第二章 现代分离方法
2.1 色谱法概述
分离科学是自然科学和应用科学的一个重要分支,化学的发展离不开分离科学。
分离方法:物理分离法,化学分离法
物理分离法:以被分离对象所具有的不同物理性质为依据,采用合适的物理手段进行分离 例如:气体扩散法,离心分离法,色谱分离法,过滤,萃取,蒸馏
化学分离法:按被分离对象在化学性质上的差异,通过合适的化学过程使它们获得分离。例如:沉淀和共沉淀,溶剂萃取法,离子交换法
色谱法的发展
1935年,Adams和Holmes,建立离子交换色谱 1938年,建立薄层色谱法 1941年,建立液液分配色谱法 1944年,创立纸色谱法
1952年,产生了气-液色谱法 1953年,发展了气-固色谱法 1959年,提出了大小排阻色谱法 20世纪60年代,高效液相色谱
1
色谱分离示意图
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(一般是气体或液体)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,因此在同一推动力的作用下,不同组分在固定相滞留时间长短不同,从而按先后不同的次序从固定相中流出
色谱分析方法的分类 按两相状态分类: 固定相、流动相
2
固定相的两种状态
回转吸附剂
按固定相性质分类: 1、柱色谱 2、纸色谱 3、薄层色谱 4、棒色谱 按分离过程的物理化学原理分类: 1、吸附色谱 : 利用吸附剂表面对不同组分有不同吸附能力进行分离
2、分配色谱: 利用不同组分在两相中具有不同的分配系数进行分离 3、其他色谱法: 离子交换色谱法、反应色谱法、纸上电泳法
2.2 色谱理论
分离原理
在色谱分析中,当流动相携带样品通过色谱的固定相时, 样品分子与固定相分子之间发生相互作用,使样品在 流动相和固定相之间进行分配。与固定相分子作用力越大 的组分向前移动速度越慢,与固定相分子作用力越小的组 分向前移动速度越快,经过一定的距离后,由于反复多次 的分配,使原本性质(沸点、极性等)差异很小的组分 之间也可以得到很好的分离。
色谱流出曲线图
3
色谱流出曲线图基本参数
1、基线:只有流动相通过检测器所得到的信号,OC 2、峰:流动相含有组分时通过检测器所得到的信号。 (1)峰宽(Wb)峰两侧曲线在拐点作切线而在基线 上相交的线段,IJ
(2)峰高(h)峰最高点至峰底的垂直距离,AB (3)半峰宽(Y ?)峰高一半处峰的宽度,GH (4)标准偏差(σ )0.607倍峰处色谱峰宽的一半, 1/2EF
保留值:是色谱定性分析的主要依据
(1)死时间(tM) (2) 保留时间(tR) (3) 调整保留时间(tRˊ (4)死体积( VM
4
色谱柱中未被固定相占据的空隙体积,包括进样器和检测器的空间体积
及从进样器到柱和从柱到检测器的连接管路的体积。
V
M = tM * FC
FC :柱压与柱温下校正后的流动相体积流速,ml/min (5)保留体积( VR )
从进样开始到试样色谱峰出现最高点时所流过的流动相体积。
VR
= tR * FC
VR )
ˊ
(6)调整保留体积(
扣除了死体积后剩下的保留体积。
VR = VR -VM =(tR - tM )* FC
(7)相对保留值(12)
色谱中采用一种物质为标准,其他物质的调整保留值对此标准物质的
调整保留值的比值,称为相对保留值。即
ˊ
r
r12 = tR1ˊ/ tR2ˊ= VR1ˊ/ VR2ˊ
下标1表示其他组分,下标2表示被约定的组分 (8)保留指数(I)
国际上公认并广泛使用的定性指标,是以紧接组分的两个正构烷烃为
基准进行计算的:
IX=100*[(lg tRXˊ- lg tRnˊ)/ (lg tRn+1ˊ- lg tRnˊ)+ n ]
色谱分析
5