分析化学

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分析化学

2023-08-28 00:55| 来源: 网络整理| 查看: 265

分析化学

仪器分析: 1.电化学分析法 (根据物质的电化学性质及其变化) •电位法 •伏安法/电流法 •库伦法/电量法 •电导法 2.光学分析法 (基于电磁辐射与物质作用) •非光谱法 (不以光的波长为特征讯号) 折射法、浊度法、旋光法 •光谱法 (以光的吸收、发射等建立的分析方法,通过检测光谱的波长和强度进行定性、定量的方法) 分子光谱法UV/VIs,IR,荧光 原子光谱法AAS,AES,AFS 3.色谱法 •平面色谱 •气象色谱 •高效液相色谱 4. 其他,如质谱法、热分析法、放射化学法等

电位分析法

电位法的基本原理

电位参数及其变化

化学电池

两个电极+电解质溶液

原电池

自发反应

化学能转化

化学能—电能

Daniell(丹聂尔)原电池

Cu、Zn

盐桥的作用

防止两种电解质混合,消除液接电位(电势)

提供离子迁移通道

图解法表示电池

书写规则

左负右正,负氧正还(负极氧化反应,失去电子)

所有物质都有写出

注明两电极的浓度

注明气体的压力、温度

符号表示

“|”:不同物相之间的接界

“,”:隔开同一相中不同的物质

“||”:两种溶液用盐桥连接,消除液接电位

举例

(-)Zn|ZnSO4(x mol/L) ||CuSO4(y mol/L)|Cu(+)

(-)Zn|ZnSO4(x mol/L) | CuSO4(y mol/L)|Cu(+)

相界电位

定义

金属电极插入该金属盐溶液的溶液中产生的金属与溶液的相界电位

意义

金属越活泼,越易进入溶液,电极还原性越强,电极越负

液接电位

定义

不同溶质或不同浓度的溶液界面上存在着微小的电位差

产生原因

各种离子具有不同的扩散速度

电解池

外加电压

电池电动势

定义

构成化学电池的相互接触的各界电位的代数和

表达式

E=正极电势—负极电势+i R

含义

E>0为自发电池

E 指示电极

定义

电极电位随溶液中离子浓度变化而变化

分类

金属-金属离子电极(第一类电极)

定义

金属插在该金属离子溶液中

举例

银电极:银丝插入Ag+溶液

电极反应:Ag+ + e —Ag

金属-金属难溶盐电极(第二类电极)

定义

表面涂有金属难溶性盐的金属插入难溶性盐的阴离子溶液,可测阴离子浓度

举例

涂有AgCl的Ag 丝插入Cl-溶液中,称Ag-AgCl电极

电极反应:AgCl + e—Ag + Cl-

惰性金属电极(零类电极)

定义

惰性金属插入含有某氧化型和还原型电对的溶液中组成

举例

铂丝插入含有Fe3+,Fe2+的溶液

电极反应:Fe3+ +e—Fe2+

注意⚠️

惰性金属不参与电极反应,仅传递电子

膜电极

定义

以固体膜或液体膜为传感体,指示溶液中某种离子浓度

举例

玻璃电极(PH)

离子选择电极

原理

无电极交换,无电极反应,电极电位由离子交换和扩散产生

参比电极

定义

电极电位恒定,不受溶液组成变化的影响,数值已知,提供电位标准

分类

饱和甘汞电极(SCE)

Hg | Hg2Cl2 | KCl

电极反应:Hg2Cl2 +2e—2Hg+2Cl-

电势=0.241

银-氯化银电极

Ag | AgCl | KCl

优点:更简单,体积小,常用于内参比电极

标准氢电极(SHE)

电极反应:2H+ +2e —H2

电势=0

直接电位法

据电动势测量值直接求待测物含量

定义

由指示电极、参比电极和待测溶液构成原电池,直接测量电池电动势或电极电位并利用Nernst 公式来确定物质浓度的方法

应用

测定溶液PH值

指示电极

玻璃电极

构造

球状薄膜

特殊成分玻璃

Na2O

CaO

SiO2

内参比电极

Ag-AgCl 电极

内参比溶液

一定PH缓冲液

原理

膜电位Em=V1-V2(外-内)

