色谱法的原理以及定量分析实用教案

1、第七章 色谱法 7.1 色谱分析法简介(jin ji) 7.2 色谱图及色谱常用术语 7.3 色谱法的基本理论 7.4 色谱定性和定量分析 7.5 气相色谱法 7.6 高效液相色谱法第1页/共86页第一页，共86页。色谱法的产生和发展(fzhn) 什么是色谱法 色谱法分类第2页/共86页第二页，共86页。1.色谱法的产生色谱法是一种分离(fnl)技术俄国植物学家茨维特1906年创立色谱法的产生色谱法的产生(chnshng)和发展和发展第3页/共86页第三页，共86页。分离植物叶子中的色素时，将叶片的石油醚（饱和烃混合物）提取液倒入玻璃管中，柱中填充CaCO3粉末（有吸附能力)，用纯石油醚洗脱（

2、淋洗）。色素受两种作用力影响一种是CaCO3 吸附，使色素在柱中停滞下来(xi li)一种是被石油醚溶解，使色素向下移动各种色素结构不同，受两种作用力大小不同，经一段时间洗脱后，色素在柱子上分开，形成了各种颜色的谱带，这种分离方法称为色谱法。第4页/共86页第四页，共86页。Tsweet的实验(shyn)第5页/共86页第五页，共86页。第6页/共86页第六页，共86页。2. 色谱法的发展(fzhn)1930年代初：R.Kuhn把M.Tswett的方法用于类胡萝卜素的 分离，从此色谱法得以广泛应用。1935年：Adams和Holmes第一次用苯酚和甲醛合成了人工有机离子交换剂，能交换阳离子和有

3、机氢离子。后来又合成了阴离子交换剂，既可用于离子交换，又用于色谱分离即现时流行的离子交换色谱法。至1950年此方法已成型。色谱法的产生色谱法的产生(chnshng)和发展和发展第7页/共86页第七页，共86页。 1938年：Izmailov等人将糊状Al2O3浆液在玻璃板上铺成均匀薄层，用于分离植物中的药用成分，即今日用的薄层色谱。（用于薄层的材料已发展至多种：如硅酸、聚酰胺等）。 1941年：Martin和Synge设计了两套萃取仪器，将蛋白质水解产物的乙酰化氨基酸由水溶液中提取(tq)到有机相而进行色谱分离。不久又研究了颗粒硅胶柱中三种衍生化氨基酸混合物在水相和有机相(氯仿)之间的不等分配

4、，获得成功，使三个组分得到良好的分离,为液液分配色谱奠定了基础。第8页/共86页第八页，共86页。 1944年：Consden，Gordon和Martin将纤维（滤纸）作固定载体，以水吸附在滤纸上作溶剂，根据组分在两相中溶解度不同，即渗透率（速率）不同而使各组分彼此分离，称之为纸色谱法。 1952年：Martin和Synge又研究成功了在惰性载体表面涂渍一层均匀(jnyn)的有机化合物膜作为固定相，并以气体为流动相，用来分离脂肪酸混合物即今日的气液色谱。 1954年：Ray提出以热导池作为气相色谱的检测器，使气相色谱应用更加广泛。第9页/共86页第九页，共86页。 1957年：Golay首先应

5、用小口径毛细管柱进行色谱(s p)分离实验，结果证明了它具有高分辨率和高效能 即为今日的高效气相色谱(s p)法。 1959年：Porath和Flodin提出了使用具有化学惰性的多孔凝胶作固定相的空间排阻色谱(s p)法，根据固定相孔隙尺寸不同而具有不同的选择性渗透能力，从而对分子量分布不同的样品实现了分离。可用于测定聚合物的相对分子质量的的分布。第10页/共86页第十页，共86页。 我国情况 我国在色谱分析领域的研究起于1954年 中国科学院大连化学物理研究所首先开发(kif) 经过几十年的努力，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。第11页/共86页第十一页，共8

