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色谱分离技术原理及其的应用

色谱分离技术原理及其的应用
色谱分离技术原理及其的应用

色谱法的最早应用是用于分离植物色素,其方法是这样的:在一玻璃管中放入碳酸钙,将含有植物色素(植物叶的提取液)的石油醚倒入管中。此时,玻璃管的上端立即出现几种颜色的混合谱带。然后用纯石油醚冲洗,随着石油醚的加入,谱带不断地向下移动,并逐渐分开成几个不同颜色的谱带,继续冲洗就可分别接得各种颜色的色素,并可分别进行鉴定。色谱法也由此而得名。现在的色谱法早已不局限于色素的分离,其方法也早已得到了极大的发展,但其分离的原理仍然是一样的。我们仍然叫它色谱分析。

一、色谱分离基本原理:由以上方法可知,在色谱法中存在两相,一相是固定不动的,我们把它叫做固定相;另一相则不断流过固定相,我们把它叫做流动相。色谱法的分离原理就是利用待分离的各种物质在两相中的分配系数、吸附能力等亲和能力的不同来进行分离的。使用外力使含有样品的流动相(气体、液体)通过一固定于柱中或平板上、与流动相互不相溶的固定相表面。当流动相中携带的混合物流经固定相时,混合物中的各组分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先后流出。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。

二、色谱分类方法:色谱分析法有很多种类,从不同的角度出发可以有不同的分类方法。从两相的状态分类:色谱法中,流动相可以是气体,也可以是液体,由此可分为气相色谱法(GC)和液相色谱法(LC)。固定相既可以是固体,也可以是涂在固体上的液体,由此又可将气相色谱法和液相色谱法分为气-液色谱、气-固色谱、液-固色谱、液-液色谱。高效液相色谱法是继气相色谱之后,70年代初期发展起来的一种以液体做流动相的新色谱技术。高效液相色谱是在气相色谱和经典色谱的基础上发展起来的。现代液相色谱和经典液相色谱没有本质的区别。不同点仅仅是现代液相色谱比经典液相色谱有较高的效率和实现了自动化操作。经典的液相色谱法,流动相在常压下输送,所用的固定相柱效低,分析周期长。而现代液相色谱法引用了气相色谱的理论,流动相改为高压输送(最高输送压力可达4.9 107Pa);色谱柱是以特殊的方法用小粒径的填料填充而成,从而使柱效大大高于经典液相色谱(每米塔板数可达几万或几十万);同时柱后连有高灵敏度的检测器,可对流出物进行连续检测。因此,高效液相色谱具有分析速度快、分离效能高、自动化等特点。所以人们称它为高压、高速、高效或现代液相色谱法。

液相色谱法

气相色谱不能由色谱图直接给出未知物的定性结果,而必须由已知标准作对照定性。当无纯物质对照时,定性鉴定就很困难,这时需借助质谱、红外和化学法等配合。另外大多数金属盐类和热稳定性差的物质还不能分析。此缺点可高效液相色谱法来克服。

原理和分类

液相色谱法的分离机理是基于混合物中各组分对两相亲和力的差别。根据固定相的不同,液相色谱分为液固色谱、液液色谱和键合相色谱。应用最广的是以硅胶为填料的液固色谱和以微硅胶为基质的键合相色谱。根据固定相的形式,液相色谱法可以分为柱色谱法、纸色谱法及薄层色谱法。按吸附力可分为吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱和凝胶渗透色谱。近年来,在液相柱色谱系统中加上高压液流系统,使流动相在高压下快速流动,以提高分离效果,因此出现了高效(又称高压)液相色谱法。

液固吸附色谱

高效液相色谱中的一种,是基于物质吸附作用的不同而实现分离。其固定相是一些具有

吸附活性的物质如硅胶、氧化铝、分子筛、聚酰胺等。

液液分配色谱法

基于被测物质在固定相和流动相之间的相对溶解度的差异,通过溶质在两相之间进行分配以实现分离。根据固定相与流动相的极性不同,分为正相色谱和反相色谱。前者是用硅胶或极性键合相为固定相,非极性溶剂为流动相;后者是硅胶为基质的烷基键合相为固定相,极性溶剂为流动相,适用于非极性化合物的分离。

离子交换色谱法

基于离子交换树脂上可电离的离子与流动相中具有相同电荷的溶质离子进行可逆交换,依据这些离子对离子交换基具有不同的亲和力而实现分离。薄壳型离子交换树脂柱效高,主要用来分离简单的混合物;多孔性树脂进样容量大,主要用来分离复杂混合物。

凝胶渗透色谱法

又称为尺寸排阻色谱法。1959年首先用于生物化学领域。以溶剂为流动相,多孔填料(如多孔硅胶、多孔玻璃)或多孔交联高分子凝胶为分离介质的液相色谱法。当混合物溶液入凝胶色谱柱后,流经多孔凝胶时,体积比多孔凝胶孔隙大的分子不能渗透到凝胶孔隙里去而从凝胶颗粒间隙中流过,较早地被冲洗出柱外,而小分子可渗透到凝胶孔隙里面去,较晚地被冲洗出来,混合物经过凝胶色谱柱后就按其分子大小顺序先后由柱中流出达到分离的目的。用凝胶渗透色谱的优点是:分离不需要梯度冲洗装置;同样大小的柱能接受比通常液相色谱大得多的试样量;试样在柱中稀释少,因而容易检测;组分的保留时间可提供分子尺寸信息;色谱柱寿命长。它的缺点是:不能分离分子尺寸相同的混合物,色谱柱的分离度低;峰容量小;可能有其他保留机理起作用时引起干扰。凝胶渗透色谱法为测定高聚物分子量和分子量分布提供了一个有效的方法,此外还可用来分离齐聚物、单体和聚合物添加剂等。

离子色谱法

采用柱色谱技术的一种高效液相色谱法,样品展开方式采用洗脱法。根据不同的分离方式,离子色谱可以分为高效离子色谱、离子排斥色谱和流动相离子色谱3类。高效离子色谱法使用低容量的离子交换树脂,分离机理主要是离子交换。离子排斥色谱法用高容量的树脂,分离机理主要是利用离子排斥原理。流动相离子色谱用不含离子交换基团的多孔树脂,分离机理主要是基于吸附和离子对的形成。离子色谱仪由淋洗液贮存器、泵、进样阀、分离柱、抑制柱、电导检导器和数据处理单元等组成。离子色谱仪最重要的部件是分离柱,装有离子交换树脂。抑制柱是抑制型离子色谱仪的关键部件,其作用是将淋洗液转变成低电导部分,以降低来自淋洗液的背景电导,同时将样品离子转变成其相应的酸或碱,以增加其电导。分离阴离子,抑制柱填充强酸性阳离子交换树脂;分离阳离子,抑制柱填充强碱性阴离子交换树脂。检测器分通用型检测器与专用型检测器。前者如电导检测器,对检测池中所有离子都有响应;后者如紫外-可见分光光度计,对离子具有选择性响应。

