第二章气相色谱法1

1、第二章第二章 气相色谱法气相色谱法南京工业大学生物与制药工程学院南京工业大学生物与制药工程学院国家生化工程技术研究中心国家生化工程技术研究中心余定华余定华 博士，副教授博士，副教授1.萱烯2.芳樟醇3.乙酸乙酯4.乙酸卞酯5.香茅醇6.苯乙醇7.甲基芷香酮8.carvocrol和geraniol香叶醇9.水杨酸异戊酯10.水杨酸正戊酯11.commamylacetate12.乙酰雪松烯13.邻苯二甲酸二甲酯14.1,2,2,3,3,5-a七甲茎茚满-6-甲基酮15.香豆素16.麝香二甲苯17.苯甲酸卞酯18.水杨酸卞酯19.麝香酮你知道兰寇香水的秘密吗你知道兰寇香水的秘密吗? ?类型主要香味组

2、成浓香型己酸乙酯(主体香气)、乙酸、乳酸、己酸、丁酸、乙酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸乙酸、乙酸乙戊酯、庚酸乙酯、辛酸乙酯、异丁醇、异戊醇、乙缩醛等酱香型乙酸、乳酸、己酸、丁酸、 苯乙酸、己酸乙酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯、丙酸乙酯、乙醛、糠醛、乙缩醛、苯甲醛、丁二酮、4 乙基酚、吡嗪、氨基酸清香型乙酸乙酯和乳酸乙酯(主体香气)、乙酸、乳酸、丁二酸二乙酯、琥珀酸乙酯等米香型 苯乙酸和乳酸乙酯(主体香气)、乙酸、乳酸、乙酸乙酯等白酒为什么有不同的风味白酒为什么有不同的风味? ?室内空气危害健康室内空气危害健康, ,元凶何在元凶何在? ?主要内容主要内容 色谱法概述色谱法概述 气相色谱仪气相色谱仪 色谱流出曲线

3、及有关术语色谱流出曲线及有关术语 气相色谱分离原理气相色谱分离原理 气相色谱定性定量分析气相色谱定性定量分析 气相色谱固定相气相色谱固定相 气相色谱检测器气相色谱检测器 色谱法是色谱法是19031903年由俄国植物学家茨维特创立的。他在年由俄国植物学家茨维特创立的。他在研究植物叶子的色素成分时，将植物叶子的萃取物倒入填研究植物叶子的色素成分时，将植物叶子的萃取物倒入填有碳酸钙的直立玻璃柱内，然后加入石油醚使其自由流下，有碳酸钙的直立玻璃柱内，然后加入石油醚使其自由流下，结果色素中各组分互相分离形成不同颜色的谱带。这种方结果色素中各组分互相分离形成不同颜色的谱带。这种方法因此得名色谱法。以后此法

4、逐渐应用于无色物质的分离，法因此得名色谱法。以后此法逐渐应用于无色物质的分离，“色谱色谱”二字已失去原来的意义，但仍被人们沿用至今。二字已失去原来的意义，但仍被人们沿用至今。色谱柱：玻璃管；色谱柱：玻璃管；固定相：碳酸钙；固定相：碳酸钙；流动相：石油醚；流动相：石油醚；色谱分析法是用来进行混合物中各组分色谱分析法是用来进行混合物中各组分的分离与分析的一种物理化学方法。的分离与分析的一种物理化学方法。它是它是根据混合物中各组分在互不相溶的两相根据混合物中各组分在互不相溶的两相( (固定相和流动相固定相和流动相) )中的吸附能力或分配系中的吸附能力或分配系数或其他亲和作用性能的差异作为分离数或其他

5、亲和作用性能的差异作为分离依据的。依据的。 按流动相和固定相的状态分类按流动相和固定相的状态分类色谱法气固色谱法气液色谱法气相色谱法液相色谱法液液色谱法液固色谱法 按固定相形状分类按固定相形状分类色谱法柱色谱纸色谱薄层色谱填充柱色谱：将固定相装填在由玻璃管或金属管制成的色谱柱内毛细管色谱：把固定液涂渍在细长的毛细管内壁上以涂在玻璃板或塑料板上的吸附剂薄层作固定相以滤纸作固定相按分离的原理分类按分离的原理分类1 1、分离效能高。、分离效能高。例如用例如用60m60m长的毛细管柱，可将汽油长的毛细管柱，可将汽油1010碳以碳以内的组分分离出内的组分分离出240240个色谱峰。个色谱峰。2 2、选择

