分离化学复习资料

1分离分析化学复习资料第一章绪论1、掌握以下概念：分离，富集，浓缩，纯化，直接分离法，间接分离法。分离是利用混合物中各组分在物理性或化学性质上的差异，通过适当的装置或方法，使各组分分配至不同的空间区域或在不同的时间依次分配至同一空间区域的过程。富集是指在分离过程中使目标化合物在某空间区域的浓度增加。浓缩是指将溶液中的一部分溶剂蒸发掉，使溶剂中存在的所有溶质的浓度都同等程度提高的过程。纯化是通过分离操作使目标产物纯度提高的过程，是进一步从目标产物中除去杂质的分离操作。直接分离法是将待测组分转入新相，而将干扰组分留在原水相中。间接分离法是将干扰组分转入新相，而将待测组分留在原水相中。2、分离分为哪两种形式？富集与浓缩有什么区别？分离分为①将性质相近的一类组分从复杂的混合物体系中分离出来；②将某种化合物乙醇物质的形式从混合物中分离出来。富集与浓缩均是分离过程，富集是将欲测量的组分集中到一较小体积的溶液中，从而提高其检测灵敏度。浓缩是溶剂与溶质的相互分离，不同溶质相互并不分离；而富集则涉及目标溶质与其他溶质的部分分离，不过，富集往往伴随浓缩。3、分离在分析化学中有哪些作用？直接分离法有何优点？作用：（1）将被测组分从复杂体系中分离出来后测定（2）把对测定有干扰的组分分离出来（3）将性质相近的组分相互分开（4）把微量或痕量的待测组分通过分离达到富集的目的。直接分离法的优点：具有富集效果，提高方法的灵敏度，而间接分离法易造成被测组分的损失，降低分析方法的准确度。4、定量分析对分离方法有何要求？根据被测组分的含量不同，对回收率有什么要求？定量分析对分离方法的要求：（1）待测组分A在分离过程中的损失要小，即回收完全（2）干扰组分B的残留量小。根据被测组分的含量不同，对回收率R的要求不同：常量组分（含量1%）：R≥99%；微量组分（含量0.1%）：R≥95%；痕量组分（含量0.01%）：R≥90%第二章色谱分离法1、掌握以下概念：色谱分离法，固定相，流动相，分配系数。色谱分离法：是一种多级分离技术，基于被分离物质分子在两相（一为固定相，一为流动相）中分配系数的微小差别而进行分离的方法。固定相：在色谱法中，将装填在玻璃或金属管内固定不动的物质。分为：固体吸附剂、固体液（浸渍在担体上）、离子交换树脂等。流动相：携带样品流过整个系统的液体或气体或超临界流体。分配系数（K）：是指在一定温度和压力下，组分在固定相和流动相之间分配达到平衡时的浓度之比值，即K=组分在固定相中的浓度／组分在流动相中的浓度。混合物中各组分K相差越大，各组分越容易彼此分离。22、固定相分为哪三种？色谱分离法的共同特点是什么？固定相分为①固体吸附剂、②固体液（浸渍在担体上）、③离子交换树脂。色谱分离法的共同特点：⑴色谱分离体系都有两相⑵色谱过程中，流动相对固定相做连续的相对运动，流动相浸透固定相⑶被分离样品各组分在两相具有不同作用力，从而因分配系数不同，得以分离。3、什么是薄层色谱分离法？按照固定相的种类不同，薄层色谱分为哪三类？薄层色谱分离法：是以涂布于具有光洁表面的玻璃板、涤纶片或金属片等载体上的基质为固定相，以液体为流动相，流动相借毛细作用从固定相点样的一端展开到另一端，从而使物质得以分离的一种液相色谱技术。按照固定相的种类不同，薄层色谱分为：①吸附薄层色谱、②分配薄层色谱、③离子交换薄层色谱。4、如何计算Rf和Rr、R？Rf与分配系数（k）有何关系？R为多大时，相邻两斑点可达基线分离？（1）比移值Rf=Vm／(Vm+KVs)Vm:薄层板上固定相的体积Vs：薄层板上流动相（即展开剂）的体积（2）相对比移值Rr=Rf(s)／Rf(r)=ls／lrRf(s)和Rf(r)分别为组分s和参比物质r在同一展开条件下所测得的Rf值；ls和lr分别是原点至组分s和参比物质r的斑点中心的距离。（3）分离度R=2d／（W1+W2）d：两斑点中心间的距离W1、W2：两斑点的平均宽度Rf与分配系数（k）的关系：在一定的实验条件下，即Vm和Vs固定，Rf与K成反比。