的比值。
与保留时光一样,比移值也由物质在色谱中的分配系数打算: Rf=Vm/(Vm+KVs) 式中:Rf—比移值;K一色谱分配系数; Vs,Vm—固定相和流淌相的体积。
二、塔板理论塔板理论是色谱学的基础理论。
塔板理论将色谱柱看作一个分馏塔,待分别组分在分馏塔的塔板间移动,在每一个塔板内组分分子在固定相和流淌相之间形成平衡,随着流淌相的流淌,组分分子不断从一个塔板移动到下一个塔板并不断形成新的平衡。
色谱柱的塔板数越多,其分别效果越好。
按照塔板理论,待分别组分流精彩谱柱时的浓度随时光展现二项式分布,当色谱柱的塔板数很高时,二项式分布趋于正态分布。
流出曲线上组分浓度与时光的关系可以表示如下:式中:Ct—t时刻的组分浓度; C0—组分总浓度,即峰面积;σ—半峰宽,即正态分布的标准差; tR—组分的保留时光。
该方程称作流出曲线方程。
按照流出曲线方程,色谱柱的理论塔板高度被定义为单位柱长度的色谱峰方差: H=σ2/T 理论塔板高度越低,在单位长度色谱柱中的塔板数越多,分别效果越好。
打算理论塔板高度的因素有固定相的材质、色谱柱的匀称程度、流淌相的理化性质以及流淌相的流速等。
1. 色谱法按分离原理分类, 可分为吸附色谱,分配色谱,排阻色谱和离子交换色谱。
2. 所采用流动相的密度与液体接近, 粘度又与气体接近的色谱方法称超临界流体色谱法。
3. 1956年范德姆特提出色谱速率理论方程。
其方程简式表示为H=A+B/u+Cu4.分离非极性组分, 可选择非极性固定液, 组分分子与固定液分子之间的作用力主要为色散力5.目前常用的色谱柱有填充柱和空心毛细管柱两种。
6.根据范氏方程,试简要分析要实现色谱快速分析应注意哪些操作条件?答:要兼顾到提高柱效和加快分析速度两个方面。
提高载气流速可加快分析速度,抑制分子扩散(B/u),但将使传质阻力增加( Cg+ Cs) 为此,可采用降低固定液用量,减少液层厚度df,同时应用轻质载气提高Dg来减少气相传质阻力等措施。
因此,结论是:选用轻质载气,减少固定液用量,提高载气流速。
7.试预测下列操作对色谱峰形的影响, 并简要说明原因。
(1) 进样时间超过10 s (2) 气化温度太低,以致试样不能瞬间气化(3) 加大载气流速很多(4) 柱长增加一倍答: 1. 谱峰变宽,柱外分子扩散加剧。
2. 谱峰变宽,柱外分子扩散加剧。
3. 峰形变窄,保留时间缩短。
4. 峰形变宽,增加0.4倍,保留时间增加。
8.试预测下列实验条件对色谱峰宽的影响, 并简要说明原因.(1) 柱温增加(2) 相比减小(3) 分配比增加(4) 试样量减小很多答: (1) 峰宽减小,因为分配系数减小。
(2) 峰宽增加,传质阻力增加。
(3) 峰宽增加,传质阻力增加。
(4) 峰宽减小,柱外初始带宽减小。
第一章1.由俄国植物学家茨维特创立的色谱法, 应该是属于(4)液-固色谱2.什么叫气-固色谱法? 气-固色谱法是流动相为气体, 固定相为固体吸附剂。
分离原理是利用组分与固体吸剂的吸附与脱附能力不同进行分离。
可适用于气体及低沸点烃类3.什么叫气-液色谱法? 气-液色谱法是流动相为气体, 固定相为液体。
色谱学堂知识点总结图一、色谱分析的基本原理1. 色谱基本原理色谱是通过样品和固定相之间的相互作用来进行分离的一种方法。
在色谱中,样品首先与移动相(气相或液相)一起通过色谱柱,其中移动相被固定相吸附或分配,从而实现了分离。