6、性高。、选择性高。气相色谱法可以分离化学结构极为相近的化合气相色谱法可以分离化学结构极为相近的化合物。例如二甲苯三个同分异构体，用其他方法分离相当困物。例如二甲苯三个同分异构体，用其他方法分离相当困难，但用气相色谱法则比较容易。难，但用气相色谱法则比较容易。3 3、高灵敏度。、高灵敏度。与气相色谱仪配套的高灵敏检测器最小检测量与气相色谱仪配套的高灵敏检测器最小检测量可达可达1010-11-111010-13-13g g物质或更少。因而适合于微量有机物分析。物质或更少。因而适合于微量有机物分析。4 4、分析速度快。、分析速度快。一次色谱分析短者几秒钟，长者几分钟到几一次色谱分析短者几秒钟，长者几

7、分钟到几十分钟完成。十分钟完成。5 5、样品用量少。、样品用量少。由于气相色谱灵敏度高，需要的样品少，一由于气相色谱灵敏度高，需要的样品少，一般进样几微升既能完成多项目的分析。般进样几微升既能完成多项目的分析。6 6、分离和检测能一次完成，、分离和检测能一次完成，这也是气相色谱的特点。其他的这也是气相色谱的特点。其他的分析方法如紫外、红外、质谱等均需纯品，如是混合物需分析方法如紫外、红外、质谱等均需纯品，如是混合物需要分布进行分离和检测。要分布进行分离和检测。第二节第二节 气相色谱仪气相色谱仪sp-6890型气相色谱仪型气相色谱仪岛津岛津 gc-2010安捷伦安捷伦 7890a气气-质联用仪质

8、联用仪一、气相色谱流程一、气相色谱流程1-1-载气钢瓶；载气钢瓶；2-2-减压阀；减压阀；3-3-净化干燥管；净化干燥管；4-4-针形阀；针形阀；5-5-流量计流量计；6-6-压力表；压力表；7-7-进进样器；样器；8-8-分离柱；分离柱；9-9-检测器；检测器；10-10-放大器；放大器；11-11-温度控制装温度控制装置；置；12-12-记录仪；记录仪；载载气气系系统统进进样样系系统统分分离离系系统统检检测测记记录录系系统统温温控控装装置置二、气相色谱仪的结构二、气相色谱仪的结构1. 1. 载气系统载气系统包括气源、净化干燥管和载气包括气源、净化干燥管和载气流速控制装置；流速控制装置；常用

9、的载气有：氢气、氮气、氦气；常用的载气有：氢气、氮气、氦气；净化干燥管：去除载气中的水、有机物等杂质（依次通净化干燥管：去除载气中的水、有机物等杂质（依次通 过分子筛、活性炭等）；过分子筛、活性炭等）；载气流速控制：压力表、流量计、针形稳压阀，控制载载气流速控制：压力表、流量计、针形稳压阀，控制载气流速恒定。气流速恒定。2. 2. 进样系统进样系统包括：进样器包括：进样器+ +气化室；气化室；六通阀六通阀：试样首先充满定量管，切入后，载气携带定量管中的试试样首先充满定量管，切入后，载气携带定量管中的试样进入分离柱；样进入分离柱；微量注射器微量注射器：体积体积150150l l不等的不等的注射器

