离子色谱法基本原理
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离子色谱法基本原理
离子色谱法(Ion Chromatography, IC)是一种利用离子交换
树脂对离子进行分离和分析的方法。
它是一种高效、灵敏、选择性
好的分离和分析技术,广泛应用于环境监测、食品安全、生物医药
等领域。
离子色谱法的基本原理是利用离子交换树脂对离子进行选择性
分离,然后通过对分离后的离子进行检测和定量分析。
离子交换树
脂是一种具有交换作用的高分子化合物,它能够与待分离的离子发
生交换反应,实现离子的分离和富集。
在离子色谱法中,样品首先通过进样系统被引入色谱柱,色谱
柱中填充有离子交换树脂。
不同离子在色谱柱中的迁移速率不同,
根据它们与离子交换树脂的亲和力不同而发生分离。
经过色谱柱后,离子被逐一分离开来,然后通过检测器进行检测和定量分析。
离子色谱法的检测器主要有电导检测器、折射率检测器、荧光
检测器等。
其中,电导检测器是离子色谱法最常用的检测器之一,
它能够对离子进行高灵敏度的检测,适用于大多数离子的分析。
离子色谱法的应用范围非常广泛,可以用于分析无机离子、有机酸、氨基酸、葡萄糖等各种离子物质。
在环境监测领域,离子色谱法可以用于水质和大气中离子成分的分析;在食品安全领域,离子色谱法可以用于食品中添加剂、重金属离子等有害物质的检测;在生物医药领域,离子色谱法可以用于药物中杂质的检测和分析。
总之,离子色谱法作为一种高效、灵敏、选择性好的分离和分析技术,对于各种离子物质的分析具有重要意义,为环境监测、食品安全、生物医药等领域的科研工作提供了重要的技术支持。
随着科学技术的不断发展,离子色谱法在分析领域的应用前景将会更加广阔。
离子色谱法基本原理离子色谱法(Ion Chromatography,IC)是一种通过分离和测定溶液中的离子来进行分析的方法。
它是在高效液相色谱法(HPLC)的基础上发展起来的,主要用于水和环境分析、食品和饮料分析、生物化学分析、药物分析等领域。
离子色谱法的基本原理包括样品的进样、样品的分离、溶液传递、离子检测和数据处理等步骤。
1.样品的进样:进样是将待分析的样品引入到色谱柱中的过程。
样品可以是液体,也可以是气体。
液体样品通常采用进样器进样。
对于气体样品,通常需要经过气体转液器转化为液体形式后再进样。
进样过程对样品的预处理、进样量、进样速度等要求较高,以确保溶液的平滑穿透色谱柱。
2.样品的分离:样品分离是离子色谱法的核心步骤,通过离子交换剂将混合溶液中的离子分离开来。
离子交换剂是一种具有固定电荷的化合物,可以吸附和释放溶液中的带电离子。
存在两种常见的离子交换剂,分别是阳离子交换剂和阴离子交换剂。
阳离子交换剂会吸附阴离子,使阳离子继续向前行进;阴离子交换剂会吸附阳离子,使阴离子继续向前行进。
经过离子交换剂处理后,样品中的离子将被分离开来。
3.溶液传递:溶液传递是指通过色谱柱进行溶质分离的过程。
在离子色谱中,常见的溶液传递方式有压力传递和电动力传递两种。
压力传递通过溶液泵提供一定的压力使得溶液流动,而电动力传递则通过电场作用使得带电离子在电解质溶液中移动。
溶液传递的条件需要根据分离效果和目标离子的特性进行调节和优化。
4.离子检测:离子检测是判断溶液中离子浓度的过程。
离子色谱法常用的检测技术包括电导检测、光学检测和质谱检测。
电导检测是通过测量溶液中离子传导电流的大小来确定离子浓度,是离子色谱法中最常用的检测技术。
光学检测是通过测量溶液中离子对光的吸收、发射或散射来确定离子浓度。
质谱检测则是将离子经过质谱仪进行分析,根据质谱图谱来确定离子的种类和浓度。
5.数据处理:离子色谱法获得的数据需要进行处理和分析。
离子色谱的基本原理离子色谱(Ion chromatography,简称IC)是一种分析技术,主要用于分离和测定溶液中的离子。
