《仪器分析》是普通高等教育“十一五”国家级规划教材。《仪器分析》在保持原教材注重基础、精选内容、简明实用等特点及风格的基础上,结合仪器分析学科发展的趋势及国内教学的实际情况,进行了修订。除增加化学发光法、激光拉曼光谱法,对全书其余章节进行了全面修订,增删一些内容,如在HPLC中增加蒸发光散射检测器,原子发射光谱中删去火焰光度法,着重介绍全谱直读等离子体光谱仪,删去多道型仪器,对原子荧光光谱法进行了补充,对核磁共振波谱法做了补充,并在13C核磁谱中增加解析示例,在质谱分析中增加质谱一质谱联用技术。 《仪器分析》可作为高等院校工科各专业仪器分析课程的教材,也可供化学、应用化学及相关专业参考使用。
随着科学技术的发展,仪器分析的应用日益普遍。为了适应我院化学专业开设仪器分析课程的需要,曾于1976年编写了《仪器分析》讲义。经过三届本科生的试用,并采纳了兄弟院校提出的宝贵意见,对原讲义进行了修改、补充,现予以出版,希望能在教学、科研和生产上起一点作用。
现代仪器分析方法包括的范围很广。编者在取舍内容时,主要考虑到工科院校设置化学专业所具有的一些特点,没有完全参照1980年5月审订的综合大学化学专业《仪器分析教学大纲》的要求。显然,这样的考虑,还有待于卖践的考验,希望读者不吝提出指正意见。
作为基础课教材,编者的主观愿望是试图从分析化学的角度出发,讲清楚所介绍的各种仪器分析方法的基本原理、特点和适用范围,并注意做到精简内容,深入浅出,使之适合于基础仪器分析教学,教学时数(包括实验)约为90学时。由于本课程通常是在修完物理、物理化学等课程后开设的,因此在讨论时所涉及的有关物理、物理化学的基础知识(如光学、电磁学、电化学等),本书将不再赘述,读者若有需要,可查阅有关教科书或教学参考书。
本书由成都科技大学高华寿教授初审。华东化工学院汪葆浚教授、成都科技大学高华寿教授、华南工学院宋清教授、华东纺织工学院韩葆玄教授及浙江大学宣国芳副教授复审。华东化工学院邵令娴副教授通读了全部书稿并提出宝贵意见。本书第十一章核磁共振波谱法系根据邵令娴副教授编写的讲义修改而得。华东化工学院分析测试中心张文洁为本书绘制了部分插图底稿,谨在此致以深切的谢意。限于编者的水平及教学经验,书中错误欠妥之处在所难免,希望读者批评指正。
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§2-1 气相色谱法概述
色谱法是一种分离技术,这种分离技术应用于分析化学中,就是色谱分析。它以其具有高分离效能、高检测性能、分析快速而成为现代仪器分析方法中应用最广泛的一种方法。它的分离原理是,使混合物中各组分在两相间进行分配,其中一相是不动的,称为固定相,另一相是携带混合物流过此固定相的流体,称为流动相。当流动相中所含混合物经过固定相时,就会与固定相发生作用。由于各组分在性质和结构上的差异,与固定相发生作用的大小、强弱也有差异,因此在同一推动力作用下,不同组分在固定相中的滞留时间有长有短,从而按先后不同的次序从固定相中流出。这种借在两相间分配原理而使混合物中各组分分离的技术,称为色谱分离技术或色谱法(又称色层法、层析法)。
色谱法有多种类型,从不同角度出发,有各种分类法。
(1)按流动相的物态,色谱法可分为气相色谱法(流动相为气体)、液相色谱法(流动相为液体)和超临界流体色谱法(流动相为超临界流体);再按固定相的物态,又可分为气一固色谱法(固定相为固体吸附剂)、气一液色谱法(固定相为涂在固体担体上或毛细管壁上的液体)、液固色谱法和液液色谱法等。
(2)按固定相使用的形式,可分为柱色谱法(固定相装在色谱柱中)、纸色谱法(滤纸为固定相)和薄层色谱法(将吸附剂粉末制成薄层作固定相)等。
(3)按分离过程的机制,可分为吸附色谱法(利用吸附剂表面对不同组分的物理吸附性能的差异进行分离)、分配色谱法(利用不同组分在两相中有不同的分配系数来进行分离)、离子交换色谱法(利用离子交换原理)和排阻色谱法(利用多孔性物质对不同大小分子的排阻作用)等。