仪器分析 第13章 色谱分析法导论

1、13-1 色谱法概述一一. . 色谱法的起源色谱法的起源 俄国植物学家茨维特在俄国植物学家茨维特在19061906年使用的分离植年使用的分离植物的色谱原型装置，如图。物的色谱原型装置，如图。 色谱法是一种分离技术色谱法是一种分离技术。 固定相：固定相：色谱柱中填充的固体的物质；色谱柱中填充的固体的物质； 流动相：流动相：携带着试样混合物流过固定相表携带着试样混合物流过固定相表面的流体（液体或气体）。面的流体（液体或气体）。 试样混合物的分离过程，实质是试样中各试样混合物的分离过程，实质是试样中各组分在色谱分离柱中的两相之间不断进行着的分组分在色谱分离柱中的两相之间不断进行着的分配过程。配过程。

2、二、色谱法分类二、色谱法分类1 1、按流动相的状态分类、按流动相的状态分类 （1 1）气相色谱：）气相色谱：流动相为气体（称为载气）。流动相为气体（称为载气）。 按分离柱不同可分为：填充柱色谱和毛细管柱色谱；按分离柱不同可分为：填充柱色谱和毛细管柱色谱； 按固定相的不同又分为：气固色谱和气液色谱按固定相的不同又分为：气固色谱和气液色谱（2 2）液相色谱）液相色谱液相色谱液相色谱：流动相为液体（也称为淋洗液）。流动相为液体（也称为淋洗液）。按固定相的不同分为：液固色谱和液液色谱。按固定相的不同分为：液固色谱和液液色谱。离子色谱离子色谱：以离子交换树脂为固定相，不同以离子交换树脂为固定相，不同pH

3、pH值的水溶液值的水溶液为流动相。为流动相。亲和色谱法：亲和色谱法：固定相对蛋白质有特殊亲和力固定相对蛋白质有特殊亲和力尺寸排阻色谱法：尺寸排阻色谱法：固定相是分子筛固定相是分子筛凝胶色谱法：凝胶色谱法：固定相是凝胶固定相是凝胶（3 3）超临界色谱超临界色谱流动相为超临界流体。流动相为超临界流体。2.2.按固定相特点分类按固定相特点分类(1)(1)平面色谱平面色谱* * 薄层色谱薄层色谱* * 纸色谱纸色谱（2 2）柱色谱）柱色谱* * 凝胶色谱法凝胶色谱法* * 高效毛细管电泳（高效毛细管电泳（9090年代快速发展、特别适年代快速发展、特别适合生物试样分析分离的合生物试样分析分离的高效分析仪

4、器）高效分析仪器）3、按分离机制分类 吸附色谱法：吸附色谱法：固体相是固体，分离作用是固体相是固体，分离作用是吸附性的差异。吸附性的差异。 分配色谱法：分配色谱法：固定相是液体，分离作用是固定相是液体，分离作用是溶解性的差异。溶解性的差异。 离子交换色谱法：离子交换色谱法：固定相是离子交换剂，固定相是离子交换剂，分离作用是离子交换。分离作用是离子交换。 尺寸排阻色谱法：尺寸排阻色谱法：固定相是多孔性物质，固定相是多孔性物质，分离作用是孔径对组分的陷阱作用差异。分离作用是孔径对组分的陷阱作用差异。三. 色谱法的特点（1 1）分离效率高）分离效率高： 复杂混合物，有机同系物、异构体、手性异构体。复

5、杂混合物，有机同系物、异构体、手性异构体。（2 2） 灵敏度高灵敏度高： 可以检测出可以检测出g.gg.g-1-1(10(10-6-6) )级甚至级甚至ng.gng.g-1-1(10(10-9-9) )级的物质量级的物质量. .（3 3） 分析速度快分析速度快： 一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析。一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析。（4 4） 应用范围广应用范围广： 能分析几乎所有的化学物质。能分析几乎所有的化学物质。 不足之处：分离易、定量易，不足之处：分离易、定量易，定性难定性难。13-2、色谱法的基本原理、色谱法的基本原理 当流动相中携带的混合物流经固定相时，当

