仪器分析第四版期末复习知识点(比较全).doc

仪器分析第四版期末复习知识点(比较全).doc

《仪器分析第四版期末复习知识点(比较全).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《仪器分析第四版期末复习知识点(比较全).doc（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

GC特点

（1）分离效率高：

复杂混合物，有机同系物、异构体。

（2）灵敏度高：

可以检测出μg.g-1（10-6）级甚至ng.g-1（10-9）级的物质量。

（3）分析速度快：

一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析。

（4）应用范围广：

适用于沸点低于400℃的各种有机或无机试样的分析。

不足之处：

不适用于高沸点、难挥发、热不稳定物质的分析。

被分离组分的定性较为困难。

1.载气系统：

包括气源、净化干燥管和载气流速控制；（图中1-6）

2.进样系统：

进样器及气化室；

3.色谱柱：

填充柱（填充固定相）或毛细管柱（内壁涂有固定液）；

4.检测器：

可连接各种检测器，以热导检测器或氢火焰检测器最为常见；

5.记录系统：

放大器、记录仪或数据处理仪；

6.温度控制系统：

柱室、气化室的温度控制。

常用的载气有：

氢气、氮气、氦气

色谱柱：

色谱仪的核心部件。

检测系统广普型专属型

色谱仪的眼睛。

通常由检测元件、放大器、显示记录三部分组成；

常用的检测器：

热导检测器、氢火焰离子化检测器

基线

无试样通过检测器时，检测到的信号即为基线。

基线反映仪器及操作条件的稳定性

标准偏差

色谱高0.607处峰宽度

的一半；

r21=tR2′/tR1′=VR2′/VR1′

相对保留值只与柱温和固定相性质有关，与其他色谱操作条件无关，它表示了固定相对这两种组分的选择性。

区域宽度

用来衡量色谱峰宽度的参数，有三种表示方法：

（1）标准偏差（s）：

即0.607倍峰高处色谱峰宽度的一半。

（2）半峰宽（Y1/2）：

色谱峰高一半处的宽度Y1/2=2.354s

（3）峰底宽（Y或Wb）：

Y=4s

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。

分配系数是色谱分离的依据

分配比k容量因子或容量比

1.分配系数与分配比都是与组分及固定相的热力学性质有关的常数，随分离柱温度、柱压的改变而变化。

2.分配系数与分配比都是衡量色谱柱对组分保留能力的参数，数值越大，该组分的保留时间越长。

3.分配比可以由实验测得。

VM为流动相体积，即柱内固定相颗粒间的空隙体积；

分配比与保留时间的关系

塔板理论

塔板理论的特点和不足

当色谱柱长度一定时，塔板数n越大（塔板高度H越小），被测组分在柱内被分配的次数越多，柱效能则越高，所得色谱峰越窄。

）柱效不能表示被分离组分的实际分离效果，当两组分的分配系数K相同时，无论该色谱柱的塔板数多大，都无法分离。

不同物质在同一色谱柱上的分配系数不同，用有效塔板数和有效塔板高度作为衡量柱效能的指标时，应指明测定物质。

塔板理论无法解释同一色谱柱在不同的载气流速下柱效不同的实验结果，也无法指出影响柱效的因素及提高柱效的途径。

速率方程（范.弟姆特方程式）

H=A+B/u+C·u

A:

涡流扩散项；B:

分子扩散项；C:

传质阻力

固定相颗粒越小dp↓，填充的越均匀，A↓，H↓，柱效n↑。

表现在涡流扩散所引起的色A谱峰变宽现象减轻，色谱峰较窄。

B

（1）存在着浓度差，产生纵向扩散;

（2）扩散导致色谱峰变宽，H↑（n↓），分离变差;

