当前位置: 扩散器 >> 扩散器前景 >> 实验员逃不过的色谱知识色谱总论气相色谱
色谱法空谈
1.色谱剖析法:色谱法是一种离开剖析法子,它哄骗样本中各组分与活动相和稳固相的做使劲不同(吸附、分派、调换等本能上的差别),先将它们离开,后按必定依次探测各组分及其含量的法子。2.色谱法的离开道理:当搀杂物随活动相流经色谱柱时,就会与柱中稳固相产生效用(熔解、吸附等),由于搀杂物中各组分物理化学性质和组织上的差别,与稳固相产生效用的巨细、强弱不同,在统一鞭策力效用下,各组分在稳固相中的淹留光阴不同,进而使搀杂物中各组分按必定依次从柱中流出。这类哄骗各组分在两相中本能上的差别,使搀杂物中各组分离开的技艺,称为色谱法。3.活动相——色谱离开历程中带领组分上前挪动的物资。4.稳固相——色谱离开历程中不挪动的具备吸附活性的固体或是涂渍在载体表面的液体。5.色谱法的特性:(1)离开效率高,繁杂搀杂物,有机同系物、异构体。(2)伶俐度高,也许探测出μg·g-1(10-6)级乃至ng·g-1(10-9)级的物资量。(3)剖析速度快,个别在几分钟或几特别钟内也许达成一个试样的剖析。(4)运用领域广,气相色谱:沸点低于℃的种种有机或无机试样的剖析。液相色谱:高沸点、热不稳固、生物试样的离开剖析。(5)高抉择性:对性质极其宛如的组分有很强的离开才略。不够之处:被离开组分的定性较为痛苦。6.色谱剖析法的分类:按两相状况分类,按操纵大势分类,按离开道理分类。7.按两相状况分类:气相色谱(GasChromatography,GC);液相色谱(LiquidChromatography,LC);超临界流体色谱(SupercriticalFluidChromatography,SFC)。气相色谱:
活动相为气体(称为载气),罕用的气相色谱活动相有N2、H2、He等气体;按离开柱不同可分为:填充柱色谱和毛细管柱色谱;按稳固相的不同又分为:气固色谱和睦液色谱;液相色谱:活动相为液体(也称为淋洗液);按稳固相的不同分为:液固色谱和液液色谱;超临界流体色谱:活动相为超临界流体,超临界流体是一种介于气体和液体之间的状况。超临界流体色谱法是集气相色谱法和液相色谱法的上风而进展起来的一种新式的色谱离开剖析技艺,不只也许剖析气相色谱不宜剖析的高沸点、低蒸发性的试样组分,况且具备比高效液相色谱更快的剖析速度和更高的柱效率。8.按操纵大势分类:柱色谱(ColumnChromatography,CC):稳固相装在柱管内,包罗:填充柱色谱和毛细管柱色谱。纸色谱(PaperChromatography,PC)稳固相为滤纸;采纳恰当溶剂使样本在滤纸上张开而停止离开,薄层色谱(ThinLayerChromatography,TLC)稳固相压成或涂成薄层,操纵法子同纸色谱。9.按离开道理分类:吸附色谱(Absorptionchromatography);分派色谱(PartitionChromatography);离子调换色谱(IonExchangeChromatography);凝胶色谱(GelChromatography)。10.色谱图:组分在探测器上产生的记号强度对光阴(t)所做的图,由于它纪录了各组分流优秀谱柱的景况,因此,又叫色谱流出弧线,流出弧线的崛起部份称为色谱峰。11.色谱保存值:色谱保存值是色谱定性剖析的根据,它呈现了各待测组分在色谱柱上的淹留景况。