6、流动相中携带的混合物流经固定相时，其组分与固定相发生相互作用。其组分与固定相发生相互作用。 由于混合物中各组分在性质和结构上的差由于混合物中各组分在性质和结构上的差异，与固定相之间产生的作用力的大小、强弱异，与固定相之间产生的作用力的大小、强弱不同。不同。 随着流动相的移动，混合物在两相之间经随着流动相的移动，混合物在两相之间经过反复多达过反复多达103106次次的分配平衡，使得各组的分配平衡，使得各组分中作用力大的移动慢、作用力小的移动快，分中作用力大的移动慢、作用力小的移动快，被固定相保留的时间不同，从而按一定次序由被固定相保留的时间不同，从而按一定次序由固定相中流出，结合适当的柱后检测方

7、法，实固定相中流出，结合适当的柱后检测方法，实现混合物中各组分的分离与分析。现混合物中各组分的分离与分析。色谱法基础：两相色谱法基础：两相；组分在两相间相组分在两相间相对运动对运动。(1)流动相流动相+试样试样(2)流动相流动相(3)流动相流动相(4)流动相流动相(5)流动相流动相A+BA+B 色谱柱色谱柱 B AA+BB ABAB检测器检测器记录仪记录仪一、分配系数一、分配系数 K K 组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附，或溶解、组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附，或溶解、挥发的过程叫做分配过程。在一定温度下，组分在两相间挥发的过程叫做分配过程。在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡

8、时的浓度（单位：分配达到平衡时的浓度（单位：g / mL）比，称为分配系数，）比，称为分配系数，用用K 表示，即：表示，即： 组分在流动相中的浓度组分在固定相中的浓度K分配系数分配系数 K K的讨论的讨论 一定温度下，组分的分配系数一定温度下，组分的分配系数K越大，出峰越慢；越大，出峰越慢；试样一定时，试样一定时，K主要取决于固定相性质；主要取决于固定相性质；每个组份在各种固定相上的分配系数每个组份在各种固定相上的分配系数K不同；不同；选择适宜的固定相可改善分离效果；选择适宜的固定相可改善分离效果；试样中的各组分具有不同的试样中的各组分具有不同的K值是分离的基础；值是分离的基础；某组分的某组分

9、的K = 0时，即不被固定相保留，最先流出。时，即不被固定相保留，最先流出。 组分在流动相中的浓度组分在固定相中的浓度K二、容量因子二、容量因子k k与分配系数与分配系数K K 分配系数K：组分在两相间的浓度比；组分在两相间的浓度比；容量因子容量因子k：平衡时，组分在各相中总的质量比平衡时，组分在各相中总的质量比； k =MS / MmMS为组分在固定相中的质量，为组分在固定相中的质量，Mm为组分在流动相中的质量。为组分在流动相中的质量。容量因子容量因子k与分配系数与分配系数K的关系为：的关系为： 式中式中为相比。为相比。 填充柱相比：填充柱相比：635；毛细管柱的相比：毛细管柱的相比：501

10、500MRMMRtttttkKVVccVVMVVMMMkmSmsmmSSSSmS容量因子越大，保留时间越长。容量因子越大，保留时间越长。可由保留时间计算出容量因子，两者有以下关系：可由保留时间计算出容量因子，两者有以下关系：13-313-3、气相色谱图及有关术语、气相色谱图及有关术语（一）色谱图中的基本参数（一）色谱图中的基本参数一差二一差二K K三高三宽四保三高三宽四保（二）气相色谱常用术语（二）气相色谱常用术语 1 1流出曲线和色谱峰流出曲线和色谱峰 由检测器输出的电信号强度对时间作图，所得曲由检测器输出的电信号强度对时间作图，所得曲线称为色谱流出曲线。曲线上突起部分就是色谱峰线称为色谱流

11、出曲线。曲线上突起部分就是色谱峰。 如果进样量很小，浓度很低，在吸附等温线（气如果进样量很小，浓度很低，在吸附等温线（气固吸附色谱）或分配等温线（气液分配色谱）的线性固吸附色谱）或分配等温线（气液分配色谱）的线性范围内，则色谱峰是对称的。范围内，则色谱峰是对称的。 鬼峰鬼峰(怪峰怪峰)：没有进样的情况下突然出峰。没有进样的情况下突然出峰。2. 基线基线 在实验操作条件下，色谱柱后没有样品组分流出时的流在实验操作条件下，色谱柱后没有样品组分流出时的流出曲线称为基线，稳定的基线应该是一条水平直线出曲线称为基线，稳定的基线应该是一条水平直线 噪音：噪音：基线上下微小波动。基线上下微小波动。 基线漂移

