离子色谱分析法课件.ppt

1、第一章第一章 离子色谱分析法离子色谱分析法w离子色谱法是最近几年才发展离子色谱法是最近几年才发展起来的新的起来的新的分离分析分离分析技术，它技术，它是采用是采用离子交换原理离子交换原理来分离来分离待待测离子测离子和抑制和抑制淋洗液的本底电淋洗液的本底电导导，用用电导方法电导方法来直接测定样来直接测定样品中的待测离子。品中的待测离子。w一一 、离子色谱的分离方式、离子色谱的分离方式w二二 、离子色谱系统、离子色谱系统w三三 、离子色谱的优点、离子色谱的优点w四四 、离子色谱的应用、离子色谱的应用w五五 、仪器常见故障的排除和色谱、仪器常见故障的排除和色谱柱的清洗柱的清洗w一、离子色谱的分离方式一

2、、离子色谱的分离方式w基本原理基本原理-离子交换分离 离子交换分离方法：流动相和连接到固定相上的离子交换基团之间发生的离子交换过程。流动相是弱酸的盐类或低离子强度的溶液 离子交换剂；离子交换剂；离子交换剂是离子色谱中应离子交换剂是离子色谱中应用最广泛的用最广泛的固定相固定相，它们是一类带有，它们是一类带有离子交换功能基的固体微粒。在离子离子交换功能基的固体微粒。在离子交换反应中，离子交换剂的交换反应中，离子交换剂的本体结构本体结构不发生明显的变化，仅由其不发生明显的变化，仅由其带有的离带有的离子与外界同子与外界同电性离子电性离子发生等量发生等量的离子的离子交换。各种类型的离子交换剂，都是交换。

3、各种类型的离子交换剂，都是通过其功能基所结合离子与外界同电通过其功能基所结合离子与外界同电荷的其他离子间发生取代或络合作用，荷的其他离子间发生取代或络合作用，来达到分离物质的目的。来达到分离物质的目的。功能功能: :离子交换色谱主要用于有机和无离子交换色谱主要用于有机和无机阴离子和阳离子的分离。机阴离子和阳离子的分离。材料材料:离子交换功能基为离子交换功能基为季胺基季胺基的的树脂树脂用作阴离子分离，为用作阴离子分离，为磺胺基磺胺基和羧基树脂和羧基树脂用作阳离子分离。用作阳离子分离。w二、二、 离子色谱系统离子色谱系统w离子色谱的最重要部件之一是离子色谱的最重要部件之一是分离柱分离柱：用低容量的

4、离子交换：用低容量的离子交换树脂（树脂（0.01-0.5mmol/g）作柱）作柱填料填料（固定相），（固定相），低离子强度低离子强度的溶液作流动相，将电导检测的溶液作流动相，将电导检测器直接连接于分离拄之后，低器直接连接于分离拄之后，低摩尔电导的淋洗离子使样品离摩尔电导的淋洗离子使样品离子能被灵敏地检测。子能被灵敏地检测。1.离子色谱检测器分为两大类：离子色谱检测器分为两大类：即电化学检测器和光学检测器即电化学检测器和光学检测器.电化学检测器包括电导、直流电化学检测器包括电导、直流安培、脉冲安培和积分安培；安培、脉冲安培和积分安培；光学检测器包括紫外可见和光学检测器包括紫外可见和荧光。荧光。2

5、.电导检测器是电导检测器是IC最常用的，主最常用的，主要检测器。要检测器。 1. 阴离子交换色谱阴离子交换色谱w无机阴离子的分析无机阴离子的分析w淋洗液；用于阴离子分析的淋洗液一淋洗液；用于阴离子分析的淋洗液一般为弱酸的盐。般为弱酸的盐。w无机阴离子的洗脱顺序无机阴离子的洗脱顺序, 表表3-10列出了列出了可分离的无机阴离子。可分离的无机阴离子。w典型的分离柱和色谱条件典型的分离柱和色谱条件 w 有机阴离子的分析有机阴离子的分析 1. 有机酸有机酸 w 有机阴离子的分析有机阴离子的分析w 1. 有机酸有机酸 2. 2. 阳离子交换色谱（分析）阳离子交换色谱（分析） 只要换上强酸性阳离子交换树脂