10、注射器气化室气化室：液体样品瞬间气化。液体样品瞬间气化。无催化作用无催化作用3.3.分离系统（色谱柱）分离系统（色谱柱）色谱柱：由柱管和填装在其中的固定相组成。色谱柱：由柱管和填装在其中的固定相组成。柱材质：不锈钢管或玻璃管，内径柱材质：不锈钢管或玻璃管，内径2-42-4毫米。长度可根据需要毫米。长度可根据需要 确定确定。柱填料：粒度为柱填料：粒度为60-10060-100目的色谱固定相。目的色谱固定相。色谱柱的分离效果除与柱长、柱径和柱形有关外，还与所选色谱柱的分离效果除与柱长、柱径和柱形有关外，还与所选用的固定相和柱的制备技术以及操作用的固定相和柱的制备技术以及操作条件等许多因素有关。条件

11、等许多因素有关。4.4.检测记录系统检测记录系统 色谱仪的眼睛，色谱仪的眼睛， 通常由检测元件、放大器、显示记录三部分组成；通常由检测元件、放大器、显示记录三部分组成； 被色谱柱分离后的组分依次进入检测器，按其浓度或质量被色谱柱分离后的组分依次进入检测器，按其浓度或质量随时间的变化，转化成相应电信号，经放大后记录和显示，给出色谱图；随时间的变化，转化成相应电信号，经放大后记录和显示，给出色谱图；检测器：检测器： 浓度型浓度型测量的是载气中某组分浓度瞬间的变化，即检测器测量的是载气中某组分浓度瞬间的变化，即检测器的响应值和组分的浓度成正比，如热导检测器和电子捕获检测器；的响应值和组分的浓度成正比

12、，如热导检测器和电子捕获检测器； 质量型质量型测量的是载气中某组分进入检测器的速度变化，即测量的是载气中某组分进入检测器的速度变化，即检测器的响应值和单位时间内进入检测器某组分的量成正比，如火焰检测器的响应值和单位时间内进入检测器某组分的量成正比，如火焰离子化检测器和火焰光度检测器等。离子化检测器和火焰光度检测器等。5.5.温度控制装置温度控制装置温度是色谱分离条件的重要选择参数，它直接影响色谱柱的温度是色谱分离条件的重要选择参数，它直接影响色谱柱的选择分离、检测器的灵敏度和稳定性；选择分离、检测器的灵敏度和稳定性；气化室、分离柱、检测器三部分在色谱仪操作时均需控制温气化室、分离柱、检测器三部

13、分在色谱仪操作时均需控制温度；度；气化室：保证液体试样瞬间气化；气化室：保证液体试样瞬间气化；检测器：保证被分离后的组分通过时不在此冷凝；检测器：保证被分离后的组分通过时不在此冷凝；分离柱：准确控制分离需要的温度。分离柱：准确控制分离需要的温度。第三节第三节 色谱流出曲线及色谱流出曲线及 有关术语有关术语一、色谱流出曲线和色谱峰一、色谱流出曲线和色谱峰 由检测器输出的电信号强度对时间作图，所得曲线称为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色谱流出曲线( (如图如图) )。曲线上突起的部分就是色谱峰。曲线上突起的部分就是色谱峰。二、基线二、基线在实验条件下，色谱柱后仅有纯流

14、动相进入检测器时的流在实验条件下，色谱柱后仅有纯流动相进入检测器时的流出曲线称为基线出曲线称为基线(如图如图o-t)，稳定的基线应该是一条水平直线。，稳定的基线应该是一条水平直线。三、峰高三、峰高色谱峰顶点与基线之间的垂直距离，以色谱峰顶点与基线之间的垂直距离，以h表示，如图中表示，如图中ba三、保留值三、保留值1 1死时间死时间t tm m 不被固定相吸附或溶解的物质进入色谱柱时，从进样到不被固定相吸附或溶解的物质进入色谱柱时，从进样到出现峰极大值所需的时间称为死时间，出现峰极大值所需的时间称为死时间，如图中如图中 oaoa。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因为这种物质不

15、被固定相吸附或溶解，故其流动速度将与流动相的流动速度相近测定流动相平均线速动相的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 l与与t tm m的比值计算。的比值计算。mlut2 2保留时间保留时间t tr r 试样从进样开始到柱后出现峰极大点时所经历的时间，试样从进样开始到柱后出现峰极大点时所经历的时间，称为保留时间，如图称为保留时间，如图obob它相应于样品到达柱末端的检它相应于样品到达柱末端的检测器所需的时间测器所需的时间3调整保留时间调整保留时间tr某组份的保留时间扣除死时间后称为该组份的调整保留某组份的保留时间扣除死时间后称为该组份的调整保留时间，即时间，即 tr = t