12、：基线漂移：基线持续向上，或持续向下偏移。基线持续向上，或持续向下偏移。3. 峰高峰高h 色谱峰顶点与基线之间的垂直距离色谱峰顶点与基线之间的垂直距离4. 保留值保留值 (1) 死时间死时间 t0 或或TM 不被固定相吸附或溶解的物质不被固定相吸附或溶解的物质(如空气、甲烷如空气、甲烷)进入色谱进入色谱柱时，从进样到出现色谱峰极大值所需的时间称为死时间，柱时，从进样到出现色谱峰极大值所需的时间称为死时间，它正比于色谱柱的空隙体积。它正比于色谱柱的空隙体积。 因为这种物质不被固定相吸附或溶解，故其流动速度将因为这种物质不被固定相吸附或溶解，故其流动速度将与流动相流动速度相近。测定流动相平均线速与

13、流动相流动速度相近。测定流动相平均线速时，可用柱长时，可用柱长L与与t0的比值计算，即的比值计算，即 = L/tW (2). 保留时间保留时间tR 试样从进样到柱后出现峰极大点时所经过的时间，称为试样从进样到柱后出现峰极大点时所经过的时间，称为保留时间。保留时间。 tR包含组分的过柱时间和组分被固定相作用而滞留的时间包含组分的过柱时间和组分被固定相作用而滞留的时间 (3). 调整保留时间调整保留时间tR 某组分的保留时间扣除死时间后，称为该组分的某组分的保留时间扣除死时间后，称为该组分的调整保留时间，即调整保留时间，即 tR = tR tW * 保留时间是色谱法定性的基本依据。保留时间是色谱法

14、定性的基本依据。(4) 死体积死体积V0 死时间内所需消耗流动相的体积。死时间内所需消耗流动相的体积。 指色谱柱在填充后，柱管内固定相颗粒间所剩指色谱柱在填充后，柱管内固定相颗粒间所剩留的空间、色谱仪中管路和连接头间的空间以及检留的空间、色谱仪中管路和连接头间的空间以及检测器的空间的总和。当后两相很小可忽略不计时，测器的空间的总和。当后两相很小可忽略不计时，死体积可由死时间与色谱柱出口的载气流速死体积可由死时间与色谱柱出口的载气流速F Fcoco（cmcm3 3minmin-1-1）计算。）计算。V0 = t0Fco式中式中 Fco为扣除饱和水蒸气压并经温度校正的流为扣除饱和水蒸气压并经温度校

15、正的流速。仅适用于气相色谱，不适用于液相色谱。速。仅适用于气相色谱，不适用于液相色谱。(5). 保留体积保留体积Vr 指从进样开始到被测组分在柱后出现浓度极指从进样开始到被测组分在柱后出现浓度极大点时所通过的流动相的体积。保留时间与保大点时所通过的流动相的体积。保留时间与保留体积关系：留体积关系： Vr= tr Fo(6). 调整保留体积调整保留体积Vr 某组分的保留体积扣除死体积后，称为该组某组分的保留体积扣除死体积后，称为该组分的调整保留体积。分的调整保留体积。 Vr = Vr V0 = tr Fo (7). 相对保留值相对保留值r2,1 或或 某组分某组分2 2的调整保留值与组分的调整保

16、留值与组分1 1的调整保留值之比，称为的调整保留值之比，称为相对保留值。相对保留值。 r r2,12,1= t= tr2 r2 / t / tr1r1 = V= Vr2r2 / V / Vr1r1 由于相对保留值只与柱温及固定相性质有关，而与柱径、由于相对保留值只与柱温及固定相性质有关，而与柱径、柱长、填充情况及流动相流速无关，被广泛用作定性的依据。柱长、填充情况及流动相流速无关，被广泛用作定性的依据。 在定性分析中，通常固定一个色谱峰作为标准（在定性分析中，通常固定一个色谱峰作为标准（s），然），然后再求其它峰（后再求其它峰（i）对这个峰的相对保留值，此时可用符号）对这个峰的相对保留值，此时