优点

离子色谱法具有快速、灵敏、选择性好和同时测定多组分的优点。尤其对于阴离子的测定,离子色谱的出现是分析化学中的一项突破性的新进展。

应用

离子色谱法主要用于测定各种离子含量,广泛应用于水、纸浆和漂白液、食品分析、生物体液、钢铁和环境分析等各个领域。

设备

高效液相色谱仪由输出泵、进样装置、色谱柱、梯度冲洗装置、检测器及数据处理和微机控制单元组成。输出泵的功能是将冲洗剂在高压下连续不断地送入柱系统,使混合物试样在色谱中完成分离过程。常用的进样方式有3种:注射器隔膜进样、阀进样和自动进样器进样。色谱柱的功能是将混合物中各组分分离。梯度冲洗又称溶剂程序,通过连续改变冲洗剂的组成,改善复杂样品的分离度,缩短分析周期和改善峰形,其功能类似于气相色谱中的程序升温。检测器的功能是将从色谱柱中流出的已经分离的组分显示出来或转换为相应的电信号,主要有紫外吸收检测器、荧光检测器、电化学检测器和折光示差检测器,其中以紫外吸收检测器使用最广。现代化的仪器都配有计算机,以实现自动处理数据、绘图和打印分析报告。

气相色谱仪原理(图文详解)

气相色谱仪原理(图文详解) 什么是气相色谱 本章介绍气相色谱的功能和用途,以及色谱仪的基本结构。 气相色谱(GC)是一种把混合物分离成单个组分的实验技术。它被用来对样品组分进行鉴定和定量测定: 基子时间的差别进行分离 和物理分离(比如蒸馏和类似的技术)不同,气相色谱(GC)是基于时间差别的分离技术。 将气化的混合物或气体通过含有某种物质的管,基于管中物质对不同化合物的保留性能不同而得到分离。这样,就是基于时间的差别对化合物进行分离。样品经过检测器以后,被记录的就是色谱图(图1),每一个峰代表最初混合样品中不同的组分。 峰出现的时间称为保留时间,可以用来对每个组分进行定性,而峰的大小(峰高或峰面积)则是组分含量大小的度量。 图1典型色谱图

系统 一个气相色谱系统包括 可控而纯净的载气源.它能将样品带入GC系统进样口,它同时还作为液体样品的气化室色谱柱,实现随时间的分离 检测器,当组分通过时,检测器电信号的输出值改变,从而对组分做出响应 某种数据处理装置图2是对此作出的一个总结。 样品 载气源一^ 进样口一^ 色谱柱一^ 检测器一_ 数据处理」 图2色谱系统 气源 载气必须是纯净的。污染物可能与样品或色谱柱反应,产生假峰进入检测器使基线噪音增大等。推荐使用配备有水分、烃类化合物和氧气捕集阱的高纯载气。见图

钢瓶阀 若使用气体发生器而不是气体钢瓶时,应对每一台GC都装配净化器,并且使气源尽可能靠近仪器的背面。 进样口 进样口就是将挥发后的样品引入载气流。最常用的进样装置是注射进样口和进样阀。注射进样口 用于气体和液体样品进样。常用来加热使液体样品蒸发。用气体或液体注射器穿透隔垫将样品注入载气流。其原理(非实际设计尺寸)如图4所示。

第十八章 高效液相色谱法

第十八章 高效液相色谱法 15.外标法测定黄芩颗粒剂中黄芩苷含量:色谱柱为Zirchrom C8柱(20cm × 4.6mm ,5um );流动相为乙腈-甲醇-水(含0.5%三乙胺,磷酸调pH3.0)(28:18: 54);以黄芩苷对照品配成浓度范围为10.3~144.2ug/ml 的对照品溶液。进样,测得黄芩苷峰面积,以峰面积和对照品浓度求得回归方程为:A=1.168×105c-1.574×103,r=0.9998.精密称取黄芩颗粒0.1255g ,置于50ml 量瓶中,用70%甲醇溶解并定容至刻度,摇匀,精密量取1ml 于10ml 量瓶中,30%甲醇定容到刻度,摇匀即得供试品溶液。平行测定供试品溶液和对照品溶液(61.8ug/ml ),得峰面积分别为4250701,5997670. 解:标样标样 A A c =c 599767042507018.6110 /=样c %4.17%1001255.01050%6=??=-样c w 16.校正因子法测定复方炔诺酮片中炔雌醇的含量:ODS 色谱柱;甲醇-水(60:40)流动相;检测器UV280nm ;对硝基甲苯为内标物。 (1)校正因子的测定:取对硝基甲苯(内标物)、炔诺酮和炔雌醇对照品适量,用甲醇制成10ml 溶液,进样10ul ,记录色谱图。重复三次。测得含0.0733mg/ml 内标物、0.600mg/ml 炔诺酮和0.035mg/ml 炔雌醇的对照品溶液平均峰面积列于表18-6。 (2)试样测定:取本品20片,精密称定,求出平均片重(60.3mg/片)。研细后称取732.8mg (约相当于炔诺酮7.2mg ),用甲醇配制成10ml 供试品溶液(含内标物0.0733mg/ml )。测得峰面积列于表18-6。 表18-6 复方炔诺酮片中各成分及内标物平均峰面积(u v ·s ) 解:02.3)10587.6/(100733.0)10043.1/(10035.0A /m A /m f 55s s =????==醇 醇醇

常见色谱仪的色谱分离原理

常见色谱仪的色谱分离原理 高效液相色谱法按分离机制的不同分为液固吸附色谱法、液液分配色谱法(正相与反相)、离子交换色谱法、离子对色谱法及分子排阻色谱法。 1.液固色谱法:使用固体吸附剂,被分离组分在色谱柱上分离原理是根据固定相对组分吸附力大小不同而分离。分离过程是一个吸附-解吸附的平衡过程。常用的吸附剂为硅胶或氧化铝,粒度5~10μm。适用于分离分子量200~1000的组分,大多数用于非离子型化合物,离子型化合物易产生拖尾。常用于分离同分异构体。 2.液液色谱法:使用将特定的液态物质涂于担体表面,或化学键合于担体表面而形成的固定相,分离原理是根据被分离的组分在流动相和固定相中溶解度不同而分离。分离过程是一个分配平衡过程。 涂布式固定相应具有良好的惰性;流动相必须预先用固定相饱和,以减少固定相从担体表面流失;温度的变化和不同批号流动相的区别常引起柱子的变化;另外在流动相中存在的固定相也使样品的分离和收集复杂化。由于涂布式固定相很难避免固定液流失,现在已很少采用。现在多采用的是化学键合固定相,如C18、 C8、氨基柱、氰基柱和苯基柱。 液液色谱法按固定相和流动相的极性不同可分为正相色谱法(NPC)和反相色谱法(RPC)。 正相色谱法:采用极性固定相(如聚乙二醇、氨基与腈基键合相);流动相为相对非极性的疏水性溶剂(烷烃类如正已烷、环已烷),常加入乙醇、异丙醇、四氢呋喃、三氯甲烷等以调节组分的保留时间。常用于分离中等极性和极性较强的化合物(如酚类、胺类、羰基类及氨基酸类等)。 反相色谱法:一般用非极性固定相(如C18、C8);流动相为水或缓冲液,常加入甲醇、乙腈、异丙醇、丙酮、四氢呋喃等与水互溶的有机溶剂以调节保留时间。适用于分离非极性和极性较弱的化合物。RPC在现代液相色谱中应用最为广泛,据统计,它占整个HPLC应用的80%左右。 随着柱填料的快速发展,反相色谱法的应用范围逐渐扩大,现已应用于某些无机样品或易解离样品的分析。为控制样品在分析过程的解离,常用缓冲液控制流动相的pH值。但需要注意的是,C18和C8使用的pH值通常为2.5~7.5(2~8),太高的pH

