仪器分析法选介.pptx

#,单击此处编辑母版标题样式,第九章 仪器分析法选介,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第九章 仪器分析法选介,1,无机及分析化学,第九章 仪器分析法选介,2,第九章 仪器分析法选介,9.1,紫外,可见分光光度法,9.2,原子吸收分光光度法,9.3,电势分析法,9.4,色谱分析法,3,第九章 仪器分析法选介,学习要求,1.,掌握电位分析法的基本原理、指示电极和参比,电极的含义。了解各类电极的结构和机理。,2.,掌握测定溶液,pH,值的方法。掌握直接电位法,测定离子浓度及确定电位滴定终点的方法。,3.,掌握原子吸收光谱分析的基本原理和定量分析,方法。了解原子吸收分光光度计的主要构造和,应用范围。,4.,掌握色谱分离的原理、分类及定性、定量方法。,了解评价分离效率的指标，了解气相及高效液,相色谱仪的构造和各自的应用范围。,4,第九章 仪器分析法选介,仪器分析的基本特点,Instrumental Analysis,以被测物质的物理及物理化学性质为基础的分析方法,从二十世纪中叶开始，仪器分析得到迅速的发展，已广泛应用于现代科学技术的各个领域。,多属微量分析，快速灵敏，相对误差较大，但绝对误差不大。,仪器分析法的种类很多。有光谱法、色谱法、电化学分析法等。,本章只介绍电位分析法，原子吸收分光光度法、气相色谱法和液相色谱法这四种常用的仪器分析法。,5,第九章 仪器分析法选介,9.1,紫外,可见分光光度法,（,Ultraviolet and Visible Spectrophotometry,）,9.1.1,概述,9.1.2,光吸收的基本定律,9.1.3,显色反应及其影响因素,9,.1.4,紫外,可见分光光度计,9.1.5,紫外,可见分光光度测定的方法,9.1.6,分光光度法的误差和测量条件的选择,9.1.7,紫外,可见分光光度法应用实例,6,第九章 仪器分析法选介,9.1.1,概述,吸光光度法,是基于物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法，包括比色法、可见及紫外吸光光度法及红外光谱法等。,特点：,灵敏度高,（,测定下限可达,10,5,10,6,mol/L,）,准确度高,（满足微量组分的测定要求,),简便快速,（在适当条件下，不经分离可直接测定）,应用广泛,（无机、有机成分、农药残留、生物体内的微量成分、药物分析、环境卫生分析）,7,第九章 仪器分析法选介,光是一种电磁波。所有电磁波都具有波粒二象性。光的波长、频率与光速,c,的关系为：,光速在真空中等于,2.9979108m,s,-1,。,光子的能量与波长的关系为：,式中,E,为光子的能量；,h,为普朗克常数，为,6.62610,-34,J,S,。,光的基本性质,8,第九章 仪器分析法选介,9,第九章 仪器分析法选介,物质的颜色与光的关系,单色光,(monochromatic light),只具有一种波长的光。,混合光,由两种以上波长组成的光。,白光,是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种色光按一定比例混合而成的。,物质的颜色,是由于物质对不同波长的光具有选择性的吸收作用而产生的。例如：硫酸铜溶液因吸收白光中的黄色光而呈蓝色；高锰酸钾溶液因吸白光中的绿色光而呈紫色。物质呈现的颜色和吸收的光颜色之间是互补关系。,10,第九章 仪器分析法选介,表,9-2,物质颜色和吸收光颜色的关系,物质颜色,吸收光颜色,吸收光波,/nm,黄,绿 紫,400,450,黄 蓝,450,480,橙 绿蓝,480,490,红 蓝绿,490,500,紫红 绿,500,560,紫 黄绿,560,580,蓝 黄,580,600,绿蓝 橙,600,650,蓝绿 红,650,760,白光,青蓝,青,绿,黄,橙,红,紫,蓝,11,第九章 仪器分析法选介,当一束平行的单色光照射到有色溶液时，光的一部分将被溶液吸收，一部分透过溶液，还有一部分被器皿表面所反射。