在稳固相中熔解本能越好,或与稳固相的吸附本能越强的组分,在柱中的淹留光阴越长,也许说,将组分带优秀谱柱所需的活动相体积越大,因此,保存值也许用保存光阴和保存体积两套参数来描写。12.色谱图上的色谱流出弧线也许申明甚么题目:凭借色谱峰的数量,可判定样本中所含组分的起码个数;凭借色谱峰的保存值停止定性剖析;凭借色谱峰的面积或峰高停止定量剖析;凭借色谱峰的保存值和地区宽度评估色谱柱的离开功效;凭借两峰间的间隔,可评估稳固相及活动相抉择能否恰当。13.分派比:分派比是指,在必定温度下,组分在两相间分派抵达均衡时的原料比。14.在色谱流出弧线上,两峰之间的间隔要紧由两组分在两相间的分派系数依旧散布速度决计?为甚么?答:分派系数。两峰间的间隔由热力学成分决计,两组分在两相中分派系数差别越大,两峰间的间隔则出入越大,越简洁被离开。而散布速度是动力学成分,反响在色谱流出弧线上即为色谱峰的地区宽度(形态)。15.色谱理论须要治理的题目:色谱离开历程的热力学和动力知识题。影响离开及柱效的成分与抬高柱效的道路,柱效与离开度的评估目标及其相干。16.组分保存光阴何以不同?色谱峰何以变宽?组分保存光阴:色谱历程的热力学成分节制,(组分和稳固液的结谈判性质)。色谱峰变宽:色谱历程的动力学成分节制,(两相中的行动阻力,散布效用)。塔板理论和速度理论离别从热力学和动力学的角度申领会色谱离开功效及其影响成分。17.半阅历理论:将色谱离开历程相比做蒸馏历程,将继续的色谱离开历程瓜分成屡屡的均衡历程的反复(相像于蒸馏塔塔板上的均衡历程)。18.塔板理论的特性:塔板理论引入了塔板数和塔板高度做为柱效的掂量目标;不同物资在统一色谱柱上的分派系数不同,用灵验塔板数和灵验塔板高度做为掂量柱功效的目标时,应指明测定物资;柱效不能示意被离开组分的理论离开成果,当两组分的分派系数K相像时,不管该色谱柱的塔板数多大,都无奈离开。19.塔板理论的不够:塔板理论的基础假使不相符色谱柱的理论离开历程。塔板理论无奈注释统一色谱柱在不同的活动相流速下柱效不同的尝试终于,不能申明色谱峰为甚么会展宽,同时未能指出影响柱效的成分及抬高柱效的道路和法子。20.速度方程(也称范第姆特方程式):H=A+B/u+C·u,H:塔板高度;u:活动相的平衡线速度(cm/s)。A.─涡流散布项:A与活动相性质、活动相速度无关。要减小A值,须要从抬高稳固相的颗粒细度和平均性以及填充平均性来治理。关于空腹毛细管柱,A=0。稳固相颗粒越小dp↓,填充的越平均,A↓,H↓,柱效n↑,展此刻涡流散布所引发的色谱峰变宽景象削减,色谱峰较窄。B/u—分子散布项:存在着浓度差,产生纵向散布;散布致使色谱峰变宽,H↑(n↓),离开变差;分子散布项与流速联系,流速↓,淹留光阴↑,散布↑;散布系数:Dg∝(M载气)-1/2;M载气↑,B值↓。C·u—传质阻力项:dp↓,df↓,D↑,可低沉传质阻力。21.H-u弧线与最好流速:由于,流速对这两项彻底相悖的效用,流速对柱效的总影响使得存在着一个最好流速值,即,速度方程式中塔板高度对流速的一阶导数有一微小值。以塔板高度H对应流速u做图,弧线最低点的流赶快为最好流速。22.速度理论的重点:组分分子在柱内运转的多路途与涡流散布、浓度梯度所产生的分子散布及传质阻力使两相间的分派均衡不能转瞬抵达等成分是产生色谱峰增添、柱效降落的要紧道理;通过抉择恰当的稳固相粒度、载气品种、液膜厚度及载气流速可抬高柱效;速度理论为色谱离开和操纵前提抉择供给了理论疏导。