（3）分子扩散项与流速有关，流速↓，滞留时间↑，扩散↑

载气流速高时：

传质阻力项是影响柱效的主要因素，流速Ý，柱效ß。

载气流速低时：

分子扩散项成为影响柱效的主要因素，流速Ý,柱效Ý。

塔板理论和速率理论都难以描述难分离物质对的实际分离程度。

即柱效为多大时，相邻两组份能够被完全分离。

难分离物质对的分离度大小受色谱过程中两种因素的综合影响：

保留值之差──色谱过程的热力学因素；

区域宽度──色谱过程的动力学因素

R=0.8：

两峰的分离程度可达89%；

R=1：

分离程度98%；

R=1.5：

达99.7%（相邻两峰完全分离的标准）

色谱分离方程式

1）分离度与柱效

分离度与柱效的平方根成正比，r21一定时，增加柱效，可提高分离度，但组分保留时间增加且峰扩展，分析时间长。

（2）分离度与r21

增大r21是提高分离度的最有效方法，计算可知，在相同分离度下，当r21增加一倍，需要的n有效减小10000倍。

增大r21的最有效方法是选择合适的固定液。

固定相的选择

气－液色谱，应根据“相似相溶”的原则

①分离非极性组分时，通常选用非极性固定相。

各组分按沸点顺序出峰，低沸点组分先出峰。

②分离极性组分时，一般选用极性固定液。

各组分按极性大小顺序流出色谱柱，极性小的先出峰。

检测器特性

检测器类型

浓度型检测器：

测量的是载气中通过检测器组分浓度瞬间的变化，检测信号值与组分的浓度成正比。

热导检测器；

质量型检测器：

测量的是载气中某组分进入检测器的速度变化，即检测信号值与单位时间内进入检测器组分的质量成正比。

FID；

广普型检测器：

对所有物质有响应，热导检测器；

专属型检测器：

对特定物质有高灵敏响应，电子俘获检测器；

检测器性能评价指标

1）响应值（或灵敏度）S：

在一定范围内，信号E与进入检测器的物质质量m呈线性关系：

S=E/m

单位：

mV/（mg/cm3）；（浓度型检测器）

mV/（mg/s）；（质量型检测器）

S表示单位质量的物质通过检测器时，产生的响应信号的大小。

S值越大，检测器（也即色谱仪）的灵敏度也就越高。

检测信号通常显示为色谱峰，则响应值也可以由色谱峰面积（A）除以试样质量求得：

S=A/m

2）.敏感度（检出限D）,最小检测量Q0

指检测器恰能产生和噪声相鉴别的信号时，在单位体积或时间需向检测器进入的物质质量（单位为g）。

常用的几种定量方法

（1）归一化法

特点及要求：

Ø归一化法简便、准确；

Ø进样量的准确性和操作条件的变动对测定结果影响不大；

Ø仅适用于试样中所有组分全出峰的情况。

（2）内标法：

将一定量纯物质作为内标物，加到试样中，根据被测物与内标物质量及其在色谱图上相应的峰面积比，求出某组分的含量。

内标物要满足以下要求：

（a）试样中不含有该物质；（b）与被测组分性质比较接近；

（c）不与试样发生化学反应；

（d）出峰位置应位于被测组分附近，且无组分峰影响。

试样配制：

准确称取一定量的试样W，加入一定量内标物mS

（3）外标法（也称标准曲线法）应用待测组分的纯物质制作标准曲线

特点及要求：

Ø外标法不使用校正因子，准确性较高，

Ø操作条件变化对结果准确性影响较大。

Ø对进样量的准确性控制要求较高，适用于大批量试样的快速分析。

毛细管色谱具有以下优点

（1）分离效率高：

比填充柱高10～100倍；

（2）分析速度快：

用毛细管色谱分析比用填充柱色谱快速；

（3）色谱峰窄、峰形对称。

较多采用程序升温方式；

（4）灵敏度高，一般采用氢焰检测器。

（5）涡流扩散为零。

毛细管柱内径很细，因而带来三个问题：

（1）允许通过的载气流量很小。

（2）柱容量很小，允许的进样量小。

