色谱分析法总论

1、第六章第六章 色谱分析法导论色谱分析法导论 1、色谱法的产生、色谱法的产生 色谱法是一种分离技术，色谱法是一种分离技术，它是俄国植物学家茨维特它是俄国植物学家茨维特1906年创立的。分离植物叶子中的年创立的。分离植物叶子中的色素时，将叶片的石油醚（饱色素时，将叶片的石油醚（饱和烃混合物）提取液倒入玻璃和烃混合物）提取液倒入玻璃管中，柱中填充管中，柱中填充CaCO3粉末粉末（CaCO3 有吸附能力有吸附能力)，用纯石，用纯石油醚洗脱（淋洗）。色素受两油醚洗脱（淋洗）。色素受两种作用力影响种作用力影响一、色谱分析法简介一、色谱分析法简介（1）一种是）一种是CaCO3 吸附，使色素在柱中吸附，使色素

2、在柱中停滞下来停滞下来（2）一种是被石油醚溶解，使色素向下）一种是被石油醚溶解，使色素向下移动移动 各种色素结构不同，受两种作用力各种色素结构不同，受两种作用力大小不同，经过一段时间洗脱后，色素大小不同，经过一段时间洗脱后，色素在柱子上分开，形成了各种颜色的谱带，在柱子上分开，形成了各种颜色的谱带，这种分离方法称为色谱法。这种分离方法称为色谱法。Tsweet的实验的实验(1(1）粗叶绿素）粗叶绿素+ +石油醚石油醚 （2） 石油醚石油醚 流动相流动相 相对相对运动运动 固定相（吸附剂）固定相（吸附剂）CaCO3 CaCO3 胡萝卜素胡萝卜素 利用不同物质利用不同物质叶黄素叶黄素 在流动相与固定

3、相在流动相与固定相叶绿素叶绿素 作用时的行为差作用时的行为差异得到分离异得到分离( (吸附吸附) ) （3 3）小刀割开，用醇溶出）小刀割开，用醇溶出 （吸附作用）（吸附作用）1931年年 库恩库恩 奥地利化学家奥地利化学家 胡萝卜素植物色素分离胡萝卜素植物色素分离20世纪世纪30年代年代 离子交换色谱建立离子交换色谱建立1940年年 吸附色谱与电泳相结合吸附色谱与电泳相结合1941年年 分配色谱创立分配色谱创立1952年年 气相色谱法建立气相色谱法建立1968年年 高效液相色谱法建立高效液相色谱法建立1975年之后年之后 离子色谱、超临界流体色谱、高效毛细离子色谱、超临界流体色谱、高效毛细管

4、电泳、场流动分级分离管电泳、场流动分级分离 Tiselius, A.W.K. Martin, A.J.P. Synge, R.L.M. 19481948年年 Nobel Nobel 化学奖化学奖 19521952年年 Nobel Nobel 化学奖化学奖 吸附色谱与电泳吸附色谱与电泳 分配色谱分配色谱色谱法中共使用两相色谱法中共使用两相 固定相固定相固定不动的相固定不动的相 CaCO3 流动相流动相推动混合物流动的液体推动混合物流动的液体 石油醚石油醚色谱法：色谱法：混合物在流动相的携带下通过色谱混合物在流动相的携带下通过色谱柱分离出几种组分的方法。柱分离出几种组分的方法。 流动相流动相液体液

5、体 流的速度慢，流的速度慢，加压，使其流快，加压，使其流快，19691969年年HPLCHPLC发展，高发展，高压液相色谱。压液相色谱。气体气体 19521952年产年产生气相色谱，生气相色谱，是色谱法一项是色谱法一项革命性进展。革命性进展。固定相固定相：（1）固体吸附剂：）固体吸附剂：CaCO3、Al 2O3等等（2 2）液体固定相（载体）液体固定相（载体+固定液固定液高沸点有高沸点有机化合物，涂在载体上）机化合物，涂在载体上）色谱分离法一定是先分离。后分析色谱分离法一定是先分离。后分析一定具有两相；固定相和流动相一定具有两相；固定相和流动相分离：利用组分在两相中分配系数或吸附能力的分离：利