剖析了流速和柱温对柱效及离开的影响;种种成分互相限制,如,载气流速增大,分子散布项的影响减小,使柱效抬高,但同时传质阻力项的影响增大,又使柱效降落;柱温抬高,有益于传质,但又加重了分子散布的影响。抉择最好前提,才干使柱效抵达最高。23.色谱定性法子:①与标样对比的法子:哄骗保存值定性:通过对比赛样中具备与纯物资相像保存值的色谱峰,来肯定试样中能否含有该物资及在色谱图中的地位。不实用于不同仪器上取得的数据之间的对比。哄骗介入法定性:将纯物资介入到试样中,考察各组分色谱峰的相对改变。②哄骗文件保存值定性:哄骗相对保存值r21定性。相对保存值r21仅与柱温文稳固相性质联系。在色谱手册中都列有种种物资在不同稳固相上的保存数据,也许用来停止定性判定。24.色谱定量剖析:①定量订正因子:试样中各组分原料与其色谱峰面积成正比,即,mi=fi’·Ai;绝对订正因子:比例系数fi;单元面积对应的物资量:fI’=mi/Ai,相对订正因子fi:即,组分的绝对订正因子与准则物资的绝对订正因子之比。②罕用的几种定量法子:(1)归一化法:特性及请求:轻便、明确;进样量的明确性和操纵前提的改动对测定终于影响不大;仅实用于试样中悉数组分全出峰的景况。(2)外标法——准则弧线法:特性及请求:外标法不哄骗订正因子,明确性较高,操纵前提改变对终于明确性影响较大。对进样量的明确性节制请求较高,实用于巨额量试样的马上剖析。(3)内标法:内标物要餍足如下请求:(a)试样中不含有该物资;(b)与被测组分性质较量热诚;(c)不与试样产生化学反响;(d)出峰地位应位于被测组分相近,且能离开开;(e)介入量适中并与待测组分热诚。内标法特性:内标法的明确性较高,操纵前提和进样量的稍微改动对定量终于的影响不大;每个试样的剖析,都要停止两次称量,不恰当巨额量试样的马上剖析;若将内标法中的试样取样量和内标物介入量稳固,则:wi=Ai/As*常数。气相色谱法
1.气相色谱法(GC):因此气体为活动相的色谱剖析法。2.气相色谱请求样本:气化,不实用于大部份沸点高和热不稳固的化合物,关于侵蚀本能和反响本能较强的物资更难于剖析。约莫有15%~20%的有机物能用气相色谱法停止剖析。3.气相色谱仪的构成:气路系统、进样系统、离开系统、探测系统、温控系统、纪录系统。4.气路系统:包罗气源、净化器和载气流速节制;罕用的载气有:氢气、氮气、氦气。5.进样系统:包罗:进样安装和睦化室,气体进样器(六通阀):试样首先充足定量管,切入后,载气带领定量管中的试样气体投入离开柱;液体进样器:不同规格的微量打针器,填充柱色谱罕用10μL;毛细管色谱罕用1μL;新式仪器带有全主动液体进样器,荡涤、润冲、取样、进样、换样等历程主动达成,一次可安置数十个试样。6.进样方法:分流进样:样本在汽化室内气化,蒸气大部份经分流管道放空,惟独微小一部份被载气导入色谱柱;不分流进样:样本直接注入色谱的汽化室,通过蒸发后一块引入色谱柱。7.离开系统:色谱柱:填充柱(2~6mm直径,1~5m长),毛细管柱(0.1~0.5mm直径,几十米长)。8.温控系统的效用:温度是色谱离开前提的要害抉择参数;气化室、色谱柱恒温箱、探测器三部份在色谱仪操纵时均需节制温度;气化室:保证液体试样转瞬气化;探测器:保证被离开后的组分通落后不在此冷凝;色谱柱恒温箱:明确节制离开须要的温度。