离子色谱阴离子_无机阴离子离子色谱_离子色谱阳离子(2)

原理 在离子交换树脂上分离离子，实质上取决于样品离子、移动相、离子交换官能团三者之间的关系。离子A和B进行交换，对一价离子用反应式(1)表示,对有不同价数电荷的离子用反应式(2)描述离子交换平衡：

As+Br?@Ar+Bs (1)

bAs+aBr?@bAr+aBs (2)

下标s代表溶液相，r代表树脂相。b和a代表电荷数。平衡常数（也叫选择性系数）表示如下：

式中方括弧代表离子浓度。

对已交换的离子A，重量分配系数Dg为：

(3)

体积分配系数Dv为：

Dv＝Dg×ρ

式中ρ是树脂床层的密度,单位为克(干树脂)／毫升（树脂床层体积）。

色谱中常用的容量因子k′与分配系数有关,离子A的容量因子是柱中树脂相中的量（不是浓度）被溶液相中的量除。根据上述定义，再结合式(3)得到：

(4)

式(4)表明,容量因子可根据分配系数来计算。在现代色谱中，根据被洗脱的离子保留体积 (v)或保留时间(t)来测定容量因子：

式中v0和t0分别是该柱的死体积和死时间。

仪器装置 分离柱 装有离子交换树脂，如阳离子交换树脂、阴离子交换树脂或螯合离子交换树脂。为了减小扩散阻力，提高色谱分离效率，要使用均匀粒度的小球形树脂。最常用的阳离子交换树脂是在有机聚合物分子（如苯乙烯－二乙烯基苯共聚物）上连接磺酸基官能团（─SO3─）。最常用的阴离子交换剂是在有机聚合物分子上连接季铵官能团(─NH4)。这些都是常规高交换容量的离子交换树脂，由于它们的传质速度低，使柱效和分离速度都低。离子色谱阴离子C.霍瓦特描述了一种薄膜阴离子交换树脂，它是在苯乙烯－二乙烯基苯共聚物核心上沉淀一薄层阴离子交换树脂，就象鸡蛋有一薄层外皮那样，离子交换反应只在外皮上进行,因此缩短了扩散的路径,所以离子交换速度高，传质快，提高了柱效。同样，在小颗粒多孔硅胶上涂一薄层离子交换材料也可得到相同类型的树脂。螯合离子交换树脂具有络合某些金属离子而同时排斥另一些金属离子的能力，因此这种树脂具有很高的选择性。除了离子交换柱外，其他高效液相色谱柱也可用于分离离子。

抑制柱和柱后衍生作用 常用的检测器不仅能检测样品离子，而且也对移动相中的离子有响应，所以必须消除移动相离子的干扰。在离子色谱中，消除(抑制)移动相离子干扰的常用方法有两种。①抑制反应，用抑制反应来改变移动相，使移动相离子不被检测器测出。离子色谱通常使用电导检测器。在抑制反应中缍匝衾胱佣裕?把高电导率移动相的氢氧化物转变成水,而样品离子则转变成它们相应的酸：

NaOH+H+─→Na++H2O

NaX+H+─→HX+Na+

在装有强酸性阳离子交换树脂的柱中进行抑制反应，使用一段时间后，这种树脂就需要再生，很不方便。改用连接有磺酸基(─SO3H)的离子交换膜(阳离子交换膜)或用连接有铵基(─NH4)的离子交换膜(阴离子交换膜)，就可以连续进行抑制反应。例如，阳离子交换膜可使阳离子通过它扩散过去，而阴离子则不能扩散过去。

1981年，T.S.史蒂文斯和斯莫尔等报道了中空纤维抑制法。这种纤维是由阳离子交换膜材料拉制而成。用这种方法不仅不需要再生抑制柱而且减小了峰的加宽，提高了柱效。一种比较新的膜技术是加一电场以加速离子的传递，该法与中空纤维法比较，其优点是反应时间短、交换能力高，并且可以用于阳离子和阴离子两者。

②柱后衍生作用，将从柱子流出的洗出液与对被测物有特效作用的试剂相混合，在一反应器中生成带色的络合物（见配位化合物）。对衍生试剂最重要的要求是它们与被测物能生成络合物，但不与移动相生成络合物。柱后衍生法能用于测定重金属离子，所用的衍生试剂有茜素红S等。离子色谱阴离子