设入射光强度为,I,0,，透过光强度为,I,t,，溶液的浓度为,c,，液层宽度为,b,，经实验表明它们之间有下列关系：,(9-1),朗伯,比尔定律,9.1.2,光的吸收基本定律,12,第九章 仪器分析法选介,透光度,T,(Transmittance),透光度定义：,T,取值为,0.0%100.0%,全部,吸收,T,=0.0%,全部透射,T,=100.0%,入射光,I,0,透射光,I,t,13,第九章 仪器分析法选介,透光度、吸光度与溶液浓度及液层宽度的关系,（,9-2,）,A,吸光度,T,透光度,K-,吸光系数，与入射光波长、溶液的性质及温度有关。当,c,的单位为,g,L,-1,，,b,的单位为,cm,时，,k,以,a,表示其单位为,L,g,-1,cm,-1,，,此时式（,9-1,）变为,(9-3),14,第九章 仪器分析法选介,如果浓度,c,的单位为,mol,L,-1,，,b,的单位为,cm,，这时,k,常用 表示。称为摩尔吸光系数,(molar absorptivity),，其单位为,L,mol,-1,cm,-1,，它表示吸光质点的浓度为,1mol,L,-1,，溶液的宽度为,1cm,时，溶液对光的吸收能力。值越大，表示吸光质点对某波长的光吸收能力愈强，故光度测定的灵敏度越高。值在,10,3,以上即可进行分光光度法测定，高灵敏度的分光光度法可达到,10,5,10,6,。式（,9-3,）可写成为：,A=,bc,（,9-6,）,与,a,的关系为：,=Ma,（,9-7,）,式中,M,为吸光物质的摩尔质量,15,第九章 仪器分析法选介,朗伯,比尔定律的几种形式,入射光强度,透射光强度,透光度,吸光度,摩尔吸光系数,L,mol,1,cm,-1,溶液厚度,溶液浓度,物理意义,：一定温度下，一定波长的单色光通过均匀的、非散射的溶液时，溶液的吸光度与溶液的浓度和厚度的乘积成正比。,16,第九章 仪器分析法选介,例,9-1,浓度为,25.0g/50mL,的,Cu,2+,溶液，用双环已酮草酰二腙分光光度法测定，于波长,600nm,处，用,2.0cm,比色皿测得,T=50.1%,，求吸光系数,a,和摩尔吸光系数。已知,M(Cu)=64.0,。,解,:,已知,T,=0.501,，则,A,=,lg,T,=0.300,，,b,=2.0cm,则根据朗伯,比尔定律,A=abc,，,而,=Ma,=64.0gmol,-1,3.0010,2,Lg,-1,cm,-1,=1.9210,4,(Lmol,-1,cm,-1,),17,第九章 仪器分析法选介,例,9-2,某有色溶液，当用,1cm,比色皿时，其透光度为,T,，若改用,2cm,比色皿，则透光度应为多少？,解,:,由,A,=-lg,T,=,abc,可得,T,=10,-,abc,当,b,1,=1cm,时，,T,1,=10,-,ac,=,T,当,b,2,=2cm,时，,T,2,=10,-,2ac,=,T,2,18,第九章 仪器分析法选介,定量分析时，通常液层厚度是相同的，按照比尔定律，浓度与吸光度之间的关系应该是一条通过直角坐标原点的直线。但在实际工作中，往往会偏离线性而发生弯曲，见图中的虚线。,偏离朗伯一比尔定律的原因,C,A,标准工作曲线图,正误差,负误差,19,第九章 仪器分析法选介,单色光不纯所引起的偏离,朗伯一比尔定律只对一定波长的单色光才能成立，但在实际工作中，即使质量较好的分光光度计所得的入射光，仍然具有一定波长范围的波带宽度。在这种情况下，吸光度与浓度并不完全成直线关系，因而导致了对朗伯一比尔定律的偏离。所得入射光的波长范围越窄，即,“,单色光,”,越纯，则偏离越小。