9.探测系统:效用:将色谱离开后的各组分的量动弹为可掂量的电记号;目标:伶俐度、线性领域、反响速度、组织、通用性,通用型——对悉数物资均有反响;专属型——对特定物资有高伶俐反响;探测器类别:浓度型探测器:热导探测器、电子拿获探测器;原料型探测器:氢火焰离子化探测器、火焰光度探测器。10.热导探测器的要紧特性:组织简洁,稳固性好;对无机物和有机物都有反响,不毁坏样本;伶俐度不高。11.氢火焰离子化探测器的特性:长处:(1)模范的原料型探测器;(2)通用型探测器(测含C有机物);(3)氢焰探测工具备组织简洁、稳固性好、伶俐度高、反响飞快、死体积小、线性领域宽等特性;(4)比热导探测器的伶俐度超出近3个数量级,探测下限可达10-12g·g-1;瑕玷:(1)对载气请求高;(2)探测时要毁坏样本,无奈回收样本;(3)不能探测永远性气体、水及四氯化碳等。。。12.电子俘获探测器的特性:对卤素、硫、磷、氮、氧有很强的反响;伶俐度高,可用于痕量农药残留物的剖析;线性领域较窄。13.火焰光度探测器(FPD):是一种对含硫、磷化合物具备高抉择性的探测器。含硫、磷化合物在富氢火焰中焚烧被打成有机碎片,发出不同波长的特色光谱。14.稳固相:固体稳固相:固体吸附剂;液体稳固相:由载体和稳固液构成;会合物稳固相。15.固体稳固相:个别为固体吸附剂,罕用的有活性炭,硅胶,氧化铝和分子筛。长处:吸附容量大、热稳固性好、价值廉价;瑕玷:柱效低、吸附活性中央易中毒,哄骗前要停止活化。运用:要紧用于惰性气体、H2、O2、N2、CO、CO2和CH4等个别气体和低沸点物资。16.做为载体哄骗的物资应餍足的前提:表面有微孔组织,孔径平均,比表面积大;化学和物理惰性,即,与样本组分不起化学反响,无吸附效用或吸附很弱;热稳固性好;有必定的机器强度和浸湿性,不易破灭;具备必定的粒度和规矩的形态,最好是球形。17.对稳固液的请求:在哄骗温度下是液体,具备较低的蒸发性;具备优良的热稳固性;对要离开的各组分应具备恰当的分派系数;化学稳固性好,不与样本组分、载气、载体产生任何化学反响。18.稳固液的分类:非极性稳固液、中等极性稳固液、强极性稳固液、氢键型稳固液。19.非极性稳固液:主假如一些饱和烷烃和甲基硅油,它们与待测物资分子之间的做使劲以色散力为主。组分按沸点由低到高依次流出,若样本中兼有极性和非极性组分,则同沸点的极性组分先出峰。罕用的稳固液有角鲨烷(异三十烷)、阿皮松等。。。实用于非极性和弱极性化合物的剖析。20.中等极性稳固液:由较大的烷基和小量的极性基团或也许启蒙极化的基团构成,它们与待测物资分子间的做使劲以色散力和启蒙力为主,组分基础上按沸点依次出峰,同沸点的非极性组分先出峰。罕用的稳固液有邻苯二甲酸二壬酯、聚酯等,实用于弱极性和中等极性化合物的剖析。21.强极性稳固液:含有较强的极性基团,它们与待测物资分子间做使劲以静电力和启蒙力为主,组分按极性由小到大的依次出峰。罕用的稳固液有氧二丙腈等,实用于极性化合物的剖析。22.氢键型稳固液:是强极性稳固液中非凡的一类,与待测物资分子间做使劲以氢键力为主,组分依产生氢键的难易水平出峰,不易产生氢键的组分先出峰。罕用的稳固液有聚乙二醇、三乙醇胺等,实用于剖析含F、N、O等的化合物。