現(xiàn)代色譜分析法是有效而快速的分離、分析手段,既可用于定性分析,又可用于定量分析。高效液相色譜法與氣相色譜法的定性分析和定量分析方法(包括測(cè)定方式和計(jì)算方法)相同。在定性分析中,有用純物質(zhì)對(duì)照的色譜鑒定法,還有收集餾分與化學(xué)方法或其他儀器分析方法聯(lián)用的非色譜鑒定法;在定量分析中,可以用峰高或峰面積以?xún)?nèi)標(biāo)法、外標(biāo)法或歸一化法定量,并與微機(jī)聯(lián)用作為現(xiàn)代化的分析工具。
定性分析
色譜分析法定性分析的目的就是確定每個(gè)色譜峰代表什么組分,從而確定由這些組分所構(gòu)成的混合物試樣的組成。常用的主要定性方法有色譜鑒定法和非色譜鑒定法兩種。
1.色譜鑒定法定性
色譜鑒定法就是用純物質(zhì)對(duì)照定性,這是氣相和高效液相色譜法中最常用的最方便的一種定性方法,可以和定量測(cè)定操作同時(shí)進(jìn)行。
(1)利用保留值定性
在色譜條件一定的情況下(包括柱長(zhǎng)、柱內(nèi)徑、固定相、柱溫、流動(dòng)相及流速等),每一種物質(zhì)都有其一定的保留值(包括保留時(shí)間、保留體積、調(diào)整保留時(shí)間、調(diào)整保留體積等),一般不受其他組分的影響,可以作為定性的根據(jù)。此法又稱(chēng)為純物質(zhì)對(duì)照定性。
在相同的色譜條件下,先測(cè)定未知物中每個(gè)色譜峰的保留時(shí)間或保留距離,再將要測(cè)的某純物質(zhì)注入色譜儀,對(duì)照比較兩者的保留值,如果兩者的保留值相同,就可判定該未知物與已知純物質(zhì)是同一種物質(zhì)。
(2)利用加入純物質(zhì)增加峰高法定性
在穩(wěn)定的色譜條件下,為了區(qū)分兩個(gè)保留值(保留時(shí)間或保留距離)非常接近的組分,可以將某純物質(zhì)直接加入到試樣中,再注入色譜儀,如果某組分峰的峰高增加了,表明這個(gè)色譜峰就是加入的純物質(zhì)。此法又稱(chēng)為純物質(zhì)追加法定性。
色譜鑒定法定性需要有純物質(zhì)對(duì)照,在沒(méi)有純物質(zhì)時(shí),可以用非色譜鑒定法定性。
2.非色譜鑒定法定性
(1)利用文獻(xiàn)或相關(guān)工具書(shū)
查相對(duì)保留值定性任何一個(gè)實(shí)驗(yàn)室都不可能配備所有物質(zhì)的純品,沒(méi)有純物質(zhì)將無(wú)法定性,所以可以利用國(guó)內(nèi)外其他實(shí)驗(yàn)室的色譜工作者在《分析化學(xué)》或《色譜分析》刊物上發(fā)表的具有相對(duì)保留值和保留指數(shù)(Ix)數(shù)據(jù)的論文(文獻(xiàn))。早期的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)已收錄在《分析化學(xué)手冊(cè)》中。只要在相同的色譜條件下,這些數(shù)據(jù)能得到重現(xiàn),就可以用來(lái)定性。
某組分i的相對(duì)保留值ris、是組分i與另一個(gè)標(biāo)(基)準(zhǔn)物質(zhì)s的調(diào)整保留值的比值,即式中t'Ri即為組分i的調(diào)整保留時(shí)間,t'Rs即為標(biāo)(基)準(zhǔn)物質(zhì)s的調(diào)整保留時(shí)間,V'Ri為組分i的調(diào)整保留體積,mL;V'Rs為標(biāo)(基)準(zhǔn)物質(zhì)s的調(diào)整保留體積,mL。
(7-13)
當(dāng)流動(dòng)相(載氣或洗脫劑)的流速固定不變時(shí),調(diào)整保留體積就等于調(diào)整保留時(shí)間,則
(7-14)
組分i的相對(duì)保留值ris僅與固定液、柱溫有關(guān),與其他操作條件無(wú)關(guān),可查《分析化學(xué)手冊(cè)》中的液相色譜分析部分或相關(guān)文獻(xiàn)。
在《分析化學(xué)手冊(cè)》或文獻(xiàn)相同操作條件下比較相對(duì)保留值,如果被測(cè)組分與《分析化學(xué)手冊(cè)》或文獻(xiàn)上某組分相對(duì)保留值相同,則該組分就是《分析化學(xué)手冊(cè)》或文獻(xiàn)上的同一種物質(zhì)。
(2)利用保留指數(shù)定性