气相色谱法的分离原理及理论基础

气相色谱法的分离原理及理论基础 气相色谱法的分离原理是利用要分离的诸组分在流动相(载气)和固定相两相间的分配有差异(即有不同的分配系数),当两相作相对运动时,这些组分在两相间的分配反复进行,从几千次到数百万次,即使组分的分配系数只有微小的差异,随着流动相的移动可以有明显的差距,最后使这些组分得到分离。 气相色谱法的理论基础主要表现在两个方面,即色谱过程动力学和色谱过程热力学,也可以这样说,组分是否能分离开取决于其热力学行为,而分离得好不好则取决于其动力学过程。 色谱过程动力学��发展高效色谱技术及色谱峰形预测的理论基础 色谱过程动力学是研究物质在色谱过程中运动规律的科学。其研究的主要目的是根据物质在色谱柱内运动的规律解释色谱流出曲线的形状;探求影响色谱区域宽度扩张及峰形拖尾的因素和机理,从而为获得高效能色谱柱系统提供理论上的指导,为峰形预测、重叠峰的定量解析以及为选择最佳色谱分离条件奠定理论基础。 在色谱发展过程中,用来描述色谱过程动力学的理论模型主要有:1940年提出的平衡色谱理论,解释了部分实验事实,但由于该理论忽略了传质速率有限性与物质分子纵向扩散性的影响,对一些现象不能解释;1941年Martin等人引入了理论塔板的概念,在该理论中,色谱过程被比拟为蒸馏过程,而色谱柱被视为一系列平衡单元-理论塔板的结合。在色谱柱足够长、理论塔板高度充分小,以及分配等温线呈线性的情况下,这一理论对色谱流出曲线分布和谱带移动规律,以及柱长与理论塔板高度H对区域扩张的影响等给予了近似的解释。但是塔板理论对影响理论塔板高度H的各种因素没有从本质上考虑,而色谱过程本质上并不是分馏过程,因而这一理论还只是半经验式的理论。 首先揭露影响色谱区域宽度内在因素的是纵向扩散理论和考察传质速率有 限性的的速率理论。在气相色谱中有同时考察传质速率和纵向扩散影响的van Deemter方程式,考察径向扩散的Golay毛细管色谱方程式。van Deemter方程式和Golay方程式分别描述了填充柱和毛细管柱两种色谱柱的理论塔板高度H的各种影响因素,两个公式综合到一起可简化如下: H=A+B/u+(Cg+Cl)u 色谱过程热力学��色谱定性及研究高选择性色谱方法和柱系统等的理论基础 由气相色谱的分离原理可知,实现气相色谱分离的基本条件是欲被分离的物质有不同的分配系数,而不同的分配系数也是气相色谱定性鉴别组分的基础。物

色谱法的分类及其原理

色谱法的分类及其原理 (一)按两相状态 气相色谱法:1、气固色谱法 2、气液色谱法 液相色谱法:1、液固色谱法 2、液液色谱法 (二)按固定相的几何形式 1、柱色谱法(column chromatography) :柱色谱法是将固定相装在一金属或玻璃柱中或是将固定相附着在毛细管内壁上做成色谱柱,试样从柱头到柱尾沿一个方向移动而进行分离的色谱法 2、纸色谱法(paper chromatography):纸色谱法是利用滤纸作固定液的载体,把试样点在滤纸上,然后用溶剂展开,各组分在滤纸的不同位置以斑点形式显现,根据滤纸上斑点位置及大小进行定性和定量分析。 3、薄层色谱法(thin-layer chromatography, TLC) :薄层色谱法是将适当粒度的吸附剂作为固定相涂布在平板上形成薄层,然后用与纸色谱法类似的方法操作以达到分离目的。 (三)按分离原理 按色谱法分离所依据的物理或物理化学性质的不同,又可将其分为:

1、吸附色谱法:利用吸附剂表面对不同组分物理吸附性能的差别而使之分离的色谱法称为吸附色谱法。适于分离不同种类的化合物(例如,分离醇类与芳香烃)。 2、分配色谱法:利用固定液对不同组分分配性能的差别而使之分离的色谱法称为分配色谱法。 3、离子交换色谱法:利用离子交换原理和液相色谱技术的结合来测定溶液中阳离子和阴离子的一种分离分析方法,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。离子交换色谱主要是用来分离离子或可离解的化合物。它不仅广泛地应用于无机离子的分离,而且广泛地应用于有机和生物物质,如氨基酸、核酸、蛋白质等的分离。 4、尺寸排阻色谱法: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胶孔穴中去而被排阻,较早的淋洗出来;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。这样,样品分子基本按其分子大小先后排阻,从柱中流出。被广泛应用于大分子分级,即用来分析大分子物质相对分子质量的分布。 5、亲和色谱法:相互间具有高度特异亲和性的二种物质之一作为固定相,利用与固定相不同程度的亲和性,使成分与杂质分离的色谱法。例如利用酶与基质(或抑制剂)、抗原与抗体,激素与受体、外源凝集素与多糖类及核酸的碱基对等之间的专一的相互作用,使相互作用物质之一方与不溶性担体形成共价结合化合物,

气相色谱分离原理

色谱分离过程是被分离的样品(混合物),在两相间进行分配,其中一相固定不动的,称为固定相。另一相是流动的,称为流动相或移动相。混合物借助流动相的推动,顺流动相的流向而迁移。混合物各组分迁移的速度取决于各组分在固定相和流动相之间的分配系数(对气-液分配色谱)或吸附能(气-固吸附色谱)。分配系数大的或吸附能大的组分停留在固定相中时间长,从色谱柱中流出的时间晚。分配系数或吸附能小的组分在固定相中停留时间短,先从柱中流出。从而使混合物中各个组分得以分离。为此,分配系数或吸附能的差异是色谱分离的前提。在所确定的色谱体系,组分之间如果没有分配系数或吸附能的差异,这些组分就彼此不能分离。重叠流出柱(即为一个色谱峰)。各组分的分配系数或吸附能的差异越大,越容易分离,反之就难分离。 色谱方法的类型繁多,从流动相的状态分,可分为气相色谱和液相色谱两大类。气相色谱多以小分子量的惰性气体作为流动相(如氮、氦、氩)。固定相是液体或固体。无论液体或固体固定液都是以担载在多孔固体物质表面的形式存在。被分析样品在色谱柱迁移过程是气态或蒸气态。适合分析气体或低沸点化合物。采用适当的进样技术和程序升温技术,能分析较高沸点的化合物,配合裂解技术也可分析高聚物。性能好的色谱仪柱箱温度可达到450℃,只要在这个温度范围内,蒸气压不小于0.2毫米汞柱,热稳定性好的化合物多都可以用气相色谱法分析。从分离机理看又可以分为气-固吸附和气-液分配型两类。 液相色谱法的流动相是液体。不同的分离机理,可选用不同的液体作为流动相,如不同极性的有机溶剂。不同极性溶剂与水的混合溶液。不同pH值的缓冲溶液等。固定相有多孔吸附型固体、液体担载在固体基质或化学键合在固体基质微粒上、离子交换剂等微粒。液相色谱可分析各种有机化合物、离子型无机化合物及热不稳定具有生物活性的生物大分子。 总之,气相色谱是一种能够快速分离复杂混合物中各个组分的技术。分离过程是在气相中进行的,通过检测器将柱流出物转换成电信号,从这些电信号得到定性定量的信息。 本资料主要涉及气相色谱的有关问题。 为使初学者对色谱过程有一个感性的认识,让我们将色谱过程比拟为水上货运航行过程:假设有三艘载货船以河水流速,沿1000米长河床顺水航行,每艘船沿岸上卸货的任务不同,其中A船沿岸航行无上卸货任务,以河水流速航行至终点;B船只有两次靠岸卸货任务;C船沿岸上卸货最多,需停靠10次。假设河水流速50米/分,船每次停靠费时5分钟。很容易算出,A船20分钟后抵达终点; B船30分钟;C船70分钟才能达到终点。不难理解,三艘船虽然都以同样的速度航行,但它们花费在停靠岸的时间不同,所以到达时间不同。我们可以把1000米的河床比拟成色谱柱,沿岸堆放的货物好比固定液,水流就好比载气。(当然这样的比拟并不十分确切) 让我们联系这种比拟,了解气相色谱常见的几个术语即其关系。

