(优选)仪器分析第十二章色谱分析法
仪器分析第十二章复习
沈昊宇， haoyushen2000@
13
（二） 按分离机理分
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。 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。 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 交换作用不同而使组分分离。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、凝胶、微孔聚合物、微孔 硅胶等，可根据载体和试样的性质，选用水或有机溶剂为 流动相。
k
分配比也称：
组分在固定相中的质量 ms 组分在流动相中的质量 mM
容量因子(capacity factor)；容量比(capacity factor)；通过调整保 留值可以计算。
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
1957年Martin & Golay 发明毛细管色谱
1959年Porath & Flodin 发明凝胶色谱 1960年液相色谱技术完善 1954年我国研究成功第一台色谱仪
沈昊宇， haoyushen2000@
12
三、 色谱法的分类
（一） 按两相状态分
气相色谱法(GC) 液相色谱法(LC) 超临界流体色谱法(SFC) 电色谱
半(高)峰宽W1/2(Peak Width at Half Height)
有机分析气相色谱分析法
有机分析气相色谱分析法一、GC的原理GC是一种基于样品挥发性物质在固定相柱中传质的方法。
样品在高温下气化，进入气相色谱柱。
柱子中填充了一种固定相，用来分离混合物中的化合物。
不同化合物在固定相上的亲和力不同，因此会按照相对亲和力的大小顺序通过柱子，最终达到分离的目的。
二、GC的仪器设备GC仪器主要由进样系统、色谱柱、检测器和数据处理系统组成。
进样系统用于将样品引入色谱柱。
色谱柱是分离化合物的关键，通常由玻璃制成，内部填充着固定相。
检测器用于检测化合物，并将信号转化为电信号。
数据处理系统用于记录和分析检测到的信号。
三、GC的操作步骤1.样品制备：将待分析的样品制备成气相可挥发的形式，例如通过溶解或萃取等方法。
2.进样：将样品注入进样器中，通过进样系统引入柱子中。
3.分离：样品在柱子中被分离，分离速度取决于化合物的挥发性和在固定相上吸附的亲和力大小。
4.检测：化合物通过柱子后，进入检测器。
根据检测器的原理，可以获得不同化合物的信号。
5.数据处理：将检测到的信号转化为峰，通过峰的面积和高度等参数来定量和分析化合物。
四、GC的应用领域1.环境分析：GC可用于检测大气、水体和土壤中的有机化合物，例如揮发性有机化合物（VOCs）、农药残留等。
2.药物分析：GC可用于药物分析，如药物的质量控制和生物样品中药物的测定。
3.食品安全：GC可用于检测食品中的添加剂、农药残留和食品中有害物质的分析。
4.石油和化学工业：GC用于石油和化学工业中原料和产品的质量控制和分析。
5.化妆品和香料：GC可用于检测和分析化妆品和香料中的挥发性成分。
综上所述，有机分析气相色谱分析法是一种广泛应用于化学、环境和食品等领域的分析方法。
其原理简单、分离效果好、分析速度快且灵敏度高，因而得到了广泛的应用。
色谱分析方法
色谱分析方法色谱分析是一种重要的分离和检测技术，广泛应用于化学、生物、环境等领域。
色谱分析方法主要包括气相色谱、液相色谱、超临界流体色谱等，每种方法都有其特定的应用领域和优势。