6、用组分在两相中分配系数或吸附能力的差异进行分离差异进行分离 随着被分离样品种类的增多，该方法随着被分离样品种类的增多，该方法广泛地用于无色物质的分离，广泛地用于无色物质的分离，“色谱色谱”名名称中的称中的“色色”失去了原有的意义，但失去了原有的意义，但“色色谱谱”这一名称沿用至今。这一名称沿用至今。我国情况我国情况我国在色谱分析领域的研究起于我国在色谱分析领域的研究起于1954年，由年，由中国科学院大连化学物理研究所首先开发。经中国科学院大连化学物理研究所首先开发。经过几十年的努力，我国色谱基础理论研究和应过几十年的努力，我国色谱基础理论研究和应用技术研究方面具有特色，居世界领先行列。用技术研

7、究方面具有特色，居世界领先行列。4、特点：、特点：（1）分离效能高）分离效能高（2）灵敏度高）灵敏度高（3）分析速度快）分析速度快（4 4）应用范围广）应用范围广二、色谱分析法分类二、色谱分析法分类1 1、按两相状态分类、按两相状态分类气相色谱气相色谱气体作流动相气体作流动相 （1 1）气固色谱：气体作流动相，固体吸附剂作固）气固色谱：气体作流动相，固体吸附剂作固定相。定相。（2 2）气液色谱：气体作流动相，固定液作固定相。）气液色谱：气体作流动相，固定液作固定相。液相色谱液相色谱液体作流动相液体作流动相（1 1）液固色谱：液体作流动相，固体吸附剂作固）液固色谱：液体作流动相，固体吸附剂作固体

8、相。体相。（2 2）液液色谱：液体作流动相，固定液作固定相。）液液色谱：液体作流动相，固定液作固定相。2、按操作形式分类、按操作形式分类（1 1）柱色谱：）柱色谱： 填充柱色谱填充柱色谱固定相填充到柱管内固定相填充到柱管内 毛细管柱色谱毛细管柱色谱把固定相涂在毛细管内壁上，把固定相涂在毛细管内壁上， 中间是空的。中间是空的。（2 2）薄层色谱：）薄层色谱：把固体固定相压成或涂成薄膜把固体固定相压成或涂成薄膜的色谱法。的色谱法。二、色谱分析法分类二、色谱分析法分类（3 3）纸色谱：）纸色谱：滤纸为固定相的色谱法，滤纸为固定相的色谱法，流动相是含一定比例水的有机溶剂，样流动相是含一定比例水的有机溶

9、剂，样品在滤纸上展开进行分离。品在滤纸上展开进行分离。 3、按分离原理分类、按分离原理分类 （1 1）吸附色谱：）吸附色谱：利用吸附剂表面对被分离利用吸附剂表面对被分离的各组分吸附能力不同进行分离。的各组分吸附能力不同进行分离。 （2 2）分配色谱：）分配色谱：利用不同组分在两相分配利用不同组分在两相分配系数或溶解度不同进行分离。系数或溶解度不同进行分离。 （3 3）离子交换色谱：）离子交换色谱：利用不同组分对离子利用不同组分对离子交换剂亲和力不同进行分离。交换剂亲和力不同进行分离。 （4 4）凝胶色谱：）凝胶色谱：利用凝胶对分子的大小和利用凝胶对分子的大小和形状不同的组分所产生的阻碍作用不同

10、而进行形状不同的组分所产生的阻碍作用不同而进行分离的色谱法。分离的色谱法。 二、色谱分析法分类二、色谱分析法分类 6-2 色谱图及色谱常用术语色谱图及色谱常用术语一、色谱图一、色谱图 混合物样品（混合物样品（A+BA+B）色谱柱中分离色谱柱中分离检检测器测器记录下来。组分从色谱柱流出时，记录下来。组分从色谱柱流出时，各个组分在检测器上所产生的信号随时间各个组分在检测器上所产生的信号随时间变化，所形成的曲线叫色谱图。变化，所形成的曲线叫色谱图。 记录了各个组分流出色谱柱的情况，又记录了各个组分流出色谱柱的情况，又叫色谱流出曲线叫色谱流出曲线二、色谱图中的基本术语二、色谱图中的基本术语 1、基线、