通过控制固定相和移动相的性质,可以实现对不同成分的选择性分离。
2. 色谱柱选择色谱柱是色谱分析中的重要组成部分,不同的色谱柱具有不同的分离机制和适用范围。
常见的色谱柱类型包括气相色谱柱、液相色谱柱和超高效液相色谱柱。
选择合适的色谱柱对于获得良好的分离效果非常重要。
3. 色谱分离机理色谱分离是通过样品成分与固定相之间的相互作用来实现的。
常见的色谱分离机理包括吸附色谱、分配色谱和离子交换色谱。
不同的分离机理适用于不同类型的样品和分析需求。
二、色谱技术1. 气相色谱技术气相色谱是一种常用的色谱分析技术,它适用于易挥发性和热稳定的样品。
在气相色谱中,样品首先以气体状态注入色谱柱,然后通过气相载气移动,最终被固定相吸附或分配,从而实现分离。
2. 液相色谱技术液相色谱是一种应用广泛的色谱分析技术,它适用于非挥发性和热敏感的样品。
在液相色谱中,样品首先以溶液状态注入色谱柱,然后通过液相流动,最终被固定相吸附或分配,从而实现分离。
3. 超高效液相色谱技术超高效液相色谱是一种高效的色谱分析技术,它利用超高压将样品溶液通过色谱柱,从而实现快速、高分辨率的分离。
4. 色谱联用技术色谱联用是指将色谱分离技术与其他分析技术(如质谱、光谱等)结合起来,从而进行更为全面和准确的分析。
常见的色谱联用技术包括气相色谱-质谱联用、液相色谱-质谱联用、气相色谱-光谱联用等。
三、色谱分析方法1. 样品前处理样品前处理是色谱分析中的重要步骤,它包括样品的提取、浓缩、净化等过程,旨在提高分析的灵敏度和准确性。
2. 色谱条件优化色谱条件的优化对于获得良好的分离效果非常重要。
包括固定相的选择、移动相的配比和流速、色谱柱温度等因素的优化。
《色谱分析法》复习题1.色谱法作为分析方法的最大特点是什么?1)色谱法的突出特点是具有很强的分离能力。
所以,色谱法成为许多分析工作的先决条件和必需的步骤。
2) 近二十年来,随着与色谱法相关的一系列技术,如填料与柱制备技术、仪器一体化技术、检测器技术、数据处理技术的发展与创新,色谱法已具有分离效率高、分析速度快、样品用量少、灵敏度高、分离和测定一次完成、易于自动化等优点。
2.一个组分的色谱峰可用哪些参数描述?这些参数各有何意义?色谱峰的特征一个组分色谱峰特征的描述:峰高或峰面积(用于定量)峰位(用保留值表示,用于定性)峰宽(用于衡量柱效)3.衡量色谱柱效的指标是什么?请作简要的说明.色谱峰的柱效参数(区域宽度)标准差(σ):正态分布曲线上两拐点间距离之半. σ的大小说明组分在流经色谱柱的过程中的分散程度。
σ小,分散程度小,极点浓度高,峰形“瘦”,柱效高。
反之,σ大,峰形“胖”,柱效低。
峰宽(W ):在峰两侧拐点处所作切线与峰底相交两点间的距离.W = 4σ半峰宽(W1/2):通过峰高的中点作平行于峰底的直线,此直线与峰两侧相交两间的距离.W1/2= 2.355σW = 1.699W1/24.简述谱带展宽的原因.5.什么是分离度?要提高分离度应从哪两方面考虑?分离度是相邻两组分色谱峰保留时间之差与两峰峰宽均值之比。
分离度是总分离效能指标。
R=tR2-tR1/(W1+W2)/ 2=6.下列参数发生何种变化可使理论塔板高度减小?(1) 流动相速度;(2)固定相颗粒;(3)组分在固定相中的扩散速度;(4)柱长. Ven Deemter 方程式 H=A + B/u + Cu H:理论塔板高度 A:涡流扩散系数 B:纵向扩散系数影响塔板高度的C:传质阻抗系数 u:流动相线速度在填充色谱柱中,由于填料粒径大小不等,填充不均匀,使同一组分的分子经过多个不同长度的途径流出色谱柱,使色谱峰展宽。