17、可用符号 表示，即表示，即 = tr (i) / tr (s) 式中式中tr (i)为后出峰的调整保留时间，所以为后出峰的调整保留时间，所以 总是大于总是大于1的。的。相对保留值往往可作为衡量固定相选择性的指标，又称选择相对保留值往往可作为衡量固定相选择性的指标，又称选择因子。因子。5.5.色谱峰区域宽度色谱峰区域宽度 色谱峰的区域宽度是色谱流出曲线的重要参数，色谱峰的区域宽度是色谱流出曲线的重要参数，用于衡量柱效率及反映色谱操作条件的动力学因素。用于衡量柱效率及反映色谱操作条件的动力学因素。 表示色谱峰区域宽度通常有三种方法。表示色谱峰区域宽度通常有三种方法。(1).(1).标准偏差标准偏差

18、 即即0.6070.607倍峰高处色谱峰宽的一半。倍峰高处色谱峰宽的一半。(2).(2).半峰宽半峰宽W W1/21/2 即峰高一半处对应的峰宽。它与标准偏差的关系即峰高一半处对应的峰宽。它与标准偏差的关系为：为： W W1/21/2=2.354=2.354 (3).(3).峰底宽度峰底宽度W W 即色谱峰两侧拐点上的切线在基线上截距间的距即色谱峰两侧拐点上的切线在基线上截距间的距离。它与标准偏差离。它与标准偏差 的关系是：的关系是： W = 4 W = 4 色谱曲线的含义色谱曲线的含义： (i) 根据色谱峰的个数，可以判断样品中所含组分的根据色谱峰的个数，可以判断样品中所含组分的 最最 少个

19、数；少个数； (ii) 根据色谱峰的保留值，可以进行定性分析；根据色谱峰的保留值，可以进行定性分析； (iii) 根据色谱峰的面积或峰高，可以进行定量分析；根据色谱峰的面积或峰高，可以进行定量分析； (iv)色谱峰的保留值及其区域宽度，是评价色谱柱分离色谱峰的保留值及其区域宽度，是评价色谱柱分离效能的依据；效能的依据； (v) 色谱峰两峰间的距离，是评价固定相（或流动相）色谱峰两峰间的距离，是评价固定相（或流动相）选择是否合适的依据。选择是否合适的依据。 色谱分析之目的：将样品中各组分完全分离。色谱分析之目的：将样品中各组分完全分离。 完全分离之前提：两峰间距足够远。完全分离之前提：两峰间距足

20、够远。 什么因素决定两峰间距？组分在两相间的分配系数差异，什么因素决定两峰间距？组分在两相间的分配系数差异，即色谱过程的热力学性质。即色谱过程的热力学性质。 两峰有一定间距就能分开吗？窄峰可能，宽峰或不能。两峰有一定间距就能分开吗？窄峰可能，宽峰或不能。 什么因素影响峰的宽窄？组分在色谱柱中传质过程和扩散什么因素影响峰的宽窄？组分在色谱柱中传质过程和扩散现象，即色谱过程的动力学性质。现象，即色谱过程的动力学性质。 色谱理论即从热力学和动力学两方面来研究色谱行为。色谱理论即从热力学和动力学两方面来研究色谱行为。13-4 13-4 色谱法理论基础色谱法理论基础1 1、塔板理论要点：、塔板理论要点：

21、(1) (1) 将色谱分离过程比拟为蒸馏塔将色谱分离过程比拟为蒸馏塔(2) (2) 将色谱柱划分为许多小段，每段相当于一块塔板将色谱柱划分为许多小段，每段相当于一块塔板(3) (3) 流动相脉冲式推进，每一次通过一块塔板流动相脉冲式推进，每一次通过一块塔板(4) (4) 组分在塔板内的组分在塔板内的两相之间两相之间相瞬间达成分配平衡相瞬间达成分配平衡(5) (5) 样品组分除随流动相运动之外，不会扩散样品组分除随流动相运动之外，不会扩散一、色谱的热力学原理一、色谱的热力学原理-塔板理论塔板理论2 2、柱效指标：塔板数、柱效指标：塔板数n n、塔板高度、塔板高度H H 单位柱长的塔板数越多，表明

22、柱效越高。单位柱长的塔板数越多，表明柱效越高。 用不同物质计算可得到不同的理论塔板数。用不同物质计算可得到不同的理论塔板数。 组分在组分在t tM M时间内不参与柱内分配。需引入有效塔时间内不参与柱内分配。需引入有效塔板数和有效塔板高度：板数和有效塔板高度：222/1)(16)(54. 5bRRWtWtn有效有效有效nLHWtWtnbRR222/1)(16)(54. 53 3、塔板理论的特点和不足：、塔板理论的特点和不足： (1) (1)当柱长一定时，塔板数当柱长一定时，塔板数n n越大，塔板高度越大，塔板高度H H 就越小就越小，被测组分在柱内被分配的次数越多，柱效能则越高，所，被测组分在柱

