16.2色谱法概述（课件）- 《分析化学》同步教学（暨南大学版）

2024/1/14 第十六章 色谱分析法概论 第一节 色谱法概述 一、色谱法的特点和作用 二、色谱分离过程 三、色谱法的分类及其分离机制 2024/1/14 一、色谱法的特点、分类和作用 1.概述 俄国植物学家茨维特在1906年使用的装置： 色谱原型装置(P338)，如图。 色谱法是一种分离技术， 试样混合物的分离过程也就是试样中各组分在称之为色谱分离柱中的两相间不断进行着的分配过程。 其中的一相固定不动，称为固定相； 另一相是携带试样混合物流过此固定相的流体（气体或液体），称为流动相。 （动画） 2024/1/14 色谱法 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。与适当的柱后检测方法结合，实现混合物中各组分的分离与检测。 两相及两相的相对运动构成了色谱法的基础 （动画） 2024/1/14 色谱学的重要作用 诺贝尔化学奖：1948年，瑞典Tiselins，电泳和吸附分析；1952年，英国马丁(Martin)和辛格(Synge)，分配色谱。 应用的科学领域：生命科学、材料科学、环 境科学等。（科学的科学） 药学（药物分析）：各国药典收载了许多色谱分析方法。中国药典二部，700多，纯度检查、定性鉴别或含量测定，一部，600多鉴别或含量测定。 2024/1/14 色谱法是根据混合物中各组分在两相分配系数的不同进行分离的方法，是分析复杂混合物最有力的手段； 分离效能、高灵敏度、高选择性、高效能； 分析速度快； 应用范围广。 色谱法的特点 2024/1/14 二、色谱分离过程 (P338) 实现色谱操作的基本条件是必须具备相对运动的两相，固定相(stationary phase)和流动相(mobile phase)。 其中一相固定不动，即为固定相；另一相师携带试样向前移动的流动体，即流动相。 　　色谱过程是组分的分子在流动相和固定相间多次“分配”的过程。 2024/1/14 气相色谱分离过程 气相色谱分离过程是在色谱柱内完成的。 填充柱色谱: 气固色谱和气液色谱，两者的分离机理不同。 气固色谱的固定相: 多孔性的固体吸附剂颗粒。 固体吸附剂对试样中各组分的吸附能力的不同。 气液色谱的固定相: 由 担体和固定液所组成。 固定液对试样中各组分的溶解能力的不同。 气固色谱的分离机理: 吸附与脱附的不断重复过程； 气液色谱的分离机理： 气液两相间的反复多次分配过程。 2024/1/14 气相色谱分离过程 当试样由载气携带进入色谱柱与固定相接触时，被固定相溶解或吸附。 随着载气的不断通入，被溶解或吸附的组分又从固定相中挥发或脱附， 挥发或脱附下的组分随着载气向前移动时又再次被固定相溶解或吸附。 随着载气的流动，溶解、挥发，或吸附、脱附的过程反复地进行。 2024/1/14 小结：色谱分离过程 组分的结构和性质微小差异 与固定相作用差异 随流动相移动的速度不等 差速迁移 色谱分离。 2024/1/14 分配系数 K 组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附，或溶解、挥发的过程叫做分配过程。在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的浓度（单位：g / mL）比，称为分配系数，用K 表示，即： 2024/1/14 分配系数K的讨论 一定温度下，组分的分配系数K越大，出峰越慢； 试样一定时，K主要取决于固定相性质； 每个组份在各种固定相上的分配系数K不同； 选择适宜的固定相可改善分离效果； 试样中的各组分具有不同的K值是分离的基础； 某组分的K = 0时，即不被固定相保留，最先流出。 2024/1/14 三、色谱法的分类 按流动相的分子聚集状态分类: 气相色谱（GC）、液相色谱（LC）、超临界流体色谱（SFC ）等 按固定相的分子聚集状态分类: 气相色谱法又可分为气固色谱法（GSC）、气液色谱（GLC）、液固色谱（LSC）、液液色谱（LLC）等 按操作形式分类: 柱色谱法、平面色谱法、毛细管电泳法等 按色谱过程的分离机制分类 分配色谱法、吸附色谱法、离子交换色谱法、 空间排阻色谱法、毛细管电泳法等 2024/1/14 柱色谱是将将固定相装入柱管内构成色谱柱，色谱过程在色谱柱内进行。按色谱柱的粗细，又可分为填充柱色谱法，毛细管柱色谱法等 气相色谱法、高效