,20,第九章 仪器分析法选介,由于溶液本身的原因所引起的偏离,吸光系数,k,与溶液的折光指数,n,有关。溶液浓度在,0.01mol,L,-1,或更低时，,n,基本上是一个常数，浓度过高会偏离朗伯,-,比尔定律。,朗伯,-,比尔定律是建立在均匀、非散射的溶液这个基础上的。如果介质不均匀，呈胶体、乳浊、悬浮状态，则入射光除了被吸收外，还会有反射、散射的损失，因而实际测得的吸光度增大，导致对朗伯,-,比尔定律的偏离,21,第九章 仪器分析法选介,溶质的离解、缔合、互变异构,及化学变化引起的偏离,有色化合物的离解是偏离朗伯,比尔定律的主要化学因素。例如，显色剂,KSCN,与,Fe,3+,形成红色配合物,Fe(SCN),3,，存在下列平衡：,Fe(SCN),3,Fe,3+,+3SCN,溶液稀释时，上述平衡向右，离解度增大。所以当溶液体积增大一倍时，,Fe(SCN),3,的浓度不止降低一半，故吸光度降低一半以上，导致偏离朗伯,比尔定律。,22,第九章 仪器分析法选介,显色反应及显色剂：,被测元素在某种试剂的作用下，转变成有色化合物的反应叫显色反应（,color reaction,），所加入试剂称为显色剂,(color reagent),。,常见的显色反应大多数是生成配合物的反应，少数是氧化还原反应和增加吸光能力的生化反应,9.1.3,显色反应及其影响因素,23,第九章 仪器分析法选介,显色反应的要求：,选择性好,所用的显色剂仅与被测组分显色而与其它共存组分不显色，或其它组分干扰少。,灵敏度要足够高,有色化合物有大的摩尔吸光系数，一般应有,10,4,-10,5,数量级。,有色配合物的组成要恒定,显色剂与被测物质的反应要定量进行，生成有色配合物的组成要恒定。,生成的有色配合物稳定性好,即要求配合物有较大的稳定常数，有色配合物不易受外界环境条件的影响，亦不受溶液中其它化学因素的影响。有较好的重现性，结果才准确。,色差大,有色配合物与显色剂之间的颜色差别要大，这样试剂空白小，显色时颜色变化才明显。,24,第九章 仪器分析法选介,影响显色反应的因素,显色剂的用量,显色反应一般可表示为：,M+R MR,有色配合物,MR,的稳定常数越大，显色剂,R,的用量越多，越有利于显色反应的进行。但有时过多的显色剂反而对测定不利。在实际工作中，常根据实验结果来确定显色剂的用量。,c,(R),25,第九章 仪器分析法选介,溶液的酸度,许多显色剂都是有机弱酸或有机弱碱，溶液的酸度会直接影响显色剂的解离程度。对某些能形成逐级配合物的显色反应，产物的组成会随介质酸度的改变而改变，从而影响溶液的颜色。另外，某些金属离子会随着溶液酸度的降低而发生水解，甚至产生沉淀，使稳定性较低的有色配合物的解离,。,pH,pH,1,pH80,C,）的条件下使用时，,Ag-AgCl,电极的电位较甘汞电极稳定。,25,C,时，内充饱和,KCl,溶液的,Ag-AgCl,电极的电位值为,0.199V,。,92,第九章 仪器分析法选介,9.3.2,离子选择性电极,离子选择性电极（,ion selective electrode,ISE,）是,20,世纪,60,年代后迅速发展的新型指示电极。有常规电极和微电极之分，后者在生命科学中有极其美好的应用前景。,离子选择性电极有特殊响应机理,离子在溶液和,选择性敏感膜,之间的,扩散和交换,而形成,膜电位,(membrane potential),。,93,第九章 仪器分析法选介,1.,离子选择性电极和膜电位,选择性敏感膜是对特定离子有选择性交换能,力的材料。按敏感膜材料性质不同，电极可,分类为：,晶体电极：,用晶体敏感膜,制作，如氟化镧单晶制成,的氟离子选择性电极，用氯化银多晶制成的氯离子,选择性电极。,非晶体电极：,用,玻璃膜,和流动载体,(,液膜,),制成的电,极（前者如,pH,玻璃电极，后者如流动载体钙离子选,择性电极,),等。