16、r-tm 由于组份在色谱柱中的保留时间由于组份在色谱柱中的保留时间tr包含了组份随流动相通包含了组份随流动相通过柱子所需的时间和组份在固定相中滞留所需的时间，所以过柱子所需的时间和组份在固定相中滞留所需的时间，所以tr 实际上是组份在固定相中停留的总时间保留时间可用实际上是组份在固定相中停留的总时间保留时间可用时间单位（如时间单位（如s）或距离单位（如）或距离单位（如cm）表示。）表示。 保留时间是色谱法定性的基本依据，但同一组份的保留时保留时间是色谱法定性的基本依据，但同一组份的保留时间常受到流动相流速的影响，因此色谱工作者有时用保留体间常受到流动相流速的影响，因此色谱工作者有时用保留体积等

17、参数进行定性检定积等参数进行定性检定4死体积死体积 vm 指色谱柱在填充后，柱管内固定相颗粒间所剩留的空间、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测器的空间的总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。当后两项很小而可忽略不计时，死体积可由死时间与流和。当后两项很小而可忽略不计时，死体积可由死时间与流动相体积流速动相体积流速f0（lmin）计算：）计算： vm = tmf05保留体积保留体积 vr 指从进样开始到被测组份在柱后出现浓度极大点时所通指从进样开始到被测组份在柱后出现浓度极大点时所通过的流动相体积。保留体积与保留时间过的流动相体

18、积。保留体积与保留时间t。的关系如下：。的关系如下： vr = trf06调整保留体积调整保留体积vr 某组份的保留体积扣除死体积后，称该组份的调整保留体某组份的保留体积扣除死体积后，称该组份的调整保留体积，即积，即 vr = vr- vm7相对保留值相对保留值2.1 某组份某组份2的调整保留值与组份的调整保留值与组份1的调整保留值之比，称为相的调整保留值之比，称为相对保留值：对保留值： 由于相对保留值只与柱温及固定相的性质有关，而与柱径、由于相对保留值只与柱温及固定相的性质有关，而与柱径、柱长、填充情况及流动相流速无关，因此，它是色谱法中，柱长、填充情况及流动相流速无关，因此，它是色谱法中，

19、特别是气相色谱法中，广泛使用的定性数据。特别是气相色谱法中，广泛使用的定性数据。 必须注意，相对保留值绝对不是两个组份保留时间或保留必须注意，相对保留值绝对不是两个组份保留时间或保留体积之比。体积之比。2122.11rrrrvttv四、区域宽度四、区域宽度 色谱峰的区域宽度是组份在色谱柱中谱带扩张的函数，它色谱峰的区域宽度是组份在色谱柱中谱带扩张的函数，它反映了色谱操作条件的动力学因素度量色谱峰区域宽度通反映了色谱操作条件的动力学因素度量色谱峰区域宽度通常有三种方法：常有三种方法：1. 标准偏差标准偏差 即即0.607倍峰高处色谱峰宽的一半，如图中倍峰高处色谱峰宽的一半，如图中ef距离的一半。

20、距离的一半。 2. 半峰宽半峰宽w1/2 即峰高一半处对应的峰宽，如图中即峰高一半处对应的峰宽，如图中gh间的距离。它与标间的距离。它与标准偏差准偏差的关系是：的关系是： w1/2 = 2.3543. 基线宽度基线宽度w 即色谱峰两侧拐点上的切线在基线上的截距，如图中即色谱峰两侧拐点上的切线在基线上的截距，如图中ij的距离它与标准偏差的关系是：的距离它与标准偏差的关系是： w = 4 从色谱流出曲线上，可以得到许多重要信息：从色谱流出曲线上，可以得到许多重要信息：(l) 根据色谱峰的个数，可以判断样品中所合组份的最少个数根据色谱峰的个数，可以判断样品中所合组份的最少个数(2)根据色谱峰的保留值