它是基于固体相和液体相之间的化学相互作用原理,通过控制流体和固体相之间的交互作用,将需要测定的离子从溶液中分离出来,并通过检测器进行定量分析。
离子色谱的基本原理主要包括固体相、溶液流动、保留效应和检测器。
离子色谱的固体相是一个阴离子或阳离子交换树脂柱。
这种树脂由大量单元组成,每个单元上具有可交换离子的阴离子或阳离子。
当样品通过柱子时,柱子中的阴离子或阳离子会与样品中的离子发生选择性的化学反应,将样品中的离子吸附到树脂上。
固相也可以用吸附剂来取代树脂,吸附剂能够通过非共价作用吸附离子。
溶液通过离子色谱柱时,会由于溶质与固相之间的相互作用而被保留。
保留效应是离子色谱中的一个关键步骤,它决定了离子的分离和保留时间。
溶质通过柱子的速度取决于溶质与固相之间的相互作用力。
如果固相对溶质有较强的吸附作用,那么溶质将在柱子内停留的时间更长,而如果溶质与固相之间的亲和性较低,那么溶质将流速更快。
离子色谱的溶液流动由移动相驱动,通过调节溶液的流动速率可以控制离子在柱子内的停留时间。
影响溶液流动的因素包括流速、流动相的成分和温度。
溶液的流速越快,样品中的离子在柱子中的停留时间就越短,从而会影响到离子的分离效果。
离子色谱的检测器用于检测通过离子色谱柱的离子。
常用的检测器包括电导检测器、折射检测器和荧光检测器。
电导检测器通过测量流过的溶液的电导性来检测离子的存在。
折射检测器测量流过柱子的溶液的折射率差异来检测离子的存在。
荧光检测器使用荧光信号的强度来检测离子。
总之,离子色谱的基本原理包括固体相、溶液流动、保留效应和检测器。
通过固相的选择性吸附作用和溶液流动的调节,可以对溶液中的离子进行分离和定量分析。
离子色谱在环境、食品和药品领域等方面具有广泛的应用价值。
ic离子色谱法的原理离子色谱法(Ion Chromatography, IC)是一种常用的分析方法,广泛应用于分离、检测和定量分析离子化合物。
离子色谱法的原理是基于离子交换过程。
离子交换是指在电荷理论的基础上,通过固定相上的固定离子交换与溶液中的离子进行竞争吸附的过程。
离子色谱法主要利用树脂基固定相上的功能团与样品中的离子进行交换反应,使被测离子与其他干扰离子相互进行分离,从而实现目标离子的分离和测定。
离子色谱法通常包括如下的步骤:1.样品准备:将样品溶解于适当的溶剂中,并经过适当的预处理步骤,如过滤、稀释等,以便得到适合分析的样品溶液。
2.样品进样:将样品溶液通过进样器进入色谱系统。
3.色谱柱分离:样品进入色谱柱后,被固定相上的功能团吸附,在固定相与流动相的相互作用下,实现离子的分离。
4.离子检测:离子从色谱柱洗脱后,进入离子检测器进行检测。
常见的离子检测器有电导检测器和电化学检测器等。
5.数据处理:通过测量得到的信号,可以计算出待测离子的浓度。
离子色谱法主要有两种基本模式:阳离子色谱(Cation Exchange Chromatography, CEC)和阴离子色谱(Anion Exchange Chromatography, AEC)。
阳离子色谱主要用于分离阳离子,而阴离子色谱则用于分离阴离子。
这两种模式的区别在于固定相上的功能团和流动相的组成不同。
对于阳离子色谱,固定相上的功能团通常是阴离子,如强阴离子交换树脂。
样品溶液中的阳离子与固定相上的阴离子进行离子交换,从而实现离子的分离。
常用的流动相是弱酸性的溶液,以提供足够的阳离子交换位点。
阳离子色谱主要用于分离和测定钙、镁、钠、铵、铁、锌等阳离子。
阴离子色谱的固定相上的功能团通常是阳离子,如强阳离子交换树脂。
样品溶液中的阴离子与固定相上的阳离子进行离子交换,从而实现离子的分离。
常用的流动相是碱性溶液,如碳酸氢钠溶液,以提供足够的阴离子交换位点。
