6 离子对色谱

6 离子对色谱 6 离子对色谱 P150-159 6.1 引言 离子对萃取 :1922 年，在马钱子碱的盐酸溶液里用氯仿能将马钱子碱萃取出来。马钱子碱在盐酸溶液里生成中性的离子对，后者具有疏水的特性，能溶于氯仿。新的分离技术 。 离子对色谱/离子对分配色谱 : 在固定相上涂渍对离子或直接将对离子加入流动相内与被分析的样品离子生成中性离子对，然后用分配色谱的方法分离. 在水溶液中，试样离子A+与相反电荷的对离子B-(或者A带负电荷，B带正电荷)生成中性离子对，其在水相(W)和有机相(O)之间的平衡式如下: E，,，,AB A，B,,,,(AB)WWO 萃取常数EAB可 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 达为: ，, [AB]OE,AB，, [A],[B]WW +-E的大小同A、B离子的性质以及所利用的有机溶剂有关。试样离子A+在有机相和水相AB 之间的分配系数KA如下所示: ，,[AB],O K,,E,[B]AABW，[A]W 可见，分配系数K与对离子的浓度[B-]及萃取常数E有关，而E则与有机相的组AwABAB成，对离子类型、样品离子的特性和温度有关。 离子对色谱中，可以用两种方式引入离子对萃取的概念: +, 正相离子对分配色谱: 水溶液作为固定相(液)，对离子B存在于含水固定相中，有 机溶剂为流动相。 -, 反向离子对分配色谱: 有机溶荆作为固定相(液)，对离子B存在于含水流动相中。 决定试样混合物分离的容量因子k’由下式表示: , 正相离子对分配色谱 V1'sk,, ,VE,[B]MABW , 反相离子对分配色谱 V',sk,,E,[B] ABWVM , 将两式分别代入保留时间t的表达式，得出: R V1st,t(1，, RM,VE,[B]MABW V,st,t(1，,E,[B] RMABWVM 试样的保留时间随萃取常数E和对离子的浓度而变化 AB 6.2 反相离子对色谱 , 反相离子对分配+键合反相离子对色谱 , 现在大部分反相离子对色谱分离是在非极性的疏水键合相上完成的。 , 选择非极性的疏水固定相，含有对离子B-的极性流动相不断流过色谱柱，试样离子 A+进入柱内以后，与对离子B-生成疏水性离子对AB，后者在疏水性固定相表面分 配或吸附，被分别洗脱下来。 , 离子的性质，浓度，流动相的种类，pH值以及温度等决定了反相离子对色谱的分离。 , 对离子的烷基链越长，即对离子的疏水度越大，生成离子对后的保留值也增大。 , 对离子的浓度是其控制反相离子对色谱溶质保留值的主要因素，可在较大范围内改 变分离的选择性。 , 在流动相中增加有机溶剂的比例，应考虑到离子对试剂在流动相中的溶解度，例如 美国Waters Associates出品的离子对试剂，商品名PICA(四丁基铵磷酸盐)用于酸的 分离，而PICB(烷基磺酸盐)系列则用于碱的分离。 , 流动相的pH值对样品组分的保留值是有影响的.因为pH值决定了样品离子的浓度. , 只有当样品组分与离子对试剂全部离子化时，才有最大保留值。 , 使用不同pH流动相的主要限制以硅胶为基底的填料，pH太大或太小都会影响柱填 料的稳定性，一般以pH 2-7.4为宜 。 反相离子对色谱的应用 还可借助离子对的生成给样品引进带紫外吸收或发荧光的基团，以提高 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 灵敏度。 反相离子对色谱一般选用烷基键合相柱，适合分离酸、碱或酸碱混合物，还有两性化合物(如对氨基苯甲酸)以及用离子交换色谱法很难分离的离子和非离子混合物。 反相离子对色谱的应用比正相离子对色谱广泛得多。解决了过去难 分离混合样品的分离问题，诸如酸、碱和离子、非离子的混合物，特别对一些生化样品如核酸、核苷、儿茶酚胺、生物碱以及药物等。 6.3 离子交换色谱法P161-169 以离子交换剂为固定相，借助于试样中电离组分对固定在交换剂基体上带相反电荷的离解部位亲合力的不同，使其彼此分离。 为了维持固定相和流动相的电中性，与试样离子交换到活性部位的同时，必须取代等当量的、原来与该部位相缔合的配衡离子。 