,94,第九章 仪器分析法选介,2.pH,玻璃电极,pH,玻璃电极是,对溶液中的,H,+,离子活度具有选择性响应,的电,极，它主要用于测量溶液的酸,度。,组成见图,(,由玻璃膜，内部溶液，内参比电极组成,),。,95,第九章 仪器分析法选介,复合式,pH,玻璃电极示意图,新型玻璃电极多为复合型，将指示电极和参比电极二合一，外加长脚护套，玻璃泡不易破损。,1,玻璃膜；,2.,多孔陶瓷；,3.,加液口；,4.,内参比电极；,5.,外参比电极；,6.,外参比电极的参比溶液。,96,第九章 仪器分析法选介,玻璃电极的膜结构,电极的球泡形玻璃膜厚,0.030.1mm,，组成特殊,(Na,2,O,，,22%,；,CaO,，,6%,；,SiO,2,，,72%),玻璃电极的特殊内部结构使玻璃膜有选择性响应。,在掺有,Na,2,O,的硅氧网络结构形成部分荷负电的硅,-,氧骨架，可与带正电荷的,Na,+,离子形成离子键,97,第九章 仪器分析法选介,玻璃电极膜电位的形成,pH,玻璃电极需,水化,后才能使用。水化层中的,Na,+,与溶液中,H,+,发生离子交换。,SiO,-,Na,+,(,表面,),+H,+,(,溶液,),SiO,-,H,+,(,表面,),+Na,+,（溶液）,插入待测试样后，因膜外表面水化层中的,H,+,离子活度 与待测溶液中,H,+,离子活度 不同，在两相界面上因,H,+,离子扩散迁移而建立起相间电位。,98,第九章 仪器分析法选介,内,试,膜,=,试,-,内,若待测液,H,+,离子活度较大，溶液中,H,+,向玻璃膜外表面水化层扩散，在玻璃外表面和溶液界面形成双电层，产生相间电位。,同理，在玻璃内表面也形成相应的相电位。,在膜两侧形成了膜电位：,99,第九章 仪器分析法选介,玻璃电极膜电位的表示,外表面的相间电位符合,Nernst,方程：,同理，玻璃膜的内表面也存在着因,H,+,离子的扩散迁移而建立起相间电位：,100,第九章 仪器分析法选介,玻璃电极膜电位间的关系,通常玻璃膜内、外表面结构及相关因素完全一致，玻璃膜内、外膜表面相间电位的代数和 为：,因玻璃泡内装溶液的,H,+,离子活度是固定的，则：,忽略扩散电位，可看成整个玻璃膜的膜电位 。,101,第九章 仪器分析法选介,可简化成：,25,时,可表示为：,因玻璃电极的电位是通过电极内部的,Ag-AgCl,内参比电极测量的，故整个,pH,玻璃电极的电极电位为：,102,第九章 仪器分析法选介,玻璃电极膜电位的偏离,pH,大时为“,碱差,”：除,H,+,外还响应,K,+,、,Na,+,离子，所测,pH,值,低于,实际值。,pH,小时为“,酸差,”：水分子的质子化使其活度小于,1,，所测,pH,值,高于,实际值。,因电极玻璃膜响应,H,+,离子的,非专属性,，在,pH,很大或很小时会出现较大的偏差：,103,第九章 仪器分析法选介,玻璃电极的改性,改变玻璃膜的成分，可改变使玻璃电极测定的选择性，成为测定其它阳离子的选择性电极。,如，将玻璃膜的成分改为：,Na,2,O,，,11%,，,Al,2,O,3,，,18%,，,SiO,2,，,71%,，即可将玻璃电极改性为测定钠的选择性电极。,104,第九章 仪器分析法选介,3.,氟离子选择性电极,敏感膜,：（氟化镧单晶）：,掺有,EuF,2,的,LaF,3,单晶切片；,内参比电极：,Ag-AgCl,电极（管内）,内参比溶液,：,0.1 mol/L NaCl,+0.1 mol/L NaF,混合溶液,F,-,用来控制膜内表面的电位，,Cl,-,用以固定内参比电极的电位。,105,第九章 仪器分析法选介,电极膜电位的产生,当电极浸入含,F,-,待测试液时，溶液中的,F,-,离子将与单晶膜上的,F,-,离子发生交换。,若试样溶液中,F-,大,，溶液中的,F,-,离子迁移进入晶体膜的空穴中；,若试样溶液中,F-,小,，晶体表面的,F,-,离子转移到溶液，在膜晶格中留下,F,-,点位的空穴。