11、基线在实验操在实验操作条件下，色谱作条件下，色谱柱后没有组分流柱后没有组分流出的曲线叫基线。出的曲线叫基线。 稳定情况下，稳定情况下，一条直线。一条直线。 基线上下波动基线上下波动称为噪音。称为噪音。二、色谱图中的基本术语二、色谱图中的基本术语 2、色谱峰的高度、色谱峰的高度h（1）峰高）峰高h 色谱峰最高点与基线之间的色谱峰最高点与基线之间的距离距离。峰高低与组分浓度有关，峰越高。峰高低与组分浓度有关，峰越高越窄越好。越窄越好。 二、色谱图中的基本术语二、色谱图中的基本术语 hq峰底宽峰底宽Wb色谱峰两侧拐点所作切线在色谱峰两侧拐点所作切线在基线上的距离基线上的距离 q半峰宽半峰宽W1/2峰

12、高一半处色谱峰的宽度峰高一半处色谱峰的宽度Wb3 3、色谱峰宽度、色谱峰宽度 4. 色谱峰面积色谱峰面积A 色谱峰与峰底所围的面积。色谱峰与峰底所围的面积。 对于对称的色谱峰对于对称的色谱峰 A=1.065h W1/2 对于非对称的色谱峰对于非对称的色谱峰 A=1.065h(W 0.15+W 0.85)/2 5. 色谱保留值色谱保留值定性的依据定性的依据 组分在色谱柱中停留的数值，组分在色谱柱中停留的数值，可用时间可用时间t 和所消耗流动相的体积来表示。和所消耗流动相的体积来表示。组分在固定组分在固定相中溶解性能越好，或固定相的吸附性越强，相中溶解性能越好，或固定相的吸附性越强，在柱中滞留的时

13、间越长，消耗的流动相体积在柱中滞留的时间越长，消耗的流动相体积越大，越大，固定相、流动相固定，条件一定时，固定相、流动相固定，条件一定时，组分的保留值是个定值。组分的保留值是个定值。（1）死时间）死时间t0不被固定相吸附或溶解的组分不被固定相吸附或溶解的组分流经色谱柱所需的时间。流经色谱柱所需的时间。 从进样开始到柱后出现峰最大值所需的时间。从进样开始到柱后出现峰最大值所需的时间。 气相色谱气相色谱惰性气体（空气、甲烷等）流出色谱惰性气体（空气、甲烷等）流出色谱柱所需的时间。柱所需的时间。5. 色谱保留值色谱保留值定性的依据定性的依据t0(2)保留时间保留时间tR 组分流经色谱柱组分流经色谱柱

14、时所需时间。进样时所需时间。进样开始到柱后出现最开始到柱后出现最大值时所需的时间。大值时所需的时间。操作条件不变时，操作条件不变时，一种组分有一个一种组分有一个tR定值，定性参数。定值，定性参数。（3）调整保留时）调整保留时间间tR扣除了死扣除了死时间的保留时间。时间的保留时间。tR=tR-t0又称校又称校正保留时间，实正保留时间，实际保留时间。际保留时间。 tR体现的是组分体现的是组分在柱中被吸附或在柱中被吸附或溶解的时间。溶解的时间。 二、色谱图中的基本术语二、色谱图中的基本术语 tR保留值用体积表示：保留值用体积表示：（4）死体积）死体积V0不被固定相滞留的组分不被固定相滞留的组分流经色

15、谱柱所消耗的流动相体积称死体流经色谱柱所消耗的流动相体积称死体积，色谱柱中载气所占的体积。积，色谱柱中载气所占的体积。 V0=t 0F0 柱后出口处流动相的体积流柱后出口处流动相的体积流速速mL/min （5）保留体积）保留体积VR 组分从进样开始到色谱柱后组分从进样开始到色谱柱后出现最大值时所需流动相体积，组分通过色谱出现最大值时所需流动相体积，组分通过色谱柱时所需流动相体积柱时所需流动相体积 VR =t RF 0（6）调整保留体积）调整保留体积VR扣除了死体积的保留体扣除了死体积的保留体积，真实的将待测组分从固定相中携带出柱子积，真实的将待测组分从固定相中携带出柱子所需的流动相体积。所需的

