色谱分析方法导论概述历史色谱分离过程分市公开课金奖市赛课一等奖课件.pptx

第15章色谱分析办法导论15.1概述历史、色谱分离过程、分类15.2色谱流出曲线色谱图及相关术语15.3色谱法基本原理描述分派过程参数、峰间距、峰形状和峰宽理论描述(塔板理论及速率理论)15.4分离度及色谱分离方程分离度及色谱分离方程、影响分离原因15.1概述化学分析方法基本要求是其选择性要高。即，在分析过程中，待测物与潜在干扰物分离是最为主要步骤！20世纪中期，大量采取一些经典分离方法：沉淀、蒸馏和萃取当代分析中，大量采取色谱和电泳分离方法。迄今为止，色谱方法是最为有效分离手段！其应用包括每个科学领域。历史：19，俄国植物学家MikhailTswett最先创造。他采取填充有固体CaCO3细粒子玻璃柱，将植物色素混合物(叶绿素和叶黄素chlorophylls&xanthophylls)加于柱顶端，然后以溶剂淋洗，被分离组份在柱中显示了不同色带，他称之为色谱(希腊语中“chroma”=color;“graphein”=write)。50年代，色谱发展最快（一些新型色谱技术发展；复杂组分分析发展要求。1937-1972年，中有12个Nobel奖是相关色谱研究！色谱分离基本原理：使用外力使含有样品流动相（气体、液体或超临界流体）经过一固定于柱或平板上、与流动相互不相溶固定相表面。样品中各组份在两相中进行不同程度作用。与固定相作用强组份随流动相流出速度慢，反之，与固定相作用弱组份随流动相流出速度快。因为流出速度差异，使得混合组份最终形成各个单组份“带(band)”或“区(zone)”，对依次流出各个单组份物质可分别进行定性、定量分析。色谱分类方法：1.按固定相外形分：柱色谱（填充柱、空心柱）、平板色谱（薄层色谱和纸色谱。2.按组份在固定相上分离机理分：吸附色谱：不同组份在固定相吸附作用不同；分派色谱：不同组份在固定相上溶解能力不同；离子互换色谱：不同组份在固定相（离子互换剂）上亲和力不同；凝胶色谱（尺寸排阻色谱）不同尺寸分子在固定相上渗透作用。3.按两相状态分15.2色谱流出曲线（色谱图）混合组分分离过程及检测器对各组份在不同阶段响应色谱术语：1）基线：在试验条件下，色谱柱后仅有纯流动相进入检测器时流出曲线称为基线，S/N大、稳定基线为水平直线。2）峰高：色谱峰顶点与基线距离。b.保留时间tr：试样从进样到出现峰极大值时时间。它包括组份随流动相通过柱子时间t0和组份在固定相中滞留时间。c.调整保留时间：某组份保留时间扣除死时间后保留时间，它是组份在固定相中滞留时间。即由于时间为色谱定性依据。但同一组份保留时间与流速相关，因此有时需用保留体积来表示保留值。d.死体积V0：色谱柱管内固定相颗粒间空隙、色谱仪管路和连接头间空隙和检测器间隙总和。勿略后两项可得到：其中，Fco为柱出口载气流速（mL/min)，其值为：F0-检测器出口流速；Tr-室温；Tc-柱温；p0-大气压；pw-室温时水蒸汽压。e.保留体积Vr：指从进样到待测物在柱后出现浓度极大点时所通过流动相体积。f.调整保留体积：某组份保留体积扣除死体积后体积。g.相对保留值r2,1：组份2调整保留值与组份1调整保留值之比。注意：r2,1只与柱温和固定相性质相关，而与柱内径、柱长L、填充情况及流动相流速无关，因此，在色谱分析中，尤其是GC中广泛用于定性依据！详细做法：固定一个色谱峰为原则s，然后再求其它峰i对原则峰相对保留值，此时以表示：>1,又称选择因子(Selectivityfactor)。h.区域宽度：用于衡量柱效及反应色谱操作条件下动力学原因。通常有三种表示办法：原则偏差：0.607倍峰宽处二分之一。半峰宽W1/2：峰高二分之一处峰宽。W1/2=2.354峰底宽W：色谱峰两侧拐点上切线与基线交点间距离。W=4色谱流出曲线意义：色谱峰数=样品中单组份至少个数；色谱保留值——定性依据；色谱峰高或面积——定量依据；色谱保留值或区域宽度——色谱柱分离效能评价指标；色谱峰间距——固定相或流动相选择是否适当依据。15.3色谱法基本原理两组份峰间距足够远：由各组份在两相间分派系数决定，即由色谱过程热力学性质决定。每个组份峰宽足够小：由组份在色谱柱中传质和扩散决定，即由色谱过程动力学性质决定。因此，研究、解释色谱分离行为应从热力学和动力学两方面进行。一、描述分派过程参数分派系数(Distributionconstant,K)：描述组份在固定相和流动相间分派过程或吸附-脱附过程参数，称为分派系数。K只与固定相和温度相关，与两相体积、柱管特性和所用仪器无关。2.分派比(Retentionfactororcapacityfactor,k)：在一定温度和压力下，组份在两相间分派达平衡时，分派在固定相和流动相中质量比，称为分派比。它反应了组分在柱中迁移速率。又称保留因子。其中VmV0，Vs为