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离子交换色谱选择性系数

发布时间:2022-08-27 21:57:13

1. 离子交换树脂的平衡常数和选择性系数一样吗

不一样。
平衡常数
是通过一系列实验测量出来的,而
选择性系数
是根据平衡常数计算出来的。多看
看书吧

简单的说
平衡常数主要是理论上的,选择性系数是应用层次上的。

2. 离子交换选择系数什么意思

【精锐解答】指离子选择性电极对待测(敏感)离子和干扰离子响应程度的判别,即外来离子(干扰离子)j对待...选择性系数Kij是判断离子选择电极性能的重要参数之一,但它不是一个严格的常数,随测定的方法和实验条件不同而不相同。请采纳,谢谢!

3. 简述离子交换色谱法

离子交换色谱法(ion exchange chromatography,IEC)
离子色谱分析法出现在20世纪70年代,80年代迅速发展起来,以无机、特别是无机阴离子混合物为主要分析对象。
离子交换色谱利用被分离组分与固定相之间发生离子交换的能力差异来实现分离。离子交换色谱的固定相一般为离子交换树脂,树脂分子结构中存在许多可以电离的活性中心,待分离组分中的离子会与这些活性中心发生离子交换,形成离子交换平衡,从而在流动相与固定相之间形成分配。固定相的固有离子与待分离组分中的离子之间相互争夺固定相中的离子交换中心,并随着流动相的运动而运动,最终实现分离。
表达式
离子交换色谱的分配系数又叫做选择系数,其表达式为:

K_s=\frac{[RX^+]}{[X^+]}

其中[RX + ]表示与离子交换树脂活性中心结合的离子浓度,[X + ]表示游离于流动相中的离子浓度

分离原理
离子交换色谱(ion exchange chromatography,IEC)以离子交换树脂作为固定相,树脂上具有固定离子基团及可交换的离子基团。当流动相带着组分电离生成的离子通过固定相时,组分离子与树脂上可交换的离子基团进行可逆变换。根据组分离子对树脂亲合力不同而得到分离。

阳离子交换:

阴离子交换:

式中"--"表示在固定相上,Kxy和Kzm是交换反应的平衡常数,Z+和X-代表被分析的组分离子。M+和Y-表示树脂上可交换的离子团。

离子交换反应的平衡常数分别为:

阳离子交换:

阴离子交换:

平衡常数K值越大,表示组分的离子与离子交换树脂的相互作用越强。由于不同的物质在溶剂中离解后,对离子交换中心具有不同的亲合力,因此具有不同的平衡常数。亲合力大的,在柱中的停留时间长,具有高的保留值。

固定相
离子交换色谱常用的固定相为离子交换树脂。目前常用的离子交换树脂分为三种形式,一是常见的纯离子交换树脂。第二种是玻璃珠等硬芯子表面涂一层树脂薄层构成的表面层离子交换树脂,第三种为大孔径网络型树脂。它们各有特点,例如第二种树脂有很高的柱效,但它的柱容量不大;第三种树脂适用于非水溶液中物质的分离,因为它们的孔径和内表面积大,不需要用水溶胀,便可满意地使用。

典型的离子交换树脂是由苯乙烯和二乙烯基苯交联共聚而成:

其中,二乙烯基苯起了交联和加牢整个构型的作用,其含量决定了树脂交联度大小。交联度一般控制在4%~16%范围内,高度交联的树脂较硬而且脆,也较渗透,但选择性较好。在基体网状结构上引入各种不同酸碱基团作为可交换的离于基团。

按结合的基团不同,离子交换树脂可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。阳离子交换树脂上具有与样品中阳离子交换的基团。阳离子交换树脂又可分为强酸性和弱酸性树脂。强酸性阳离子交换树脂所带的基团为磷酸基(一),其中和有机聚合物牢固结合形成固定部分,是可流动的能为其他阳离子所交换的离子。

阴离子交换树脂具有与样品中阴离子交换的基团。阴离子交换树脂也可分为强碱性和弱碱性树脂。

阴离子交换树脂属强碱性,它是由有机聚合物骨架和一季胺碱基团所组成,它带有正电荷。而与相反的是可以移动的部分,它能被其它阴离子所交换

流动相
离子交换色谱的流动相最常使用水缓冲溶液,有时也使用有机溶剂如甲醇,或乙醇同水缓冲溶液混合使用,以提供特殊的选择性,并改善样品的溶解度。

离子交换色谱所用的缓冲液,通常用下列化合物配制:钠、钾、被的柠檬酸盐,磷酸盐,甲酸盐与其相应的酸混合成酸性缓冲液或氢氧化钠混合成碱性缓冲液等。

4. 离子色谱法的原理

您好,安徽康菲尔检测科技有限公司很高兴为您解答!

