题目
试述 “相似相溶 ”原理应用于固定液选择的合理性及其存在的问题。
试述 “相似相溶 ”原理应用于固定液选择的合理性及其存在的问题。
题目解答
答案
解: 样品混合物能否在色谱上实现分离, 主要取决于组分与两相亲和力的差别, 及固定液的 性质。组分与固定液性质越相近,分子间相互作用力越强。根据此规律:(1)分离非极性物质一般选用非极性固定液,这时试样中各组分按沸点次序先后流出色谱柱, 沸点低的先出峰,沸点高的后出峰。(2)分离极性物质,选用极性固定液,这时试样中各组分主要按极性顺序分离,极性小 的先流出色谱柱,极性大的后流出色谱柱。(3)分离非极性和极性混合物时,一般选用极性固定液,这时非极性组分先出峰,极性组分 (或易被极化的组分 ) 后出峰。(4)对于能形成氢键的试样、如醉、酚、胺和水等的分离。一般选择极性的或是氢键型 的固定液, 这时试样中各组分按与固定液分子间形成氢键的能力大小先后流出, 不易形成氢 键的先流出,最易形成氢键的最后流出。(5)对于复杂的难分离的物质可以用两种或两种以上的混合固定液。以上讨论的仅是对固定液的大致的选择原则,应用时有一定的局限性。事实上在色谱柱中 的作用是较复杂的,因此固定液酌选择应主要靠实践。
解析
考查要点:本题主要考查对“相似相溶”原理在色谱法固定液选择中的理解,包括其合理性及实际应用中的局限性。
核心思路:
- 相似相溶原理:性质相似的物质分子间作用力强,溶解度高,因此固定液与组分性质越接近,保留时间差异越大,分离效果越好。
- 分类讨论:根据物质的极性、沸点、氢键能力等性质,分析固定液的选择原则。
- 局限性:理论与实际存在偏差,复杂混合物可能需要混合固定液或多次试验调整。
合理性分析
- 非极性物质:选用非极性固定液,组分按沸点顺序分离(沸点低的先流出)。
- 极性物质:选用极性固定液,组分按极性大小分离(极性小的先流出)。
- 非极性与极性混合物:选用极性固定液,非极性组分先流出,极性组分后流出。
- 能形成氢键的物质(如醇、酚、胺):选用极性或氢键型固定液,按氢键能力大小分离。
- 复杂难分离物质:使用混合固定液增强选择性。
存在的问题
- 理论简化实际:实际分离受多种因素(如流动相性质、柱温)影响,单一原理难以全面解释。
- 混合物复杂性:组分可能同时具有极性、氢键等多重性质,单一固定液效果有限。
- 实践依赖性:理论原则为参考,最终选择需通过实验验证。