21、根据色谱峰的保留值(或位置），可以进行定性分析或位置），可以进行定性分析(3) 根据色谱峰下的面积或峰高，可以进行定量分析根据色谱峰下的面积或峰高，可以进行定量分析(4) 色谱峰的保留值及其区域宽度，是评价色谱柱分离效能的色谱峰的保留值及其区域宽度，是评价色谱柱分离效能的 依据依据(5) 色谱峰两峰间的距离，是评价固定相色谱峰两峰间的距离，是评价固定相(和流动相和流动相)选择是否选择是否 合适的依据合适的依据第四节第四节 气相色谱分离原理气相色谱分离原理 色谱分析的目的是将样品中各组分彼此分离。组分要色谱分析的目的是将样品中各组分彼此分离。组分要达到完全分离，两峰间的距离必须足够远，达到完全分

22、离，两峰间的距离必须足够远，两峰间的距离两峰间的距离是由组分在两相间的分配系数决定的，即与色谱过程的热是由组分在两相间的分配系数决定的，即与色谱过程的热力学性质有关。力学性质有关。但是两峰间虽有一定距离，如果每个峰都但是两峰间虽有一定距离，如果每个峰都很宽，以致彼此重叠，还是不能分开。很宽，以致彼此重叠，还是不能分开。这些峰的宽或窄是这些峰的宽或窄是由组分在色谱柱中传质和扩散行为决定的，即与色谱过程由组分在色谱柱中传质和扩散行为决定的，即与色谱过程的动力学性质有关。的动力学性质有关。因此，要从热力学和动力学两方面来因此，要从热力学和动力学两方面来研究色谱行为。研究色谱行为。 一、分配系数一、分

23、配系数k和分配比和分配比k1分配系数分配系数k 如前所述，分配色谱的分离是基于样品组分在固定相和流如前所述，分配色谱的分离是基于样品组分在固定相和流动相之间反复多次地分配过程，而吸附色谱的分离是基于反复动相之间反复多次地分配过程，而吸附色谱的分离是基于反复多次地吸附一脱附过程。这种分离过程经常用样品分子在两相多次地吸附一脱附过程。这种分离过程经常用样品分子在两相间的分配来描述，而描述这种分配的参数称为分配系数。它是间的分配来描述，而描述这种分配的参数称为分配系数。它是指在一定温度和压力下，组分在固定相和流动相之间分配达平指在一定温度和压力下，组分在固定相和流动相之间分配达平衡时的浓度之比值，即

24、衡时的浓度之比值，即 cl：组分在固定相中的浓度，：组分在固定相中的浓度，g/mlcm:组分在载气中的浓度，组分在载气中的浓度， g/mllmck=c 当当k=1时，组分在固定相和流动相中浓度相等；时，组分在固定相和流动相中浓度相等； 当当k1时，组分在固定相中的浓度大于在流动相中的浓度；时，组分在固定相中的浓度大于在流动相中的浓度； 当当k1时，组分在固定相中的浓度小于在流动相中的浓度。时，组分在固定相中的浓度小于在流动相中的浓度。 不同物质的分配系数相同时，它们不能分离。不同物质的分配系数相同时，它们不能分离。 色谱柱中不同组分能够分离的先决条件是其分配系数不等。色谱柱中不同组分能够分离的

25、先决条件是其分配系数不等。 分配系数分配系数k小的组分：在气相中停留时间短，较早流出色谱小的组分：在气相中停留时间短，较早流出色谱柱。柱。 分配系数大的组分：在气相中的浓度较小，移动速度慢，在分配系数大的组分：在气相中的浓度较小，移动速度慢，在柱中停留时间长，较迟流出色谱柱。柱中停留时间长，较迟流出色谱柱。 两组分分配系数相差越大，两峰分离的就越好。两组分分配系数相差越大，两峰分离的就越好。物理意义：组分保留程度的量度物理意义：组分保留程度的量度: k 值小，先出柱子值小，先出柱子 k 值大，后出柱子值大，后出柱子影响影响因因素素：k 只与固定相和温度有关，与两相体积、柱管特只与固定相和温度有