本文将就色谱分析方法进行介绍，希望能对读者有所帮助。
首先，气相色谱是一种以气体为载气相的色谱分离技术。
它适用于挥发性较好的化合物的分离和检测，如石油化工、食品安全等领域。
气相色谱的分离原理是通过化合物在固定相和流动相之间的分配来实现，固定相通常是一种涂覆在毛细管或填充在管柱中的吸附剂，而流动相则是惰性气体。
气相色谱具有分离效率高、分析速度快、灵敏度高等优点，因此在实际应用中得到了广泛的应用。
其次，液相色谱是一种以液体为流动相的色谱分离技术。
它适用于挥发性较差的化合物的分离和检测，如生物药品、环境监测等领域。
液相色谱的分离原理是通过化合物在固定相和流动相之间的分配来实现，固定相通常是一种涂覆在填充柱或固定在固定相支持物上的吸附剂，而流动相则是液体。
液相色谱具有分离能力强、适用范围广、分析准确等优点，因此在实际应用中也得到了广泛的应用。
此外，超临界流体色谱是一种以超临界流体为流动相的色谱分离技术。
它适用于疏水性化合物的分离和检测，如天然产物提取、药物分析等领域。
超临界流体色谱的分离原理是通过化合物在固定相和流动相之间的分配来实现，固定相通常是一种涂覆在填充柱或固定在固定相支持物上的吸附剂，而流动相则是超临界流体。
超临界流体色谱具有分离速度快、溶解度大、环保性好等优点，因此在实际应用中也得到了广泛的应用。
综上所述，色谱分析方法是一种重要的分离和检测技术，不同的色谱方法有着各自的特点和应用领域。
在实际应用中，我们可以根据样品的性质和分析要求选择合适的色谱方法，以达到最佳的分离和检测效果。
希望本文对读者对色谱分析方法有所帮助，谢谢阅读！。
仪器分析各章习题与答案重点讲义资料
仪器分析各章习题与答案重点讲义资料第⼀章绪论问答题1. 简述仪器分析法的特点。
第⼆章⾊谱分析法1．塔板理论的要点与不⾜是什么?2．速率理论的要点是什么?3．利⽤保留值定性的依据是什么?4．利⽤相对保留值定性有什么优点?5．⾊谱图上的⾊谱流出曲线可说明什么问题?6．什么叫死时间?⽤什么样的样品测定? ．7．在⾊谱流出曲线上，两峰间距离决定于相应两组分在两相间的分配系数还是扩散速率?为什么?8．某⼀⾊谱柱从理论上计算得到的理论塔板数n很⼤，塔板⾼度H很⼩，但实际上柱效并不⾼，试分析原因。
9．某⼈制备了⼀根填充柱，⽤组分A和B为测试样品，测得该柱理论塔板数为4500，因⽽推断A和B在该柱上⼀定能得到很好的分离，该⼈推断正确吗?简要说明理由。
10．⾊谱分析中常⽤的定量分析⽅法有哪⼏种?当样品中各组分不能全部出峰或在组分中只需要定量其中⼏个组分时可选⽤哪种⽅法?11．⽓相⾊谱仪⼀般由哪⼏部分组成?各部件的主要作⽤是什么?12．⽓相⾊谱仪的⽓路结构分为⼏种?双柱双⽓路有何作⽤?13．为什么载⽓需要净化?如何净化?14．简述热导检测器的基本原理。
15．简述氢⽕焰离⼦化检测器的基本结构和⼯作原理。
16．影响热导检测器灵敏度的主要因素有哪些?分别是如何影响的?17．为什么常⽤⽓固⾊谱分离永久性⽓体?18．对⽓相⾊谱的载体有哪些要求?19．试⽐较红⾊载体和⽩⾊载体的特点。
20．对⽓相⾊谱的固定液有哪些要求?21．固定液按极性⼤⼩如何分类?22．如何选择固定液?23．什么叫聚合物固定相?有何优点?24．柱温对分离有何影响?柱温的选择原则是什么?25．根据样品的沸点如何选择柱温、固定液⽤量和载体的种类?26．⽑细管⾊谱柱与填充柱相⽐有何特点?27．为什么⽑细管⾊谱系统要采⽤分流进样和尾吹装置?28．在下列情况下⾊谱峰形将会怎样变化?(1)进样速度慢；(2)由于汽化室温度低，样品不能瞬间汽化；(3)增加柱温；(4)增⼤载⽓流速；(5)增加柱长；(6)固定相颗粒变粗。
《仪器分析》课后习题答案参考