,从而在膜和溶液相界面上,形成了双电层，产生膜电位,。,106,第九章 仪器分析法选介,电极膜电位的表示,膜电位的大小与试样溶液中,F,-,活度关系符合能斯特方程：,与,pH,电极类似，结合内参比电极的电位，氟离子电极在活度为 的,F,-,离子试液中的电极电位为：,因此可以,通过测量氟离子选择性电极的电位，测定试样溶液中,F,-,离子的活度,。,107,第九章 仪器分析法选介,氟电极的应用范围,测定,F,-,离子的浓度范围一般在,1,10,-5,mol,L,-1,之间,测定时溶液酸度应控制在,pH5,6,之间,pH6,，膜表面,LaF,3,水解生成,La(OH),3,，沉淀会使膜表面性质变化，且又增大了电极表面附近的试样溶液中,F,-,浓度，干扰,F,-,浓度的测定。,108,第九章 仪器分析法选介,9.3.3,直接电势法,直接电势法,(direct potentiometry),通过测量指示电极的电极电位，并根据电位与待测离子间的能斯特关系，求得待测离子的活,(,浓,),度的方法。,经仪器适当的电路转换，直接电位法可直接求出样品溶液的,pH,值,及相关离子的,浓度,。,109,第九章 仪器分析法选介,1.,溶液,pH,值的测定,可用酸度计直接测定溶液的,pH,值，其测量电池为，,饱和甘汞电极,试样溶液,pH,玻璃电极,该电池的电动势为：,E =E,玻璃,E,甘汞,代入玻璃电极电势表达式，并将甘汞电极的电势,(,一定条件下是常数,),与,K,合并，可得,:,110,第九章 仪器分析法选介,pH,值的实用定义,实测时都采取与标准缓冲溶液比对的方法来确定待测溶液的,pH,值：,标准缓冲溶液,昂昂昂昂昂昂,待测溶液,故得到,pH,值的实用定义：,111,第九章 仪器分析法选介,标准缓冲体系的,pH,值,温度,(,C),邻苯二甲酸氢钾,(0.05mol,L,-1,),KH,2,PO,4,-Na,2,HPO,4,(,各,0.025mol,L,-1,),硼砂,(0.01mol,L,-1,),0,4.003,6.984,9.464,10,3.998,6.923,9.332,20,4.002,6.881,9.225,25,4.008,6.865,9.180,30,4.015,6.853,9.139,35,4.024,6.844,9.102,112,第九章 仪器分析法选介,2.,离子浓度的测定,以离子选择性电极为指示电极，甘汞电极作为参比电极，与待测溶液一起组成一个测量电池，测量其电动势以确定离子活度。,饱和甘汞电极,试样溶液离子选择性电极,结合前面所讨论的方法，可得,i,为离子,i,的活度，,z,i,该离子所带的电荷数，若带一个正电荷，,z,i,=1,；两个正电荷，,z,i,=2,；一个负电荷，,z,i,=-1,。其余类推。,113,第九章 仪器分析法选介,(1),标准曲线法,与分光光度法中的标准曲线法相似。,（,a,）配制一系列已知浓度的待测物标准溶液,（,b,）用相应的离子选择性电极和甘汞电极测定对应的电动势，,（,c,）以测得的,E,值对相应的,lg,c,i,作标准曲线。,（,d,）在相同的条件下测出待测试样溶液的,E,值，从标准曲线上查出待测离子的,lg,c,i,值，再换算成待测离子的浓度。,114,第九章 仪器分析法选介,方法特点：,要解决的问题：,浓度与活度之间的差异,解决的方法：,不是,求解,i,将活度校正为浓度,而是,控制体系的离子强度，从而使活度系数,i,成为不随试样变化而变化的常数,不同变量标准曲线的对比,1.,以活度为变量,2.,以浓度为变量,115,第九章 仪器分析法选介,方法原理,标准溶液和试样溶液中均加入不干扰测定的强电解质，所加浓度一致且远高于试样溶液中的背景电解质和待测离子的浓度。