6、6页。 随着被分离样品种类的增多，该方法广泛地用于无色物质(wzh)的分离，“色谱”名称中的“色”失去了原有的意义，但“色谱”这一名称沿用至今。第12页/共86页第十二页，共86页。1. 色谱法混合物在流动相的携带下通过(tnggu)色谱柱分离出几种组分的方法。什么什么(shn me)是色谱法是色谱法第13页/共86页第十三页，共86页。2. 色谱法中共使用两相固定相固定不动的相 （如： CaCO3 ）固体吸附剂：CaCO3、Al 2O3等液体固定相（载体(zit)+固定液高沸点有机化合物，涂在载体(zit)上）流动相推动混合物流动的相 （如：石油醚）气体 1952年产生GC，是色谱法一项革命

7、性进展液体流的速度慢，加压，使其流快，1969年HPLC什么什么(shn me)是色谱法是色谱法第14页/共86页第十四页，共86页。3. 色谱分离法特征一定是先分离、后分析一定具有两相：固定相和流动相分离：利用组分(zfn)在两相中分配系数或吸附能力的差异进行分离什么什么(shn me)是色谱法是色谱法第15页/共86页第十五页，共86页。4. 色谱法特点：（1）分离(fnl)效能高（2）灵敏度高（3）分析速度快（4）应用范围广什么什么(shn me)是色谱法是色谱法第16页/共86页第十六页，共86页。1、按两相状态分类2、按操作(cozu)形式分类3、按分离原理分类色谱法分类色谱法分类(

8、fn li)（1 1）气相色谱）气相色谱（2 2）液相色谱）液相色谱（3 3）超临界液体色谱）超临界液体色谱（1 1）柱色）柱色（2 2）纸色谱）纸色谱（3 3）薄层色谱）薄层色谱（1 1）吸附色谱）吸附色谱（2 2）分配色谱）分配色谱（3 3）离子交换色谱）离子交换色谱（4 4）凝胶色谱）凝胶色谱第17页/共86页第十七页，共86页。1、按两相状态分类(fn li)气相色谱气体作流动相 （1）气固色谱：气体作流动相，固体吸附剂作固定相（2）气液色谱：气体作流动相，固定液作固定相。液相色谱液体作流动相（1）液固色谱：液体作流动相，固体吸附剂作固体相（2）液液色谱：液体作流动相，固定液作固定相。

9、超临界液体色谱超临界流体作色谱流动相。色谱法分类色谱法分类(fn li)第18页/共86页第十八页，共86页。2、按操作形式分类（1）柱色谱： 填充柱色谱固定相填充到柱管内 毛细管柱色谱把固定相涂在毛细管内壁上， 中间是空的。（2）纸色谱：滤纸为固定相的色谱法，流动相是含一定比例(bl)水的有机溶剂，样品在滤纸上展开进行分离。（3）薄层色谱：把固体固定相压成或涂成薄膜的色谱法。色谱法分类色谱法分类(fn li)第19页/共86页第十九页，共86页。 3、按分离原理分类 （1）吸附色谱：利用吸附剂表面对被分离的各组分吸附能力不同进行(jnxng)分离。 （2）分配色谱：利用不同组分在两相分配系数

10、或溶解度不同进行(jnxng)分离。 （3）离子交换色谱：利用不同组分对离子交换剂亲和力不同进行(jnxng)分离。 （4）凝胶色谱：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而进行(jnxng)分离的色谱法。 色谱法分类色谱法分类(fn li)第20页/共86页第二十页，共86页。第七章 色谱法 7.1 色谱分析法简介(jin ji) 7.2 色谱图及色谱常用术语 7.3 色谱法的基本理论 7.4 色谱定性和定量分析 7.5 气相色谱法 7.6 高效液相色谱法第21页/共86页第二十一页，共86页。 色谱图 色谱常用术语(shy) 根据色谱图可得到的重要信息第22页/共86页第

11、二十二页，共86页。 色谱(s p)图n混合物样品（A+B）色谱柱中分离检测器记录下来。组分(zfn)从色谱柱流出时，各个组分(zfn)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。n记录了各个组分(zfn)流出色谱柱的情况，又叫色谱流出曲线第23页/共86页第二十三页，共86页。1. 基线在实验操作条件下，色谱柱后没有组分流出的曲线叫基线。稳定情况下是一条(y tio)直线基线上下波动称为噪音色谱(s p)常用术语第24页/共86页第二十四页，共86页。2. 色谱峰的高度(god)（峰高，h ）色谱峰最高点与基线之间的距离可用mm、mV、 mA表示峰高低与组分浓度有关，峰越高越窄越