《仪器分析》课后习题答案参考第一章电位分析法1～4 略5.（1）pMg x=5.4（2）3.65×10-6– 4.98×10-66. -17%7. 4.27×10-4%8.（1）=5.4×10-4lg=-2.31=5.0×10-3（2） Cl- =1.0×10-2 mol/L9. pH x ==5.74R入=1011Ω10. Cx=8.03×10-4 mol/L第二章电重量分析和库仑分析法1. 1.64 V2. -1.342，0.2383. 1.08 V，0.4V，7333 s4. Co先析出，阴极电位应维持在-0.313 – -0.795V之间阴极电位应维持在-0.455 – -0.795V之间5 Bi：0.283-0.190V（vs.SHE）；-0.005 - -0.098（vs. Ag/AgCl）Cu：0.310-0.159V（vs.SHE）；0.022 - -0.129（vs. Ag/AgCl）Ag：0.739-0.444V（vs.SHE）；0.451 – 0.156（vs. Ag/AgCl）控制阴极电位大于0.310V（vs.SHE），可以使Ag分离，Cu2+和BiO+不能分离。
6 ，7 , ,89.10. t= 4472s11 6.1×10-4 mol/Lpt阴极产生OH-，改变pH使副反应发生，故pt阴极应用玻璃砂芯套管隔离第三章 伏安法和极谱分析法1～3 略4. 当pH=7时，当pH=5时，5. （1） 线性回归方程: y =6.0733x + 0.3652（2）0.536 mmol/L6. M C x 41023.2-⨯=7. 22.7 μA8. 0.0879. 1.75 ×10-3mol/L10. -0.626 V11. 5.9×10-3第四章气相色谱法1～14 略15. 8.5%，20.6%，60.9%16. 2.15%，3.09%，2.75%，6.18%，85.84%17. （1）4.5, （2）48mL,（3）5.4min,（4）103,（5）1866,（6）1.07nm18. （1）8.6，（2）1.4419. （1）n有效(A) = 636.59n有效(B) = 676(2) 2 m20.（1）0.45 ，（2）7111121.（1）4，（2）4，（3）,22. （1）3236,2898,2820,3261,（2）3054（3）0.33m第五章高效液相色谱法1～16 略17. 26.24%，27.26%18. 1600，6.7，7.3，1.1，0.8，7 m19. 0.63,2.38,2.65,4.034021,3099，2818,3394，595,1535，1486,217820. 5.1%21. 0.47%第六章原子发射光谱仪1～8 略9. 2.57 eV10. 0.573%。
仪器分析答案第12章第四版朱明华编
质谱分析习题解答
1.以单聚焦质谱仪为例,说明组成仪器各个主要部分的作用及原理.
解：（1）真空系统，质谱仪的离子源、质量分析器、检测器必须处于高真空状态。 （2）进样系统，将样品气化为蒸气送入质谱仪离子源中。样品在进样系统中被适 当加热后转化为即转化为气体。（3）离子源，被分析的气体或蒸气进入离子源后 通过电子轰击（电子轰击离子源）、化学电离（化学电离源）、场致电离（场致电 离源）、场解析电离（场解吸电离源）或快离子轰击电离（快离子轰击电离源）等 转化为碎片离子，然后进入（4）质量分析器，自离子源产生的离子束在加速电极 电场作用下被加速获得一定的动能，再进入垂直于离子运动方向的均匀磁场中，由 于受到磁场力的作用而改变运动方向作圆周运动，使不同质荷比的离子顺序到达检 测器产生检测信号而得到质谱图。（5）离子检测器，通常以电子倍增管检测离子 流。
3.试述飞行时间质谱计的工作原理,它有什么特点?