色谱分离原理

色谱分析法基本原理 色谱法,又称层析法。根据其分离原理,有吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱与排阻色谱等方法。 吸附色谱是利用吸附剂对被分离物质的吸附能力不同,用溶剂或气体洗脱,以使组分分离。 常用的吸附剂有氧化铝、硅胶、聚酰胺等有吸附活性的物质。 分配色谱是利用溶液中被分离物质在两相中分配系数不同,以使组分分离。其中一相为液体, 涂布或使之键合在固体载体上,称固定相;另一相为液体或气体,称流动相。常用的载体有硅胶、 硅藻土、硅镁型吸附剂与纤维素粉等。 离子交换色谱是利用被分离物质在离子交换树脂上的离子交换势不同而使组分分离。常用的 有不同强度的阳、阴离子交换树脂,流动相一般为水或含有有机溶剂的缓冲液。 排阻色谱又称凝胶色谱或凝胶渗透色谱,是利用被分离物质分子量大小的不同和在填料上渗 透程度的不同,以使组分分离。常用的填料有分子筛、葡聚糖凝胶、微孔聚合物、微孔硅胶或玻 璃珠等,可根据载体和试样的性质,选用水或有机溶剂为流动相。  色谱法的分离方法,有柱色谱法、纸色谱法、薄层色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法等。 色谱所用溶剂应与试样不起化学反应,并应用纯度较高的溶剂。色谱时的温度,除气相色谱法或 另有规定外,系指在室温下操作。  分离后各成分的检出,应采用各单体中规定的方法。通常用柱色谱、纸色谱或薄层色谱分离 有色物质时,可根据其色带进行区分,对有些无色物质,可在245-365nm的紫外灯下检视。纸色 谱或薄层色谱也可喷显色剂使之显色。薄层色谱还可用加有荧光物质的薄层硅胶,采用荧光熄灭 法检视。用纸色谱进行定量测定时,可将色谱斑点部分剪下或挖取,用溶剂溶出该成分,再用分 光光度法或比色法测定,也可用色谱扫描仪直接在纸或薄层板上测出,也可用色谱扫描仪直接以 纸或薄层板上测出。柱色谱、气相色谱和高效液相色谱可用接于色谱柱出口处的各种检测器检测。 柱色谱还可分部收集流出液后用适宜方法测定。 柱色谱法 所用色谱管为内径均匀、下端缩口的硬质玻璃管,下端用棉花或玻璃纤维塞住,管内装有吸 附剂。色谱柱的大小,吸附剂的品种和用量,以及洗脱时的流速,均按各单体中的规定。吸附剂 的颗粒应尽可能保持大小均匀,以保证良好的分离效果,除另有规定外通常多采用直径为0.07-0.15mm的颗粒。吸附剂的活性或吸附力对分离效果有影响,应予注意。 吸附剂的填装干法:将吸附剂一次加入色谱管,振动管壁使其均匀下沉,然后沿管壁缓缓 加入开始层析时使用的流动相,或将色谱管下端出口加活塞,加入适量的流动相,旋开活使流动 相缓缓滴出,然后自管顶缓缓加入吸附剂,使其均匀地润湿下沉,在管内形成松紧适度的吸附层。 操作过程中应保持有充分的流动相留在吸附层的上面。湿法:将吸附剂与流动相混合,搅拌以除 去空气泡,徐徐倾入色谱管中,然后再加入流动相,将附着于管壁的吸附剂洗下,使色谱柱表面

分析化学答案第18章 经典液相色谱法

第18章 经典液相色谱法 思考题 3. 已知某混合物试样A 、B 、C 三组分的分配系数分别为440、480、520,三组分在薄层色谱上R f 值的大小顺序如何? 解: ∵m s f V V K R +=11 ,Vs 、Vm 一定,K 越大,R f 越小。 ∴ R fA > R fB > R Fc 习题 1. 假如一个溶质的分配比为0.2,求它在色谱流动相中的百分率是多少。 解:∵ 2.0==m s W W k %3.83%1002 .011%100=?+=?+=s m m W W W A 2. 一根色谱柱长10cm,流动相流速为0.01cm/s ,组分A 的洗脱时间为40min ,A 在流动相 中消耗多少时间? 解:min 7.1660 01.0100=?==u L t 即A 在流动相中消耗的时间为16.7min. 3. 已知A 与B 物质在同一薄层板上的相对比移值为1.5。展开后,B 物质色斑距原点9cm , 此时溶剂前沿到原点的距离为18cm, 求A 物质的展距和R f 。 解:5.19 )() (====A B A B f A f t l l l R R R l a = 9×1.5 = 13.5 cm 75.018 5.130===l l R A fA 4. 今有两种性质相似的组分A 和B ,共存于同一溶液中。用纸色谱分离时,它们的比移值 R f 分别为0.45和0.63。欲使分离后两斑点中心间的距离为2cm ,滤纸条应取用多长? 解:设A 组分的展距为l A , 则B 组分的展距为l A +2 , 45.00== l l R A fA 63.020=+=l l R A fB cm l 1.1145 .063.020=-=