利用保留指數(shù)I定性是1958年科瓦特(Kovats)提出來(lái)的,直到現(xiàn)在仍是國(guó)際上公認(rèn)的使用最廣泛的定性參數(shù)。規(guī)定某物質(zhì)X的保留指數(shù)I可以用色譜峰及與它緊相鄰的正構(gòu)烷烴的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的有關(guān)數(shù)值進(jìn)行計(jì)算(用均一標(biāo)度,不用對(duì)數(shù)),即規(guī)定正構(gòu)烷烴的保留指數(shù)I等于該正構(gòu)烷烴分子中所含有碳原子個(gè)數(shù)Z的100倍。
保留指數(shù)I只與固定液的性質(zhì)有關(guān),與其他操作條件無(wú)關(guān)。某物質(zhì)X的保留指數(shù)IX也可以用調(diào)整保留距離、調(diào)整保留體積進(jìn)行計(jì)算。
在進(jìn)行定性分析時(shí),將選好的兩個(gè)正構(gòu)烷烴與待測(cè)物質(zhì)混合均勻,按照《分析化學(xué)手冊(cè)》或文獻(xiàn)上規(guī)定的固定相和柱溫進(jìn)行色譜分析,得到色譜峰后計(jì)算待測(cè)物質(zhì)的保留指數(shù)IX,與《分析化學(xué)手冊(cè)》或文獻(xiàn)上已知物質(zhì)的保留指數(shù)對(duì)照比較,如果與某已知物的保留指數(shù)相同,就可判定兩者是同一種物質(zhì)。
科瓦特保留指數(shù)定性在高效液相色譜法定性分析中也經(jīng)常使用。
(3)利用化學(xué)反應(yīng)定性
將化學(xué)反應(yīng)與色譜分析法相結(jié)合有利于對(duì)含有復(fù)雜官能團(tuán)的組分進(jìn)行定性分析??膳c柱前、柱中和柱后預(yù)化學(xué)處理法結(jié)合定性。
①利用柱前預(yù)化學(xué)處理法定性
某些含有特殊官能團(tuán)的化合物能夠與特殊的化學(xué)試劑反應(yīng),生成相應(yīng)的衍生物,經(jīng)柱前化學(xué)預(yù)處理后,這個(gè)化合物的色譜峰或者消失,或者移后,或者提前,通過(guò)比較處理前后的色譜圖,就能判定該組分屬于哪一類(lèi)化合物。
②利用柱中化學(xué)處理法定性
將化學(xué)試劑涂漬到擔(dān)體上,填裝在一根較短的色譜柱中,并且串聯(lián)在分析色譜柱前,同樣可以起到柱前預(yù)化學(xué)處理定性的作用。
③利用柱后化學(xué)處理法定性
先經(jīng)色譜分離,將流出色譜柱的組分直接通入化學(xué)試劑中,觀察其顏色的變化或沉淀、氣體的產(chǎn)生等進(jìn)行定性。
④與其他儀器結(jié)合定性
收集柱后流出的組分(餾分)與質(zhì)譜儀、紅外吸收光譜儀等聯(lián)用定性。質(zhì)譜儀能準(zhǔn)確測(cè)出未知物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量,靈敏度高。而紅外光譜儀對(duì)純物質(zhì)有精細(xì)結(jié)構(gòu)特征性很強(qiáng)的紅外吸收光潛圖。這種結(jié)合有利于對(duì)復(fù)雜物質(zhì)定性。但紅外光譜儀的靈敏度不高,需要lmg左右的樣品組分。
在利用化學(xué)反應(yīng)和紅外光譜法定性方面,高效液相色譜法有一定的優(yōu)勢(shì)。因?yàn)楦咝б合嗌V法比氣相色譜法的進(jìn)樣量多,收集柱后流出的樣品中純組分比氣相色譜法要容易很多。在有足夠大的分離度的情況下,當(dāng)待測(cè)定的組分出峰時(shí),用試管盛接從檢測(cè)器的樣品池流出的組分溶液,一直接到色譜峰的基部時(shí),移開(kāi)試管。這樣反復(fù)接收該峰的流出溶液,將流動(dòng)相溶劑除去以后,即可以得到該組分的純品。如果得到lmg以上,就可以利用紅外吸收光譜儀進(jìn)行定性分析。
在與質(zhì)譜儀聯(lián)用定性方面,高效液相色譜法不如氣相色譜法普遍和成熟。
色譜分析法還可以與熒光光譜法、極譜法、核磁共振波譜法等其他方法聯(lián)用,進(jìn)行定性分析。
⑤利用經(jīng)驗(yàn)規(guī)律定性
在找不到待測(cè)組分的純物質(zhì),而且也沒(méi)有文獻(xiàn)資料數(shù)據(jù)的情況下,可以利用某些組分的一些經(jīng)驗(yàn)規(guī)律定性。例如,在一定溫度下,有機(jī)同系物的保留值的對(duì)數(shù)與其分子中所含有的碳原子個(gè)數(shù)、呈直線(xiàn)關(guān)系,即碳數(shù)規(guī)律。再如,在一定溫度下,同族碳鏈異構(gòu)體保留值的對(duì)數(shù)與其沸點(diǎn)呈直線(xiàn)關(guān)系,即沸點(diǎn)規(guī)律,同族碳鏈異構(gòu)體中,低沸點(diǎn)的組分先出峰。但這些規(guī)律都有一定的局限性。
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