色譜法的基本原理是什么

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本文目錄:

• 1、柱色譜法的原理是什么？

• 2、色譜分析的工作原理

• 3、高效液相色譜法的原理是什么？

• 4、氣相色譜分析的基本原理是什么？

一、柱色譜法的原理是什么？

柱色譜法，又稱層析法。是一種以分配平衡為機(jī)理的分配方法。柱色譜主要分為吸附柱色譜、分配柱色譜兩種。

1. 吸附柱色譜原理

在一定條件下，硅膠與被分離物質(zhì)之間產(chǎn)生作用，這種作用主要是物理和化學(xué)作用兩種.物理作用來自于硅膠表表面與溶質(zhì)分子之間的范德華力.化學(xué)作用主要是硅膠表面的硅羥基與待分離物質(zhì)之間的氫鍵作用。色譜管為內(nèi)徑均勻、下端縮口的硬質(zhì)玻璃管，下端用棉花或玻璃纖維塞住，管內(nèi)裝入吸附劑。吸附劑的顆粒應(yīng)盡可能保持大小均勻，以保證良好的分離效果。除另有規(guī)定外，通常多采用直徑為0.07～0.15mm的顆粒。色譜柱的大小，吸附劑的品種和用量，以及洗脫時(shí)的流速，均按各品種項(xiàng)下的規(guī)定。

在吸附柱色譜中，吸附劑是固定相，洗脫劑是流動(dòng)相，相當(dāng)于薄層色譜中的展開劑。吸附劑的基本原理與吸附薄層色譜相同，也是基于各組分與吸附劑間存在的吸附強(qiáng)弱差異，通過使之在柱色譜上反復(fù)進(jìn)行吸附、解吸、再吸附、再解吸的過程而完成的。所不同的是，在進(jìn)行柱色譜的過程中，混合樣品一般是加在色譜柱的頂端，流動(dòng)相從色譜柱頂端流經(jīng)色譜柱，并不斷地從柱中流出。由于混合樣中的各組分與吸附劑的吸附作用強(qiáng)弱不同，因此各組分隨流動(dòng)相在柱中的移動(dòng)速度也不同，最終導(dǎo)致各組分按順序從色譜柱中流出。如果分步接收流出的洗脫液，便可達(dá)到混合物分離的目的。一般與吸附劑作用較弱的成分先流出，與吸附作用較強(qiáng)的成分后流出。

2. 分配柱色譜原理

方法和吸附柱色譜基本一致。裝柱前，先將載體和固定液混合，然后分次移入色譜柱中并用帶有平面的玻棒壓緊；供試品可溶于固定液，混以少量載體，加在預(yù)制好的色譜柱上端。洗脫劑需先加固定液混合使之飽和，以避免洗脫過程中兩相分配的改變。

二、色譜分析的工作原理

氣相色譜儀工作原理：是利用試樣中各組份在氣相和固定液液相間的分配系數(shù)不同，當(dāng)汽化后的試樣被載氣帶入色譜柱中運(yùn)行時(shí)，組份就在其中的兩相間進(jìn)行反復(fù)多次分配，由于固定相對(duì)各組份的吸附或溶解能力不同， 因此各組份在色譜柱中的運(yùn)行速度就不同，經(jīng)過一定的柱長后，便彼此分離，按順序離開色譜柱進(jìn)入檢測(cè)器，產(chǎn)生的離子流訊號(hào)經(jīng)放大后，在記錄器上描繪出各組份的色譜峰。

一、氣相色譜儀的簡(jiǎn)要介紹

氣相色譜法是二十世紀(jì)五十年代出現(xiàn)的一項(xiàng)重大科學(xué)技術(shù)成就。這是一種新的分離、分析技術(shù)，它在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、建設(shè)、科學(xué)研究中都得到了廣泛應(yīng)用。氣相色譜可分為氣固色譜和氣液色譜。氣固色譜的“氣”字指流動(dòng)相是氣體，“固”字指固定相是固體物質(zhì)。例如活性炭、硅膠等。氣液色譜的“氣”字指流動(dòng)相是氣體，“液”字指固定相是液體。例如在惰性材料硅藻土涂上一層角鯊?fù)?，可以分離、測(cè)定純乙烯中的微量甲烷、乙炔、丙烯、丙烷等雜質(zhì)

二、氣相色譜儀的特點(diǎn)

氣相色譜法是指用氣體作為流動(dòng)相的色譜法。由于樣品在氣相中傳遞速度快，因此樣品組分在流動(dòng)相和固定相之間可以瞬間地達(dá)到平衡。另外加上可選作固定相的物質(zhì)很多，因此氣相色譜法是一個(gè)分析速度快和分離效率高的分離分析方法。近年來采用高靈敏選擇性檢測(cè)器，使得它又具有分析靈敏度高、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。

三、氣相色譜儀的應(yīng)用

在石油化學(xué)工業(yè)中大部分的原料和產(chǎn)品都可采用氣相色譜法來分析;在電力部門中可用來檢查變壓器的潛伏性故障;在環(huán)境保護(hù)工作中可用來監(jiān)測(cè)城市大氣和水的質(zhì)量;在農(nóng)業(yè)上可用來監(jiān)測(cè)農(nóng)作物中殘留的農(nóng)藥;在商業(yè)部門可和來檢驗(yàn)及鑒定食品質(zhì)量的好壞;在醫(yī)學(xué)上可用來研究人體新陳代謝、生理機(jī)能;在臨床上用于鑒別藥物中毒或疾病類型;在宇宙舴中可用來自動(dòng)監(jiān)測(cè)飛船密封倉內(nèi)的氣體等等