电极电位~pH ,一定范围内呈线性

钠差

PH>9时,碱误差,PH测 酸差

PHPH真

不对称电位

E膜=E外- E 内=0.0592lg(a1/a2)

如果 a1=a2,则理论上E膜=0,但实际上E膜不等于0

产生原因:制造工艺原因,玻璃膜内外表面含钠量、表面张力以及机械和化学损伤的细微差异所引起的

长时间水中浸泡后(24h)变小趋于恒定(1~30mV)

参比电极

饱和甘汞电极

PH测量原理和方法

原理

E=电势SCE-电势玻=电势SCE-电势Ag Cl/Ag- K'+(2.303RT/F )PH=K+0.0592PH(25摄氏度)

方法

两次测量法

两种溶液:PH已知的标准缓冲溶液s和PH待测的溶液x

(E)s=K+0.0592pHs (E)x=K+0.0592pHx (E)x-(E)s=0.0592(pHx-pHs) pHx=pHs+(E)x-(E)s/0.0592

PH计的使用

步骤

温度校正

用已知pH值的标准缓冲液校正仪器(定位钮)

测定待测溶液

注意

定位液与待测液PH尽量接近,一般不超过3个PH

高度选择性,不受氧化剂、还原剂影响,可用于有色、浑浊或胶态溶液。

优点

电位滴定法

据滴定过程中电动势的突变确定滴定终点

电位滴定终点的确定

E-V曲线法

要求计量点处电位突跃明显

S形

🔺2E/🔺V-V(一级微商法)

在计量点处变化较大,滴定准确;但数据处理以及作图麻烦

峰形

🔺2E/🔺V2-V(二级微商法)

🔺 2E/🔺V2=0,用数学内插法计算滴定终点

具有两个极值的曲线

应用

类型

指示电极

参比电极

沉淀滴定

银电极

AgNO3 Cl-、Br-、I-

饱和甘汞电极

酸碱滴定

玻璃电极

饱和甘汞电极

配位滴定

汞电极

饱和甘汞电极

氧化还原滴定

铂电极

饱和甘汞电极

永停滴定法

定义

电流滴定法

两个铂电极,待滴定溶液,外加小电压,滴定,观察通过两个电极的电流变化,根据电流变化的特性来确定终点。

和电位滴定的区别

滴定方法

电极

化学电池形式

所测物理量

控制条件

电位滴定法

指示电极和参比电极

原电池

电压(电位计)

很小恒电流

永停滴定法

两个铂电极

电解池

电流(检流计)

小恒电压

紫外—可见分光光度法 (UV-VIs)

紫外:200~380nm 可见光:380~760nm

吸收光谱的产生

光的性质

波动性

波数=1/波长=频率/光速

粒子性

E=hv

分子能级与电磁波谱

分子能级

电子能级(电子相对于原子核运动)

振动能级(原子核在其平衡位置附近相对振动)

子主题

电磁波谱

分子中原子外层电子的跃迁

紫外光谱的产生

由分子中价电子跃迁产生

吸收光谱(吸收曲线)的特征

电子跃迁类型(4种)

西格玛—>西格玛*:单键

n—>西格玛*:杂原子的饱和基团

pai—>pai*:不饱和(含双键)

n—>pai* :含杂原子的不饱和

发色团和助色团

发色团:C=O、C=C

助色图:含杂原子的饱和基团,如- OH、- NH2

红移(或长移)

紫移(或短移)

吸收带(一类跃迁产生吸收峰的位置)

R带

含杂原子的不饱和基团n —>pai*跃迁引起

K带

共轭双键中的pai—>pai*跃迁引起

B带

芳香族的特征吸收

E带

芳香族化合物的特征吸收带

物质吸光的定量关系

朗伯比尔LB定律

A=-lgT=-lg(I/I0)=ECL

T=10-A=10-ECL

吸光系数

E=A/CL

当C的单位用mol/L-1表示时,用 表示摩尔吸光系数

当C的单位用g•100ml -1表示时,用 表示比吸光系数

吸光度的测量

溶剂

适用的最短波长,不吸光或很弱

容器

玻璃洗手池

Vis

石英吸收池

Uv vis

空白对比法

空白溶液+参比液—>A参=0,T=100%

样品溶液+样品液—>A样

影响比尔定律的因素

A=KC

光学因素

选用较纯的单色光,测定波长用波长大的

化学因素

条件:单色光;稀溶液

紫外分光光度计

光源

可见光:钨灯,卤钨灯(350-1000nm)