离子色谱仪的基本原理和应用离子色谱仪工作原理离子色谱是液相色谱的一种,是分析阴阳离子的一种液相色谱方法,该方法具有选择性好、灵敏、快速、简便等优点,并且可以同时测定多种组分。
一般由流动相输运系统、进样系统、分别系统、抑制或衍生系统、检测系统及数据处理系统等几部分构成。
离子色谱仪的基本原理:分别的原理是基于离子交换树脂上可离解的离子与流动相中具有相同电荷的溶质离子之间进行的可逆交换和分析物溶质对交换剂亲和力的差别而被分别。
适用于亲水性阴、阳离子的分别。
离子色谱仪应用范围:阴离子分析:理想的方法阳离子分析:碱金属碱土金属,有机胺和铵多元素同时测定,价态形态分析有机化合物:水溶性和极性化合物,有机酸,有机胺,糖类,氨基酸,抗生素离子色谱仪的结构构成和分类介绍离子色谱仪是高效液相色谱的一种,故又称高效离子色谱(HPIC)或现代离子色谱,其有别于传统离子交换色谱柱色谱的紧要是树脂具有很高的交联度和较低的交换容量,进样体积很小,用柱塞泵输送淋洗液通常对淋出液进行在线自动连续电导检测。
离子色谱仪紧要包括输液系统、进样系统、分别系统、检测系统等4个部分。
此外,可依据需要配置流动相在线脱气装置、自动进样系统、流动相抑制系统、柱后反应系统和全自动掌控系统等。
1)输液系统:作用是使流动相以相对稳定的流量或压力通过流路系统。
2)进样系统:基本要求是耐高压、耐腐蚀、重复性好、操作便利。
3)分别系统:分别机理紧要是离子交换,基于离子交换树脂上可离解的离子与流动相中具有相同电荷的溶质离子之间进行的可逆交换,不同的离子因与交换剂的亲和力不同而被分别。
4)分别系统:紧要有电导检测器,紫外可见光检测器,安培检测器,荧光检测器等。
a)抑制器、电导检测器b)色谱—质谱连用等技术通常情况下,离子色谱可以分为三种类型:离子交换色谱、离子排斥色谱、离子对色谱。
1.离子交换色谱:离子交换色谱以离子间作用力不同为原理,紧要用于有机和无机阴、阳离子的分别。
仪器分析技术8离子色谱法离子色谱法(Ion Chromatography,IC)是一种利用一系列带电的离子交换树脂对溶液中的离子进行分离和分析的方法。
离子色谱法是仪器分析技术中的一种重要方法,被广泛应用于环境、食品、药品、化妆品等领域。
本文将从离子色谱法的基本原理、仪器结构以及应用领域等方面进行论述。
离子色谱法的基本原理是利用离子交换树脂的吸附、解吸作用对溶液中的离子进行分离。
离子交换树脂是一种高分子化合物,其分子表面带有带电的离子交换基团,可以与溶液中的离子发生化学反应。
当溶液通过离子交换树脂固相柱时,离子交换基团与离子发生吸附和解吸作用,导致溶液中不同离子的保留时间不同,从而实现离子的分离。
离子色谱法的仪器结构主要包括溶液系统、固相柱、检测器和数据处理系统。
其中溶液系统包括进样装置、溶液混合装置和流动控制装置,用于将待测溶液按照一定比例混合,并通过流动控制装置控制溶液的流速。
固相柱是实现离子分离的关键部分,通过选用不同类型的离子交换树脂固定在柱中,使得不同离子的保留时间不同。
常见的固相柱包括阴离子交换柱和阳离子交换柱。
检测器一般选用电导检测器或者紫外检测器,用于检测离子的浓度。
数据处理系统用于显示和处理检测到的信号,得到相应的离子浓度。
离子色谱法具有多种优势,例如高分离能力、灵敏度高、分析速度快、样品量少等。
正因为这些优势,离子色谱法在环境监测、食品安全、药物分析等领域得到了广泛的应用。
在环境监测领域,离子色谱法可以用于监测水体中的离子污染物,例如阴离子(硝酸根、硫酸根等)和阳离子(氨、镁、钙等)。
在食品安全领域,离子色谱法被用于检测食品中的痕量元素和添加剂,例如食盐中的亚硝酸盐和食品添加剂中的铝、钠、钾等离子。
在药物分析领域,离子色谱法可以应用于药物中杂质的检测和分析。
总之,离子色谱法作为一种重要的仪器分析技术,具有广泛的应用前景。
