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仪器分析教案

第一篇：仪器分析教案第三节高效液相色谱法的主要类型及其分离原理【教学目标】1.掌握液-液分配色谱法及化学键合相色谱法的分离原理，分配系数、固定相的类型和特点2.熟悉高效液相色谱法的主要类型3.熟悉高效液相色谱法的主要类型4.了解各类高效液相色谱法的特点及应用【教学重点】液-液分配色谱法及化学键合相色谱法；分离原理；分配系数【教学难点】分配系数；分配系数与组分流出顺序的关系【复习题】1.气相色谱法有哪几种类型？各类气相色谱法的固定相与流动相的类型是什么？2.各类气相色谱法的分离原理是什么？3.分配系数的定义是什么？意义是什么？【讲授新课】与气相色谱一样，液相色谱分离系统也由两相——固定相和流动相组成。液相色谱的固定相可以是固定液、吸附剂、化学键合固定相（或在惰性载体表面涂上一层液膜）、离子交换树脂或多孔性凝胶；流动相是各种溶剂。被分离混合物由流动相液体推动进入色谱柱。根据各组分在固定相及流动相中的吸附能力、分配系数、离子交换作用或分子尺寸大小的差异进行分离。色谱分离的实质是样品分子（以下称溶质）与溶剂（即流动相或洗脱液）以及固定相分子间的作用，作用力的大小，决定色谱过程的保留行为。根据其分离原理不同，高效液相色谱法可分为几种类型：一．液-液分配色谱法及化学键合相色谱法（一）液-液分配色谱法1.固定相：将液体固定液涂渍在担体上作为固定相。流动相：液体。且要求，流动相液体与固定相液体互不相溶。2．分离原理：溶解——溶解分配平衡过程（组分溶解在固定相中—组分溶解在流动相中），类似于液液萃取机理。溶质在两相间进行分配时，在固定液中溶解度较小的组分较难进入固定液，在色谱柱中向前迁移速度较快；在固定液中溶解度较大的组分容易进入固定液，在色谱柱中向前迁移速度较慢，从而达到分离的目的。3.分配系数：当样品中的被测定组分在固定相和流动相中达到动态平衡时，可以用分配系数来描述这个分配平衡过程：其中，（1）分离的顺序决定于分配系数的大小：固定相对某组分的溶解力大于溶剂对某组分的溶解力，K↑，后流出色谱柱固定相对某组分的溶解力小于溶剂对某组分的溶解力，K↓，先流出色谱柱（2）某色谱条件下，两组分分配系数差值为零，则代表两组分在该色谱条件下不能分离。4.分类：正相液-液色谱法：固定相极性＞流动相极性，极性较小组分先出峰，极性较大组分后出峰适于分离极性较强的物质反相液-液色谱法：固定相极性＜流动相极性极性较大组分先出峰，极性较小组分后出峰适于分离非极性至中等极性的物质（二）化学键合相色谱法：（1）固定相：将固定液通过化学反应共价键合到担体（硅胶）表面作为固定相。流动相：液体。（2）分离原理：同液-液分配色谱法。（3）分配系数：同液-液分配色谱法。（4）分类：同液-液分配色谱法。（三）液-液分配色谱法与化学键合相色谱法的对比液-液分配色谱法化学键合相色谱法与担体结合方式涂渍共价键合柱效对比较低较高固定液是否流失是否能否进行梯度洗脱否能另外，化学键合固定相表面固定液一般多为单分子层，因此无液坑，液层薄，传质速度快；且有载样量大，化学性能稳定，重现性高，色谱柱寿命长等优点。目前已经逐渐取代了传统的液液分配色谱，成为液相色谱法中使用最广泛的方法。二．液-固吸附色谱法1.固定相：液固吸附色谱法的固定相是固体吸附剂。吸附剂是一些多孔的固体颗粒物质，在它的表面通常存在吸附中心点，可以有效地从气体或液体中吸附其中某些成分。流动相：液体2.分离原理：吸附——吸附竞争平衡过程（组分吸附在固定相上—流动相吸附在固定相上）流动相中的溶质分子X（流动相）被流动相S带入色谱柱后，在随流动相流动的过程中，发生如下交换反应：其作用机制是被分离组分（溶质分子X）与流动相（溶剂分子S）争夺吸附剂表面吸附活性中心的结果（竞争吸附）。在这个过程中，交换能力较强的溶质分子会竞争得到更多的吸附中心点，从而在色谱柱中移动较慢，从而达到分离的目的。3.分配系数：其中，（1）分离的顺序决定于分配系数的大小：吸附剂对某组分的吸附力越强，K↑，后流出色谱柱吸附剂对某组分的吸附力越弱，K↓，先流出色谱柱（2）某色谱条件下，两组分分配系数差值为零，则代表两组分在该色谱条件下不能分离。4.应用：液固色谱法适用于分离分子量中等，能溶于有机溶剂的非离子性化合物，此外，液固色谱法对于分离具有不同官能团的结构相似的化合物、异构体有较高的选择性。三．离子交换色谱法1.固定相：是一种带电荷的官能团的固定基质，称为离子交换剂。为保证交换剂的电中性，基质上还存在带相反电荷的离子，称为反离子。目前常用的三大类离子交换剂基质：合成树脂、纤维素、硅胶。流动相：具有一定pH和盐浓度的缓冲溶液2.分离原理：吸附——吸附竞争平衡过程（反离子吸附在固定相上—组分离子吸附在固定相上）在离子交换过程中，流动相中存在的被分析离子（M+