任務(wù)6：氣相色譜分離原理氣相色譜分析法模塊之能力目標(biāo)針對任務(wù)3、4、5中的分析對象，描述樣品各組分的分離過程。課程引入問題：氣相色譜是如何完成性質(zhì)接近混合物的分離的？學(xué)生討論（可從下列3個(gè)方面入手）運(yùn)動員在同一起跑線起跑，卻在不同時(shí)間達(dá)到終點(diǎn)；不同的人逛同一條街，有的人需3小時(shí)，有的人卻只要15min；用篩子可以使不同直徑的顆粒得到較好的分離。學(xué)生總結(jié)3種情況的核心基于速度不同；基于商店對人的吸引力；基于分子直徑與篩孔的相對大小。

茨維特實(shí)驗(yàn)（動畫m4-1-1.swf）展示分離模擬過程1906年，茨維特利用不同色素在活性碳酸鈣與石油醚的共同作用之下在玻璃柱中呈現(xiàn)出不同的運(yùn)行速度，能使其達(dá)到彼此分離。茨維特在他的原始論文中，把上述分離方法叫做色譜法（chromatography）在柱中出現(xiàn)的有顏色的色帶叫做色譜圖（chromatogram）。填充CaCO3的玻璃柱管叫做色譜柱（column）具有大表面積的CaCO3固體顆粒稱為固定相(stationaryphase)，推動被分離的組分（色素）流過固定相的惰性流體（上述實(shí)驗(yàn)用的是石油醚）稱為流動相（mobilephase）色譜法定義色譜分析法實(shí)質(zhì)上是一種物理化學(xué)分離方法，即利用不同物質(zhì)在兩相（固定相和流動相）中具有不同的分配系數(shù)（或吸附系數(shù)），當(dāng)兩相作相對運(yùn)動時(shí)，這些物質(zhì)在兩相中反復(fù)多次分配（即組分在兩相之間進(jìn)行反復(fù)多次的吸附、脫附或溶解、揮發(fā)過程）從而使各物質(zhì)得到完全分離。色譜法分離過程示意圖ABCD載氣3種組分同時(shí)進(jìn)入色譜柱3種組分開始在色譜柱中分離3種組分在色譜柱中基本達(dá)到分離3種組分在色譜柱中完全達(dá)到分離學(xué)生提問、討論與總結(jié)1問題1：不同組分在色譜柱中為什么呈現(xiàn)不同的運(yùn)行速度？因?yàn)楣潭ㄏ鄬Σ煌M分有不同的吸附力，吸附力強(qiáng)的組分難以被流動相沖洗出色譜柱，故運(yùn)行速度慢，運(yùn)行時(shí)間長。反之，吸附力弱的組分則容易被流動相沖洗出色譜柱，故運(yùn)行速度快，運(yùn)行時(shí)間短。同樣的道理，若固定相呈液體狀態(tài)，則不同組分呈現(xiàn)不同運(yùn)行速度則是因?yàn)楣潭ㄒ簩Σ煌M分有不同的溶解能力，溶解性強(qiáng)的組分難以揮發(fā)至流動相中，故其在色譜柱中運(yùn)行速度慢，運(yùn)行時(shí)間長。反之，溶解性弱的組分則容易揮發(fā)至流動相中，故其在色譜柱中運(yùn)行速度快，運(yùn)行時(shí)間短。學(xué)生提問、討論與總結(jié)2問題2：吸附與脫附是怎么回事？吸附作用是指各種氣體、蒸氣以及溶液里的溶質(zhì)被吸著在固體或液體物質(zhì)表面上的作用。具有吸附性的物質(zhì)叫做吸附劑，被吸附的物質(zhì)叫吸附質(zhì)。吸附作用可分為物理吸附和化學(xué)吸附。脫附作用正好與吸附作用相反，是指吸著在固體或液體物質(zhì)表面上的物質(zhì)在一定的作用下離開原表面的過程。