随着科学技术的不断发展,离子色谱法在分离和分析领域的应用将会变得更加广泛和多样化。
离子色谱基本基础学习知识原理离子色谱(Ion Chromatography,IC)是一种广泛应用于水质分析、环境监测、食品安全和生物医药等领域的分析技术。
它基于离子交换原理,利用专用的离子交换柱对溶液中的离子进行分离和测定。
下面将介绍离子色谱的基本原理和学习知识。
1.离子交换原理离子交换是一种离子间相互作用的过程,可发生在溶液和固体界面上,通过溶液中的离子与固相柱中固定在载体上的离子之间的相互替代来实现。
离子交换柱通常由聚合物材料制成,具有特定的离子交换官能团,如阴离子交换柱上的羧基和阳离子交换柱上的胺基。
通过选择合适的离子交换柱和条件,可以实现离子间的分离和定量分析。
2.离子色谱仪的构成离子色谱仪由进样装置、离子交换柱、检测器和数据处理系统组成。
进样装置用于将待分析的样品引入色谱柱中,通常采用注射器或自动进样器。
离子交换柱是离子色谱的核心组件,用于对溶液中的离子进行分离,分为阳离子交换柱和阴离子交换柱。
检测器可以根据待分析离子的特性选择合适的检测方法,如电导检测器、折射率检测器和荧光检测器等。
数据处理系统用于数据采集、分析和解释,可根据需要进行定量或定性分析。
3.离子色谱分析步骤离子色谱的分析步骤主要包括进样、分离、检测和数据处理。
在进样过程中,样品首先通过进样装置引入离子交换柱中。
分离过程是通过固相柱上的离子交换作用实现的,不同离子在固相柱上的相互作用强度不同,从而实现分离。
离子根据它们与固相柱的相互作用强度不同,可以以不同的速度通过柱子,从而实现分离。
检测过程是对离子进行定性和定量分析的过程,通过选择合适的检测器进行检测。
数据处理过程包括数据采集、分析和解释,可根据需要采用不同的方法进行数据分析和解释。
4.离子色谱的应用离子色谱广泛应用于水质分析、环境监测、食品安全和生物医药等领域。
在水质分析中,离子色谱可用于测定水中的无机阴离子(如氯离子、硝酸根离子和硫酸根离子等)和无机阳离子(如钙离子、钠离子和钾离子等)。
离子色谱法基本原理
离子色谱法是一种用于分离和分析离子和极性化合物的分析技术。
它基于样品中离子与色谱柱填料表面上离子交换基团之间的相互作用。
离子色谱法的基本原理是在色谱柱中填充有离子交换基团,这些基团能与溶液中的离子发生相互作用。
当样品溶液通过色谱柱时,溶液中的离子与离子交换基团之间发生竞争吸附和解吸附过程。
不同离子与离子交换基团的亲和性不同,因此会在柱中停留的时间长度也不同。
在离子色谱分析中,通常使用阳离子交换柱或阴离子交换柱。
阳离子交换柱上的离子交换基团为负离子基团,能吸附和分离阳离子;而阴离子交换柱上的离子交换基团为正离子基团,能吸附和分离阴离子。
根据样品中所含离子的性质,选择适当的色谱柱进行分离。
离子色谱法的分析步骤通常包括样品预处理、样品注入、溶液流动、柱后检测等过程。
检测器可以根据离子的特性选择不同的检测方式,常见的有电导检测器、紫外检测器和荧光检测器等。
离子色谱法广泛应用于环境分析、食品安全、制药等领域,可用于分析水、食品、药物等中的离子污染物和有机酸等离子化合物。
它具有分离效果好、分析速度快、操作简便等优点,是一种重要的分析方法。
离子色谱法基本原理
1.基本原理
离子色谱法,以离子交换树脂作为固定相填充于色谱分离柱中,以淋洗液作为流动相进行淋洗,当样品从柱的一端随淋洗液经过色谱分离柱时,因各待测组分与离子交换树脂的亲和力不同,在色谱柱上移动的速度快慢不一,并随淋洗液从柱的另一端依次流出,达到组分分离的目的。
具有分离柱和抑制柱的离子色谱法叫作双柱法,也叫化学抑制型离子色谱法。
没有抑制柱的称单柱法,也叫非抑制型离子色谱法。
化学抑制型离子色谱柱又分为高效离子色谱法(HPIC)、离子排斥色谱法(HPIEC)、流动相离子色谱法(MPIC)。