需采用分流技术，

（3）分流后，柱后流出的试样组分量少、流速慢。

解决方法：

灵敏度高的氢焰检测器，采用尾吹技术。

•液相色谱分离系统由固定相和流动相组成。

固定相可以是吸附剂、化学键合固定相、离子交换树脂或多孔性凝胶；流动相是各种溶剂。

被分离混合物由流动相液体推动进入色谱柱。

根据各组分在固定相及流动相中的吸附能力、分配系数、离子交换作用或分子尺寸大小的差异进行分离

•色谱分离的实质是样品分子（溶质）与溶剂（即流动相或洗脱液）以及固定相分子间的作用，作用力的大小，决定色谱过程的保留行为。

液相色谱与气相色谱比较

相同之处：

液相色谱所用基本概念：

保留值、塔板数、塔板高度、分离度、选择性等与气相色谱一致。

液相色谱所用基本理论：

塔板理论与速率方程也与气相色谱基本一致。

但由于在液相色谱中以液体代替气相色谱中的气体作为流动相，而液体和气体的性质不相同；液相色谱所用的仪器设备和操作条件也与气相色谱不同。

高效液相色谱的特点

1、高压

为加速流动相流动速度，须对流动相施高压。

流动相和进样压力一般可高达14～29MPa，甚至可高达49MPa以上。

高压并不存在爆炸危险。

因为液体不易被压缩；

2、高速

流动相流动速率较快，一般可达1～10ml/min，甚至更高。

一般样品分析时间可在1h内完成；

3、高效

色谱柱能有效分离复杂组分样品。

现在其塔板数每米都在5000～10000塔板。

4、高灵敏度

采用高灵敏度检测器，使分析方法具有很高灵敏度。

紫外检测器最小检测量可达10-9g；荧光检测器灵敏度可达10-12g。

一.液-液分配色谱

固定相与流动相均为液体（互不相溶）。

基本原理：

组分在固定相和流动相上的分配。

流动相：

对于亲水性固定液，采用疏水性流动相，即流动相的极性小于固定液的极性（正相色谱）；反之，流动相的极性大于固定液的极性（反相色谱）。

正相与反相的出峰顺序相反。

固定相：

早期涂渍固定液，固定液流失，较少采用。

化学键合固定相：

（将各种不同基团通过化学反应键合到硅胶（担体）表面的游离羟基上。

洗脱顺序

正相色谱固定相极性大于流动相极性,主要分离极性样品。

极性弱的组分先被洗脱，极性强的组分后被洗脱。

反相色谱固定相极性小于流动相极性,主要分离非极性样品和中等极性样品。

极性强的组分先出柱，极性弱的组分后出柱

二.液-固吸附色谱

固定相：

固体吸附剂为，如硅胶、氧化铝等，较常使用的是5～10μm的硅胶吸附剂；（稳定、杂质少）

流动相：

各种不同极性的一元或多元溶剂。

基本原理：

组分在固定相吸附剂上的吸附与解吸。

适用于分离相对分子质量中等的油溶性试样，对具有官能团的化合物和异构体有较高选择性。

缺点：

非线性等温吸附常引起峰的拖尾。

四.离子交换色谱

固定相：

阴离子交换树脂或阳离子交换树脂。

流动相：

阴离子交换树脂作固定相，采用碱性水溶液；

阳离子交换树脂作固定相，采用酸性水溶液。

基本原理：

组分在固定相上发生的反复离子交换反应；组分与离子交换剂之间亲和力的大小与离子半径、电荷、存在形式等有关。

亲和力大，保留时间长。

阳离子交换：

R—SO3H+M+=R—SO3M+H+

阴离子交换：

R—NR4OH+X-=R—NR4X+OH-

应用：

离子及可离解的化合物，氨基酸、核酸等。

六.空间排阻色谱

固定相：

凝胶（具有一定大小孔隙分布）

原理：

按分子大小进行分离。

小分子可以扩散到凝胶空隙，由其中通过，出峰最慢；中等分子只能通过部分凝胶空隙，中速通过；而大分子被排斥在外，出峰最快；溶剂分子小，故在最后出峰。

全部在死体积前出峰。

化学键合固定相:

目前应用最广、性能最佳的固定相；

用