样品阀处于装样位置时,一定体积的样品溶液被注入样品定量环,当样品阀切换到进样位置时,淋洗液将样品定量环中的样品溶液(或富集与浓缩柱上的被测离子洗脱下来)代入分析柱,被侧阴离子根据其在分析柱上的保留特性不同实现分离。淋洗液携带样品通过抑制器时,所有阳离子被交换为氢离子,氢氧根型淋洗液转换为水,碳酸根淋洗液转换为碳酸,背景电导率降低;与此同时,被测阴离子被转化为相应的酸,电导率身高。由电导检测器检测响应信号,数据处理系统记录并显示离子色谱图。以保留的时间对被测离子定性,以峰高或峰面积对被测阴离子定量,测出相应离子含量。


此方法特别适于测定水溶液中低浓度的阴离子,例如饮用水水质分析,高纯水的离子分析,矿泉水、雨水、各种废水和电厂水的分析,纸浆和漂白液的分析,食品分析,生物体液(尿和血等)中的离子测定,以及钢铁工业、环境保护等方面的应用。离子色谱能测定下列类型的离子:有机阴离子、碱金属、碱土金属、重金属、稀土离子和有机酸,以及胺和铵盐等。

希望我的回答对您有所帮助~

5. 什么是分配系数

分配系数,是指在一定温度下,达到分配平衡时某一物质在两种互不相溶的溶剂中的活度(常近似为浓度)之比。为一常数。分配系数可用于表示该物质对两种溶剂的亲和性的差异。

常用的溶剂体系是由水和一种与水不互溶的有机溶剂组成,如正辛醇-水体系,所得的分配系数称为辛醇-水分配系数。用辛醇是因为该体系近似于体内脂细胞膜胞质溶胶体系对有机物的分配。

土壤化学研究中,固-液相分配系数指体系达到平衡状态时溶质在固液两相中的浓度比值,它可反映养分元素或其他化学物质在两相中的迁移能力及分离效能·可用于研究土壤中元素或化合物的生物有效性

(5)离子交换色谱选择性系数扩展阅读

分配系数的测定

一、注意事项

1、 从容器壁中溶出离子。在测定分配系数的实验中,常常在酸性溶液中使用稀薄离子溶液(各离子浓度是10-4mol/L或10-3mol/L以下)。因此在使用玻璃容器进行实验时,需要注意从玻璃中溶出的Na。

使用的玻璃容器需要预先用2 mol/L的硝酸溶液浸泡,使容器壁转化为氢离子型后使用。移液管等玻璃器具也需要用酸清洗浸泡后使用。为避免Na的污染,用同样方法处理聚乙烯塑料试验容器也是有效的。

2、确认平衡。在低浓度溶液中进行离子交换实验时,常常需要很长时间让反应达到平衡(甚至有反应1个月的例子)。因此,先进行预备实验求出达到平衡所需的时间,然后再进行分配系数的测定实验。

二、测定方法

1、分配系数的测定。以H碱金属离子交换反应为例说明分配系数的测定法。首先,将离子交换材料装入柱子中,流经酸溶液使交换材料转化为氢离子型。取0.1 g氢离子型的离子交换材料装入带盖子的聚乙烯管,

加入用硝酸调节酸浓度后的(10-4mol/L LiNO3+10-4 mol/L NaNO3 + 10-4mol/L KNO3 + 10-4mol/L RbNO3 + 10-4mol/L CsNO3)混合溶液10 cm3。在一定时间内慢慢晃动直至反应达到平衡。

用原子吸光法测定原液和平衡后上部澄清液中的金属离子浓度。通过离子交换实验前后金属离子浓度的变化计算交换材料中的金属离子含量,再通过以下公式计算分配系数:

Kd(cm3/g)=交换材料中的离子含量(mol/g)/溶液中的离子浓度(mol/cm3)