气相色谱仪原理、结构及操作

气相色谱仪原理、结构及操作 1、基本原理 气相色谱(GC)是一种分离技术。实际工作中要分析的样品往往是复杂基体中的多组分混合物,对含有未知组分的样品,首先必须将其分离,然后才能对有关组分进行进一步的分析。混合物的分离是基于组分的物理化学性质的差异,GC主要是利用物质的沸点、极性及吸附性质的差异来实现混合物的分离。待分析样品在汽化室汽化后被惰性气体(即载气,一般是N2、He等)带入色谱柱,柱内含有液体或固体固定相,由于样品中各组分的沸点、极性或吸附性能不同,每种组分都倾向于在流动相和固定相之间形成分配或吸附平衡。但由于载气是流动的,这种平衡实际上很难建立起来,也正是由于载气的流动,使样品组分在运动中进行反复多次的分配或吸附/解附,结果在载气中分配浓度大的组分先流出色谱柱,而在固定相中分配浓度大的组分后流出。当组分流出色谱柱后,立即进入检测器,检测器能够将样品组分的存在与否转变为电信号,而电信号的大小与被测组分的量或浓度成比例,当将这些信号放大并记录下来时,就是如图2所示的色谱图(假设样品分离出三个组分),它包含了色谱的全部原始信息。在没有组分流出时,色谱图的记录是检测器的本底信号,即色谱图的基线。 2、气相色谱结构及维护 2.1 进样隔垫 进样隔垫一般为硅橡胶材料制成,一般可分普通型、优质型和高温型三种,普通型为米黄色,不耐高温,一般在200℃以下使用;优质型可耐温到300℃;高温型为绿色,使用温度可高于350℃,至色谱柱最高使用温度的400℃。正因为进样隔垫多为硅橡胶材料制成,其中不可避免地含有一些残留溶剂和/或低分子齐聚物,另外由于汽化室高温的影响,硅橡胶会发生部分降解,这些残留的溶剂和降解产物如果进入色谱柱,就

色谱的分离基本原理是什么

相色谱的分离基本原理是什么? 1.利用混合物中各组分在流动相和固定相中具有不同的溶解和解吸能力,或不同的吸附和脱附能力或其他亲和性能作用的差异。 2.当两相作相对运动时样品各组分在两相中反复多次受到各种作用力的作用,从而使混合物中各组分获得分离。 简述气相色谱仪的基本组成。 基本部件包括5个组成部分。 1.气路系统; 2.进样系统; 3.分离系统; 4.检测系统; 5.记录系统。 简述气相色谱法的特点? 1、高分离效能; 2、高选择性; 3、高灵敏度; 4、快速; 5、应用广泛。 什么叫保留时间? 从进样开始至每个组分流出曲线达极大值所需的时间,可作为色谱峰位置的标志,此时间称为保留时间,用t表示。 什么是色谱图? 进样后色谱柱流出物通过检测器系统时,所产生的响应信号时间或载气流出气体积的叫曲线图称为色谱图。 什么是色谱峰?峰面积? 1、色谱柱流出组分通过检测器系统时所产生的响应信号的微分曲线称为色谱峰。 2、出峰到峰回到基线所包围的面积,称为峰面积。 怎样测定载气流速? 高档色谱仪上均安装有自动测试装置,无自动测试装每捎迷砟ち髁考撇猓砟ち髁考屏釉诓饧觳獬隹冢ㄒ部山字爰觳馄鞫峡砟ち髁考撇饨釉谏字欢耍馐悦糠种拥牧魉佟2馔旰笊咨卵沽Ρ碇甘净嵘撸蚴俏露壬呱字云宓淖枇υ黾樱灰蜒沽Φ飨吕矗鄙孜露壬呶攘髦甘静换岣谋洹2馐栽仄魉僭谑椅孪虏馐浴?BR>怎样控制载气流速? 载气流速的控制主要靠气路上高压钢瓶上的减压阀减压,然后经仪器的稳压阀稳压,再经稳流阀以达到控制载气流量稳定,减压阀给出的压力要高出稳压后的压力。非程序升温色谱一般没有稳流阀,只靠稳压阀控制流速。 气相色谱分析怎样测其线速度? 1、一般测定线速度实际上是测定色谱柱的死时间; 2、甲烷作为不滞留物,测定甲烷的保留时间(TCD检测器以空气峰), 3、用色谱柱的长度除以甲烷的保留时间得到色谱柱的平均线速度。气相色谱分析中如何选择载气流速的最佳操作条件? 在色谱分析中,选择好最佳的载气流速可获得塔板高度的最小值。因此,从速率理论关于峰形扩张公式可求出最佳流速值。通常色谱柱内径4mm,可用流速为30ml/min 气相色谱分析中如何选择载气的最佳操作条件? 1、载气的性质对柱效和分析时间有影响; 2、用相对分子质量小的载气时,最佳流速和最小塔板高度都比相对分子质量大的载气时优越; 3、用轻载气有利于提高分析速度,但柱效较低;

气相色谱分离基本原理

气相色谱分离基本原理 在气相色谱过程中,混合物样品是通过色谱柱而得到分离的。为什么?基本原理是混合物样品中各组份在色谱柱中的气相和固定相间的分配系数不同,当气化后的样品被载气带入色谱柱中运行时,组份就在两相间进行了反复多次(103-106)次的分配(吸附-脱附),由于固定相对各组份的吸附能力不同,各组份在色谱柱中进行的速度就不同,经过一定的柱长后,即得到了分离。 色谱法特点: 1.高选择性 2.高分离效能 3.高灵敏度 4.分析速度快 5.应用范围广 缺点:从色谱峰不能直接给出定性的结果,必须有已知的纯物质作对照,才能确定色谱峰对应的物质。 制氧3.5万M3制氧机组用色谱仪.FID50(AR50) 该色谱仪来自比利时ORTHDDYNE公司,分析微量的甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丁烷、乙炔、异丁烷、丁二烯、碳氢化合物的分析,工艺量为ppm单位。 该色谱仪由①FID50、②U6V A、③U8V A、④UFOPN、⑤UFPON 5个单元组成 ①FID50是一台用于色谱分析的多功能数据处理器,带有22位内部数据采集系统,大量的输入、输出允许用户控制分析器内部参数和采样系统的外部参数,鉴定器采用氢火焰离子检测器。 ②U6V A U6V A为由一个六孔阀组成的自控切换阀,用于气体采样和注入,由生产工艺来的样品气由U6V A阀定量取样后送至U8V A经U8V A送到色谱柱OPN ③U8V A U8V A(HR)由一个8孔阀组成的自控切换阀,它的作用使乙炔和乙烷在PON色谱柱中分离,因为柱OPN分不开乙烷和乙炔 H代表针形阀R代表逆流洗涤 ④UFOPN UFOPN为恒温模块,恒温温度80℃,该恒温箱中装一个色谱柱,面板显示设定温度和实际温度 △▽用于改变设定值 ⑤UFPON UFPON为恒温模块,温度为90℃,该恒温箱中安装一个色谱柱,面板显示设定温度和实际温度 △▽用于改变设定值 当仪器启动时,要输入用户口令USER口令1111 SUPERUISOR口令2222 主菜单 10 analysis 分析 20 monitoring 监控 30 analysis parameters 分析参数