紫外区:氢灯,氘灯(150-400nm)

单色器

混合光变单色光

棱镜

光栅

吸收池(比色皿)

可见光区:光学玻璃池

可见光区和紫外区:石英池

检测器

光信号变电流信号

显示器

定性与定量方法

定性鉴别

比较光谱一致性:测定条件一致,缺点:只能否定,不能肯定

定量方法

吸光系数法

C=A/El(波长最大),要求单色光

标准曲线法

A=KC 需要对照品,单色光不纯

对照品比较法

C样/C标=A样/A标

红外分光光度法

概述

红外光区的划分

0.76~1000um

红外光谱常用波数范围

4000~400cm-1. 中红外区

红外光谱的表示方法

T-入 曲线

前密后疏,基本淘汰

T-西格玛 曲线

西格玛(cm-1)=10 4/ 入(um)

前疏后密

两种比例尺

A-西格玛 曲线

正峰,一种比例尺

UV与IR光谱区别

UV

电子光谱

具有共轭结构(溶液)

峰少而平坦(简单)

定量

IR

振转光谱

所有有机化合物(气液固)

峰多而尖锐(特征性强)

定性,药物鉴别(结构分析)

基本原理

分子振动与振动光谱

双原子分子的简谐运动

分子的振动能量和频率间的关系

E振=(V+1/2)hv,V为振动量子数,v为化学键振动频率

分子吸收红外光的频率=化学键振动频率的🔺V

基频峰与泛频峰

振动能级由基态(V=0)跃迁至第一振动激发态(V=1)时,所产生的吸收峰为基频峰

振动类型和峰数

振动类型

分子中基团的两类基本振动形式

伸缩振动

键长沿键轴方向周期性变化

V s

V as

弯曲振动

键角周期性变化

面外 伽马

面内 贝塔

甲基的振动形式(AX3基团)

伸缩振动

Vs

2870 cm-1

对称

Vas

2960 cm-1

不对称

变形振动

西格玛 s

1375

对称

西格玛as

1450

不对称

振动自由度与峰数

振动自由度:分子基本振动数目,即分子的独立振动数

总自由度=振动自由度+平动自由度+转动自由度

平动能改变,不产生光谱 转动能级跃迁,远红外谱

一个原子有三个自由度,分子中有N个原子就有3N个运动自由度

非线性分子振动自由度=3N-6

总自由度=振动自由度+平转自由度+转动自由度 3N 3 3

比如H2O:N=3,振动自由度=3

线性分子振动自由度=3N-5

总自由度=振动自由度+平转自由度+转动自由度 3N 3 2

比如CO2,N=3,振动自由度=4

基频峰数 简并

振动类型不同,但振动频率相等,只能观察到一个吸收峰

红外非线性振动

振动过程中无偶极矩变化,即无电磁场变化的振动过程,称为红外非活性振动

不能吸收红外线发生能级跃迁的振动

仪器分辨率低

泛频峰

分子吸收红外线条件

=

不等于0

振动频率和峰位

振动频率

基本振动频率

西格玛=1/入=( 1/2pai c)*根号(k/u) = 1302根号(k/u)