12、好 h第25页/共86页第二十五页，共86页。3. 色谱峰的宽度(kund)(区域宽度(kund)标准偏差 峰高0.607倍处的色谱峰宽的一半。峰底宽Wb色谱峰两侧拐点所作切线在基线上的距离 Wb =4 半峰宽W1/2峰高一半处色谱峰的宽度(kund) W1/2 =2 .354 Wb =4 W1/2 =0.589Wb WbW1/2第26页/共86页第二十六页，共86页。 4. 色谱峰面积（A） 色谱峰与峰底所围的面积。对于(duy)对称的色谱峰 A=1.065h W1/2对于(duy)非对称的色谱峰 A=1.065h(W 0.15+W 0.85)/2 第27页/共86页第二十七页，共86页。5

13、. 死时间t0不被固定相吸附或溶解的组分流经色谱柱所需时间从进样开始到柱后出现峰最大值所需时间气相色谱惰性气体(duxng q t)（空气、甲烷等）流出色谱柱所需时间t0第28页/共86页第二十八页，共86页。6. 保留时间tR 组分流经色谱柱时所需时间。进样开始到柱后出现(chxin)最大值时所需的时间操作条件不变时，一种组分有一个tR定值定性参数第29页/共86页第二十九页，共86页。7. 调整保留(boli)时间tR扣除了死时间的保留(boli)时间，又称校正保留(boli)时间 ， 实 际 保 留(boli)时间。tR=tR-t0体现的是组分在柱中被吸附或溶解的时间。 tR第30页/共

14、86页第三十页，共86页。8. 死体积V0不被固定相滞留(zhli)的组分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。 V0=t 0F0 F0 -柱后出口处流动相的体积流速mL/min 9. 保留体积VR 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，组分通过色谱柱时所需流动相体积VR =t RF 010. 调整保留体积VR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所需的流动相体积。VR= tRF 0第31页/共86页第三十一页，共86页。11. 相对保留值i ,s 在相同操作条件(tiojin)下，组分i对参比组分s调整保留值之比第32页/共86页第

15、三十二页，共86页。色谱(s p)保留值定性的依据6. 保留时间tR 7. 调整保留时间tR 9. 保留体积VR 10. 调整保留体积VR 11. 相对保留值i ,s组分在色谱柱中停留的数值，可用时间t 和所消耗流动(lidng)相的体积来表示。组分在固定相中溶解性能越好，或固定相的吸附性越强，在柱中滞留的时间越长，消耗的流动(lidng)相体积越大固定相、流动(lidng)相固定，条件一定时，组分的保留值是个定值。 V0、t0与被测组分无关，因而VR . tR更合理地反映了物质在柱中的保留情况。第33页/共86页第三十三页，共86页。根据色谱图可得到的重要(zhngyo)信息（1）色谱峰个数

16、判断样品中所含组分的最少个数（2）色谱峰的位置即保留值进行定性分析（3）色谱峰的h 、A 进行定量分析（4）色谱峰的位置及峰的宽度可评价(pngji)色谱柱效（分离效能）（5）色谱峰两峰间的距离可评价(pngji)固定相或流动相选择是否合适第34页/共86页第三十四页，共86页。第七章 色谱法 7.1 色谱(s p)分析法简介 7.2 色谱(s p)图及色谱(s p)常用术语 7.3 色谱(s p)法的基本理论 7.4 色谱(s p)定性和定量分析 7.5 气相色谱(s p)法 7.6 高效液相色谱(s p)法第35页/共86页第三十五页，共86页。 色谱分析目的 是将样品中各组分彼此分离 对

17、样品中的组分进行定性、定量分析 组分达到完全分离，两峰间的距离须足够远 两峰间的距离是由组分由在两相间的分配系数K决定，即与色谱过程的热力学性质有关。 两峰间虽有一定距离，但若每个峰都很宽，彼此重叠，则峰不能分开(fn ki) 峰的宽或窄是由组分在色谱住中传质和扩散行为决定，即与色谱过程的动力学性质有关第36页/共86页第三十六页，共86页。 分配系数和分配比 塔板理论(lln) 速率理论(lln)范第姆特方程 分离度基本分离方程第37页/共86页第三十七页，共86页。 在一定温度下，组分在流动相和固定相之间所达到的平衡叫分配平衡，组分在两相中的分配行为(xngwi)常采用分配系数K和分配比k