第十四章色谱法分离原理培训课件

第十四章色谱法分离原理 一.教学内容 1.色谱分离的基本原理和基本概念 2.色谱分离的理论基础 3.色谱定性和定量分析的方法 二.重点与难点 1.塔板理论,包括流出曲线方程、理论塔板数(n)及有效理论塔板数 (n e f f)和塔板高度(H)及有效塔板高度(H e f f)的计算 2.速率理论方程 3.分离度和基本分离方程 三.教学要求 1.熟练掌握色谱分离方法的原理 2.掌握色谱流出曲线(色谱峰)所代表的各种技术参数的准确含义 3.能够利用塔板理论和速率理论方程判断影响色谱分离各种实验因素 4.学会各种定性和定量的分析方法 四.学时安排4学时 第一节概述 色谱法早在1903年由俄国植物学家茨维特分离植物色素时采用。他在研究植物叶的色素成分时,将植物叶子的萃取物倒入填有碳酸钙的直立玻璃管内,然后加入石油醚使其自由流下,结果色素

中各组分互相分离形成各种不同颜色的谱带。这种方法因此得名为色谱法。以后此法逐渐应用于无色物质的分离,“色谱”二字虽已失去原来的含义.但仍被人们沿用至今。 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。 从不同角度,可将色谱法分类如下: 1.按两相状态分类 气体为流动相的色谱称为气相色谱(G C) 根据固定相是固体吸附剂还是固定液(附着在惰性载体上的 一薄层有机化合物液体),又可分为气固色谱(G S C)和气液色谱(GL C)。液体为流动相的色谱称液相色谱(LC) 同理液相色谱亦可分为液固色谱(L SC)和液液色谱(L LC)。超临界流体为流动相的色谱为超临界流体色谱(SF C)。随着色谱工作的发展,通过化学反应将固定液键合到载体表面,这种化学键合固定相的色谱又称化学键合相色谱(CB PC). 2.按分离机理分类 利用组分在吸附剂(固定相)上的吸附能力强弱不同而得以分离的方法,称为吸附色谱法。 利用组分在固定液(固定相)中溶解度不同而达到分离的方法称为分配色谱法。 利用组分在离子交换剂(固定相)上的亲和力大小不同而达到分离的方法,称为离子交换色谱法。 利用大小不同的分子在多孔固定相中的选择渗透而达到分离

第十八章 高效液相色谱法

1、简述高效液相色谱法和气相色谱法的主要异同点。 2、什么是化学键合相?常用的化学键合相有哪几种类型?分别用于哪些液相色谱法中? 化学键合相:化学键合相是通过化学反应将有机基团键合在载体表面构成的固定相,简称键合相。 ①非极性键合相。例如十八烷基硅烷(ODS)。通常用于反相色谱。 ②弱极性键合固定相。常见的有醚基和二羟基键合相。这种键合相可作为正相或反相 色谱的固定相,视流动相的极性而定。这类固定相应用较少。 ③极性键合相。常用氨基、氰基键合相。一般都用作正相色谱的固定相,但有时也用 于反相色谱。氰基键合相与双键化合物可能发生选择性作用,因而对双键异构体或 含双键数不同的环状化合物有较好的分离能力。氨基键合相兼有氢键接受和给予两 种性能。对多功能基化合物有很好的分离选择性。氨基键合相上的氨基可与糖分子 中的羟基选择性作用,因此在糖的分离中广泛使用。在酸性介质中它还是一种弱阴 离子交换剂,能分离核苷酸。 3、什么是正相色谱?什么是反相色谱?各适用于分离哪些化合物/ 正相色谱:固定相极性大于流动相极性的色谱。主要用于分离溶于有机溶剂的极性至中等极性的分子型化合物。 反相色谱:固定相极性小于流动相极性的色谱。适合分离非极性至中等极性的组分,由它派生的离子抑制色谱法和反相离子对色谱法,还可以分离有机酸、碱及盐等离子型化合物。 4、简述反相键合相色谱法的分离机制。 387页。 原理:将离子交换色谱与电导检测器相结合分析各种离子的方法,称之为离子色谱法。 应用范围:一些在可见或近紫外光区没有吸收,难于用紫外—可见检测器进行检测的无机离子等。 原理:把离子对试剂加入到含水流动相中,被分析的组分离子在流动相中与离子对试剂的反离子生成不荷电的中性离子对,从而增加溶质与非极性固定相的作用,使分配系数增加,改善分离效果。分析酸类或者带负电荷的物质时,一般用季铵盐作离子对试剂,分析碱类或者带正电荷的物质时,一般用烷基磺酸盐或硫酸盐作离子对试剂。 应用范围:适用于有机酸、碱、盐的分离,以及用离子交换色谱法无法分离的离子型和非离子型化合物的混合物的分离。 原理:在反相色谱中,流动相的pH变化会改变溶质的离解程度,在其他条件不变时,溶质的离解程度越高,k值越小。因此常加入少量弱酸、弱碱或缓冲溶液,调节流动相的pH,抑制有机弱酸、弱碱的离解,增加它与固定相的疏水缔合作用,已达到分离目的。一般来说对于弱酸,降低流动相的pH,k增大,t R增大。对于弱碱,则需提高流动相的pH,才能使k增大,t R增大。 应用范围:适用于3≤pKa≤7的弱酸及7≤pKa≤8的弱碱。 6、亲和色谱的分离机制是什么?有何特点? 亲和色谱法(AC)是利用或模拟生物分子之间的专一性作用,从复杂试样中分离和分析能产生专一性亲合作用的物质的一种色谱方法。亲和色谱是基于试样中组分与固定在载体上的配基之间的专一性亲和作用而实现分离的。当含有亲何物的试样流经固定相时,亲和物

气相色谱的原理定性定量分析

气相色谱的原理及定性定量分析 基本原理 气相色谱是将有机物分离的一种方法,它也可以对混合物的组成进行定性定量分析。混合物是通过在流动相和固定相中的相作用而分离的。流动相和固定相构成色谱法的基础。流动相可以有气体和液体两种状态,固定相则有液体和固体两种状态。流动相是气体的称作气相色谱。流动相是液体的称做液相色谱。气相色谱是一种分配色谱,其固定相是由特定的液体黏附在一些固体基质上组成的。 各种气相色谱仪虽然在功能、价格和操作上有所不同,但其都是由气流系统、分离系统、检测系统和数据处理系统所组成的。如下图:

气相色谱的气流系统主要包括气源和气体纯化及调节装置。气源一部分是作为流动相 的载气,我们所使用的载气是氮气。气源的另一部分是作为后期检测所用的燃烧气体,主要是氢气和空气。由于进入分离系统的气体纯度需要保证,所以不论气源纯度如何,都应通过气体净化装置才能进入色谱分离系统。虽然根据检测器或色谱柱不同,气相色谱的气体纯度有所差异,但所有气体的纯度至少要达到99%以上,许多情况下应达99?99%。气相色谱分离系统包括样品汽化室和色谱柱两部分。气相色谱分离技术需要所测有机物样品必须在气态才能进行,因此,首先需要将液态或固态的样品加热(100一300℃)汽化才能进入色谱柱进 行分离。这样气相色谱进样是用人工或自动注射的方式将有机样品首先注入汽化室。 气相色谱的定性定量分析 气相色谱主要功能不仅是将混合有机物中的各种成分分离开来,而且还要对结果进行定 性定量分析。所谓定性分析就是确定分离出的各组分是什么有机物质,而定量分析就是确定分离组分的量有多少。色谱在定性分析方面远不如其它的有机物结构鉴定技术,但在定量分析方面则远远优于其它的仪器方法。