当50%的离子被交换材料吸附时,分配系数为100 cm3/g。用中和滴定法确定溶液的酸浓度,对低浓度的酸溶液测定其pH值。

2、弱酸性离子交换材料的分配系数。对于弱酸性离子交换材料,因为在酸性范围内几乎不进行离子交换,所以必须在中性至弱碱性范围内测定分配系数。在这种情况下,把碱金属硝酸盐的一部分用碱金属氢氧化物代替可以提高溶液的pH值,由此求出分配系数

6. 色谱法的原理

色谱过程的本质是待分离物质分子在固定相和流动相之间分配平衡的过程,不同的物质在两相之间的分配会不同,这使其随流动相运动速度各不相同,随着流动相的运动,混合物中的不同组分在固定相上相互分离。根据物质的分离机制,又可以分为吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱、凝胶色谱、亲和色谱等类别。 吸附色谱利用固定相吸附中心对物质分子吸附能力的差异实现对混合物的分离,吸附色谱的色谱过程是流动相分子与物质分子竞争固定相吸附中心的过程
吸附色谱的分配系数表达式如下:
K_a =frac{[X_a]}{[X_m]}
其中[Xa]表示被吸附于固定相活性中心的组分分子含量,[Xm]表示游离于流动相中的组分分子含量。分配系数对于计算待分离物质组分的保留时间有很重要的意义。 分配色谱利用固定相与流动相之间对待分离组分溶解度的差异来实现分离。分配色谱的固定相一般为液相的溶剂,依靠图布、键合、吸附等手段分布于色谱柱或者担体表面。分配色谱过程本质上是组分分子在固定相和流动相之间不断达到溶解平衡的过程。
分配色谱的狭义分配系数表达式如下:
K=frac=frac{X_s/V_s}{X_m/V_m}
式中Cs代表组分分子在固定相液体中的溶解度,Cm代表组分分子在流动相中的溶解度。
离子交换色谱
离子色谱分析法出现在20世纪70年代,80年代迅速发展起来,以无机、特别是无机阴离子混合物为主要分析对象。
离子交换色谱利用被分离组分与固定相之间发生离子交换的能力差异来实现分离。离子交换色谱的固定相一般为离子交换树脂,树脂分子结构中存在许多可以电离的活性中心,待分离组分中的离子会与这些活性中心发生离子交换,形成离子交换平衡,从而在流动相与固定相之间形成分配。固定相的固有离子与待分离组分中的离子之间相互争夺固定相中的离子交换中心,并随着流动相的运动而运动,最终实现分离。
离子交换色谱的分配系数又叫做选择系数,其表达式为:
K_s=frac{[RX^+]}{[X^+]}
其中[RX + ]表示与离子交换树脂活性中心结合的离子浓度,[X + ]表示游离于流动相中的离子浓度。 1.物理吸附又称表面吸附,是因构成溶液的分子(含溶质及溶剂)与吸附剂表面分子的分子间力的相互作用所引起的。
a) 基本规律:“相似者易于吸附”,固液吸附时,吸附剂、溶质、溶剂三者统称为吸附过程的三要素。
b) 基本特点:无选择性、可逆吸附、快速。
c) 基本原理:吸附与解吸附的往复循环。
d) 三要素:吸附剂、溶质(被分离物)、溶剂。
色谱柱
物理吸附过程:吸附——解吸附——再吸附——再解析——直至分离
2.化学吸附
a) 基本特点:有选择性、不可逆吸附。
b) 基本原理:产生化学反应。酸性物质与Al2O3发生化学反应;碱性物质与硅胶发生化学反应;Al2O3容易发生结构的异构化,应尽量避免。
3.半化学吸附
1)基本特点:介于物理吸附和化学吸附之间。
2)基本原理:以氢键的形式产生吸附。
如聚酰胺对黄酮类、醌类等化合物之间的氢键吸附,力量较弱,介于前两者之间,也有一定的应用。 吸附剂的一般要求:较大的表面积与一定的吸附能力。不与展开剂起化学变化,不与待分离的物质产生反应或催化、分解或缔合,颗粒均匀。
1.极性吸附剂
硅胶,氧化铝均为极性吸附剂,特点为:
a) 对极性物质具有较强的亲和能力,极性强的溶质将被优先吸附。
b) 溶剂极性较弱,则吸附剂对溶质将表现出较强的吸附能力。溶剂极性增强,则吸附剂对溶质的吸附能力随之减弱。
c) 溶质即使被硅胶、氧化铝吸附,但一旦加入极性较强的溶剂时,又可被后者置换洗脱下来。
极性强弱的判断 (与功能基的种类、数目多少和排列方式有关) :亲水性基团与极性成正比,亲脂性基团与极性成反比;游离型化合物极性弱、具亲脂性,解离型化合物极性强、具亲水性;溶剂的极性—依据介电常数来决定。
色谱试剂
2.聚酰胺
聚酰胺吸附剂可分包括锦纶6(聚己内酰胺)和锦纶66(聚己二酰己二胺),为氢键吸附,半化学吸附。聚酰胺分子中有许多酰胺基,聚酰胺上的C=O与酚基,黄酮类、酸类中的-OH或-COOH形成氢键。酰胺基中的氨基与醌类或硝基类化合物中的醌基或硝基形成氢键。由于被分离物质的结构不同,或同一类结构化合物中的活性基团的数目及位置的不同而是之于聚酰胺形成氢键的能力不同而得到分离。
3.活性炭
活性炭为非极性吸附剂,故与硅胶、氧化铝相反,对非极性物质具有较强的亲和能力,在水中对溶质表现出强的吸附能力。溶剂极性降低,则活性炭对溶质的吸附能力也随之降低。吸附剂的吸附力一定时,溶质极性越强,洗脱剂的极性越弱。 吸附薄层色谱法是指根据各成分对同一吸附剂吸附能力不同,使在移动相(溶剂)流过固定相(吸附剂)的过程中,连续的产生吸附、解吸附、再吸附、再解吸附,从而达到各成分的互相分离的目的。