R＞1．5时，相邻两斑点可达到基线分离。5、薄层色谱分离法对固定相有何要求？常用的固定相有哪四种？掌握Al2O3和硅胶的活性级别和吸附能力的关系。薄层色谱一般选择哪种级别的Al2O3？要求：①具有较大的表面积和一定的吸附能力②对不同的组分有不同的吸附量③在所用的溶剂和展开剂中不溶解④与试样中各组分，溶剂及展开剂不起化学反应⑤颗粒均匀，细度一定，使用过程中不会碎裂。常用的固定相：①硅胶②氧化铝③聚酰胺④纤维素氧化铝活性按其吸附能力强弱分为五级，用Ⅰ--Ⅴ表示，活性级别越大，吸附能力越小，其活性与含水量有关，含水量越大，活性越低。一般薄层色谱用的活性为Ⅱ~Ⅲ级。6、什么是活化、脱活？Al2O3、硅胶的活化温度分别不能高于多少度？硅胶的活性中心是什么基团？活化：加热驱除水分，增强吸附剂的吸附能力的过程。3脱活：向吸附剂加入水分，使吸附剂的吸附能力降低的过程。氧化铝薄层的活化温度不能高于600℃，硅胶薄层的活化温度不能高于200℃。硅胶的活性中心是硅羟基（或称为硅醇基团）Si-OH。7、展开剂的洗脱实质是什么？掌握石油醚，CCl4，甲苯，氯仿，丙酮，水的极性顺序。掌握以下几种有机物的极性顺序：烷烃，硝基化合物，酮，胺，羧酸，酚展开剂的洗脱实质是：展开剂分子与欲分离组分竞争占据表面吸附中心的过程。展开剂的极性：石油醚＜CCl4＜甲苯＜氯仿＜丙酮＜水极性：烷烃＜硝基化合物＜酮＜胺＜酚＜羧酸8、试解释三角形如何选择固定相和展开剂？掌握薄层色谱装置及操作流程图（见课件P6-7）9、薄层色谱扫描仪由哪几个部件构成？了解薄层色谱操作中应注意的问题？薄层色谱扫描仪由光源、单色器、样品台、检测器和记录器构成。薄层色谱操作中应注意的问题：课件P1010、什么是凝胶渗透色谱分离法？其有哪些特点？试用空间排斥理论解释凝胶渗透色谱的分离原理。凝胶渗透色谱分离法（GPC）是以装填于玻璃或不锈钢柱的化学惰性的多孔固体凝胶物质为固定相，以液体为流动相，利用大小不同的分子在多孔固定相中渗透能力的差异，从而使物质得以分离的一种液相分配色谱技术。特点：①该分离方法不依赖于流动相、固定相和溶质三者之间的作用力，从而对组成和性质十分相识但分子量不同的物质可以达到有效的分离②流动相的选择性比较简单，一般用单一的溶剂即可达到分离测定的目的③色谱柱没有超载问题，能接受的试样容量比其他液相色谱大10倍左右④操作简单，回收率较高，重复性好⑤应用较广，不仅可以分离相对分子质量从几百万到100范围中的分子，而且可以分离测定高聚物的分子量和分子量的分布。空间排斥理论：假设在分离过程中，凝胶的孔洞内外处于扩散平衡状态，则当被分析的样品稀溶液被流动相带入到色谱柱后，分子能否进入凝胶（即固定相），取决于样品中分子的大小和凝胶微孔孔径的分布……P11-1211、掌握排阻极限和渗透极限的概念和意义排阻极限：是指不能进入凝胶颗粒空穴内部的最小分子的分子量。意义：排阻极限代表一种凝胶能有效分离的最大分子量，大于这种凝胶的排阻极限的分子用这种凝胶不能得到分离。渗透极限：是指能自由进入凝胶颗粒孔穴内部的最大分子的分子量。意义：渗透极限代表一种凝胶能有效分离的最小分子量，小于这种凝胶的渗透极限的分子用这种凝胶不能得到分离。12、如何选择凝胶色谱的填料和流动相（1）凝胶填料的选择：填料规格主要根据目标物和与分离的杂质分子大小来决定，即要求凝胶的孔径和孔径的分布与试样分子量大小和分子量分布相匹配。（2）流动相的选择：①能溶解样品并对凝胶有一定的膨胀力②与凝胶有某些相似性质，能浸润凝胶，防止凝胶的吸附作用③要与检测器匹配④熔点在室温以下，沸点高于实验温度，且粘度小⑤低毒、易纯化、化学性质稳定。413、凝胶渗透色谱净化系统由几部分组成？最常用的检测器是哪两件？了解净化系统各部分的功能，掌握凝胶渗透色谱净化系统示意图。P13凝胶渗透色谱净化系统由①溶剂储存器：用来存储凝胶渗透色谱的流动相②高压输液泵：用于将流动相在高压下连续不断地送入色谱柱系统，使样品在色谱柱中完成分离过程。