其中HPIC的分离机制主要是离子交换,用于氟离子、氯离子、碳酸根离子、硫酸根离子、钠离子、铵根离子、钾离子、镁离子、钙离子、铁离子、锌离子等无机阴阳离子的分离测定。
HPIEC是利用离子排斥原理,用于有机酸和氨基酸等的分离测定。
MPIC是利用吸附和离子对的形成,主要用于疏水性阴阳离子以及金属络合物的分离测定。
2.离子色谱法的优点
(1)操作简便、快速
(2)灵敏度高
离子色谱法的测定范围通常为1~100000ug/L。
电导检测器对常见阴离子的检出限是<10ug/L,灵敏度更高地可达pg/L级。
(3)选择性好
(4)可多组分测定
现在能测定的无机阴阳离子及有机化合物等物质有200多种,且可同时测定多种离子化合物。
离子色谱法基本原理Dionex 中国有限公司应用研究中心2002年4月15日目录第一章引言 (1)1. 什么是色谱? (1)2. 色谱的发展 (1)3. 液相色谱 (1)第二章色谱柱理论 (3)1. 分离度 (3)2. 柱效 (4)3. 传质影响 (5)4. 纵向扩散 (5)5. 溶质传递动力学 (6)6. 选择性 (6)7. 保留特性 (7)8. 总结 (7)第三章离子色谱的优点 (8)第四章分离模式 (9)1. 离子交换 (9)2. 离子排阻色谱法(ICE) (10)3. 反相色谱法 (10)4. 离子对 (11)5. 离子抑制 (11)第五章检测方法 (12)1. 电化学检测 (12)2. 分光光度检测法 (14)第六章抑制作用 (16)第七章分离方式和检测方式的选择 (20)1. 分离度的改善 (23)附录 (30)表1. 电化学检测器测定的组分 (30)表2. 用于化学抑制的典型淋洗液 (31)表3. 常见电化学活性化合物的施加电压 (32)表4. 常见无机阴离子的紫外线吸收波长 (33)表5. 国际现行的离子色谱标准分析方法(环境与高纯水分析) (34)表6. 离子色谱法中的中国国家标准(GB) (36)第一章引言本文讲述有关离子色谱法的基本知识和分离和检测方面的理论。
1. 什么是色谱?色谱法是一种物理化学分析方法。
它利用混合物中组分在两相间分配系数的差别,当溶质在两相间作相对移动时,各组分在两相间进行多次分配,从而使各组分得到分离。
2. 色谱的发展色谱这一概念是由俄国植物学家Tswett(茨维特)1903提出的,他在一根细长的玻璃管中装入碳酸钙粉末,然后将植物绿叶的石油醚萃取液倒入管中,萃取液的色素就被吸附在管上部的碳酸钙上,再用纯净的石油醚洗脱这些被吸附的色素,于是在碳酸钙上形成了一圈一圈的色带,这些色带被称为色谱。
经过许多年的发展,“色谱”一词已涵盖许多技术领域。
新型固定相的发展和气体、液体以及超临界流体作为可动相的使用,色谱逐渐成为最为有效的分离分析手段。
本文仅限于离子色谱。
不过涉及到的概念与所有其他色谱方法是一样的。
3. 液相色谱液相色谱一词指使用的流动相是液体的色谱方法。
可以分为四类:1.反相色谱:固定相为非极性物质(疏水性),流动相为极性溶液(如甲醇或乙腈水溶液)。
分离方式基于多次吸附-解吸的重复过程,非极性化合物较极性化合物在柱中具有较强的保留。
2.正相色谱:固定相是极性物质,流动相是非极性或弱极性的溶液(如正己烷或四氢呋喃),如前所述,分离过程也是基于被分离组分在流动相与固定相之间的分配平衡。
3.分子排阻色谱:固定相由一些起分子筛作用的多孔材料组成,较大的分子被较快地从色谱柱中洗脱,较小分子则滞留在填充材料的细小孔径中,保留较长的时间。
4.离子色谱:离子色谱法基于三种分离机理A.高效离子交换色谱法(HPIC):分离是基于发生在流动相和键合在基质上的离子交换基团之间的离子交换过程,也包括部分非离子的相互作用。
这种分离方式可用于有机和无机阴离子和阳离子的分离。
B.高效离子排斥色谱(HPICE):分离是基于固定相和被分析物之间三种不同的作用-Donnan排斥、空间排斥和吸附作用。