使待测组份,标准溶液和,的活度系数被保持一致。,式中 是一常数，可并入,K,中，即可使,E,lgC,保持线性关系，完全可通过直线方程来定量。,116,第九章 仪器分析法选介,实验条件控制,除控制离子强度外，还需控制溶液酸度、掩蔽存在的干扰离子等。,方法,：加入由离子强度调节剂、缓冲剂、掩蔽剂所组成的混合试剂,“,总离子强度调节缓冲剂,”（,t,otal,i,on,s,trength,a,djustment,b,uffer,TISAB,）,例如,，氟离子选择性电极测定,F,-,离子浓度：需控制试液的,pH=5.0,左右,(,HAc-NaAc,体系,),；用柠檬酸钠掩蔽试样中共存的,Fe,3+,、,Al,3+,等,(,能与,F,-,形成配合物,),。,117,第九章 仪器分析法选介,方法特点,（,1,）用一条标准曲线可以对多个试样进行定量，因此操作比较简便。,（,2,）通过加入,TISAB,，可以在一定程度上消除离子强度、干扰组分等所引起的干扰。,标准曲线法,适用于,试样组成较为简单的大批量试样的测定。,118,第九章 仪器分析法选介,(2),标准加入法,基本思路,：,向待测的试样溶液中加入一定量的,小体积,待测离子的,标准溶液,，通过加入标准溶液前后电动势的变化与加入量之间的关系，对原试样溶液中的待测离子浓度进行定量。,119,第九章 仪器分析法选介,方法原理,V,s,待测试样溶液体积，,c,x,待测离子浓度,离子的活度系数,加入待测离子标准溶液,后,：,其中,：,c,s,最好是,c,x,的,50100,倍,V,s,最好是,V,x,的,1/501/100,目的,：,加入体积很小，对试样影响可忽略不计,120,第九章 仪器分析法选介,将上两式相减：,其中,V,s,0.20,大于,0.5,简单样品分析,172,第九章 仪器分析法选介,气液色谱,为分配型色谱机理，固定相由一些高沸点有机化合物,(,固定液,),涂渍在多孔的担体,(,最常用的担体是硅藻土担体,),之上所形成的液体固定相。目前已有至少,2000,种色谱固定液。,气固色谱,为吸附色谱机理，固定相为一些固体吸附剂（如,Al,2,O,3,、硅胶、分子筛等）。,173,第九章 仪器分析法选介,4.,检测系统,作用,：,将经色谱柱分离并在载气携带下从色谱柱后依此流出之各组分的浓度转换成易检测的电信号并记录为色谱图。,种类,：根据检测性能而分类。最常用的有：,热导池检测器,(,TCD,),根据待测组分和载气导热能力的差异而设计，属通用型检测器。,氢火焰离子化检测器,(FID),根据有机化合物在氢火焰中燃烧时能产生少量离子而设计。灵敏度较,TCD,高，但只能响应有机化合物。,174,第九章 仪器分析法选介,5.,记录系统,所有结果将用记录系统给予记录。,最简单的配置是使用记录仪，而后测量峰宽峰高并手工计算峰面积等参数。,现均配置色谱处理机或色谱工作站，自动担负色谱图的记录和保留值、峰高、峰面积,(,乃至塔板数和分离度,),的计算，并能直接报告分析结果。,175,第九章 仪器分析法选介,气相色谱法的特点,分离效率高,一般一根,1,2 m,的色谱柱，理论塔板数可达数千，毛细管柱可达数万。,分析速度快,最快时可在,30min,内完成,200300,个组分的定性定量分析。,灵敏度高,气相色谱可检测出,10,-11,10,-12,g,的物质，可以直接用以测定试样,(,如环境检测中的水和大气,),中的微,(,痕,),量物质。,价廉,设备不太复杂，操作费用比较低。,176,第九章 仪器分析法选介,气相色谱法的应用,主要用于分析分子量较小（,400,）的低沸点（,500,C,）化合物，如炼油厂的低沸点油类、化学品中的痕量杂质、环境中的有机污染物、饮料中的成分、食品中的农药残留、化妆品中的香料等等，被广泛地应用于石油、化工、环保、轻工、医药卫生、食品饮料等行业。