問題3：什么是溶解過程與揮發(fā)過程？溶解過程是指氣態(tài)或液態(tài)組分進(jìn)入固定液的過程，而揮發(fā)過程則是指組分離開固定液回到氣態(tài)或液態(tài)流動相的過程。學(xué)生提問、討論與總結(jié)3問題4：所謂分配系數(shù)？分配比？它在色譜分離過程中有什么作用？分配系數(shù)（K）:平衡狀態(tài)時(shí)，組分在固定相與流動相中的濃度比。如在給定柱溫下組分在流動相與固定相間的分配達(dá)到平衡時(shí)，對于氣-固色譜，組分的分配系數(shù)為：對于氣-液色譜，分配系數(shù)為：式中CL與CG分別是組分在固定液與載氣中的濃度。學(xué)生堡提問獵、討緩論與榨總結(jié)4容量訂因子速（k）:又稱分配獲比，就容量琴比，指智組分雨在固王定相妥和流苦動相棟中分偉配量誰（質(zhì)酷量、摟體積刻、物駛質(zhì)的原量）記之比盛。兩組商分分晚配系嘴數(shù)不歇同，鴿則在闖色譜廢柱中各有不既同的很保留范值，抽因而駐就以騎不同綱的速比度先協(xié)后流含出色說譜柱形，從鴨而達(dá)米到分觸離。組分姻分子筑結(jié)構(gòu)捆不同攀，組五分性午質(zhì)不常同，墓則相療應(yīng)的依分配繡系數(shù)惕也不扶同，家這是健色譜伍分離幸的基遭礎(chǔ)。色譜遵法發(fā)駐展歷羨史1茨維企特發(fā)具現(xiàn)他躬的色皮譜法婆之后搬的20多年喜里，警幾乎胡無人異問津迅這一磨技術(shù)忠。到了19勇31年，脂德籍悅奧地娃利化容學(xué)家濟(jì)庫恩勵(lì)（R.驢Ku兼hn）利用敏茨維神特的止方法妄在纖孔維狀逃氧化捉鋁和林碳酸姻鈣的寄吸附壁柱上遇將過賞去一與個(gè)世朝紀(jì)以隊(duì)來公閣認(rèn)為帶單一耽的結(jié)田晶狀把胡蘿輕卜素幅分離攜成a和b兩個(gè)蛙同分違異構(gòu)狠體，簡并由鄭所取推得的摔純胡噸蘿卜偵素確筋定出奶了其管分子晨式。鄉(xiāng)豐隨后填他還璃發(fā)現(xiàn)假了八播種新除類胡乖蘿卜寺素，橡并把羨它們佳制成柜純品凍，進(jìn)陵行了箭結(jié)構(gòu)惰分析敢。同年墾，庫畢恩又皮把注哈意力龜集中判在維變生素滅的研灘究上妖，確稼定了進(jìn)維生嘗素A的結(jié)泉構(gòu)。此外刺，他噴還用啞色譜唱法從臨蛋黃蔬中分洲離出滴了葉候黃素勉；還認(rèn)曾把塵腌魚魔腐敗肉細(xì)菌平中所稍含的渠紅色石類胡壤蘿卜膝素確禽定離銳析出姿來并剖制成退結(jié)晶您。19玻33年庫呼恩從35幼00拿0升脫船脂牛匹奶中睛分離削出1g核黃秧素（菊即維眠生素B2），制得呈結(jié)晶燥，并胖測定造了它平的結(jié)雨構(gòu)。色譜饒法發(fā)筒展歷昏史219鏡38年，Ku盛hn因在歡維生協(xié)素和捎胡蘿峰卜素同的離末析與楚結(jié)構(gòu)淚分析簡中取北得了拌重大幻玉研究瓶成果屯被授蒜予諾物貝爾示化學(xué)裁獎。訊從此建色譜打法開捷始為疑人們宏所重練視，愚迅速夸為各彩國科搶學(xué)家羞們所逆注目顛，廣估泛被佳采用他起來拖。此泄后，屬相繼糧出現(xiàn)拋了各宋種色略譜方起法（夜如下狡表所捧示）深?，F(xiàn)唯在的窩色譜晉分析讀已經(jīng)單失去夕顏色值的含善義，疤只是奸沿用辛色譜壯這個(gè)猶名詞鼻。年代發(fā)明者發(fā)明的色譜方法或重要應(yīng)用1906Tswett用碳酸鈣作吸附劑分離植物色素。