k为化学键的力常数,与键能和键长有关

u为双原子的折合质量

峰位

表示法

西格玛max

入max

vmax

决定因素

双原子基团的基本振动频率取决于键两端的折合相对原子质量和化学键力常数K,即取决于分子的结构特征

K增加,u下降,导致西格玛变大,吸收峰将出现在高波数段

举例子

折合质量相同的碳碳键

碳碳三键

力常数:15

峰位:2060

碳碳双键

力常数:10

峰位:1680

碳碳单键

力常数:5

峰位:1190 cm-1

西格玛碳氮三键>西格玛碳氮双键>西格玛碳氮单键

含氢官能团,u小,均出现在高波数区

西格玛碳氢单键:~3000 cm-1

西格玛氧氢单键:3600~3200cm-1

西格玛氢单键:3500~3300

与碳成键原子,随着其原子量增加,u增加,西格玛变小

西格玛C- H> C- C> C-Cl> C-Br> C- I

3000 1190 800 550 500

u相同时,K依次减小,伸缩v>面内弯曲西格玛>面外弯曲伽马

影响因素

内部因素

诱导效应

OR,Cl吸电子:K增加,高波数移动

共轭效应

K降低,低波数移动

氢键

K降低,低波数移动

外部因素

溶剂、仪器色散元件、操作、温度

溶剂极性增加,极性基团与溶剂形成氢键,频率降低

吸收峰的强度

🔺u

影响因素

原子的电负性

相差越大,强度越大

v碳氧双键>碳碳双键,vOH>vCH>vC-C

分子的对称性

完全对称🔺u=o

振动类型

振动类型不同,对分子电荷分布影响不同

vas>vs,v>西格玛

谱带强度划分

用摩尔吸光数e衡量

vs极强峰

>100

s强

20~100

m中

10~20

w弱

1-10

vw 极弱峰

有机化合物的典型光谱

特征峰与相关峰

特征峰

鉴别官能团存在的吸收峰

举例

v碳氮三键

2400~2100cm-1

v碳氧双键

1870~1650

相关峰

由一个官能团所产生的一组相互依存的吸收峰叫相关峰

举例

_COOH一系列相关峰:v OH, vC=O, vC-O,西格玛OH,伽马OH

一组相关峰确定一个官能团存在

脂肪烃

烷烃

CH

vCH 3000cm-1

CH2

vs CH2 2850

vas CH2 2925

西格玛s 1465

由于支链引入,使其发生变化;C-C骨架振动明显

西格玛as 1450

p 722(面内摇摆)

CH3

vs CH3 2870

vas CH3 2960

西格玛s 1375

西格玛as 1450

异丙基裂分出现1:1

烯烃

v= CH >3000cm-1

vC =C 1650

顺强反弱

如果是完全对称,红外非活性振动,无峰。弱,尖

伽马=CH 1000~650

用于确定取代位置及构型

单取代反970

单取代顺690

炔烃

三键C- H 3300

v碳碳三键 2200

若对称,消失

芳烃

醇酚

v OH>3600

伯- OH 3650~3600

仲- OH 3650~3600

叔- OH 3650~3600

酚- OH 3650~3600

vC-O 1100

伯- OH 1050

仲- OH 1100

叔- OH 1150

酚- OH 1200

还有苯环特征

羰基化合物

v C=O

1715

影响v C=O位置的因素

共轭效应

K下降,低波数移动

诱导效应

Cl吸电子,K增加,高波数移动

氢键

K下降,低波数移动

v C=O

1725峰宽

v CH(O)

2850,2750

双峰,区分醛、酮

称Femi共振

酰氯

v C=O

1800

vC=O

1740~1659 更宽,钝

v OH

3400~2500 氢键缔合,宽峰

v C=O

1735

v C-O-C

vas 1300~1150更强

vs 1150~1000弱

注意脂,R'与单键氧共轭,峰左移;C=O与R共轭,峰右移

含氮化合物

v NH 3500~3300

伯胺双峰

仲胺单峰

叔胺 无

西格玛NH

1650~1580

vC- N

1300~1000

红外分光光度计

仪器类型

色散器

干涉器

傅立叶变换红外光谱仪

光源➡️干涉仪➡️样品室➡️检测器➡️计算机➡️绘图仪

光源:硅碳棒 或陶瓷光源

单色器:Michelsonm 干涉仪

检测器:热电型硫酸三甘肽TGS

特点

扫描速度快

灵敏度高

仪器小

样品制备

要求

样品纯度大于98%,可与Sadler 纯化合物光谱对照

样品不含水分

举例

固体

KBr压片法

样1-2mg+干燥KBr 约200g,玛瑙乳钵中,红外灯下研磨

糊剂法(液体石蜡法)

薄膜法

应用于示例

红外光谱与分子结构

特征区

4000~1250,峰稀疏,易辨认

含氢单键,各种双键,三键的叔叔伸缩振动,部分含氢单键的面内弯曲振动

化合物官能团

v C三N,v C三C

2400~2100

v C=O

1870~1650,谱带强,干扰少

v OH,v NH

3700~3100

化合物类别

v CH

3000为界判断饱和不饱和

v C=C

1500、1580、1600苯环骨架振动,区分脂肪族和芳香族

指纹区

1250~400,峰密集,含某基团的旁证(相关峰),细微结构(如苯环的取代位置)

vC-C,vC-N,v C- O以及各种弯曲振动

9个重要区段

药物鉴别

IR是鉴别首选方法

标准图谱对比法:大多是

对照品比较法:少数,如妥布霉素等

未知物的结构解析

计算不饱和度

四先,四后,相关法(先特征,后指纹;先最强,后次强;先粗查,后细找;先否定,后肯定。一组相关峰确定一个官能团)