7. 衡量色谱柱柱效能的指标什么呢

衡量色谱柱效能的指标是有效理论塔板数n或者有效塔板高度H。

柱性能指标包括在一定实验条件下(样品、流动相、流速、温度)下的柱压、理论塔板高度和塔板数、对称因子、容量因子和选择性因子的重复性,或分离度。一般说来容量因子和选择性因子的重复性在±5%或±10%以内。进行柱效比较时,还要注意柱外效应是否有变化。

柱效受柱内外因素影响,为使色谱柱达到最佳效率,除柱外死体积要小外,还要有合理的柱结构(尽可能减少填充床以外的死体积)及装填技术。

对于一般的分析只需5000塔板数的柱效;对于同系物分析,只要500即可;对于较难分离物质对则可采用高达2万的柱子,因此一般10~30cm左右的柱长就能满足复杂混合物分析的需要。在一般的液相色谱系统中,柱外效应对柱效的影响远远大于管壁效应。

(7)离子交换色谱选择性系数扩展阅读

(1)色谱柱中的管壁效应:

即使最好的装填技术,在柱中心部位和沿管壁部位的填充情况总是不一样的,靠近管壁的部位比较疏松,易产生沟流,流速较快,影响冲洗剂的流形,使谱带加宽,这就是管壁效应。

(2)色谱柱的构造:

色谱柱由柱管、压帽、卡套(密封环)、筛板(滤片)、接头、螺丝等组成。柱管多用不锈钢制成,压力不高于70 kg/cm2 时,也可采用厚壁玻璃或石英管,管内壁要求有很高的光洁度。为提高柱效,减小管壁效应,不锈钢柱内壁多经过抛光。

也有人在不锈钢柱内壁涂敷氟塑料以提高内壁的光洁度,其效果与抛光相同。还有使用熔融硅或玻璃衬里的,用于细管柱。

色谱柱两端的柱接头内装有筛板,是烧结不锈钢或钛合金,孔径0.2~20μm(5~10&μm),取决于填料粒度,目的是防止填料漏出。

参考资料来源

网络-色谱柱

网络-柱效能

8. 什么叫离子交换选择性系数它有何重要意义

【精锐来解答】指离子选择性电极对自待测(敏感)离子和干扰离子响应程度的判别,即外来离子(干扰离子)j对待...选择性系数Kij是判断离子选择电极性能的重要参数之一,但它不是一个严格的常数,随测定的方法和实验条件不同而不相同。请采纳,谢谢!