,177,第九章 仪器分析法选介,9.4.5 HPLC,法的特点及仪器,液相色谱,采用不同配比的液体为流动相。,早先：常压自流系统的柱色谱,现代：采用高压液体,(,可达到,40MPa),为流动相,采用极细固定相,(510m),，故柱效高,(N,可达数万,),，又称为高效液相色谱法,(high performance liquid chromatography,，,HPLC,),。,178,第九章 仪器分析法选介,1.HPLC,分离模式,有液液分配色谱、液固吸附色谱、离子交换色谱、空间排阻色谱,(,基于分子体积大小而分离,),、亲和色谱等。,不同的分离模式主要是固定相和流动相有所不同，仪器及操作方法大同小异。,179,第九章 仪器分析法选介,2.HPLC,特点,高效,：理论塔板数一般可达,10,4,左右。,高速,：分离分析一个试样中的几个组分一般只要几到几十分钟。,高灵敏度,：常用的紫外检测器,(VWD,或,DAD),最低检测量为,10,-7,10,-12,g,。用荧光检测器更佳。,适用面广,：有多种分离模式可供选择且不受组分是否易挥发的限制，其适用面广。广泛应用于化工、制药、医院、卫生、生物、食品、轻工等行业。化学品、合成药物和天然化合物、高聚物、生物大分子、无机离子、金属有机化合物等均可。,价高,：仪器设备相对较贵，操作费用较高。,180,第九章 仪器分析法选介,3.HPLC,仪器,高效液相色谱仪一般由储液器、高压泵、进样系统、分离系统、检测和记录系统等部分组成。,181,第九章 仪器分析法选介,高效液相色谱仪,182,第九章 仪器分析法选介,(1)HPLC,流动相,色谱流动相决不仅仅是被分离物质的运载体，它直接影响到分离的好坏，影响到测定的成功与否。,与,GC,不同，,HPLC,的流动相对组分具有很强的选择性，可以根据具体的分析任务选择极性、酸度、离子强度各异的溶剂与一定的固定相配合，形成最佳的分离体系。,流动相的要求：,与固定相不互溶,不发生不可逆吸附,有合适的,pH,值,化学惰性,不与样品及固定相发生反应,183,第九章 仪器分析法选介,(2),流动相供应和驱动系统,由储液器和高压泵组成。因所填固定相极细，渗透性变 差，需高压流动相方可通过色谱柱。,目前高效液相色谱仪上用的高压泵大多是机械式往复柱塞泵，可以产生几百个大气压的压力。,184,第九章 仪器分析法选介,梯度洗脱装置,配比固定的流动相可采用单泵驱动，配比需不断改变的可选用梯度泵。,可按需要预设程序，目前最多可使,4,种溶剂以任意比例相混合，自动得到洗脱强度随时间变化的流动相，以提高柱效和分离速度。,185,第九章 仪器分析法选介,辅助装置,过滤器：除掉机械杂质及固体颗粒。,混合器：体积不宜大，靠流经泵的动力学特性而混合。,脉动阻尼器：种类多，都有一定容积和弹性,压力测量装置：,流量测量装置：,186,第九章 仪器分析法选介,(3),进样系统,因,HPLC,柱压高，不能直接用注射器进样。需用进样阀进样。,187,第九章 仪器分析法选介,取样状态,：流动相直接进柱，进样口与定量管连接，样品充满定量管后，多余样品从,6,流出。,进样状态,：泵将流动相压入定量管，将样品全部携带进入色谱柱分析。,188,第九章 仪器分析法选介,(4),分离系统,色谱柱：内径,3.9,4.5 mm,、长度,15,30 cm,的直型不锈钢管，内充极细,(,粒径,510,m),的固定相。用,18,个碳的烷烃改性的,C,18,硅胶是最常用的固定相。,189,第九章 仪器分析法选介,（,5,）检测记录系统,常用有折光检测器,(RID),和紫外吸收检测器,(VWD),。,RID,通用型,检测器，测定流动相折光率的变化；,VWD,专用型,检测器，适用于有紫外吸收的化合物的检测。还有可变波长紫外检测器和二极管阵列检测器,(DAD,),。,其他如荧光检测器、电导检测器,(,多用于离子色谱,),。,