第七章色谱法分离原理.ppt

顶替法
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
将试样连续地通过色谱柱，吸附或溶 解最弱的组分，首先以纯物质状态流 出色谱柱，然后顺次流出的是次弱组 分和第一流出组分的混合物，依次类 推，从而实现混合物分离的色谱法。
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。
用tR表示。
t 'R=tR-tM
① 式中各项单位可用 min、s、cm等表示；
② t实'R 际上是组分在固定相中停留的总时间；
③ 保留时间是色谱定性的基本依据，但同 一组分的保留时间受流动相流速的影响， 因此，色谱定性分析常采用保留体积等 定性。
死体积VM：指色谱柱在填充后，柱管内固定相颗 粒之间的空间、色谱仪器管路的空间 及检测器的空间的总和。或者说，在 死时间内通过色谱柱的流动相体积。 VM=tM×F0（流动相流速，L/min）
两相及两 相的相对 运动构成 了色谱法 的基础
二、色谱分析法的崛起：
三、色谱的分类：
1.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
2.按产生分离过程的相系统的形式分类：
柱色谱法
用玻璃柱子做色谱柱， 固定相填装在柱子中
毛细管色谱法
用毛细管做色谱柱，固 定相填装在管壁
平板色谱法
用平整的板子作固定相 支持的载体，固定相平 铺在板上
3.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
4.按展开程序分类： 洗脱法 组分与固定相作用力＞ 流动相与固定相作用力
2 1
V' R2
V' R1
① r21只与色谱柱温度和固定相的性质有关，与色 谱柱的柱长、柱径、填充情况以及流动相流速 无关，因此，它是一个广泛使用的定性数据；
② 在多元混合物分析时，通常选择一对最难分离 的物质对，将它们的相对保留值作为重要参 数。在这种情况下，r21可用α表示：
α＝
t
' R
2
t' R1
保留体积VR：在保留时间内通过色谱柱的流动相 体积。即将组分从柱中带出所需的 流动相体积。 VR=tR×F0
调整保留体积 VR'： 某组分的保留体积扣除死体 积后的剩余体积，称为该组
分的调整保留体积。
=VVRR' -VM
相对保留值 r21： 某组分2与组分1的调整保
留值之比。
r2 1
t'R t'R
§7—1 概 述
★色谱法是一种分离技术， 是混合物最有效的分离、 分析方法。
俄国植物学家茨维特在1906 年使用的装置——色谱原型 装置，如右图所示。
茨维特实验
一、色谱：
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。
t 'R为2 后出峰的组分的调整保留
时间，故α总是大于1的。
分配比k：也称容量因子。它是指组分在固定 相和流动相中的分配量之比。
k＝
组 分 在 固 定 中 物 质 的 量＝ 组 分 在 流 动 相 中 物 质 的量
ns nm
k
tR
tM
t
' R
tM
tM
k K Vs Vm
r21
k2 k1
K2 K1
●灵敏度高 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。
●应用范围广 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。
●不足之处： 被分离组分的定性较为困难。
五、色谱分离过程： 色谱分离过程是在色谱柱内完成的
③ 在溶质浓度低时，Cs 基本上正比于Cm，曲 线近似直线。
2.线性洗脱色谱： ●在色谱中，分配系数K为常数时所进行的色谱
过程，即称为 线性洗脱色谱。 结论：CS值大，则K值大，溶质进入固定相的
量就多。 推论：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，而K值小的组 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，就能实 现差速迁移，达到分离的目的。
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。 流动相：流经固定相的空隙或表面的冲洗剂。
色谱法分离实质：当流动相中携带的混合物 流经固定相时，其与固定相发生相 互作用。由于混合物中各组分在性 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， 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，使得 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。
区域宽度：（动力学因素）
峰高一半处对 应的峰宽，用 Y1/2表示。
色谱峰两侧拐点上 的切线在基线上的 截距，用 Y表示。
Y＝4σ
标准偏差σ： 0.607倍峰高 处色谱峰宽的 一半。
三、色谱图的作用：
§7—3 色谱法基本原理 一、色谱法中组分分离条件
A、B两组分沿色谱柱移动时，不同位置处的浓度轮廓
二、相关术语：
色谱图：色谱柱流出物通过检测器时所产生的 响应信号对时间的曲线图。纵坐标为 信号强度，横坐标为保留值。
只有流动相通过检测器时， 在实验操作条件下，反映 检测器噪声随时间变化的 曲线。
色谱峰（样品峰）顶 点到基线之间的垂直 距离，以h表示。
保留值：（热力学因素）——即组分在色谱柱中固 不组被 分固进定入相 色吸 谱附 柱或 时某溶 ，定组解从相分的进被上的分停保析留留组的时分时间从间扣进。除样死开时始间到柱后 样开始到柱后出现后该所物剩质出的现时被间分，析用组分的表峰示极。大点时 的用峰tM极表大示点。时所需的时间所过定=，需色相tR要谱作-t的柱用M 时所所间需需时 的（间 时它和 间包组 。括分 ）组与分，固通
§7—2 线性洗脱色谱及名词术语 一、线性洗脱色谱：
1.分配等温线与分配系数K：
●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，此曲 线称为分配等温线。 ●分配系数K ：分配等温线 的斜率。
K Cຫໍສະໝຸດ Baidu Cm
① 若K与浓度无关，则分 配等温线为直线；
② 在色谱过程中，图中 的C、D型很少出现； A、B型常见，但不能 用于测定；