解： 飞行时间质谱计的工作原理很简单，仪器如下图所示：
飞行时间质谱计
飞行时间质谱计的特点为：
(1)工作原理简单。质量分析器既不需要磁场，又不
需要场，只需要直线漂移空间，因此，仪器的机械结构较简单，增长漂移路程L 就可以提高分辨本领。 200a.m.u.的离子。 (2)快速。在约20ms时间内，就可以记录质量为0—
9. 如何实现气相色谱－质谱联用？
解:实现GC-MS联用的关键是接口装置，起到传输试样，匹配两者工作气体的作用。
10.试述液相色谱－质谱联用的迫切性．
解：生命过程中的化学是当前化学学科发展的前沿领域之一。高极性、热不稳定、 难挥发的大分子有机化合物和生物样品难以采用GC-MS进行分析。液相色谱虽 然不受化合物沸点的限制，并能对热稳定性差的试样进行分离、分析，但由于其 定性能力差，所以应用得到来极大的限制。这类化合物的分离分析成为分析化学 家面临的重大挑战。开发液相色谱与有机质谱的联用技术是迫切需要解决的课题。
化学中的色谱分析方法
化学中的色谱分析方法色谱分析是化学领域中常用的一种分析方法，通过色谱仪器将混合物中的化合物分离并检测，从而实现对样品成分的准确分析。
色谱分析方法主要包括气相色谱（Gas Chromatography, GC）、液相色谱（Liquid Chromatography, LC）和超高效液相色谱（Ultra-high Performance Liquid Chromatography, UHPLC）等多种技术。
本文将介绍这些色谱分析方法的原理、应用及特点。
气相色谱（Gas Chromatography, GC）是一种常用的色谱分析方法，适用于挥发性物质的分析。
其原理是利用气相色谱柱对混合物中的化合物进行分离，再通过检测器对各个组分进行检测和定量。
气相色谱广泛应用于食品、环境、药物等领域，具有分离效果好、分析速度快、灵敏度高等优点。
液相色谱（Liquid Chromatography, LC）是另一种常见的色谱分析方法，适用于非挥发性物质的分析。
其原理是利用液相色谱柱对混合物中的化合物进行分离，再通过检测器对各个组分进行检测和定量。
液相色谱在生物、药物、环境等领域有着广泛的应用，具有分离效果好、适用性广、灵敏度高等优点。
超高效液相色谱（Ultra-high Performance Liquid Chromatography, UHPLC）是近年来发展起来的一种高效液相色谱技术，具有分离效果更好、分析速度更快、分辨率更高等优点。
UHPLC在药物分析、食品安全、环境监测等领域得到了广泛应用，成为色谱分析领域的重要技术之一。
除了气相色谱、液相色谱和超高效液相色谱外，还有许多其他色谱分析方法，如离子色谱、毛细管电泳等，它们在不同领域具有独特的应用优势。
色谱分析方法的选择应根据样品性质、分析要求和仪器条件等因素综合考虑，以达到最佳的分析效果。
总的来说，色谱分析方法在化学领域中具有重要的地位和广泛的应用前景，不断发展的新技术也为分析提供了更多可能性。
色谱分析法概述范文
色谱分析法概述范文色谱分析法是一种广泛应用于科学研究和工业生产中的化学分析方法。
它通过利用物质在固定相和流动相之间的分配行为来分离和测定化合物。
色谱分析方法可以用于分离和确定固、液、气相中的各种有机和无机物质，具有高灵敏度、选择性、重现性和快速分析速度等优点。
气相色谱（GC）是利用气体载气和物质在固定相上的分配行为进行分离和测定的方法。
GC常用于分析挥发性有机物，如石油化工中的燃料、溶剂和有机污染物等。
GC具有高分离效率和分辨率，可以快速分析多种组分。
液相色谱（LC）是利用液体移动相和固定相之间的分配行为进行分离和测定的方法。
