《色谱分析法导论》PPT课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章 色谱分析法导论,基本要求：,了解色谱法的分类及其特点。了解色谱图和保留值、容量因子、分离度等色谱术语。了解色谱定性和定量方法，了解校正因子、相对校正因子，以及归一化法、外标法和内标法等分析方法。,第一节,概论,回顾：,四大类,电化学分析法,光学分析法,色谱分析法,其他分析法,气相色谱法 GC,液相色谱法 LC,一、色谱分析法应用,1.,定量分析,主要分析,有机物,，也可分析部分无机物。,GC：分析沸点500以下，热稳定性好，分子量400以,下的物质，约占有机物总量的1520%。,LC：分析沸点高，热稳定性差，大分子量的物质，约,占有机物总量的7580%。,GC与LC相结合，,相互补充,，可以分析绝大多数常见的有机化合物。,检测限：ppmppb 与所用检测器的种类和性能有关。,2.,简单定性,回答“是不是”,二、色谱法与色谱分析方法,1.,色谱法,是一种物理化学的,分离,方法,创造人：俄国植物学家茨维特（,M.Tswett,）,1905,年，分离植物色素的试验。分离后，在玻璃管内呈现出不同颜色带，色谱一词由此得名。后来，也用来分离无色物质，习惯上仍称为色谱法。,植物色素,碳酸钙,石油醚,在色谱分离装置中，流动的那一相称为,流动相,，固定不动的那一相称为,固定相,。,色谱法：,是利用混合物各组分在固定相和流动相中具有不同分配系数（或吸附系数、渗透能力等），当两相作相对运动时，这些物质在两相中进行多次反复分配而实现分离。,2.,色谱法分类,有三种分类方法,按两相状态分类,流动相,固定相,液固色谱 LSC,液液色谱 LLC,气固色谱 GSC,气液色谱 GLC,液相色谱 LC,气相色谱GC,（液体涂在担体表面）,新型：,超临界色谱,，以超临界状态下的CO,2,作流动相。接近液体的溶解性和气体的流动性，兼有液相、气相色谱的优点。,按固定相的固定方式分类,柱色谱,：固定相装在色谱柱或涂布在柱壁上。,“填充柱”,“毛细管柱”,纸色谱：以滤纸上的纤维及其结合水作,固定相。,薄层色谱：将吸附剂涂布在平板上作,固定相。,平板色谱,吸附色谱：利用固定相表面吸附力的差异分离,混合物。,分配色谱：利用不同组分在两相间分配系数的差异,分离混合物。,离子交换色谱：利用离子交换原理分离混合物。,排阻色谱：利用多孔物质对不同大小或形状的分子,阻力上的差异分离混合物。,按分离机理分类,3,、色谱分析法,将色谱分离方法与适当的检测手段相结合，用于化学物质分析的方法。是一种仪器分析方法。,方法分类,气相色谱法，液相色谱法（均属柱色谱）,仪器分类,气相色谱仪，液相色谱仪,三、色谱分析法的特点：,1.,分离效能高,（最突出的优点）,一般的分离手段（萃取、蒸馏等）与之无法相比。,例：,GC,可将石油中的二百多个组分一次全部分开，,LC,可将食品中的氨基酸（可多达,20,多种）一次分开。,2.,灵敏度高,检测限可以达到,ppm,ppb,，与之配备高灵敏度的检测器有关。常见检测器有：热导池、氢焰检测器、电子捕获器等等。,3.,所需样品量很小,（,xxL,）,在疾病诊断、病人抽血、刑事侦察方面有较大意义。,4.,分析速度快,一次色谱分析一般只需要几分钟几十分钟，最快只需几秒钟，与高效率的分离和计算机的应用有直接关系。,5.,应用范围广,GC,与,LC,相结合，几乎可以分析全部的常见有机物。,第二节,色谱图及相关术语,一、色谱过程示意图,A+B,冲洗剂,色谱柱,检测器,记录仪,B,A,B,A,B,A,A+B,A,B,A,B,B,A,A,B,B,A,检测器,记录仪,载气,流动相,流出曲线,组份的,纵向,扩散,二、色谱图,试样,中各组分经色谱柱分离后依次进入检测器，由记录仪记录的电信号强度时间曲线，称为色谱图，也叫做流出曲线。,下图是一个典型的气相色谱图。,进样,空气峰,电信号,t,0,t,R,t,R,w,b,w,1/2,h,1.,基线,没有组分进入检测器时，系统噪声随时间变化的线称为,基线。稳定的基线是一条直线。,2.,色谱峰,组分的响应信号随时间变化而形成的峰形曲线。,正常情况下，每一种组份对应一个峰，且色谱峰呈对称性。,3.,峰高,（,h,）,峰顶点到基线的距离。,进样,空气峰,电信号,t,0,t,R,t,R,w,b,w,1/2,h,.,峰底宽度,（,b,）,峰拐点切线与基线延长线相交的截距。,.,半峰宽,（,）,峰高一半处的峰宽度。,.,峰面积,（）,峰与基线延长线所包围的面积。,进样,空气峰,电信号,t,0,t,R,t,R,w,b,w,1/2,h,三、保留值,保留值是表示样品中各组份在色谱柱中滞留时间的数值。