16、流动相体积。 VR= tRF 0 二、色谱图中的基本术语二、色谱图中的基本术语 V0、t0与被测组分无关，因而与被测组分无关，因而VR . tR更更合理地反映了物质在柱中的保留情况。合理地反映了物质在柱中的保留情况。（7）相对保留值）相对保留值2，1或或i ,s 在相同操在相同操作条件下，组分作条件下，组分2 2或组分或组分i对另一参比组对另一参比组分分1或或s调整保留值之比调整保留值之比二、色谱图中的基本术语二、色谱图中的基本术语 12121.2RRRRVVttRsRiRsRisiVVtt.三、分配平衡三、分配平衡 在一定温度下，组分在流动相和固定相之间在一定温度下，组分在流动相和固定相之间

17、所达到的平衡叫分配平衡，组分在两相中的分所达到的平衡叫分配平衡，组分在两相中的分配行为常采用配行为常采用分配系数分配系数K K和分配比和分配比k来表示。来表示。 K随随T变化，与固定相、流动相的体积无关变化，与固定相、流动相的体积无关=c cs/c cm组分在固定相中的浓度浓度组分在流动相中的浓度浓度K=1 1、分配系数、分配系数 K(K(浓度分配系数浓度分配系数) )2 2、分配比、分配比k(k(又叫容量因子，容量比又叫容量因子，容量比) ) 组分在固定相中的质量质量 组分在流动相中的质量质量 = ms/ mm =svs/ mvm =K vs/vm k =k= tR / t0 = (tR-t

18、0) / t0 k= VR / V0 = (VR-V0) / V0经推导得经推导得k与与tR之间的关系：之间的关系：k随随T、固定相、流动相的体积变化而变化、固定相、流动相的体积变化而变化k越大，组分在固定相中质量越多，越大，组分在固定相中质量越多， tR越长越长K、k越大，组分在固定相中越大，组分在固定相中tR就越长就越长总结：总结：（1）色谱峰的位置即保留值）色谱峰的位置即保留值进行定性分析。进行定性分析。（2）色谱峰的）色谱峰的h .A 进行定量分析。进行定量分析。（3）色谱峰的位置及峰的宽度）色谱峰的位置及峰的宽度可评价色谱可评价色谱 柱效的高度。柱效的高度。 6-3 色谱法的基本理论

19、色谱法的基本理论 一、塔板理论一、塔板理论 在在50年代，色谱技术年代，色谱技术发展的初期，发展的初期，Martin等人等人把色谱分离过程比作分馏把色谱分离过程比作分馏过程，并把分馏中的经验过程，并把分馏中的经验理论理论塔板理论塔板理论用于色谱用于色谱分析法。分析法。 塔板理论把色谱柱比作一个分馏塔，假塔板理论把色谱柱比作一个分馏塔，假设柱内有设柱内有n个塔板，每个塔板高度称为理论个塔板，每个塔板高度称为理论塔板高度，塔板高度，用用H表示，表示，在每个塔板内，试样在每个塔板内，试样各组分在两相中分配并达到平衡，最后，挥各组分在两相中分配并达到平衡，最后，挥发度大的组分和挥发度小的组分彼此分离，

20、发度大的组分和挥发度小的组分彼此分离，挥发度大的最先从塔顶（即柱后）逸出。尽挥发度大的最先从塔顶（即柱后）逸出。尽管这个理论并不完全符合色谱柱的分离过程，管这个理论并不完全符合色谱柱的分离过程，色谱分离和一般的分馏塔分离有着重大的差色谱分离和一般的分馏塔分离有着重大的差别，但是因为这个比喻形象简明，因此几十别，但是因为这个比喻形象简明，因此几十年来一直沿用。年来一直沿用。一、塔板理论一、塔板理论一、塔板理论一、塔板理论 对一个色谱柱来说，若色谱柱长度固定对一个色谱柱来说，若色谱柱长度固定L，每一个塔板高度每一个塔板高度H越小，塔板数目越多，分离的越小，塔板数目越多，分离的效果越好，柱效越高。塔

21、板数用效果越好，柱效越高。塔板数用n表示。表示。 n =L/H 或或 H=L/n H H越小，越小，n n越多，分离效果越好，用越多，分离效果越好，用 H,n H,n 评价柱效。评价柱效。 由塔板理论导出由塔板理论导出n与与Wb ，W 1/2 的关系。的关系。 * n = 5.54 (tR /W 1/2)2 =16 (tR/Wb )2 H,n 有时有时n 大，分离效果也不好，因用大，分离效果也不好，因用tR 内含内含t0 ，后来改用有效塔板数。，后来改用有效塔板数。一、塔板理论一、塔板理论n 有效有效= 5.54 (tR /W 1/2)2 =16 (tR/Wb )2 H有效有效n 有效有效塔板