LC可分为正相色谱和反相色谱两种类型。
正相色谱是指流动相为非极性溶剂，固定相为极性的固体材料，用于分离非极性有机物和极性无机物。
反相色谱是指流动相为极性溶剂，固定相为非极性的固体材料，用于分离极性有机物。
LC广泛应用于食品、环境、药物等领域的分析。
超高效液相色谱（UHPLC）是一种液相色谱的高效率改进方法，其主要特点是使用高压强制液相通过色谱柱，提高分离速度和分辨率。
UHPLC主要用于分析复杂样品和需要高分辨率的分析。
离子色谱（IC）是利用离子交换柱对离子物质进行分离和测定的方法。
IC主要用于分析离子荧光染料、水中无机离子、药物中的阳离子和阴离子等。
在样品前处理方面，色谱分析法通常需要对样品进行前处理，如提取、分离、浓缩、蒸馏等。
这些步骤有助于减少样品的复杂性和提高分析的灵敏度。
在仪器方面，色谱分析法需要使用高性能液相色谱仪（HPLC）、气相色谱仪（GC）和离子色谱仪（IC）等分析仪器。
这些仪器通过控制流动相和固定相的流动速度和温度等参数来实现样品的分离和测定。
总之，色谱分析法是一种高效、可靠和灵敏的化学分析方法。
它在科学研究、环境保护、食品安全和药物分析等领域起着重要作用，为人们提供了丰富的化学信息。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1.1.1 色谱法起源
1903年，茨维特无意中做 了一个影响深远的实验：
叶绿素提取液在分离以后 形成一条具有不同颜色的谱带 ，这就是“色谱”一词的由来 。
这套实验装置就是现代色 谱装置的原型。
1.1.1 色谱法起源
茨维特的第一篇关于色谱法的论文“一种新型 吸附现象及其在生化分析上的应用”发表在 1903年的《生物学杂志》。
气-固色谱：固定相为多孔固体吸附剂颗粒；利用固 体吸附剂对试样中各组分的吸附能力的不同。
气-液色谱：固定相由担体颗粒和固定液所组成；利 用固定液对试样中各组分的溶解能力的不同。
气-固色谱分离：吸附与脱附的不断重复过程 气-液色谱分离：气液两相间的反复多次分配过程
1.2.3 色谱分离过程
气相色谱分离过程:
组分在固定相中的浓度 K 组分在流动相中的浓度
1.2.2 分配系数K
组分在固定相中的浓度 K 组分在流动相中的浓度
某组分的 K = 0时 ，不被固定相保留，最先流出。 组分的分配系数 K 越大，代表组分与固定相作用力
越强，越倾向于保留在固带混合物流经固定相时，混合物中各组分 与固定相发生相互作用。
由于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，使得各组分被固定相 保留的时间不同，随着流动相的移动，各种组分按一 定次序由固定相中先后流出。
与适当的柱后检测方法结合，即可实现混合物中各组 分的分离与检测。
色谱法的基础：固定相、流动相的相对 运动以及组分与固定相的相互作用！
1.2.1 色谱分离机理
1.2.1 色谱分离机理
1.2.2 分配系数K 如何衡量组分与固定相相互作用力的大小？
组分在固定相和流动相两相间发生的吸附、脱附，或 溶解、挥发的过程称为分配。
在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的浓度 比，称为分配系数，用 K 表示：
合物中各组分分离的基础。
1.2.2 分配系数K
思考题一：在相同固定相条件下，具有不同分配系数 K 值的组分是按照什么顺序先后出峰的？
按分配系数 K 的大小先后出峰：分配系数 K 小的 组分在色谱柱中保留时间短，先出峰；分配系数 K 大 的组分在色谱柱中保留时间长，后出峰！
1.2.2 分配系数K