,在固定的试验条件下，每一种组份都有固定的保留值。是色谱,定性,的依据。,保留值包括以下几种：,1.,保留时间（t,R,）,从进样开始到色谱峰最大值出现所用的时间。（出现浓度最大值所用时间）。即某一组份通过色谱柱所需的时间。,2.,死时间（,t,。）,不被固定相保留的组份（如,GC,中的空气）通过色谱柱所需的时间。,实际上就是,流动相流经色谱柱所需的时间,。,t,。,=L/,（式中 L,：柱长,：流动相平均线速度),3.,调整保留时间（,t,R,）,某一组份,在固定相中停留时间的总和,。,t,R,=t,R,t,0,（即：,t,R,=t,0,+,t,R,）,四、相对保留值与选择性,相对保留值,：某组份,2,的调整保留值与组份,1,的,调整保留 值之比。,评价两组分分离效果的指标,t,R2,：为后出峰组份的调整保留时间。,总大于1。,，说明两峰相距越远，即两组份的分离效果越好，即方法的选择性越好。是,对分离方法的评价指标,。,选择性,：两个,相邻,组份（通常选择,最难分离,的,物质对）的相对保留值。,第三节,定性和定量分析,一、定性分析,依据：在一定的条件下，每种物质都有自己固定的保留值。,方法：1.与标准物质比较保留值,2.在样品中加入适量的标准物质，峰高增加,而半峰宽不变的色谱峰与标准物质为同一,化合物。,二、定量分析,依据：被测组份的重量（或浓度）与检测器的响应信号,成正比。,W,i,：组分,i,的质量（或浓度）,A,i,：组分,i,的峰面积（即响应信号）,f,i,：组分,i,的校正因子,峰面积的测量,1.,峰高乘半峰宽法,（适用于对称峰，不适用于不对称峰或很窄的缝）,。,A=1.065hw,2.,峰高乘平均峰宽法,（适用于不对称峰）,A=h,（,w,0.15,+w,0.85,）,3.,用峰高表示峰面积,（适用于痕量分析中的对称峰）,4.,自动积分仪法,（适用于任何峰）,校正因子,色谱定量分析中，被测物质的量与其峰面积成正比，并且有一个相互换算关系，这个换算关系就是校正因子。,1.,绝对校正因子,f,i,与操作条件有关，不稳定,，在实际应用时，采用相对校正因子。,2.,相对校正因子,f,i/s,的,测定方法,：准确称量一定量的被测物质和标准物质，,混合后进样，分别测出它们的峰面积，,按上式计算,f,i/s,。,f,i/s,与分析条件无关,，仅仅与被测物质、标准物质以及检测器类型有关。所以，f,i/s,是一个,稳定,的值。,定量分析方法,1.,归一化法,原理：将样品中所有组分之和按,100%,计,。,优点：简便，不用称量；,准确，操作条件对结果影响不大；,当组份的f,i/s,相近时，可不必求f,i/s,而直接,将面积归一化。,缺点：所有组份都要有峰；,只对个别组份定量时，比较繁琐。,2.,外标法（工作直线法）,优点：不必求,f,i/s,；,处理批量样品时更快捷。,缺点：对进样准确性要求高；,整个过程中，操作条件要十分稳定,（与不使用,f,i/s,有关）。,C 浓度,A,（峰面积）,A,3.,内标法,向待测样品中加入一内标物,w,s,。,优点：,因为,W,s,/W,比值比较稳定，所以进样准确性要,求不高；,由于通过,A,i,/A,s,比值来计算，操作条件稍有变,化对测量结果没有影响。,缺点：,每次分析都需要准确称量试样和内标物；,必须测定校正因子。,对内标物的要求：,应是样品中原来不存在的物质，性质与被测,组份相似，能相溶但不发生化学反应；,内标物色谱峰应位于被测物色谱峰附近，或,位于几个被测物色谱峰中间，并与这些色谱,峰完全分离；,内标物的重量应与被测物质接近，能保持色,谱峰的大小差不多。,色谱分析参考书,近代色谱分析,国防工业出版社，傅若农等著,(,2),气相色谱分析原理与技术,，化学工业出版社，孙传经等,(3),高压液相色谱法,，原子能出版社，金恒亮等,(4),毛细管色谱法,，化学工业出版社，孙传经等,色谱法,分配色谱,吸附色谱,排阻色谱,色谱图,色谱峰,基线,保留时间,死时间,调整保留时间,一、概念,色谱分析法主要分析哪些物质？气相色谱法和液相色谱法在分析对象上各有哪些特点？在应用上又有哪些关系？,色谱法按分离机理分哪几类？并回答其分离机理。,色谱法按照两相状态和固定相固定方式分别分为哪几类？,什么是保留时间、死时间和调整保留时间？三者之间有什么关系？,二、问答题,试述色谱峰面积的测量方法（包括计算公式）及适用情况。,什么是绝对校正因子和相对校正因子？两者在应用上有什么不同特点，为什么？,试述归一化法的原理、计算公式，以及归一化法的优缺点。,内标法和外标法相比，各有什么优缺点？,试述内标法对内标物的要求。,