不是所有吸收峰都有解谱

与标准谱图对照

新化合物需要进行综合光谱解析

色谱分析法

概述

定义

色谱法(层析法)利用混合物各组分在固定相和流动相中吸附、溶解或其他亲和作用的差异,而使各组分在色谱柱中的迁移速度不同而达到分离。

物理化学分离技术

分离基础:差速迁移

有色物质,无色物质

基础知识

色谱过程

吸附柱色谱法

极性大,吸附力强,溶解度小,后洗脱

色谱法的基本术语

色谱流出曲线

基线

操作条件下,没有组分流出的流出曲线

仅有流动相通过检测器系统时产生信号的曲线,反映仪器噪音随时间的变化

色谱峰

峰高h

峰宽W/Y

可衡量柱效

W=4西格玛(标准差),W1/2=2.355西格玛,W=1.699W1/2

半峰宽(常用)

标准差

两拐点间距离之半

0.607h

峰形

正态分布

保留值

保留时间tR

死时间tm /t0 ( K=0)

调整保留时间tR’=tR-t0

保留体积(常数)

V R=tR*Fc

死体积

定义

从进样器器至检测器出口,未被固定相占有的体积空间

公式

V0=Vm +V进样+V检+V连

V0=t0*Fc

作用

死体积大,色谱峰扩张,柱效降低

调整保留体积V ‘R =t’R*Fc-V0

相平衡常数

分配系数

公式

K=Cs/Cm

溶质在固定相中的浓度/溶质在流动相中的浓度

因素

与组分,温度,流动相和固定相的性质有关

T增加,K下降

各组分有不同的K是分离的前提

保留因子k

平衡状态下,组分在固定相与流动相中的质量之比

K =Ws/Wm

=t‘R/tm

K值与组分、固定相和流动相的性质及温度、压力等有关,更易测定,常用。说明组分在柱中停留时间长短。

tR 与K关系

t R =tm (1+k)=tm (1+KVs/Vm)

分离参数

分离因子 啊法=k2/k 1

一般大于1

分离度R

Rs=2(tR2-tR1)

色谱法分类

按两相状态分

LC

L-S

L-L

GC

G-S

G-L

SF次超临界流体色谱:CO2流动相

按操作形式分

柱色谱

平面色谱

薄层色谱(吸附)

纸色谱(分配)

按分离机理分

吸附色谱

L-S,G- S

分配色谱

L-L,G-L

离子交换色谱

分子排阻色谱

分子大小不同,凝胶对其排阻作用不同。大分子先流出

色谱分离的基本理论

保留行为与分配系数的关系

t R =tm (1+KVs/Vm)

塔板理论

计算

n=5.54(tR / W1/2)=16(tR/W)2

H=L/n

优缺

能评价柱效(n或H)高低

假设与实际不符

不能解释载气流速U对n的影响

不能指出H受哪些因素影响

色谱峰扩张的原因

范式方程

A-涡流扩散项

A=2入dp

dp:填充物的平均颗粒直径 入:填充物的不规则因子

颗粒越小,dp越小,填充越均匀,柱效n 上升

空心毛细管A为0

B/u-纵向扩散项(分子扩散项)

B=2伽马Dm

伽马:弯曲因子 Dm:组分分子在流动相中的扩散系数(cm2/s)

存在浓度差,产生纵向扩散

扩散导致色谱峰变宽,H大,分离变差

C*u-传质阻力项

与u成正比

df 降低,D L上升➡️CL下降

采用低液载比1-10%;高柱温;低粘度的固定液

CL正比k/(1+k2)

u-流动相的线速度

u=L/tm

H=A+B/u+Cu

柱效与流速

最佳流速值

H最小=A+2根号BC

色谱方法的选择和优化

色谱分离方程

R =2 (tR2-tR1)/W1+W2=

R=1基本分离

R=1.5 完全分离

提高分离度的方法

R=

提高啊法和k(取决于组分性质,固定相,流动相)