6、的分离柱和强碱性阴离子交换树脂的抑制柱，就可用同一台离子色谱仪对阳离子进行分析（其流程及测定和阴离子相似）( (一一) ) 碱金属、碱土金属及胺类的分析碱金属、碱土金属及胺类的分析 碱金属、碱土金属及胺类的分析碱金属、碱土金属及胺类的分析 （二）重金属和过渡金属的分析（二）重金属和过渡金属的分析w三、离子色谱的优点三、离子色谱的优点w 1.快速、方便、灵敏度高、选快速、方便、灵敏度高、选择性好、可同时分析多种离子化择性好、可同时分析多种离子化合物。合物。 w四、离子色谱的应用四、离子色谱的应用w离子色谱在环境分析中的应用（饮用水、离子色谱在环境分析中的应用（饮用水、生活污水和工业废水的分析）、

7、大气飘生活污水和工业废水的分析）、大气飘尘与降水的分析、微电子、电子工业中尘与降水的分析、微电子、电子工业中痕量分析、在食品和饮料分析中的应用、痕量分析、在食品和饮料分析中的应用、在生化分析中的应用、在石油化工中应在生化分析中的应用、在石油化工中应用用五、仪器常见故障的排除和色谱五、仪器常见故障的排除和色谱柱的清洗柱的清洗1.色谱柱的清洗和保存色谱柱的清洗和保存; A 微生物的影响微生物的影响; B 干燥的影响干燥的影响;切记切记:柱子应在充满溶液的情况下长期放柱子应在充满溶液的情况下长期放置置,不可干固不可干固.第二章第二章 色谱定性与定量色谱定性与定量 w一、定性分析一、定性分析w定性分析

8、就是要确定样品中的一些未知组分是什么物质，色谱图中一些未知色谱峰是什么物质。这需要根据色谱峰的保留值（未知物）和已知的标准物质的保留值进行对比。在一定的分析条件下，各种阴离子的保留时间是一定的。w利用保留值定性的方法利用保留值定性的方法w二、定量分析二、定量分析 w 确定样品中的某一组分的准确含量，就是定量分析。仪器分析中是根据仪器检测器的响应值与被测组分的量，在某些条件限定下成正比的关系来进行定量分析。在色谱分析中某些条件限定下，色色谱峰的峰高和峰面积（检测器的响应值）谱峰的峰高和峰面积（检测器的响应值）与所测组分的数量（或浓度）成正比。与所测组分的数量（或浓度）成正比。w1. 1. 定量分

9、析的基本公式定量分析的基本公式w ii（ii）=fiAi=fiAi（hihi）w其中其中i i 为组分为组分i i的质量；的质量；wAiAi为组分为组分i i的峰面积；的峰面积；whihi为组分为组分i i的峰高；的峰高；wfifi为组分为组分i i的校正因子的校正因子. .w标准的色谱图w分离度的确定 w2. 2. 峰高和峰面积的测量峰高和峰面积的测量w在使用积分仪和色谱工作站测量峰在使用积分仪和色谱工作站测量峰高和峰面积时，仪器根据设定的积高和峰面积时，仪器根据设定的积分参数（半峰宽，峰高和最小峰面分参数（半峰宽，峰高和最小峰面积等）和基线的设定来计算每个色积等）和基线的设定来计算每个色谱