23、内被分配的次数越多，柱效能则越高，所得色谱峰越窄。得色谱峰越窄。 (2)(2)不同物质在同一色谱柱上的分配系数不同，用有效不同物质在同一色谱柱上的分配系数不同，用有效塔板数和有效塔板高度作为衡量柱效能的指标时，应指明塔板数和有效塔板高度作为衡量柱效能的指标时，应指明测定物质。测定物质。 (3)(3)柱效不能表示被分离组分的实际分离效果，当两组柱效不能表示被分离组分的实际分离效果，当两组分的分配系数分的分配系数 K K 相同时，无论该色谱柱的塔板数多大，都相同时，无论该色谱柱的塔板数多大，都无法分离。无法分离。 (4)(4)塔板理论无法解释同一色谱柱在不同的载气流速下塔板理论无法解释同一色谱柱在

24、不同的载气流速下柱效不同的实验结果，也无法指出影响柱效的因素及提高柱效不同的实验结果，也无法指出影响柱效的因素及提高柱效的途径。柱效的途径。 1、速率方程（也称范、速率方程（也称范.弟姆特方程式）弟姆特方程式）:H = A + B/u + Cu H-理论塔板高度（理论塔板高度（H越小，塔板数越小，塔板数n越多）越多） u-载气的线速度载气的线速度(cm/s) 减小减小A、B、C三项可提高柱效；三项可提高柱效； 存在着最佳流速存在着最佳流速u； A、B、C 三项，各与哪些因素有关？三项，各与哪些因素有关？1.1.涡流扩散项涡流扩散项A（也称多径项，固定相的影响）（也称多径项，固定相的影响） 固定

25、相的平均颗粒直径固定相的平均颗粒直径固定相的填充不均匀因子固定相的填充不均匀因子 固定相颗粒越小固定相颗粒越小dp，填充的越均匀，填充的越均匀，A，H，柱效，柱效n。当涡流扩散现象减轻时，色谱峰较窄。当涡流扩散现象减轻时，色谱峰较窄。固定相的缝隙越大，涡流扩散越严重，延长滞留时间，峰变宽。2.2.分子扩散项分子扩散项B（也称纵向扩散项，组分在两相间扩散）（也称纵向扩散项，组分在两相间扩散） B = 2 Dg : 弯曲因子，固定相的阻碍。填充柱弯曲因子，固定相的阻碍。填充柱1；毛细柱；毛细柱1 Dg: 试样组分分子在气相中的扩散系数（试样组分分子在气相中的扩散系数（cm2s-1）。由于）。由于分

26、子在柱内扩散，产生纵向浓度差：分子在柱内扩散，产生纵向浓度差：a. 分子扩散导致色谱峰变宽，分子扩散导致色谱峰变宽，H(n)，分离变差。，分离变差。b. 分子扩散项与流速有关，流速分子扩散项与流速有关，流速，滞留时间，滞留时间，扩散，扩散c. 扩散系数扩散系数Dg与分子量的平方根成反比；与分子量的平方根成反比；M载气载气，B值值影响因素有：填充物、分子量、温度、流速影响因素有：填充物、分子量、温度、流速3.3.传质阻力项传质阻力项 C（组分在两相间分配阻力）（组分在两相间分配阻力） 组分在气相和液相两相间进行反复分配时，遇到阻力。组分在气相和液相两相间进行反复分配时，遇到阻力。 传质阻力包括气

27、相传质阻力传质阻力包括气相传质阻力Cg和液相传质阻力和液相传质阻力CL ，液，液相传质阻力大于气相传质阻力。相传质阻力大于气相传质阻力。 C =（Cg + CL） 影响因素有：流动相粘度、固定液厚度、流速影响因素有：流动相粘度、固定液厚度、流速4. 4. 载气流速与柱效载气流速与柱效- -最佳流速最佳流速 载气流速高时：载气流速高时： 传质阻力项是影响柱效传质阻力项是影响柱效的主要因素，的主要因素，流速流速 ，柱效，柱效 , ,右图曲线的右边。右图曲线的右边。 载气流速低时：载气流速低时： H - u曲线与最佳流速：曲线与最佳流速： 由于流速对这两项完全相反的作用，流速对柱效的总影由于流速对这