26、关，与两相体积、柱管特性和所用仪器无关。性和所用仪器无关。图图 不不同同k k 值值对对两组份分两组份分离离的的影影响响k 值比较小值比较小温度较高温度较高k k 值比较大值比较大温度较低温度较低2.分配比分配比k分配比又称容量因子或容量比，它是指在一定温度和分配比又称容量因子或容量比，它是指在一定温度和压力下，组分在两相间分配达平衡时，分配在固定相和流动压力下，组分在两相间分配达平衡时，分配在固定相和流动相中的质量比。即相中的质量比。即 pkq分配系数与分配比之间的关系为分配系数与分配比之间的关系为slmmmsp/vcvk=kcq/vv k与与k的共同点是：它们都与组分及固定液的热力学性质的

27、共同点是：它们都与组分及固定液的热力学性质有关，并随柱温、柱压的变化而改变。它们的不同点是：有关，并随柱温、柱压的变化而改变。它们的不同点是：k值与气相、液相的体积无关，而值与气相、液相的体积无关，而k值与两相体积有关。值与两相体积有关。滞留因子滞留因子rs分配比分配比k值可直接从色谱图测得。设流动相在柱内的线速度值可直接从色谱图测得。设流动相在柱内的线速度为为u，组分在柱内移动的线速度为，组分在柱内移动的线速度为us，由于固定相对组分有保，由于固定相对组分有保留作用，所以留作用，所以usu此两速度之比称为滞留因子此两速度之比称为滞留因子rs。ssur =u组分在柱内移动的速度组分在柱内移动的

28、速度流动相在柱内线速度流动相在柱内线速度rs若用质量分数表示，即若用质量分数表示，即对组分和流动相通过长度为对组分和流动相通过长度为l的色谱柱，其所需时间分别为的色谱柱，其所需时间分别为sq11r =pqp1k1qrsltumltu整理以上整理以上3式，可得式，可得rmlt =t (1+k)=(1k)u 由此可知，由此可知，组分在柱内的保留时间与柱长组分在柱内的保留时间与柱长l成正比，与载成正比，与载气线速度成反比。气线速度成反比。式式4-9将保留值与分配比联系起来，称之为将保留值与分配比联系起来，称之为色谱过程基本方程式。色谱过程基本方程式。 将式将式4-9变为变为tr+tm=tm(1+k)

29、rrmmtvktv 通过实验测得校正保留时间通过实验测得校正保留时间(体积体积)及死时间及死时间(体积体积)，就，就可求得分配比。可求得分配比。（4-9）3、相对保留值、相对保留值 一个混合物能否被分离，首先决定于色谱柱的选择性。当一个混合物能否被分离，首先决定于色谱柱的选择性。当色谱柱内固定相对样品中各组分的分配系数有差异时，各组色谱柱内固定相对样品中各组分的分配系数有差异时，各组分才能有可能被分离，该柱子的选择性就好。色谱柱的选择分才能有可能被分离，该柱子的选择性就好。色谱柱的选择性一般用相对保留值性一般用相对保留值来表示，来表示，被定义为在相同条件下，被定义为在相同条件下，i、s两组分的

30、相对保留值之比，即两组分的相对保留值之比，即 riirsstkktskki值说明色谱柱对两个待分离组分的选择保留作用的大值说明色谱柱对两个待分离组分的选择保留作用的大小，它标志着两峰在色谱图上的相对位置。小，它标志着两峰在色谱图上的相对位置。越大，说明两越大，说明两组份分离得越好，在色谱图上的两峰相距越远，色谱柱的选组份分离得越好，在色谱图上的两峰相距越远，色谱柱的选择性就越好。当两组分的择性就越好。当两组分的1.2时，就可用一般填充柱把它时，就可用一般填充柱把它们分开。们分开。 是一个无因次量，仅随固定液及柱温变化而变化，而与是一个无因次量，仅随固定液及柱温变化而变化，而与柱长、柱内径、流动