23.稳固液的抉择:①按极性宛如法则抉择:极性宛如,熔解度大,分派系数大,保存光阴长;②按官能团宛如抉择:酯类——酯或聚酯类稳固液;醇类——聚乙二醇稳固液。③按要紧差别抉择:各组分间沸点是要紧差别——非极性稳固液;极性为要紧差别——极性稳固液。④抉择搀杂稳固液:关于难离开的繁杂样本,可采用两种或两种以上稳固液。24.会合物稳固相:既可做为固体稳固相,也可做为载体,又称高分子多孔微球。物资在其表面既存在吸附效用,又存在熔解效用。(1)具备较大的比表面积,表面目径平均;(2)对非极性及极性物资无无益的吸附活性,拖尾景象小,极性组分也能出对称峰;(3)由于不存在液膜,无散失景象,热稳固性好;(4)机器强度和耐侵蚀性较好,系平均球形,在填充柱色谱中平均性、重现性好,有助于削减涡流散布。25.载气品种的抉择:探测器的适应性,载气流速的巨细。26.柱温的抉择:(1)首先应使柱温节制在稳固液的最高哄骗温度(超越该温度稳固液易散失)和最低哄骗温度(低于此温度稳固液以固体大势存在)领域以内。(2)抬高柱温,也许改正传质阻力,有益于抬高柱效,收缩剖析光阴,但低沉了容量因子和抉择性,不利于离开。个别的法则是:在使最难离开的组分尽也许离开的前提下,只管采纳较低的柱温,但以保存光阴适当,峰形不拖尾为度。(3)柱温个别抉择在热诚或略低于组分平衡沸点时的温度。(4)组分繁杂,沸程宽的试样,采纳程序升温。27.载体和稳固液含量的抉择:配比:稳固液在载体上的涂渍量,个别指的是稳固液与担体的百分比,填充柱的配比时常在5%~25%之间。配比越低,担体上产生的液膜越薄,传质阻力越小,柱效越高,剖析速度也越快。配较量低时,稳固相的负载量低,准许的进样量较小。剖析处事中时常偏向于哄骗较低的配比。28.进样前提的抉择:进样量应节制在柱容量准许领域及探测器线性探测领域以内,进样请求行为快、光阴短,汽化室个别较柱温高30~70°C。29.抬高色谱离开才略的道路:(1)塔板理论:增长柱长,减小柱径,即增长柱子塔板数;(2)速度理论:减小组分在柱中的涡流散布和传质阻力,可低沉塔板高度。30.毛细管色谱柱的组织特性:(1)不装填料阻力小,长度可达百米的毛细管柱,管径0.2mm;(2)气流单道路通过柱子,消除了组分在柱中的涡流散布;(3)稳固液直接涂在管壁上,总柱内壁面积较大,涂层很薄,则气相和液相传质阻力大大低沉。(4)毛细管色谱柱柱效高达每米~0块理论塔板,一支长度米的毛细管柱,总的理论塔板数可达~。31.毛细管色谱具备如下长处:(1)离开效率高:比填充柱高10~倍;(2)剖析速度快:用毛细管色谱剖析比用填充柱色谱速度;(3)色谱峰窄、峰形对称,较多采纳程序升温方法;(4)伶俐度高,个别采纳氢焰探测器。(5)涡流散布为零。32.毛细管色谱的类别:(1)涂壁毛细管柱:将稳固液直接涂敷在管内壁上。柱制做相对简洁,但柱制备的重现性差、寿命短。(2)多孔层毛细管柱:在管壁上涂敷一层多孔性吸附剂固体微粒,产生毛细管气固色谱。(3)载体涂渍毛细管柱:将特别细的担体微粒粘接在管壁上,再涂稳固液。柱效较涂壁毛细管柱高。(4)化学键合或交联毛细管柱:将稳固液通过化学反响键合在管壁上或交联在一同。使柱效和柱寿命进一步抬高。转自:尝试室司理人
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