28、两项完全相反的作用，流速对柱效的总影响使得存在着一个响使得存在着一个最佳流速最佳流速值，即速率方程式中塔板高度对值，即速率方程式中塔板高度对流速的一阶导数有一极小值。流速的一阶导数有一极小值。 以塔板高度以塔板高度H H对应载气流速对应载气流速u u作图，曲线最低点的流速即作图，曲线最低点的流速即为为最佳流速最佳流速。 分子扩散项成为影响柱效的分子扩散项成为影响柱效的主要因素，主要因素，流速流速 ，柱效，柱效 ，右图曲线的坐边。右图曲线的坐边。5. 速率理论的要点速率理论的要点 (1) (1)组分分子在柱内运行的组分分子在柱内运行的多路径与涡流扩散多路径与涡流扩散、浓度梯度所、浓度梯度所造成的

29、造成的分子扩散分子扩散及及传质阻力传质阻力使气液两相间的分配平衡不能瞬使气液两相间的分配平衡不能瞬间达到等因素是造成色谱峰扩展柱效下降的主要原因。间达到等因素是造成色谱峰扩展柱效下降的主要原因。 (2)通过选择适当的固定相粒度、载气种类、液膜厚度及载通过选择适当的固定相粒度、载气种类、液膜厚度及载气流速可提高柱效。气流速可提高柱效。 (3) (3)速率理论为色谱分离和操作条件选择提供了理论指导。速率理论为色谱分离和操作条件选择提供了理论指导。阐明了流速和柱温对柱效及分离的影响。阐明了流速和柱温对柱效及分离的影响。 (4) 各种因素相互制约，如载气流速增大，分子扩散项的影各种因素相互制约，如载气

30、流速增大，分子扩散项的影响减小，使柱效提高，但同时传质阻力项的影响增大，又使响减小，使柱效提高，但同时传质阻力项的影响增大，又使柱效下降；柱温升高，有利于传质，但又加剧了分子扩散的柱效下降；柱温升高，有利于传质，但又加剧了分子扩散的影响，选择最佳条件，才能使柱效达到最高。影响，选择最佳条件，才能使柱效达到最高。13-5 13-5 分离度分离度（R 或或 Rs） 塔板理论和速率理论都难以描述难分离物质对的实际分塔板理论和速率理论都难以描述难分离物质对的实际分离程度离程度。即柱效为多大时，相邻两组分能够被完全分离。即柱效为多大时，相邻两组分能够被完全分离。 难分离物质对的分离度大小受色谱过程中两种

31、因素的综难分离物质对的分离度大小受色谱过程中两种因素的综合影响：保留值之差合影响：保留值之差色谱过程的热力学因素；色谱过程的热力学因素； 峰的宽度峰的宽度色谱过程的色谱过程的动力学动力学因素。因素。 色谱分离中的四种基本情况如图所示：色谱分离中的四种基本情况如图所示： K分配系数差值大，柱效较高，完全分离分配系数差值大，柱效较高，完全分离; K小小，柱效较高，峰较窄，基本上分离；，柱效较高，峰较窄，基本上分离； K较大，但柱效较低，分离效果不佳；较大，但柱效较低，分离效果不佳； K小，小，柱效也低，分离效果更差。柱效也低，分离效果更差。分离度的表达式：分离度的表达式：R =0.8：两峰的分离程

32、度可达：两峰的分离程度可达89%；R =1.0：分离程度：分离程度98%；R =1.5：达：达99.7%（相邻两峰完全分离的标准相邻两峰完全分离的标准）。）。)2WW( )(21b)1(2/1)2(2/1)1()2()1()2(21)1()2(若WWttWWttRRRbbRR分离度与塔板数的关系16) 1(2121有效nrrR有效有效HrrRLrrRn221212221212116116)()(例题例题1： 在一定条件下，两个组分的调整保留时间分别为在一定条件下，两个组分的调整保留时间分别为85秒和秒和100秒，要达到完全分离，即秒，要达到完全分离，即R=1.5。计算需要多少块有效塔。计算需要