最先提出色譜概念。1931Kuhn,Lederer用氧化鋁和碳酸鈣分離a-、b-和g-胡蘿卜素。使色譜法開始為人們所重視。1938Izmailov,Shraiber最先使用薄層色譜法。1938Taylor,Uray用離子交換色譜法分離了鋰和鉀的同位素。1941Martin,Synge提出色譜塔板理論；發(fā)明液-液分配色譜；預(yù)言了氣體可作為流動相（即氣相色譜）。色譜森法發(fā)黃展歷健史3年代發(fā)明者發(fā)明的色譜方法或重要應(yīng)用1944Consden等發(fā)明了紙色譜。1949Macllean在氧化鋁中加入淀粉黏合劑制作薄層板使薄層色譜進(jìn)入實(shí)用階段。1952Martin,James從理論和實(shí)踐方面完善了氣-液分配色譜法。1956VanDeemter等提出色譜速率理論，并應(yīng)用于氣相色譜。1957基于離子交換色譜的氨基酸分析專用儀器問世。1958Golay發(fā)明毛細(xì)管柱氣相色譜。1959Porath,Flodin發(fā)表凝膠過濾色譜的報(bào)告。1964Moore發(fā)明凝膠滲透色譜。1965Giddings發(fā)展了色譜理論，為色譜學(xué)的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。1975Small發(fā)明了以離子交換劑為固定相、強(qiáng)電解質(zhì)為流動相，采用抑制型電導(dǎo)檢測的新型離子色譜法。1981Jorgenson等創(chuàng)立了毛細(xì)管電泳法。色譜摩法的去分類1按固怎定相搏和流弱動相濟(jì)所處夠的狀艇態(tài)分孩類流動相總稱固定相色譜名稱氣體氣相色譜（GC）固體氣-固色譜（GSC）液體氣-液色譜（GLC）液體液相色譜（LC）固體液-固色譜（LSC）液體液-液色譜（LLC）色譜械法的勵(lì)分類2按固救定相術(shù)性質(zhì)觀和操籮作方盞式分蚊類固定相形式柱紙薄層板填充柱開口管柱固定相性質(zhì)在玻璃或不銹鋼柱管內(nèi)填充固體吸附劑或涂漬在惰性載體上的固定液在彈性石英玻璃或玻璃毛細(xì)管內(nèi)壁附有吸附劑薄層或涂漬固定液等具有多孔和強(qiáng)滲透能力的濾紙或纖維素薄膜在玻璃板上涂有硅膠G薄層操作方式液體或氣體流動相從柱頭向柱尾連續(xù)不斷地沖洗液體流動相從濾紙一端向另一端擴(kuò)散液體流動相從薄層板一端向另一端擴(kuò)散名稱柱色譜紙色譜薄層色譜色譜例法的旱分類3按色友譜分饞離過秩程的弄物理悅化學(xué)逢原理植分類名稱吸附色譜分配色譜離子交換色譜凝膠色譜原理利用吸附劑對不同組分吸附性能的差別利用固定液對不同組分分配性能差別利用離子交換劑對不同離子親和能力差別利用凝膠對不同組分分子的阻滯作用差別平衡常數(shù)吸附系數(shù)KA分配系數(shù)KP選擇性系數(shù)KS滲透系數(shù)KPF流動相為液體液固吸附色譜液液分配色譜液相離子交換色譜液相凝膠色譜流動相為氣體氣固吸附色譜氣液分配色譜目前傍，應(yīng)速用最英廣泛爛的是氣相俱色譜會法（ga緊s附ch畢ro怠ma漲to貞gr習(xí)ap膽hy，GC）和高效訂液相濾色譜認(rèn)法（hi撇gh弱p蛛er繞fo踐rm額an糾ce評l辯iq堤ui霸d宮ch劫ro枝ma慣to恒