22、理论的成功之处，提出了塔板理论的成功之处，提出了计算理论塔板计算理论塔板高度、塔板数的公式及评价柱效的方法高度、塔板数的公式及评价柱效的方法，具，具有开创性，但有一定局限性有开创性，但有一定局限性。n理理 = 5.54 (tR /W 1/2)2 =16 (tR/Wb )2 H理理n 理理 前面已知，用塔板理论来说明色谱柱内各组前面已知，用塔板理论来说明色谱柱内各组分的分离过程并不合理，因为色谱柱内并没有塔分的分离过程并不合理，因为色谱柱内并没有塔板。当同一试样进入同一色谱柱，当流动相速度板。当同一试样进入同一色谱柱，当流动相速度变化时，得到不同的色谱图。测得的变化时，得到不同的色谱图。测得的

23、n 和和 H 也也不同不同，充分说明塔板理论不足以说明色谱柱的分，充分说明塔板理论不足以说明色谱柱的分离过程。离过程。、速率理论、速率理论范第姆特方程范第姆特方程 1956年，荷兰学者范第姆特（年，荷兰学者范第姆特（VanDeomter）提出一个描述色谱柱分离过程中复杂因素使色谱峰提出一个描述色谱柱分离过程中复杂因素使色谱峰变宽而致柱效降低（即：使变宽而致柱效降低（即：使 H 增大）影响的方程。增大）影响的方程。此方程经简化后写为此方程经简化后写为:该式称为速率方程（范氏方程）。该式称为速率方程（范氏方程）。 下面我们将对公式中的各项进行讨论下面我们将对公式中的各项进行讨论 CuuBAHu为流

24、动相线速度cm.s-1，线速度=柱长/死时间、速率理论、速率理论范第姆特方程范第姆特方程 、速率理论、速率理论范第姆特方程范第姆特方程 （1）提出了影响的三项因素：）提出了影响的三项因素：涡流扩散项，分子涡流扩散项，分子扩散项，扩散项， 传质阻力项。传质阻力项。（2）在流动相流速一定时，）在流动相流速一定时，当、最小时，才小，当、最小时，才小，n 才最高，柱效高。才最高，柱效高。当、最大时，才大，当、最大时，才大，n 才最小，柱效低。才最小，柱效低。CuuBAH（1）涡流扩散项）涡流扩散项A 在填充色谱柱中，当组分随流动相向柱出口迁在填充色谱柱中，当组分随流动相向柱出口迁移时，流动相由于受到固

25、定相颗粒障碍，不断改移时，流动相由于受到固定相颗粒障碍，不断改变流动方向，使组分分子在前进中形成紊乱的类变流动方向，使组分分子在前进中形成紊乱的类似似“涡流涡流”的流动，故称涡流扩散。的流动，故称涡流扩散。 A与填充物的与填充物的平均直径平均直径dp的大小和的大小和填充填充不规则因子不规则因子有关。有关。 减小减小：固定相颗粒应适当细小、：固定相颗粒应适当细小、均匀填充要均匀。均匀填充要均匀。 （1）涡流扩散项）涡流扩散项A 待测组分是以待测组分是以“塞子塞子”的形式被的形式被流动相带入色谱柱的，在流动相带入色谱柱的，在“塞子塞子”前前后存在浓度梯度，由浓后存在浓度梯度，由浓稀方向扩散，稀方向

26、扩散，产生了纵向扩散，使色谱峰展宽。产生了纵向扩散，使色谱峰展宽。（2）分子扩散项）分子扩散项B/u（纵向扩散项）（纵向扩散项） 是填充柱内流动相扩散路径弯是填充柱内流动相扩散路径弯曲的因素，也称曲的因素，也称弯曲因子弯曲因子，它反映了固，它反映了固定相的几何形状对分子扩散的阻碍情况。定相的几何形状对分子扩散的阻碍情况。 D为组分在流动相中扩散系数（为组分在流动相中扩散系数（c m2s-1）。）。 DgDg气相扩散系数比液相扩散系数气相扩散系数比液相扩散系数DmDm大大的多（约的多（约10105 5倍）倍）（2）分子扩散项）分子扩散项B/u（纵向扩散项）（纵向扩散项） 减小纵向扩散项减小纵向扩