这种分离方式主要用于弱的有机和无机酸的分离。
C.流动相离子色谱法(MPIC):分离是基于被分析物在分析柱上的吸附作用。
分析柱的选择性主要取决于可动相的组成和浓度。
流动相除了加入有机改进剂之外,还需加入离子对试剂。
这种分离方式可用于表面活性阴离子和阳离子以及过渡金属络和物的分离。
第二章色谱柱理论本章将简要描述色谱柱性质的术语和概念。
1. 分离度任何分离的目标都是使两个相邻的峰完全分开。
分离度定义为两个相邻色谱峰的峰中心之间的距离与两峰的平均峰宽的比值。
方程1给出了一个衡量分离好坏的尺度,但它并没有告诉我们如何获得一个较好的分离。
为了搞清这个问题,我们将分离度表示为含有3个色谱分离参数的函数,这三个参数分别为柱效、选择性和保留时间,这些参数与固定相和流动相性质有关。
方程2 保留时间式中,方程1 两色谱峰的分离1141+⎪⎭⎫⎝⎛-=NNKKNRαα表示保留特性表示选择性表示柱效1KK1-41NN⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫⎝⎛ααN分离初始,在零时间,样品位于色谱柱的顶端。
被分析的样品随流动相进入固定相,样品组分基于对两相亲和力的不同而被分离。
一般地讲,固定相与流动相之间化学性质的差别应该足够大,被分析物才能与其中一相发生较强作用。
正是由于保留时间的不同,使得分离得已实现。
2. 柱效柱效是指色谱柱保留某一化合物而不使其扩散的能力,柱效能是一支色谱柱得到窄谱带和改善分离的相对能力。
我们可以通过一根柱子的理论塔板数来衡量色谱柱柱的柱效,在色谱柱中,理论塔板数N定义为:式中,T是色谱峰中心与进样起始点间的距离,W1/2是峰高一半处峰的宽度。
理论塔板是指固定相和流动相之间平衡的理论状态。
在一个塔板的平衡完成之后,分析物进入下一个平衡塔板,这种传送过程重复不断,直到分离完全。
分子根据自身的性质(分子大小和电荷)进行转移或迁移,基于它们对固定相和流动相的亲和力的不同进行分离。
分子移动并形成一条带状,以正态分布(高斯)的色谱峰流出。
理论塔板数可以用于衡量整个色谱系统谱带的扩散程度。
谱带扩散程度越小(即色谱峰越窄),理论塔板数N 越大。
理论塔板数N与色谱柱长度成比例;也就是说,色谱柱越长,理论塔板方程 3 柱效理论塔板数(N)数N 越大。
方程 4 理论塔板高度理论塔板高度HETP一词是单位长度色谱柱效能的量度,可以用于比较不同长度的色谱柱的理论塔板数N。
这个方程表明高效率的色谱柱具有较大的理论塔板数。
也就是说,具有较小的理论塔板高度。
影响理论塔板高度的因素有:1.多流路2.纵向扩散3.传质影响3. 传质影响传质影响是描述由于柱子装填不均,造成流路分叉而引起的扩散。
分析物在色谱柱中的流路受到柱子装填和树脂等许多因素的影响。
填料颗粒的直径直接影响柱效。
一般来说,粒径越小,分离效率越高。
同时,颗粒大小和装填的均匀度越好,柱效也越高。
如果一根柱子由大小不均匀的颗粒填充,溶质分子将由于相遇颗粒粒径大小的不同而以不同速度移动。
这样造成溶质分子的流出谱带变宽。
在一些装填不均匀的柱子中,溶质分子经过一些未填满的空隙或溶质分子或与树脂颗粒的相互作用将导致谱带扩散。
因此,提高颗粒的均匀度和减小粒径可以减小谱带的扩散。
4. 纵向扩散用于描述任何气体和液体扩散或分散的内在趋势。
这种情况可以发生在整个色谱系统中的任何地方。
最初,在窄的谱带中的溶质分子向周围的溶剂扩散,使谱带变宽。
理论上讲,纵向扩散也可以在流动相和在固定相中发生。
结果表明,扩散问题在离子色谱填充柱中并不象在气相色谱中那样普遍。
5. 溶质传递动力学是描述溶质分子在固定相和流动相之间运动的速率。
理想状态下,与填充柱作用的溶质分子不断出入固定相中。