高效液相色谱法的分类及其分离原理

高效液相色谱法的分类及其分离原理 高效液相色谱法分为:液-固色谱法、液-液色谱法、离子交换色谱法、凝胶色谱法。 1.液-固色谱法(液-固吸附色谱法) 固定相是固体吸附剂,它是根据物质在固定相上的吸附作用不同来进行分配的。 ①液-固色谱法的作用机制 吸附剂:一些多孔的固体颗粒物质,其表面常存在分散的吸附中心点。 流动相中的溶质分子X(液相)被流动相S带入色谱柱后,在随载液流动的过程中,发生如下交换反应: X(液相)+nS(吸附)<==>X(吸附)+nS(液相) 其作用机制是溶质分子X(液相)和溶剂分子S(液相)对吸附剂活性表面的竞争吸附。 吸附反应的平衡常数K为: K值较小:溶剂分子吸附力很强,被吸附的溶质分子很少,先流出色谱柱。 K值较大:表示该组分分子的吸附能力较强,后流出色谱柱。 发生在吸附剂表面上的吸附-解吸平衡,就是液-固色谱分离的基础。 ②液-固色谱法的吸附剂和流动相 常用的液-固色谱吸附剂:薄膜型硅胶、全多孔型硅胶、薄膜型氧化铝、全多孔型氧化铝、分子筛、聚酰胺等。 一般规律:对于固定相而言,非极性分子与极性吸附剂(如硅胶、氧化铜)之间的作用力很弱,分配比k较小,保留时间较短;但极性分子与极性吸附剂之间的作用力很强,分配比k大,保留时间长。 对流动相的基本要求: 试样要能够溶于流动相中 流动相粘度较小 流动相不能影响试样的检测 常用的流动相:甲醇、乙醚、苯、乙腈、乙酸乙酯、吡啶等。 ③液-固色谱法的应用 常用于分离极性不同的化合物、含有不同类型或不;数量官能团的有机化合物,以及有机化合物的不同的异构体;但液-固色谱法不宜用于分离同系物,因为液-固色谱对不同相对分子质量的同系物选择性不高。 2.液-液色谱法(液-液分配色谱法) 将液体固定液涂渍在担体上作为固定相。 ①液-液色谱法的作用机制 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。 液-液色谱法与液-液萃取法的基本原理相同,均服从分配定律:K=C固/C液 K值大的组分,保留时间长,后流出色谱柱。 ②正相色谱和反相色谱 正相分配色谱用极性物质作固定相,非极性溶剂(如苯、正己烷等)作流动相。 反相分配色谱用非极性物质作固定相,极性溶剂(如水、甲醇、己腈等)作流动相。

气相色谱分离的原理

峰面积:组分流出的曲线与基线所包围的面积。表示:符号A 峰底:色谱峰下面的基线延长线(峰起点到终点间的直线CD) 峰高:色谱峰最高点至峰底的垂直距离AB' 表示符号:h 峰宽(W):沿色谱峰两侧拐点所作的切线与峰底相交两点之间的距离。IJ。符号: 半峰宽(Wh/2):峰高为0.5h处的峰宽。 标准偏差(σ):峰高0.607h处峰宽EF的一半。 区域宽度:色谱峰的区域宽度是色谱流出曲线的重要参数之一,可用于衡量色谱柱的柱效及反映色谱操作条件下的动力学因素。宽度越窄,其效率越高,分离的效果也越好。 保留时间:试样从进样到出现峰极大值时的时间。它包括组份随流动相通过柱子的时间t0和组份在固定相中滞留的时间。 死时间:不与固定相作用的物质从进样到出现峰极大值时的时间,它与色谱柱的空隙体积成正比。由于该物质不与固定相作用,因此,其流速与流动相的流速相近。 调整保留时间:某组份的保留时间扣除死时间后的保留时间,是组份在固定相中的滞留时间。死体积: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的总和。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的流动相的体积。 调整保留体积:某组份的保留体积扣除死体积后的体积。 净保留体积:用压力梯度校正因子修正后的组分调整保留体积,VN 比保留体积:组分在每g固定液校正到273.15K时的净保留体积,Vg 相比率:气相与吸附剂或固定液体积之比β=VG/VS,VG/VL 相对保留值:相同操作条件下,组分与参比物质的调整保留值之比ri,s 柱外效应:是指色谱柱之外的造成色谱峰展宽的成因,主要由进样装置、检测池及它们与柱之间的连接管路所产生. 即从进样系统到检测器之间色谱柱以外的流路部分,由于进样方式、柱后扩散等因素对柱效能所产生的影响。 反吹:一些组分被洗脱后,将载气反向通过色谱柱,使另一些组分向相反方向移动的操作.目的是为了使组分从色谱柱相反方向洗脱,可节省时间,或使组分不进入会受其污染的另一色谱柱. 老化:色谱柱在高于使用柱温下通过载气进行处理的过程.老化温度不可超过固定液的允许最高使用温度,老化时间一般为10小时左右. 色谱柱老化的目的:是彻底除去填充物中的残留溶剂和某些挥发性的物质;另一方面是促进固定液均匀牢固地分布在担体的表面上. 柱流失:所有的色谱柱都有柱流失的现象,来源于固定相由于各种原因降解而产生的被洗脱物质。柱流失会随着温度的升高而加剧。 基线噪声又称噪音,定义为没有溶质通过检测器时,检测器输出的信号变化,以RN表示。噪声是指与被测样品无关的检测器输出信号的随机扰动变化。 漂移是指基线随时间的增加朝单一方向规律性移动。造成漂移的原因是电源电压不稳;检测器本身或附属电子元件性能不佳;或者温度及流动相流速的缓慢变化;固定相从柱中冲刷下来;更换的新溶剂在柱中尚未达到平衡等 检测器的线性范围定义为在检测器呈线性时最大和最小进样量之比,或叫最大允许进样量(浓度)与最小检测量(浓度)之比。 检测器的灵敏度灵敏度可定义为信号(R)对进人检测器的组分量(C)的变化率 检测器的检测限如果要把信号从本底噪声中识别出来,则组分的响应值就一定要高于N。检测器响应值为2倍噪声水平时的试样浓度(或质量),被定义为最低检测限。 最小检测量指产生二倍噪声峰高时,色谱体系(即色谱仪)所需的进样量。 响应速度(响应时间):响应时间指进入检测器的某一组分的输出信号达到其真值的63%所需