27、散项u u 采取措施：采取措施： 适当提高流动相流速适当提高流动相流速u u，减小保留时间，减小保留时间 用相对分子质量较大的气体作流动相。用相对分子质量较大的气体作流动相。 Dg Dg 适当降低柱温适当降低柱温c .c .（2）分子扩散项）分子扩散项B/u（纵向扩散项）（纵向扩散项） Mr1（3）传质阻力项）传质阻力项Cu传质阻力系数包括两部分，传质阻力系数包括两部分， m m +C +Cs s两项组成两项组成C Cm m 流动相传质阻力系数流动相传质阻力系数 组分从流动相移组分从流动相移动到固定相表面进行动到固定相表面进行两相之间的质量交换两相之间的质量交换时所时所受到的阻力，质量交换慢，

28、引起色谱峰变宽。受到的阻力，质量交换慢，引起色谱峰变宽。gnDpdkkC222) 1 (01. 0mCs Cs 固定项传质阻力系数固定项传质阻力系数 即组分从即组分从两相界面移动到固定相内部两相界面移动到固定相内部，达分配平，达分配平衡后，又返回到两相界面，在这过程中衡后，又返回到两相界面，在这过程中所受到的阻力为固定相传质阻力。所受到的阻力为固定相传质阻力。（3）传质阻力项）传质阻力项CuSSDfdkkC2) 1(322组分在固定相中扩散系数组分在固定相中扩散系数固定液膜厚度固定液膜厚度减小采取措施减小采取措施： 采用粒度小的填充物采用粒度小的填充物 Cmdp2 相对分子质量小的载气，相对分

29、子质量小的载气，D Dg g大。大。 Cm1/Dg 降低固定液液膜厚度降低固定液液膜厚度(C(Cs sdf2)并且液膜要并且液膜要均均匀；若膜厚，扩散，费时；但不能太薄，否则匀；若膜厚，扩散，费时；但不能太薄，否则包不住载体。包不住载体。 D Ds s越大越好，增加柱温是提高越大越好，增加柱温是提高D Ds s的方法之一。的方法之一。 （3）传质阻力项）传质阻力项Cu为提高柱效，小，应注意以下几点：为提高柱效，小，应注意以下几点：）采用适当小而均匀的载体，柱填充应均匀。）采用适当小而均匀的载体，柱填充应均匀。）固定液液膜薄而均匀，并且不宜流失。）固定液液膜薄而均匀，并且不宜流失。）载气流速小的

30、时候，）载气流速小的时候，u u是影响的主要是影响的主要因素，选因素，选r r大的载气，大的载气，； 载气流速大的时候，载气流速大的时候，C uC u是影响的主要因是影响的主要因素，选素，选r r小的载气，小的载气，H H2 2，NeNe）采用适当的柱温。）采用适当的柱温。 气相色谱 uDskkdDdkkuDdHfgpgp)1 (32)1 (01. 02222222l 液相色谱液相色谱 uDfduDpduDdpHsmm2222lHuGC（a）LC（b）GC（a）u有一最低点有一最低点u最佳最佳；u小小或或u大大，H都大都大LC（b）u没有最低点；没有最低点； u大大，H增大不多，因增大不多，因

31、此可用较高的流速，提高分析速度此可用较高的流速，提高分析速度二、色谱基本分离方程二、色谱基本分离方程、分离度、分离度色谱柱的总分离效能指标色谱柱的总分离效能指标 定义：相邻两个峰的保留值之差与两峰宽度平均定义：相邻两个峰的保留值之差与两峰宽度平均值之比值之比2/ )(1212bbRRWWttRv式中：分子反映了溶质在两相中分配行为对分离的影响，式中：分子反映了溶质在两相中分配行为对分离的影响， 是色谱分离的是色谱分离的热力学因素热力学因素。v分母反映了动态过程溶质区带的扩宽对分离的影响，是分母反映了动态过程溶质区带的扩宽对分离的影响，是 色谱分离的色谱分离的动力学因素动力学因素。v从中得到：两