当分子在固定相中时,分子被保留而位于谱带中央的后面。
当分子在流动相中时,由于液体流动速率总是大于谱带的速率,则它的速率总是大于谱带中心的速率。
这种在两相之间的随意出入引起谱带扩散。
如果不发生流动,溶质分子就会在两相之间达成平衡。
正因为存在流动,在流动相中真实的溶质浓度无法与相邻的固定相中浓度达到平衡。
色谱峰的扩散可以通过减小不平衡程度和增加交换速率来降低。
溶质传递的动力学经常是谱带扩散的主要原因,因此对柱效的影响也是最大的。
6. 选择性是交换过程的一个热力学函数。
色谱柱的选择性是两个化合物的调整保留时间的比值,也等于两个化合物在固定相和流动相之间平衡常数的比值。
其中T2和T1是两峰峰中心与进样点的时间差值,T0是死体积保留时间。
当保留时间的比值等于1时,没有任何分离度或或称共洗脱。
选择性越好或比值越大,对于两个化合物的分离越容易。
公式中相对较小的改变,就会使分离度发生较大的改变。
较高选择性可以在柱效相对较低的柱子上得到较好的分离。
一般来说,流速和柱压的改变,对选择性没有影响。
方程3 柱的选择性7. 保留特性用容量因子k’描述化合物保留性质,其定义如下:方程6 容量因子式中,T是色谱峰中央到进样起始时间点的差值,T0是死体积时间。
本质上,容量因子给出了分析物在固定相的时间超过在流动相中时间的数量。
k值小说明化合物被柱子保留弱,化合物洗脱体积与死体积相近。
k,值大的说明被分析物与固定相作用较强而具有好的分离,但是较大的k,值导致较长的分析时间和色谱峰的展宽。
一般来说,k,的最佳范围在2~10之间;可以通过改变流动相来获得最佳的k,值。
8. 总结分离度表示为一个与柱效、选择性、保留特性有关的函数。
利用这些参数可以获得一个较好的分离度。
其中每一项都可以用于改善分离效果。
●当建立一个得方法时,柱子的选择性是十分重要的,因为它对分离的影响是最大的。
●柱效与流速有关。
流速越慢,柱效越高。
这是由于流动相中的被分析物可以有更多的时间与固定相作用。
不幸的是这样会导致峰形的扩散。
●作为容量因子的一个函数,保留特性是确定柱子的状态最有用的参数,因此需要适当清洗和恢复柱子。
第三章离子色谱的优点1 速度:一般10min即可分别完成阴、阳离子的剖面。
2 灵敏度:直接进样可达ppb级,用浓缩柱可达ppt级;限制的因素是对普遍存在离子如Cl-和Na+的高灵敏度,由此而存在的污染。
3 选择性:Dionex已有多种成熟的固定相,以及选择性的检测器。
4 多组分同时测定,但对样品成分之间的浓度差太大的样品(如半导体级化学试剂中杂质的测定)有一定的限制。
5 运行费用非常低,勿需特殊试剂。
6 柱填料在广的PH范围内和对有机试剂的稳定性,广的应用范围及对复杂基体分析的可行性。
第四章分离模式1. 离子交换离子交换是用于分离阴离子和阳离子常见的典型分离方式。
在色谱分离过程,样品中的离子与流动相中对应离子进行交换,在一个短的时间,样品离子会附着在固定相中的固定电荷上。
由于样品离子对固定相亲和力的不同,使得样品中多种组分的分离成为可能。
如图所示,Cl-和SO42-对固定相具有不同的亲和力。
SO42-被较强地保留并且在Cl-之后洗脱。
与前述相似,由于Na+和Ca2+对固定相具有不同的亲和力。
Ca2+比Na+较强地被保留,在较长时间时被洗脱,易于与Na+分离。
最佳的应用是在不同基质中对常见阴离子(F-、Cl-、NO3-、Br-、PO43-等),和常见阴离子(Li+、Na+、NH4+、K+、Ca2+等)的分离测定。
一些碳水化合物也可以用离子交换法进行分离分析。
2. 离子排阻色谱法(ICE)这种分离模式包括Donnan排斥、空间排斥和吸附过程。
固定相通常是由总体磺化的聚乙烯/二乙烯基苯共聚物形成的高容量阳离子交换树脂。
ICE可以用于从完全离解的强酸中分离有机弱酸和硼酸盐的测定。