10、峰的峰高和峰面积，然后直接打谱峰的峰高和峰面积，然后直接打印出峰高和峰面积的结果。印出峰高和峰面积的结果。第三章第三章 七种阴离子的离七种阴离子的离子色谱法测定子色谱法测定w设备设备w离子色谱仪的主机由下列主要部件组成：离子色谱仪的主机由下列主要部件组成：w储液槽：用来储存实验过程中需要的各储液槽：用来储存实验过程中需要的各种液体（如去离子水，淋洗液、再生液种液体（如去离子水，淋洗液、再生液等）。等）。w恒流泵：驱使液体（如淋洗液）在恒流泵：驱使液体（如淋洗液）在管道中流动，它可以提高流动相的管道中流动，它可以提高流动相的速度，使离子色谱法能进行快速分速度，使离子色谱法能进行快速分析，同时能控

11、制流动相单位时间内析，同时能控制流动相单位时间内流出的体积。流出的体积。w分离系统：由前置柱、分离柱、抑分离系统：由前置柱、分离柱、抑制柱组成。前置柱是用来保护分离制柱组成。前置柱是用来保护分离柱的。柱的。w检测系统：由电导池，读数表检测系统：由电导池，读数表头和有关的线路板组成。头和有关的线路板组成。w计算机色谱技术处理软件及打计算机色谱技术处理软件及打印机。印机。w1. 工作流程图工作流程图w三、实验内容三、实验内容w 1. 1. 试剂和纯水准备：试剂和纯水准备：w所有试剂，均采用优级纯，水的标所有试剂，均采用优级纯，水的标准电导要小于准电导要小于0.1s/cm0.1s/cm，水中无大，水

12、中无大于于0.25m0.25m的颗粒物的去离子水配制。的颗粒物的去离子水配制。w 2. 2. 淋洗液的制备：淋洗液的制备：w选用碳酸钠碳酸氢钠作为淋洗液（流选用碳酸钠碳酸氢钠作为淋洗液（流动相）。称取动相）。称取25.44g碳酸钠于碳酸钠于1000ml容量瓶中，用水稀释至刻度，该溶液含容量瓶中，用水稀释至刻度，该溶液含0.24mol/l碳酸钠碳酸钠; 称取称取25.2碳酸氢钠于碳酸氢钠于1000ml容量瓶中用水稀释至刻度，该溶容量瓶中用水稀释至刻度，该溶液含液含0.3mol/l碳酸氢钠。碳酸氢钠。w准备淋洗液；在使用前，用准备淋洗液；在使用前，用0.24mol/l碳碳酸钠；酸钠；0.3mol/

13、l碳酸氢钠配制成碳酸氢钠配制成0.9mMmol碳酸钠碳酸钠+0.85 mMmol碳酸氢碳酸氢钠工作溶液。钠工作溶液。w3.标准溶液的制备：标准溶液的制备：w储备溶液 ： w储备液的浓度是1000g/L(F-CL-NO2- Br-NO3- PO3- SO43-)。依据表格，预处理一定量的物质，分别置于1000ml容量瓶中，用少量水溶解后稀至刻度。表1-1表表 1-1 初始重量和储备液的预处理初始重量和储备液的预处理阴离子物质重量干燥预处理（g/l）时间/h温度/0CF-NaF2.21001105CL-NaCL1.64842150NO2-NaNO21.4998 1150Br -NaBr1.2877

14、 6150NO3-NaNO31.3707 24105PO43-KH2PO41.2632 1105SO42- Na2SO4 1.477 1105w标准溶液 ： w在使用前，用储备液配制成不同浓度的在使用前，用储备液配制成不同浓度的混合标准溶液混合标准溶液（表（表1-21-2），），并逐级稀并逐级稀释到需要浓度的工作溶液。释到需要浓度的工作溶液。四四 、实验步骤、实验步骤w1. 1. 检查色谱仪系统各部件的连接是否检查色谱仪系统各部件的连接是否正确，淋洗液流路有无泄漏。如一切正正确，淋洗液流路有无泄漏。如一切正常，电击电脑上的专用图标，进入常，电击电脑上的专用图标，进入T2000T2000色谱工作