31、相等因素无关。提高色谱柱的选择性，柱长、柱内径、流动相等因素无关。提高色谱柱的选择性，主要从选择固定相入手。主要从选择固定相入手。二、塔板理论二、塔板理论最早由最早由martin等人提出塔板理等人提出塔板理论，把色谱柱比作一个精馏塔，论，把色谱柱比作一个精馏塔，沿用精馏塔中塔板的概念来描述沿用精馏塔中塔板的概念来描述组分在两相间的分配行为，同时组分在两相间的分配行为，同时引入引入理论塔板数理论塔板数作为衡量柱效率作为衡量柱效率的指标。的指标。该理论假定：该理论假定：（i）在柱内一小段长度）在柱内一小段长度h内，组分可以在两相间迅速达到平内，组分可以在两相间迅速达到平衡。这一小段柱长称为理论塔板

32、高度衡。这一小段柱长称为理论塔板高度h。（ii）以气相色谱为例，载气进入色谱柱不是连续进行的，）以气相色谱为例，载气进入色谱柱不是连续进行的，而是脉动式，每次进气为一个塔板体积（而是脉动式，每次进气为一个塔板体积（vm）。）。（iii）所有组分开始时存在于第）所有组分开始时存在于第0号塔板上，而且试样沿轴号塔板上，而且试样沿轴（纵）向扩散可忽略。（纵）向扩散可忽略。（iv）分配系数在所有塔板上是常数，与组分在某一塔）分配系数在所有塔板上是常数，与组分在某一塔板上的量无关。板上的量无关。 为简单起见，设色谱往由为简单起见，设色谱往由5块塔板（块塔板（n5，n为柱子的为柱子的塔板数）组成，并以塔板

33、数）组成，并以r表示塔板编号，表示塔板编号，r=1，2，nl；某组分的分配比某组分的分配比k=1.根据上述假定，在色谱分离过程中，该组分的分布可计算如根据上述假定，在色谱分离过程中，该组分的分布可计算如下：下： 开始时，若有单位质量，即开始时，若有单位质量，即m=1（例（例1mg或或1g）的该组）的该组分加到第分加到第0号塔板上，分配平衡后，由于号塔板上，分配平衡后，由于k=1，即，即ns=nm故故nm=ns=0.5。当一个板体积（。当一个板体积（lv）的载气以脉动形式进入）的载气以脉动形式进入0号板时，就将气相中含有号板时，就将气相中含有nm部分组分的载气顶到部分组分的载气顶到1号板上，号板

34、上，此时此时0号板液相（或固相）中号板液相（或固相）中ns部分组分及部分组分及1号板气相中的号板气相中的nm部分组分，将各自在两相间重新分配。故部分组分，将各自在两相间重新分配。故0号板上所含组分总号板上所含组分总量为量为0.5，其中气液（或气固）两相各为，其中气液（或气固）两相各为0.25而而1号板上所号板上所含总量同样为含总量同样为0.5气液（或气固）相亦各为气液（或气固）相亦各为0.25。以后每。以后每当一个新的板体积载气以脉动式进入色谱柱时，上述过程就当一个新的板体积载气以脉动式进入色谱柱时，上述过程就重复一次重复一次(见下表见下表)。按上述分配过程，对于按上述分配过程，对于n=5，k

35、=1，m=1的体系，随着脉动的体系，随着脉动进入柱中板体积载气的增加，组分分布在柱内任一板上的进入柱中板体积载气的增加，组分分布在柱内任一板上的总量（气液两相中的总质量）见表：总量（气液两相中的总质量）见表：1-2由塔板理论可建流出曲线方程：由塔板理论可建流出曲线方程：m为组分质量，为组分质量，vr为保留体积，为保留体积，n为理论塔板数。为理论塔板数。 当当v=vr 时，时，c值最大，即值最大，即2exp(1) 22rrnmnvcvvmax2rnmcv由流出曲线方程可推出：由流出曲线方程可推出：而理论塔板高度（而理论塔板高度（h）即：）即：221/25.54()16()rrttnwwlhn从上两式可以看出，色谱峰从上两式可以看出，色谱峰w越小，