涡流扩散的程度由下式决定: A=2λdp7.名词解释: (1)噪声和飘移;(2)灵敏度和检测限;(3)线性和线性范围.(4)梯度洗脱.8.写出分离度(R)与柱效(n)、分配系数比(α)及容量因子(k)间的关系式.指出各项的含义.当分别增加n、α、k时,R有什么样的改变?9.色谱分析法进行定量分析的依据是什么?10.简述Van Deemter方程在气相色谱和高效液相色谱中表达形式的异同.11.某色谱柱的理论塔板数很大,是否任何两种难分离的组分一定能在该柱上进行分离?为什么?12.什么是正相色谱?什么是反相色谱?讨论正、反相色谱中流动相强度与极性的关系.13.在RP-HPLC中使用的甲醇-水流动相体系中加入磷酸盐时,流动相的洗脱能力是增大还是减小?为什么?14. HPLC的光二极管阵列检测器可以得到那些信息?15.用方程式说明反相离子对色谱法分离强酸、强碱的机制.16.何谓化学键合相?常用的化学键合相有哪几种类型?17.常用的HPLC定量分析方法是什么?内标法的特点是什么?18.以液相柱色谱方法分离纯化蛋白质的分离模式有几种,各自的基本特点是什么?19.用HPLC建立一种测定生物材料中某种活性成分的含量的方法时,进行课题设计需要从哪几个基本方面来考虑?。
色谱分析法重点难点指导色谱分析法概论掌握一般色谱法的基本原理及分离度的概念和公式。
熟悉色谱法过程和不同的分类方法。
1、色谱流出曲线和有关概念2、一个组分的色谱峰可用哪些参数描述?这些参数各有何意义?3、什么是分离度,计算公式,要提高分离度要从哪两个方面考虑?相邻两峰完全分离的标准。
4、什么是分配系数,保留(容量)因子及其表达式。
5、色谱过程方程。
6、各种基本类型色谱的分离原理有何异同?7、什么是正相分配色谱,什么是反相分配色谱?8、理论塔板高度和理论塔板数。
有效塔板数和有效塔板高度。
9、速率方程(Van Deemter[范第姆特]方程式),H = A + B/u + C·u 各项的含义。
气相色谱法掌握气相色谱法的塔板理论和速率理论;气相色谱法的基本原理和实验技术;气相色谱分离操作条件的选择;气相色谱法定性和定量分析的依据和基本方法。
熟悉色谱固定液的选择原则;常用检测器的工作原理以及主要性能指标;气- 固色谱法和毛细管柱色谱法。
1、固定液的选择:按相似相溶原则选择2、检测器:浓度型检测器:热导检测器(TCD)、电子捕获检测器(ECD)质量型检测器:氢焰离子化检测器(FID)检测器的特点、检测原理、适用范围及注意事项。
3、名词解释:噪音和漂移:4、分离方程式及提高分离度的方法。
5、名词解释:程序升温:6、例:两组分在1 m长柱子上的分离度为0.75,问使用多长柱子可以使它们完全分离?7、校正因子,定量分析方法8、什么是内标法,对内标物有何要求?液相色谱法掌握高效液相色谱法的基本原理及分离条件的选择;高效液相色谱法与气相色谱法速率理论的差异;化学键合相色谱法;高效液相色谱法的定性定量分析方法。
2,熟悉高效液相色谱法固定相与流动相的选择;高效液相色谱仪的主要部件及常用的检测器。
1、名词解释:化学键合相色谱法2、离子抑制色谱法与反相离子对色谱法的原理及应用范围有何区别?3、名词解释:梯度洗脱及其优缺点。