在本节的开始，将讨论离子交换色谱的各个方面。在此基础上，介绍现代离子交换色谱的一个重要分支—离子色谱。 6.3.1 离子交换色谱固定相和离子交换平衡 1. 固定相:常用的离子交换剂有两类: 以交联聚苯乙烯为基体的离子交换树脂和以硅胶为基体的键合离子交换剂。 由于树脂微粒内部与外部盐浓度差所产生的渗透压，离子交换树脂在含水介质中显著地溶胀，因此树脂是可压缩的。增加交联度可以减小树脂溶胀性，同时交联度也影响在色谱分离中溶质的保留性质和选择性。 交联度越高，树脂孔径就越小，较大的溶质就难以进入树脂基体内部，此外，溶质在树 脂内的传质也会因交联度的增加而减慢。 强酸型树脂中DVB(二乙烯基苯)的含量范围是2-16 %，强碱型树脂低于10 %。 6.3.1 离子交换色谱固定相和离子交换平衡 硅胶为基体的离子交换剂优点:具有耐压、高效率等。但是从pH 操作范围和交换容量考虑，不如树脂交换剂。 离子交换剂强、弱两类之间的差别:(按离子交换功能团酸碱性的强弱划分):弱离子交换功能团的电离度在pH 4-8之间有急剧的变化，而强离子交换剂在很宽的pH范围内功能团完全电离。 组分与离子交换剂之间亲和力的大小与离子半径、电荷、存在形式等有关。亲和力大，保留时间长; 阳离子交换:R—SO3H + M+ = R—SO3 M + H + 阴离子交换:R—NR4OH +X- = R—NR4 X + OH- 2. 离子交换过程: 含有阳离子B+的溶液与以A+为配衡离子的阳离子交换剂AR在一起振荡，建立如下平衡 : ，，AR，B,BR，A 若B是正二价，则: 2，， 2AR，B,BR，2A2 为了比较A和B在两相间的分配，对选择性系数 表达为: __，，[][]ABB E,A___，，[][]BA 对于一价离子间的离子交换平衡，热力学平衡常数可表达为: _______，，,,,()()ABBBAB,,, KEAA____,,,，，BA()()BA 圆括号表示活度。温度一定时，任何离子交换体系的保持恒定，活度系数的数值与 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 B状态的选择有关。选择性系数是 可测量的。 EA,/,BA选择性系数不是恒定的，而是依赖于树脂的交联度和树脂相中A和B的浓度。这反映出 也取决于这些因素。在大多数情况下，交联度越高，选择性系数越大。 6.3.2 离子交换色谱中影响保留的因素 和其它类型的液相色谱相似，影响离子交换色谱保留和选择性的因素主要来自固定相和流动相。首先让我们讨论固定相。 离子交换容量的影响是显而易见的。离子交换容量越大，分配系数和容量因子就越大。除 离子交换机理外，保留还涉及到溶质与基体间的相互作用。 本质上讲，离子交换容量仅影响容量因子的大小，但不影响价数相同的溶质离子的分离因子。 溶质离子的保留和选择性一般随树脂交联度的加大而提高。但对于有机离子常常出现一些反 常的情况。例如，交联度导致树脂孔径的变化，大的溶质受阻于高交联度树脂之外于是保留值降低。 流动相的组成和pH值也是影响溶质离子保留的重要参数. 强离子交换剂的交换容量在很宽的范围内不随流动相的pH值变化。调节pH的作用主要体现在对弱电解质离解的控制。当溶质的离解受到抑制，保留减小。 对于一价溶质和配衡离子间的离于交换.容量因子与流动相配衡离子的浓度成反比。在此情况下，所有离子保留的相对变化是同样的，分离的选择性不受配衡离子浓度变化的影响。 当分离不同价态的离子时，选择性的大小与配衡离子浓度有关. 不同的配衡离子与离子交换剂亲合力不同，直接影响溶质的保留行为.一般而言,配衡离子的价数越高，水合体积越小，越易极化，则它对离子交换剂的亲合力就越高. 向流动相中加入有机溶剂，明显地改变有机溶质的保留。有机溶剂的作用比较复杂，离子交换过程和溶质与离子交换剂基体间的相互作用都可能受其影响。有机溶剂的存在常使柱效得到改善。 除了离子交换剂和流动相外，影响溶质保留的因素还包括有温度、次级化学平衡等。 离子交换分离实例 思考题 1.影响离子交换色谱保留和选择性的因素有哪些,