11 色谱分析法（课件）- 《水分析化学》同步教学（水利水电版）

第十一章 色谱分析法 第十一章 色谱分析法 主要内容： 气相色谱法 色谱分析法的概述 液相色谱法 色谱的基本原理 第十一章 色谱分析法 茨维特实验 1906年，俄国植物学家茨维特在研 究植物叶中的色素时，开创了色谱 技术。 样品： 植物叶的石油醚浸取液 流动相： 石油醚 固定相： 碳酸钙 现象： 出现不同的颜色色(谱)带 实验结果： 植物叶中的色素被分离 茨维特实验 色谱法的特点 （1）分离效率高 对于十分复杂的混合物或性质极为相近的物质如有机同系物、异构体、同位素等能够进行分离和准确的定性定量，而且分离效能是其他分离技术无法比拟的。 （2）分析灵敏度高 可检测μg.g-1(10-6)级甚至ng.g-1(10-9)级的物质量。 （3）分析速度快 一般在几分钟~几十分钟内可以完成一个试样的分析。 （4）应用范围广 气体、液体或固体；有机、无机甚至具有生物活性的物质均可分析，是目前分离和分析复杂组分最有效的手段。 （5）色谱的分离与分析必须有已知纯物质作为对照品，否则就难以判断某一色谱峰代表的物质。因此，利用色谱法对未知物质进行单独定性较为困难。 第十一章 色谱分析法 4 用气相色谱 第十一章 色谱分析法 11.1 色谱分析法的概述 在色谱法中，将填入玻璃管或不锈钢管内静止不动的一相（固体或液体），称为固定相。自上而下运动的一相（一般为气体或液体）称为流动相；装有固定相的管子（玻璃管或不锈钢管）称为色谱柱。 当流动相中样品混合物经过固定相时，就会与固定相发生作用。由于各组分在性质和结构上的差异，与固定相相互作用的类型、强弱也有差异，因此在同一推动力作用下，不同组分在固定相滞留时间的长短不同，从而按先后不同的次序从固定相中流出。 1、按两相状态分 一、色谱法的分类 第十一章 色谱分析法 （1）气相色谱（GC） 流动相为气体（称为载气） 按分离柱不同可分为：填充柱和毛细管柱 按固定相的不同又分为：气固色谱(GSC)和气液色谱(GLC) （2）液相色谱（LC）： 流动相为液体（也称为淋洗液） 按固定相的不同分为：液固色谱(LSC)和液液色谱(LLC) 离子色谱：液相色谱的一种，以特制的离子交换树脂为固定相，不同pH值的水溶液为流动相。 2、按分离原理分 第十一章 色谱分析法 色谱法按照分离原理可以分为吸附色谱法、分配色谱法、离子交换色谱法、排阻色谱法、亲和色谱法。 吸附色谱法：吸附色谱法的吸附剂为固定相，利用吸附剂对不同组分的吸附性能的差别而进行的分离。 分配色谱法：分配色谱法的固定相为液体，利用不同组分在两相间的分配系数的差别（即在固定液上的溶解度不同）而进行分离。 离子交换色谱法：离子交换色谱法以合成离子交换树脂为固定相，利用被分离组分与固定相之间发生离子交换的能力差异来实现分离。离子交换色谱法主要用来分离离子或可离解的化合物。 第十一章 色谱分析法 排阻色谱法：排阻色谱法又称凝胶色谱法，是按分子大小顺序进行分离的一种色谱方法。体积大的分子不能渗透到凝聚孔穴中去而被排阻，较早地淋洗出来；中等体积的分子部分渗透，小分子可完全渗透入内，最后洗出色谱柱。 亲和色谱法：亲和色谱法是用相互间具有高度特异亲和性的两种物质之一作为固定相，利用固定相不同程度的亲和性，使成分与杂质分离的色谱法。 3、按固定相性质分 第十一章 色谱分析法 按固定相性质可将色谱法分为柱色谱、纸色谱、薄层色谱。 柱色谱：吸附色谱法的吸附剂为固定相，利用吸附剂对不同组分的吸附性能的差别而进行的分离。 纸色谱：纸色谱是滤纸作固定相，把试样点在滤纸上，用溶剂将它展开，根据其在纸上斑点的位置和大小进行分析。 薄层色谱：薄层色谱是将适当粒度的吸附剂铺成薄层，以纸色谱类似的方法进行物质的分离和鉴定。 纸色谱和薄层色谱主要适用于小分子物质的快速检测分析和少量分离制备，通常为一次性使用。柱色谱是常用的色谱形式，适用于样品分析、分离。 1、色谱分离过程 二、色谱过程 第十一章 色谱分析法 色谱过程是物质分子在相对运动的两相间分配“平衡”的过程。混合物中，若各个组分被流动相携带移动的速率不相等，则形成差速迁移而被分离。 把含有A、B两组分的样品加到色谱柱的顶端，样品组分被吸附到固定相上。用适当的流动相冲洗，当流动相通过时，被吸附在固定相上的组分溶解于流动相中，称为解吸。已解吸的组分随着流动相向前移行，遇到新的吸附剂颗粒，又再次被吸附。如此在色谱柱上不断发生吸附、解吸、再吸附、再解吸的过程。若两种组分的极性不同，则吸附剂表面对组分的吸附能力也存在差异，其结果就使吸附能力弱的组分先从色谱柱中流出，吸附能力强的组分后流出色谱柱，从而使A、B两组分得到分离。 2、分配系数 第十一章 色谱分析法 物质在固定相和流动相之间发生吸附/脱附或溶解/挥发