32、溶质保留时间相差越大，色谱峰越窄，分从中得到：两溶质保留时间相差越大，色谱峰越窄，分 离越好。离越好。两个峰两个峰t tR R 相差越大，相差越大，W W越窄，值越大，说越窄，值越大，说明柱分离效能高。明柱分离效能高。 .5 .5 两个组分能完全分开。两个组分能完全分开。 .0 .0 两组分能分开，满足分析要求。两组分能分开，满足分析要求。 .0 .0 两峰有部分重叠。两峰有部分重叠。2/ )(1212bbRRWWttR、分离度与柱效能，选择性的关系、分离度与柱效能，选择性的关系 柱效能柱效能指色谱柱在分离过程中的分离效能，常用指色谱柱在分离过程中的分离效能，常用n n，来描述，来描述，n n

33、 越大，越小，柱效越高，对越大，越小，柱效越高，对单个组分而言。单个组分而言。 对多个组分的分离来说，无法用对多个组分的分离来说，无法用n ,H n ,H 来描述，来描述，n n 大，小，几个峰未必分的开。大，小，几个峰未必分的开。121 , 2RRttr选择性选择性描述两个相邻组分在同一固定相中热力学描述两个相邻组分在同一固定相中热力学分布行为的重要参数，用分布行为的重要参数，用r r2,12,1相对保留值表示相对保留值表示. r. r2,12,1越越大，保留时间相差大，分离越好（但未考虑峰宽因素）大，保留时间相差大，分离越好（但未考虑峰宽因素）a:a:柱效项：柱效项：塔板数决定，塔板数决定

34、，n n 越大，柱效越高越大，柱效越高分离的越好。分离的越好。、分离度与柱效能，选择性的关系、分离度与柱效能，选择性的关系 1141 , 21 , 2kkrrnRb b：选择性项：选择性项：r r2,12,1越大，越大，t tR R（）（）与与ttR R（1 1） 相差越大，分的越好。相差越大，分的越好。C C：柱容量项：柱容量项：kk大一些对分析有利大一些对分析有利; ; 太大，太大，t tR R长，柱容量合适长，柱容量合适, ,分的才好。分的才好。 一般一般k k 例题： 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秒秒，要达到完全

35、分离。计算需要多少块要达到完全分离。计算需要多少块有效塔板。若填充柱的塔板高度为有效塔板。若填充柱的塔板高度为0.1 cm，柱长是柱长是多少？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。6-4 6-4 色谱定性和定量分析色谱定性和定量分析一、定性分析一、定性分析 定性分析的任务是确定色谱图上各

36、个峰代定性分析的任务是确定色谱图上各个峰代表什么物质。表什么物质。 1.1.利用保留值与已知物对照定性利用保留值与已知物对照定性（1 1）利用保留时间定性）利用保留时间定性 在相同色谱条件下，将标准物和样品分别在相同色谱条件下，将标准物和样品分别进样，两者保留值相同，可能为同一物质。进样，两者保留值相同，可能为同一物质。 此方法要求操作条件稳定、一致，必须严此方法要求操作条件稳定、一致，必须严格控制操作条件，尤其是流速。格控制操作条件，尤其是流速。（2 2）利用峰高增量定性）利用峰高增量定性 若样品复杂，流出峰距离太近，或若样品复杂，流出峰距离太近，或操作条件不易控制，可将已知物加到样操作条件

37、不易控制，可将已知物加到样品中，混合进样，若被测组分峰高增加品中，混合进样，若被测组分峰高增加了，则可能含该已知物。了，则可能含该已知物。2.2.与其它分析仪器联用的定性方法与其它分析仪器联用的定性方法小型化的台式色质谱联用仪（小型化的台式色质谱联用仪（GC-MSGC-MS；LC-MSLC-MS）色谱色谱- -红外光谱仪联用仪；红外光谱仪联用仪；组分的结构鉴定组分的结构鉴定二、定量分析二、定量分析 气相色谱定量分析是根据检测器对溶质产生气相色谱定量分析是根据检测器对溶质产生的的响应信号与溶质的量成正比的原理响应信号与溶质的量成正比的原理，通过色谱，通过色谱图上的峰面积或峰高，计算样品中溶质的含量。图上的峰面积或峰高，计算样品中溶质的含量。 m mi i=f=fi i A Ai i m mi i=f=fi ih hi i