33、多少块有效塔板。若填充柱的塔板高度为板。若填充柱的塔板高度为0.1 cm，柱长是多少？，柱长是多少？解：解： r21= 100 / 85 = 1.18 n有效有效 = 16R2 r21 / (r21 -1) 2 = 161.52 (1.18 / 0.18 ) 2 = 1547（块）（块）L有效有效 = n有效有效H有效有效 = 15470.1 = 155 cm即柱长为即柱长为1.55米时，米时，两组分可以得到完全分离。两组分可以得到完全分离。例题例题2： 在一定条件下，两个组分的保留时间分别为在一定条件下，两个组分的保留时间分别为12.2s和和12.8s，如果理论塔板数为，如果理论塔板数为36

34、00，计算其分离度。要达到完全，计算其分离度。要达到完全分离，即分离，即R=1.5，所需要的柱长。，所需要的柱长。解：8533. 036008 .12448133. 036002 .12442211ntWntWRbRb分离度：分离度：72. 08133. 08533. 0)2 .128 .12(2RmLRRL34. 4172. 05 . 121212213-6 13-6 色谱的定性分析、定量分析色谱的定性分析、定量分析一、定性分析一、定性分析定性分析：判定组分的化学成分是什么物质。定性分析：判定组分的化学成分是什么物质。定性的原理：利用物理常数的一致性来佐证。定性的原理：利用物理常数的一致性来

35、佐证。 保留时间保留时间 t tR R 相对保留值相对保留值 r r2,12,1 标准物与样品对照法标准物与样品对照法 化学方法化学方法 其它可定性的仪器其它可定性的仪器 一、定性分析一、定性分析1.1.利用纯物质定性的方法利用纯物质定性的方法 (1)(1)利用保留值定性：利用保留值定性：通过对比试样中具有与纯物质相同通过对比试样中具有与纯物质相同保留值的色谱峰，来确定试样中是否含有该物质及在色谱保留值的色谱峰，来确定试样中是否含有该物质及在色谱图中位置。不适用于不同仪器上获得的数据之间的对比。图中位置。不适用于不同仪器上获得的数据之间的对比。 (2)(2)利用加入法定性：利用加入法定性：将纯

36、物质加入到试样中，观察各组将纯物质加入到试样中，观察各组分色谱峰的相对变化。分色谱峰的相对变化。 2.2.利用文献保留值定性利用文献保留值定性 相对保留值相对保留值r r2121：相对保留值相对保留值r r2121仅与柱温和固定液性质仅与柱温和固定液性质有关。在色谱手册中都列有各种物质在不同固定液上的保有关。在色谱手册中都列有各种物质在不同固定液上的保留数据，可以用来进行定性鉴定。留数据，可以用来进行定性鉴定。一、定性分析一、定性分析3.3.保留指数保留指数 又称又称KovatsKovats指数（指数（），是一种重现性较好的定性参数。），是一种重现性较好的定性参数。测定方法：测定方法： 将正构

37、烷烃作为标准，规定其保留指数为分子中碳原子将正构烷烃作为标准，规定其保留指数为分子中碳原子个数乘以个数乘以100100（如正己烷的保留指数为（如正己烷的保留指数为600600）。）。 其它物质的保留指数（其它物质的保留指数（I IX X）是通过选定两个相邻的正构）是通过选定两个相邻的正构烷烃，其分别具有烷烃，其分别具有Z Z和和Z Z1 1个碳原子。被测物质个碳原子。被测物质X X的调整保留的调整保留时间应在相邻两个正构烷烃的调整保留值之间如图所示：时间应在相邻两个正构烷烃的调整保留值之间如图所示：保留指数的计算方法保留指数的计算方法)lglglglg()()()()()()()(ZttttI

38、tttZRZRZRXRXZRXRZR111003.3.与其他分析仪器联用的定性方法与其他分析仪器联用的定性方法1. 1. 峰面积的测量峰面积的测量 （1）峰高）峰高（h）乘半峰宽乘半峰宽（Y 1/2）法：法：近似将色谱峰当作等近似将色谱峰当作等腰三角形。此法算出的面积是实际峰面积的腰三角形。此法算出的面积是实际峰面积的0.94倍：倍： A = 1.064 hY1/2 （2）峰高乘平均峰宽法：）峰高乘平均峰宽法：当峰形不对称时，可在峰高当峰形不对称时，可在峰高0.15和和0.85处分别测定峰宽，由下式计算峰面积：处分别测定峰宽，由下式计算峰面积： A = h（Y 0.15 + Y 0.85 ）/ 2 （3）峰高乘保留时间法：）峰高乘保留时间法：在一定操作条件下，同系物的半在一定操作条件下，