提高n

载气的选择

载气流速

载气种类

与检测器匹配

TCD,选H2(He好但贵)

FID选N2

与载气线速度有关

u大,降低C

u小,降低B,选分子量大的N2

柱温的选择(关键)

基本原则

符合要求前提下,尽量低温

低温有利于分离

低柱温,B小

低柱温,传质阻抗大,峰扩张,拖尾

柱寿命长,固定相流失少

根据样品沸点

柱长

达到一定R,尽可能短柱

柱长增加,时间延长,柱压增加

(R2/R1)2=L2/L1

经典液相色谱法

柱色谱法

液-固吸附柱色谱法

分离机理

吸附剂 吸附点位

如:硅胶表面的硅胶醇

吸附剂的选择和吸附活度

吸附剂要求

表面积大,有吸附能力

不与流动相发生化学反应

常用吸附剂

硅胶

分离弱酸和中性物质,如有机酸,氨基酸,

氧化铝

聚酰胺

吸附剂

活化

105度左右加热除水,吸附力加强

脱活

加一定水分,降低活性,吸附力减弱

色谱条件的选择

被测物质的结构和性质(极性)

规律

基本母核同,基团极性大,分子极性大;极性基团数多,分子极性大

分子双键多,共轭度大,分子极性大

取代基空间排列

常见化合物极性

烷烃 相似相溶

常用

石油醚 物质极性小

吸附剂活性大

流动相极性小

液-液分配柱色谱法

离子交换柱色谱法

分子排阻柱色谱法

薄层色谱法(T LC)

原理

吸附剂对不同组分的吸附力不同,差速迁移,达到分离

定性参数

比移值Rf

公式

原点到斑点中心的距离/原点到溶剂前沿的距离

含义

Rf =0

未移行,被固定相完全吸附

Rf =1

移至前沿,组分不被固定相吸附

同一色谱条件下,Rf为常数

范围在0~1

影响因素

分离物质性质

薄层板性质(活度,厚度)

展开剂极性

温度

展开剂蒸气饱和程度

分离参数—分离度

R=(L2-L1)/ {(W1+W2)/2}

R=1

两斑点基本分开,所以一般要求R>1

特点

快,灵敏,高选择,简单

固定相

吸附剂:硅胶,氧化铝

展开剂

相似相溶

举例

先用单一展开剂

比如氯仿

Rf太大,加极性小的;分离酸性物质加减;反之

再摸索比例

操作方法

制板

活化

105度,一小时

吸附剂的活度

点样

点状定性,带状定量

展开

先饱和十五分钟左右,再展开,防止边缘效应

层析缸密闭

上行法

展开条件:恒温恒湿

显色

本身有色

日光下

显色剂

碘蒸气

硫酸乙醇

茚三酮(氨基酸)

紫外灯下荧光斑点

荧光物质

紫外吸收物质

荧光薄层板暗斑

有紫外吸收物质

定性,定量

定性

利用保留值,比较Rf

应用与示例

判断合成反应程度

药品鉴别和纯度检查

中药中有效成分的含量测定(TLC扫描法)

纸色谱法

气相液谱法GC

概述

以气体为流动相的色谱法

分类

固定相物态

气-固

GSC

吸附

气-液

GLC

分配

柱的粗细

填充柱

4~6nm,L 2~4m

毛细血管柱

0.1~0.5mm,L25~50m

特点

高效能

高选择

高灵敏

操作简单,快速,用量少

局限性

定性困难

样品需气化,20%的有机物

固定相与流动相

固定相构成

吸附剂

气-固吸附色谱柱

硅胶,石墨化炭黑,氧化铝等。高分子多孔微球GDX

载体-固定液

气-液分配色谱柱

载体也称担体,分硅藻土型和非硅藻土型

固定液

定义

涂在载体上的高沸点液体,操作温度下应是液体,室温下呈固态或液态

要求

操作温度下是液体,且蒸汽压低

否则易流失,也出峰

常用固定液

鲨鱼烷非极性

SE-30非极性

氧二丙腈 极性

PEG-20M 极性

固定液的选择

相似相溶原则

非极性有色散力

组分性质的主要差别

若以极性为主要差别,选择极性固定液。按极性强弱,极性弱的先出柱

若以沸点为主要差别,选择非极性固定液。按沸点高低,沸点低的先出柱

流动相(载气)