三、高效液相色譜法的原理是什么？

高效液相色譜法的原理是以液體為流動(dòng)相，采用高壓輸液系統(tǒng)，將具有不同極性的單一溶劑或不同比例的混合溶劑、緩沖液等流動(dòng)相泵入裝有固定相的色譜柱，在柱內(nèi)各成分被分離后，進(jìn)入檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)。

高效液相色譜法有“四高一廣”的特點(diǎn)：

①高壓：流動(dòng)相為液體，流經(jīng)色譜柱時(shí)，受到的阻力較大，為了能迅速通過色譜柱，必須對(duì)載液加高壓。

②高速：分析速度快、載液流速快，較經(jīng)典液體色譜法速度快得多，通常分析一個(gè)樣品在15～30分鐘，有些樣品甚至在5分鐘內(nèi)即可完成，一般小于1小時(shí)。

③高效：分離效能高?？蛇x擇固定相和流動(dòng)相以達(dá)到最佳分離效果，比工業(yè)精餾塔和氣相色譜的分離效能高出許多倍。

④高靈敏度：紫外檢測(cè)器可達(dá)0.01ng，進(jìn)樣量在μL數(shù)量級(jí)。

⑤應(yīng)用范圍廣：百分之七十以上的有機(jī)化合物可用高效液相色譜分析，特別是高沸點(diǎn)、大分子、強(qiáng)極性、熱穩(wěn)定性差化合物的分離分析，顯示出優(yōu)勢(shì)。

擴(kuò)展資料

高效液相色譜還有色譜柱可反復(fù)使用、樣品不被破壞、易回收等優(yōu)點(diǎn)，但也有缺點(diǎn)，與氣相色譜相比各有所長，相互補(bǔ)充。高效液相色譜的缺點(diǎn)是有“柱外效應(yīng)”。

在從進(jìn)樣到檢測(cè)器之間，除了柱子以外的任何死空間（進(jìn)樣器、柱接頭、連接管和檢測(cè)池等）中，如果流動(dòng)相的流型有變化，被分離物質(zhì)的任何擴(kuò)散和滯留都會(huì)顯著地導(dǎo)致色譜峰的加寬，柱效率降低。高效液相色譜檢測(cè)器的靈敏度不及氣相色譜。

空間排阻色譜法以凝膠(gel) 為固定相。它類似于分子篩的作用，但凝膠的孔徑比分子篩要大得多，一般為數(shù)納米到數(shù)百納米。

溶質(zhì)在兩相之間不是靠其相互作用力的不同來進(jìn)行分離，而是按分子大小進(jìn)行分離。分離只與凝膠的孔徑分布和溶質(zhì)的流動(dòng)力學(xué)體積或分子大小有關(guān)。試樣進(jìn)入色譜柱后，隨流動(dòng)相在凝膠外部間隙以及孔穴旁流過。

在試樣中一些太大的分子不能進(jìn)入膠孔而受到排阻，因此就直接通過柱子，首先在色譜圖上出現(xiàn)，一些很小的分子可以進(jìn)入所有膠孔并滲透到顆粒中，這些組分在柱上的保留值最大，在色譜圖上最后出現(xiàn)。

參考資料來源：百度百科-高效液相色譜法

四、氣相色譜分析的基本原理是什么？

GC（氣相色譜）主要是利用物質(zhì)的沸點(diǎn)、極性及吸附性質(zhì)的差異來實(shí)現(xiàn)混合物的分離。

待分析樣品在汽化室汽化后被惰性氣體（即載氣，也叫流動(dòng)相）帶入色譜柱，柱內(nèi)含有液體或固體固定相，由于樣品中各組分的沸點(diǎn)、極性或吸附性能不同，每種組分都傾向于在流動(dòng)相和固定相之間形成分配或吸附平衡。

但由于載氣是流動(dòng)的，這種平衡實(shí)際上很難建立起來。也正是由于載氣的流動(dòng)，使樣品組分在運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行反復(fù)多次的分配或吸附/解吸附，結(jié)果是在載氣中濃度大的組分先流出色譜柱，而在固定相中分配濃度大的組分后流出。

當(dāng)組分流出色譜柱后，立即進(jìn)入檢測(cè)器。檢測(cè)器能夠?qū)悠方M分轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，而電信號(hào)的大小與被測(cè)組分的量或濃度成正比。當(dāng)將這些信號(hào)放大并記錄下來時(shí)，就是氣相色譜圖了。

氣相色譜分析應(yīng)用

氣相色譜分析是重要的儀器分析手段之一，它具有分離效能高、分析速度快、靈敏度高、對(duì)復(fù)雜的多組分混合物定性與定量分析結(jié)果準(zhǔn)確，容易自動(dòng)化、高選擇性等特點(diǎn)。

日益廣泛地應(yīng)用于石油、精細(xì)化工、醫(yī)藥、生化、電力、白酒、礦山、環(huán)境科學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域，成為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科研、教學(xué)等部門不可缺少的重要分離、分析工具。

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