思考题二：试样中的各组分具有不同的 K 值是分离的基 础，如果两种组分 K 值完全相同，能否分离？怎么办？
效毛细管电泳等新型色谱方法逐渐发展起来。
1.1.2 色谱法发展
Tiselius
1948年诺贝尔化学奖
吸附色谱与电泳
Martin
Synge
1952年诺贝尔化学奖
分配色谱法
1.1.2 色谱法发展
中国色谱分析的先驱者。 设计出我国第一台体积色谱仪。 完成我国第一艘核潜艇密封舱气体
分析任务，研制出当时世界上最先 进的船用色谱仪。 研制成功细管径的高效液相色谱柱 ，当时独步世界。 1990年，获得苏联色谱学会颁发的 茨维特奖；1992年，获得美国传记 研究所“世界终身成就奖”。
纸色谱：以多孔滤纸为载体，以吸附在滤纸上的水为 流动相
薄层色谱：以涂渍在玻璃或塑料板上的吸附剂薄层为 固定相，以展开溶剂为流动相进行分离
1.3.3 按分离过程物理化学原理分类
试样由载气携带进入色谱柱与固定相接触时，被固定相 溶解或吸附。
随新鲜载气的不断通入，被溶解或吸附的组分又从固定 相中挥发或脱附。
挥发或脱附下的组分随载气向前移动时又再次被固定相 溶解或吸附。
随着载气的流动，溶解、挥发，或吸附、脱附的过程反 复地进行。
动画
1.3 色谱法分类
1.3 色谱法分类
1906～1910年的论文发表在《植物学杂志》。 1931年，R.库恩发现茨维特所发明色谱法的重
要性，此法才得到普遍的推广和应用。
1.1.2 色谱法发展
1930s，离子交换色谱法建立。 1940年，吸附色谱与电泳相结合。 1941年，分配色谱创立。 1952年，气相色谱法建立。 1968年，高效液相色谱法建立。 1975年之后，离子色谱、超临界流体色谱、高
每个组份在各种固定相上的分配系数 K 是不同的， 当两种组分在某一固定相中无法分离时，改用其它适宜 的固定相可改善分离效果。
固体固定相只有少数几种，选择较少；而液体固定 相可供选择的有四五百种之多！
1.2.3 作用力类型
吸附：固体吸附剂为固定相，利用吸附剂表面对不同组 分的物理吸附性能的差异进行分离。
分配：液体为固定相，利用不同组分在固定相和流动相 之间分配系数的差异进行分离。
离子交换：离子交换树脂为固定相，利用组分离子对交 换树脂具有不同的亲和力进行分离。
凝胶渗透：凝胶作为固定相，利用尺寸大小不同的组分 在具有不同大小孔穴的凝胶中具有不同的渗透能力进行 分离。
1.2.4 色谱分离过程
气相色谱：
1.3.1 按两相物理状态分类
气相色谱：流动相为气体，按固定相 不同可细分为气-固色谱法和气-液色 谱法
液相色谱：流动相为液体，按固定相 不同可细分为液-固色谱法和液-液色 谱法
超临界流体色谱：流动相为超临界流 体
1.3.2 按固定相形式分类
柱色谱：分为两类，一类将固定相装入玻璃或金属管 内，称为填充柱色谱；另一类将固定液涂渍在毛细管 内壁，或通过交联剂在高温下键合到毛细管内壁，称 为毛细管色谱
卢佩章院士
1.2.1 色谱分离机理
色谱法是一种混合物分离技术。分离 的关键在于色谱柱存在着两相。
固定相：固定在色谱柱中不动的固体 或液体。
流动相：流动的、携带混合物流过固 定相的流体。
色谱分离：混合物中各组分在色谱分 离柱中的固定相和流动相间不断的交 换过程。
流动相 固定相
1.2.1 色谱分离机理
（优选）仪器分析第十二章色 谱分析法
1.1.1 色谱法起源
俄罗斯植物学家。 1900年，在树叶中发现两种叶绿素
：叶绿素a和叶绿素b，后来又发现 叶绿素c，并分离出纯的叶绿素。 最重大的贡献：发明分析化学中极 其重要的分析方法-色谱法。 伟大的化学家。
“色谱学之父”，以他的名茨字维命特名的 Tswett奖成为色谱界最(1高87荣2～誉奖19。19)