③进样装置：是将待分析样品引入色谱柱④色谱柱：是凝胶渗透色谱精华系统的心脏，是实现分离作用的关键和最重要的部件⑤柱前过滤器：以防止流动相和样品溶液中微粒杂质堵塞连接管道和污染色谱柱⑥检测器：⑦样品收集装置：⑧计算机数据处理系统等部分组成。最常用的检测器：紫外检测器（UV）、示差折光检测器（RI）第四章萃取1、什么是固相萃取？其分离模式分为哪三种？每种模式的固体吸附剂、洗脱剂是什么物质？主要用于什么样品的分离？固相萃取：是利用被萃取物质在液-固两相间的分配作用进行的样品前处理技术，即利用固体吸附剂将目标化合物吸附，使之与样品的基本及干扰化合物分离然后用洗脱剂洗脱，从而达到分离和富集目标化合物的目的技术。分离模式分为①正相固相萃取：固体吸附剂（强极性的吸附剂：硅藻土、硅胶、氧化铝等，硅胶最广泛）洗脱剂（中等极性到非极性溶剂）用于水溶液等样品中有机提取物的去杂净化。②反相固相萃取：固体吸附剂（非极性或弱极性吸附剂：C18、C8等非极性烷烃类化学键合吸附剂）洗脱剂（极性或中等极性溶剂）用于极性样品溶液（如水样）中萃取非极性或弱极性分析物。③离子交换固相萃取：固体吸附剂（带电荷的离子交换树脂：阳离子交换树脂、阴离子交换树脂）洗脱剂（强极性或中等极性溶剂）用于萃取分离带有电荷的分析物。2、固相萃取的操作步骤分为哪四部？每一步的目的、方法是怎样的？⑴固相萃取柱的预处理。目的：湿润固相萃取柱，活化填料，以使固相表面易于和被分析物发生分子间相互作用，同时可以除去填料中可能存在的杂质。方法：用一定量的溶剂冲洗萃取柱（正相用样品所在的有机溶剂：反相一般用甲醇，也可用乙醇；离子交换的用去离子水或低浓度的离子缓冲溶液为溶剂）⑵上样：将样品倒入活化后的固相萃取柱，然后利用加压、抽真空或离心的方法使液体样品以适当流速通过填料，此时，样品中的目标萃取物被吸附在填料上。⑶洗去杂质：目的：除去吸附在固相萃取柱上的少量基体干扰组分，同时又不能导致目标萃取物流失。方法：用一定量的溶剂冲洗萃取柱。一般选择中等强度的混合溶液。⑷洗脱和收集分析物：目的：洗脱分析物，同时使比分析物吸附更强的杂质留在固相萃取柱上。方法：选择强度合适的洗脱溶剂冲洗萃取柱，并收集洗脱液，挥干溶剂以备后用或直接进行在线分析。53、固相萃取的基本装置有哪两部分组成?画出固相萃取小柱的简易示意图.固相萃取过滤装置实现方式主要有哪两种？P2固相萃取的基本装置有固相萃取柱和固相萃取过滤装置。固相萃取过滤装置实现方式主要有柱前加压和柱后负压抽吸。4、能指出固相萃取圆盘装置图各部件的名称。与固相萃取小柱相比，固相萃取圆盘装置有何优点?P3优点：①提高了萃取效率，增大了回收率（由于填料紧密地嵌在盘片中，避免了固相萃取柱在萃取过程中液流通过较大颗粒填料时引起沟流现象）②不易堵塞，可采用很高的流量，缩短样品前处理时间（对于等量的填料，固相萃取盘的截面积是固相萃取柱的10倍，反压降低）③减少了因筛板可能引起的污染（圆盘固相萃取装置没有筛板）5、什么是固相微萃取?其优点是什么?其分离模式分为哪三种?固相微萃取：是利用被萃取物质在液-固或气-固两相间的分配作用进行的样品前处理技术，即利用高分子固相涂层对目标化合物萃取和与富集的非溶剂型样品分离技术。优点：在一个简单过程同时完成了取样、萃取和富集，不需要有机溶剂。分离模式：①直接固相微萃取②顶空固相微萃取③隔膜保护固相萃取6、固相微萃取装置有哪两部分组成?新型萃取头有哪两种?目前所有的萃取头主要是哪一种?固相微萃取装置由手柄和萃取头两部分组成。新型萃取头：①中空毛细管萃取头②吸附搅拌棒目前所有的萃取头主要是纤维针，即在石英纤维上均匀涂上一定厚度的具有吸附能力的高分子固定相。7、固相微萃取的操作步骤分为哪两个过程?并了解这两个过程。SPME主要与什么测定技术联用?固相微萃取的操作步骤分为①萃取过程：将萃取器针头插入样品瓶内，压下活塞，使具有吸附涂层的萃取纤维暴露在样品中进行萃取。经过一