气相色谱法原理详细介绍

第七章 气相色谱法 7-1 概述 色谱分析是一种多组分混合物的分离,分析工具,它主要利用物质的物理性持进行分离并测定混合物中的各个组分。色谱法也称色层法或层析法。 色谱法是俄国植物学家茨维特于1906年创立的。他在研究植物叶色素成分时,使用了一根竖直的玻璃管,管充填颗料的碳酸钙,然后将植物叶的石油醚浸取液由柱顶端加入,并继续用纯净石油醚淋洗。结果发现在玻璃管植物色素被分离成具有不同颜色的谱带,“色谱”一词也就由此得名。后来这种分离方法逐渐应用于无色物质的分离,“色谱”一词虽然已失去原来的含义,但仍被沿用下来。色谱法应用于分析化学中,并与适当的检测手段相结合时,就构成了色谱分析法。通常所说的色谱法就是指色谱分析法。 一、色谱法的分类 色谱法有多种类型,从不同的色度出发,可有各种色谱分类法: 1.按两相状态分类 所谓“相”是指一个体系中的某一均匀部分如上例中玻璃管的碳酸钙为固定相,流动的石油醚液体为流动相。按所使用的固定相和流动相的不同,色谱法可分为下面几类: 2.按固定相使用形式分类 柱色谱:固定相装在色谱柱中(填充柱和毛细管柱)。 纸色谱:固定相为滤纸,把样品溶液点加到滤纸上,然后用溶剂将共展殿。 薄层色谱:将固定相涂成薄层或做成薄膜操作方法类似于纸色谱。 3.按分离过程的机制分类 吸附色谱:固定相起吸附剂的作用,利用它对不同物质的物理吸附性质的差别达到样品组分的分离。 分配色谱:利用不同组分在固定相与流动相间分配系数的差异进行分离。 此外,还有一些利用其它物理化学原理进行分离的色谱方法,如离子交换色谱,络合色谱、热色谱等等。 本章讨论应用非常广泛的气相色谱。 二、气相色谱法的工作过程 如前所述,气相色谱是采用气体为流动相的色谱方未能,作为流动相的气体——载气,是指不与被测物质作用,用来载送样品的惰性气体(如氢、氮等)。载气携带着欲分离的样品通过色谱柱中固定相,使样品中各组分分离,然后分别进入检测器。其简单流程如图7-1所示。载气由高压钢瓶1供给,经减压阀2减压后,进入载气净化干燥管以除去载气中的水分。由针形阀4控制载气的压力和流量。流量计5和压力表6用以指示载气的柱前流量和压力。再经进样器7(试样就从进样器注入),样品随着载气进入色谱柱8,将各组分分离后依次进入检测9后放空。检测器信号由记录仪10记录,就可得到如图7-2所示的色谱图,国中每个峰代表混合物中的一个组分。 由图7-1可见,气相色谱仪由五部分构成: I .气路系统:包括气源、气体净化、气体流量的控制和测量。 气相色谱 气—固色谱:流动相为气体,固定相为固体吸附剂。 气—液色谱:流动相为气体,固定相为涂在固体担体上或毛细管内壁上的液体。 液相色谱 液—固色谱:流动相为液体,固定相为固体吸附剂。 液—液色谱:流动相为液体,固定相为涂在固体担体上的液体。

气相色谱原理

气相色谱仪原理 什么是气相色谱 本章介绍气相色谱的功能和用途,以及色谱仪的基本结构。 气相色谱(GC)是一种把混合物分离成单个组分的实验技术。它被用来对样品组分进行鉴定和定量测定》 基子时间的差别进行分离 和物理分离(比如蒸馏和类似的技术)不同,气相色谱(GC)是基于时间差别的分离技术。 将气化的混合物或气体通过含有某种物质的管,基于管中物质对不同化合物的保留性能不同而得到分离。这样,就是基于时间的差别对化合物进行分离。样品经过检测器以后,被记录的就是色谱图(图1),每一个峰代表最初混合样品中不同的组分。 峰出现的时间称为保留时间,可以用来对每个组分进行定性,而峰的大小(峰高或峰面积)则是组分含量大小的度量。 图1典型色谱图

系统 一个气相色谱系统包括 可控而纯净的载气源.它能将样品带入GC系统进样口,它同时还作为液体样品的气化室色谱柱,实现随时间的分离 检测器,当组分通过时,检测器电信号的输出值改变,从而对组分做出响应 某种数据处理装置图2是对此作出的一个总结。 样品 载气源一^ 进样口一^ 色谱柱一^ 检测器一_ 数据处理」 图2色谱系统 气源

载气必须是纯净的。污染物可能与样品或色谱柱反应,产生假峰进入检测器使基线噪音增大等。推荐使用配备有水分、烃类化合物和氧气捕集阱的高纯载气。见图 钢瓶阀 若使用气体发生器而不是气体钢瓶时,应对每一台GC都装配净化器,并且使气源尽可能靠近仪器的背面。 进样口 进样口就是将挥发后的样品引入载气流。最常用的进样装置是注射进样口和进样阀。注射进样口 用于气体和液体样品进样。常用来加热使液体样品蒸发。用气体或液体注射器穿透隔垫将样品注入载气流。其原理(非实际设计尺寸)如图4所示。

气相色谱的分离基本原理

一、气相色谱的分离基本原理是什么? 1.利用混合物中各组分在流动相和固定相中具有不同的溶解和解吸能力,或不同的吸附和脱附能力或其他亲和性能作用的差异。 2.当两相作相对运动时样品各组分在两相中反复多次受到各种作用力的作用,从而使混合物中各组分获得分离。 二、简述气相色谱仪的基本组成。 基本部件包括5个组成部分。 1.气路系统;2.进样系统;3.分离系统;4.检测系统;5.记录系统。 简述气相色谱法的特点? 1、高分离效能; 2、高选择性; 3、高灵敏度; 4、快速; 5、应用广泛。 三、什么叫保留时间? 从进样开始至每个组分流出曲线达极大值所需的时间,可作为色谱峰位置的标志,此时间称为保留时间,用t表示。 四、什么是色谱图? 进样后色谱柱流出物通过检测器系统时,所产生的响应信号时间或载气流出气体积的叫曲线图称为色谱图。 五、什么是色谱峰?峰面积? 1、色谱柱流出组分通过检测器系统时所产生的响应信号的微分曲线称为色谱峰。 2、出峰到峰回到基线所包围的面积,称为峰面积。 六、怎样测定载气流速? 高档色谱仪上均安装有自动测试装置,无自动测试装置可用皂膜流量计测,将皂膜流量计连接在测检测出口(也可将色谱柱与检测器断开皂膜流量计测接在色谱柱一端),测试每分钟的流速。测完后色谱升温压力表指示会升高,原因是温度升高色谱柱对气体的阻力增加,不要把压力调下来,当色谱温度升高稳流指示不会改变。测试载气流速在室温下测试。 七、怎样控制载气流速? 载气流速的控制主要靠气路上高压钢瓶上的减压阀减压,然后经仪器的稳压阀稳压,再经稳流阀以达到控制载气流量稳定,减压阀给出的压力要高出稳压后的压力。非程序升温色谱一般没有稳流阀,只靠稳压阀控制流速。 八、气相色谱分析怎样测其线速度? 1、一般测定线速度实际上是测定色谱柱的死时间; 2、甲烷作为不滞留物,测定甲烷的保留时间(TCD检测器以空气峰), 3、用色谱柱的长度除以甲烷的保留时间得到色谱柱的平均线速度。 九、气相色谱分析中如何选择载气流速的最佳操作条件? 在色谱分析中,选择好最佳的载气流速可获得塔板高度的最小值。因此,从速率理论关于峰形扩张公式可求出最佳流速值。通常色谱柱内径4mm,可用流速为30ml/min 十、气相色谱分析中如何选择载气的最佳操作条件? 1、载气的性质对柱效和分析时间有影响; 2、用相对分子质量小的载气时,最佳流速和最

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