9. partition coefficient是什么意思

【英文词汇】partition coefficient
【英式英语读音】 [pɑ:ˈtiʃən ˌkəʊəˈfɪʃənt]
【美式英语读音】 [pɑrˈtɪʃən ˌkoəˈfɪʃənt]
【词汇汉语翻译】 分配系数
【英语词语释例】 [pɑrˈtɪʃən ˌkoəˈfɪʃənt]
The results show that the partition coefficient increases with the increase of the temperature and decrease with the pressure.
【例句汉语翻译】
结果表明,分配系数随着系统压力的降低和系统温度的升高而增大

【汉语词语定义】
分配系数指一定温度下,处于平衡状态时,组分在固定相中的浓度和在流动相中的浓度之比,以K表示。
分配系数反映了溶质在两相中的迁移能力及分离效能,是描述物质在两相中行为的重要物理化学特征参数。

【英文词语定义】In the fields of organic and medicinal chemistry, a partition (P) or distribution coefficient (D) is the ratio of concentrations of a compound in the two phases of a mixture of two immiscible solvents at equilibrium. Hence these coefficients are a measure of differential solubility of the compound between these two solvents.

【汉语解析】
分配系数与组分、流动相和固定相的热力学性质有关,也与温度、压力有关。在不同的色谱分离机制中,K有不同的概念:吸附色谱法为吸附系数,离子交换色谱法为选择性系数(或称交换系数),凝胶色谱法为渗透参数。但一般情况可用分配系数来表示。
在条件(流动相、固定相、温度和压力等)一定,样品浓度很低时(Cs、Cm很小)时,K只取决于组分的性质,而与浓度无关。这只是理想状态下的色谱条件,在这种条件下,得到的色谱峰为正常峰;在许多情况下,随着浓度的增大,K减小,这时色谱峰为拖尾峰;而有时随着溶质浓度增大,K也增大,这时色谱峰为前延峰。因此,只有尽可能减少进样量,使组分在柱内浓度降低,K恒定时,才能获得正常峰。
在同一色谱条件下,样品中K值大的组分在固定相中滞留时间长,后流出色谱柱;K值小的组分则滞留时间短,先流出色谱柱。混合物中各组分的分配系数相差越大,越容易分离,因此混合物中各组分的分配系数不同是色谱分离的前提。
在HPLC中,固定相确定后,K主要受流动相的性质影响。实践中主要靠调整流动相的组成配比及pH值,以获得组分间的分配系数差异及适宜的保留时间,达到分离的目的。
非离子性有机物可通过溶解作用分配到土壤有机质中,并经过一定时间达到分配平衡,此时有机物在土壤有机质和水中含量的比值称为分配系数。

【分配系数含义】
用有机溶剂从水相中萃取溶质A时,如果溶质A在两相中存在的型体相同,平衡时溶质在有机相的活度与水相的活度之比称为分配系数,用KD表示。萃取体系和温度恒定,KD为一常数。
在稀溶液中可以用浓度代替活度。表示为:
此式称为分配定律,它只适用于浓度较低的稀溶液,而且溶质在两相中以相同的单一形式存在,没有离解和缔合副反应。如:用CCl4萃取I2,I2在两相中以分子的形式存在,存在形式相同。

【分配比含义】
将溶质在有机相中的各种存在形式的总浓度CO和在水相中的各种存在形式的总浓度CW之比,称为分配比.用D表示:
分配比除与一些常数有关以外,还与酸度、溶质的浓度等因素有关,它并不是一个常数。
示例:CCl4——水萃取体系萃取OsO4
在水相中Os(VIII)以OsO4,OsO5和HOsO5三种形式存在
在有机相中以OsO4和(OsO4)4两种形式存在。

【分配系数与分配比】
当溶质在两相中以相同的单一形式存在,且溶液较稀,KD=D。
如: CCl4——水萃取体系萃取I2
在复杂体系中KD 和D不相等。
分配系数与萃取体系和温度有关,而分配比除与萃取体系和温度有关外,还与酸度、溶质的浓度等因素有关。

【萃取百分率】
在实际工作中,常用萃取百分率E来表示萃取的完成程度。
萃取百分率的含义:物质被萃取到有机相中的比率。用E表示。

【E和D的关系】
式中CO和CW 分别为有机相和水相中溶质的浓度,VO 和VW有机相和水相的体积。
当用等体积溶剂进行萃取时,即VW=VO,则:
若D=1,则萃取一次的萃取百分率为50%;
若要求萃取百分率大于90%,则D必须大于9。
当分配比D不高时,一次萃取不能满足分离或测定的要求,此时可采用多次连续萃取的方法来提高萃取率。

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