15、站的主工作桌面，单击色谱工作站的主工作桌面，单击实时采样图标进入实时采样界面。选择实时采样图标进入实时采样界面。选择分析项目表，建立测试方法项（包括称分析项目表，建立测试方法项（包括称量信息和外标定量方法）。量信息和外标定量方法）。w2. 将色谱仪准备好；调整洗脱液的浓度、将色谱仪准备好；调整洗脱液的浓度、淋洗液流路所允许的最高压力输出、泵淋洗液流路所允许的最高压力输出、泵的流速、，自动补偿背景电导、电导检的流速、，自动补偿背景电导、电导检测器输出量程、记录仪的信号大小、待测器输出量程、记录仪的信号大小、待基线稳定后测定。基线稳定后测定。w3. 外标定量法；外标定量法用标准溶液外标定量法；外标

16、定量法用标准溶液作校准曲线，校正方法有单点（单极）作校准曲线，校正方法有单点（单极）校正和多点（多级校正）。单位以校正和多点（多级校正）。单位以mg/L、ug/L表示。表示。4. 校准曲线的绘制；将进样阀拨向校准曲线的绘制；将进样阀拨向LOAD位置，用配置好的七种离子的混合标准位置，用配置好的七种离子的混合标准注入标准定量管（插针、注入、拔针）。注入标准定量管（插针、注入、拔针）。将进样阀手柄拨向将进样阀手柄拨向INJECT位置，分析位置，分析开始。此时记录仪会按一定顺序记录各开始。此时记录仪会按一定顺序记录各离子的峰高、峰面积信号值。等七种阴离子的峰高、峰面积信号值。等七种阴离子峰出完后，进

17、入测试方法校正栏，离子峰出完后，进入测试方法校正栏，鉴别七种离子的保留时间、相应的峰高鉴别七种离子的保留时间、相应的峰高或峰面积值。如一切正常，绘制外标定或峰面积值。如一切正常，绘制外标定量方法的校准曲线。量方法的校准曲线。w5. 样品测定；样品测定；w（1）样品的预处理；样品一到实验室，）样品的预处理；样品一到实验室，必须用孔径为必须用孔径为0.25M的有机滤膜过滤、的有机滤膜过滤、样品稀释为样品稀释为1：100倍。倍。w（2）测定空白校准液的色谱图；在）测定空白校准液的色谱图；在100ml容量瓶中用移液管加入容量瓶中用移液管加入1ml碳碳酸钠或碳酸氢钠浓缩物，加去离子酸钠或碳酸氢钠浓缩物，

18、加去离子水至刻度。分析样品也加入水至刻度。分析样品也加入1ml淋淋洗液浓缩物进行相同的处理后，再洗液浓缩物进行相同的处理后，再测定空白校准液的色谱图和分析样测定空白校准液的色谱图和分析样品的色谱图。品的色谱图。w 重复步骤（重复步骤（2），就可完成一系列），就可完成一系列样品测定。样品测定。五 、分析结果表述分析结果表述w本实验采用外标法，计算公式如下：本实验采用外标法，计算公式如下：w分析样品中待测组分（分析样品中待测组分（X）的绝对量）的绝对量=RX*RFX*M*Dw式中式中 RX待测组分（待测组分（X）峰的峰面积或）峰的峰面积或（峰高）；（峰高）；w RFX组分（组分（X）的响应因子即校正曲）的响应因子即校正曲线斜率的倒数；线斜率的倒数；w M乘积因子；乘积因子；w D稀释因子。稀释因子。w单位以单位以mg/L、ug/L表示表示w样品中待测组分（样品中待测组分（X）的相对含量）的相对含量样品量）的绝对量分析样品中侧组分（100Xw离子色谱分析法作业:1.简述离子色谱分离的基本原理以及离子交简述离子色谱分离的基本原理以及离子交换剂的作用。换剂的作用。2.离子交换色谱主要功能离子交换色谱主要功能:是还是不是用于有是还是不是用于有机和无机阴离子和阳离子的分离。机和无机阴离子和阳离子的分离。3.简述简述7种阴离子的离子色谱法测定时的洗脱种阴离子的离子色谱法测定时的洗脱顺序。顺序。