氮气

优点

安全,廉价,常用

缺点

热导系数与大多数有机化合物相近,故使用热导检测器时灵敏度低

氢气

优点

相对分子量小,热导系数大,粘度小,使用热导检测器时常用作载气

缺点

易燃易爆,安全隐患

氦气

仪器

气相液谱仪

柱温箱

柱温:直接影响分离效能和分析速度

宽沸程,程序升温

优点

改善分离效果,缩短分析周期,改善峰形,提高灵敏度

检测器

将流出色谱柱的被测组分的浓度或质量的变化,转变为电信号的变化的装置

浓度型

T CD

热导检测器

根据被测组分与载气的热导率不同来检测组分浓度变化

优点

通用于无机、有机物,不破坏样品

缺点

灵敏度低,噪音大

测定原理

惠斯顿电桥

R1R测=R2R参

质量型

FID

氢火焰离子化检测器

优点

灵敏度高,噪音小

死体积小,适合毛细血管

缺点

破坏样品,只能测含碳有机化合物;对水,惰性气体无信号

一般用氮气作载气

定性定量分析

定性分析

保留值对比法

两谱联用定性GC- MS,GC- IR

定量分析

峰面积测量

对称峰A=1.065*h*W1/2

定量校正因子

绝对校正因子

需要准确知道进样量;随实验条件变化,不易测定

fi’ =mi/A

相对校正因子

fi=mi/ms * As/Ai

不需要准确进样量

定量方法

归一化法

公式

优点

简便,不需要准确进样

操作条件变化影响小

缺点

所有组分在一个分析周期内应流出色谱柱,而且检测器对它们均产生信号

外标法

公式

优点

简单,不需要校正因子,不需要所有组分出峰

缺点

进样量准确及操作条件要稳定

内标法

公式

要求

内标不是样品中的组分,且内标要纯

加入量应接近被测组分

内标峰和样品峰既要分开又要靠近

优点

进样量不严格,适用于微量组分或含杂质测定

只需要被测物和内标出峰,分离度符合要求

缺点

内标寻找麻烦

内标对比法(重要‼️)

应用与示例

药物制剂中含醇量测定

系统适用性试验

药品中有机溶剂残留量测定

药物的含量测定

VE 硅酮OV-17为固定液

中药中挥发油研究

高效液相色谱法

概述

与经典液相色谱区别

分析对象更广

流动相选择余地多

常温高压操作

基本原理

H=A+C u

与GC比,忽略了B项

小的dp是保证HPLC高柱效的主要措施

选低粘度,低流速的流动相,如:甲醇

柱温:室温

固定相和流动相

固定相

L-S色谱固定相

全多孔硅胶

L-L分配色谱固定相

载体+有机基团—>化合键合相填料—>化合键合相色谱

化合键合相

优点

不流失,稳定

分类

非极性

反相色谱

C18

中等极性

正反色谱

极性

正相色谱

离子性

流动相

要求

不与固定相反应

硅胶PH2~8,防止硅胶变质或化学键断裂

对样品的溶解度适当

控制k2~5

黏度小,如甲醇

柱阻小,柱压低,组分扩散系数大,能提高柱效

纯度高

过滤,脱气

选择

L-S吸附色谱,正相色谱,选择原则同经典液相色谱

洗脱方式

等度洗脱

梯度洗脱

类似程序升温

适用于K相差较大,组分复杂的样品

反相色谱

流动相极性大于固定相

极性大的组分先流出

K大,tR 大

流动相一般选甲醇-水,乙腈-水 PH2~8

极性大,洗脱能力下降

水极性最大,但洗脱能力最弱

仪器

高压泵

进样阀

六通阀

色谱柱

评价参数:理论塔板数n,对称因子fi,分离度R

检测器

作用

把组分的量转变为电信号

优点

灵敏度高,重现性好,响应快,线性范围宽

分类

紫外检测器

固定波长,可变波长,光电二极管阵列检测器DAD

荧光检测器

饱和KCl琼脂凝胶

液接电位和不对称电位的存在使K值有变动,不易确定



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