18、来表示。 分配(fnpi)系数和分配(fnpi)比第38页/共86页第三十八页，共86页。K仅与两个变量(binling)相关：固定相、温度TK与两相体积、管柱特性、使用仪器无关=c cs/c cm组分在固定相中的浓度组分在流动相中的浓度K=1.1.分配系数(xsh) K (xsh) K (浓度分配系数(xsh)(xsh)分配(fnpi)系数和分配(fnpi)比C Cs和c cm-组分在固定相和流动相中的浓度第39页/共86页第三十九页，共86页。2. 分配分配(fnpi)比比 k (容量因子，容量比容量因子，容量比) 组分在固定相中的质量(zhling) 组分在流动相中的质量(zhling)

19、 = K Vs/Vm k = =ms/ mm k随T、固定相、流动相的体积变化而变化k越大，组分(zfn)在固定相中质量越多， tR越长K、k越大，组分(zfn)在固定相中tR就越长分配系数和分配比分配系数和分配比ms 和和 mm -组分在固定相和流动相中的质量组分在固定相和流动相中的质量Vs 和和 Vm -柱中固定相和流动相中的体积柱中固定相和流动相中的体积第40页/共86页第四十页，共86页。3. k与与tR之间的关系之间的关系(gun x)k = tR / t0 = (tR-t0) / t0 k = VR / V0 = (VR-V0) / V0分配分配(fnpi)系数和分配系数和分配(f

20、npi)比比第41页/共86页第四十一页，共86页。4. K及及k与选择与选择(xunz)因子因子之间的关系之间的关系分配分配(fnpi)系数和分配系数和分配(fnpi)比比实际意义：实际意义： =1K（B）=K（A）, tR(B)= tR(A)A、B两组分色谱峰重合两组分色谱峰重合K或或k相差相差(xin ch)越大，分离越好，越大，分离越好，色谱分离先决条件：两组分具有不同的色谱分离先决条件：两组分具有不同的K或或k 1 （1或或 1）)()(AtBtRR)()()()(AKBKAkBk第42页/共86页第四十二页，共86页。 在在50年代，色谱技术发展的初年代，色谱技术发展的初期，期，M

21、artin等人把色谱分离等人把色谱分离(fnl)过程比作分馏过程，并过程比作分馏过程，并把分馏中的半经验理论塔板把分馏中的半经验理论塔板理论用于色谱分析法理论用于色谱分析法 用精馏塔中塔板的概念来描述用精馏塔中塔板的概念来描述组分在两相间的分配行为组分在两相间的分配行为 入埋论塔板数作为衡量柱效率入埋论塔板数作为衡量柱效率的指标的指标塔板理论(lln)第43页/共86页第四十三页，共86页。 塔板理论把色谱柱比作一个分馏塔，假设柱内有n个塔板，每个塔板高度称为理论塔板高度，用H表示，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

22、顶（即柱后）逸出。尽管这个(zh ge)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别，但是因为这个(zh ge)比喻形象简明，因此几十年来一直沿用。1. 基本(jbn)假设塔板理论塔板理论(lln)第44页/共86页第四十四页，共86页。n =L/H 或 H=L/n L-色谱柱长度 H-塔板高度 n-塔板数目L固定， H越小，n越多，分离效果(xiogu)越好， H、n 评价柱效n与Wb ， W 1/2 的关系 n = 5.54 (tR /W 1/2)2 =16 (tR/Wb )2 2.塔板理论(lln)方程式塔板理论塔板理论(lln)第45页/共86页第四十五页

23、，共86页。 有时计算的n 大且H小，但分离效果却不好原因：tR 内含t0 后来(huli)改用有效塔板数和有效塔板高度n 有效(yuxio)= 5.54 (tR /W 1/2)2 =16 (tR/Wb )2 H有效(yuxio)n 有效(yuxio)n理 = 5.54 (tR /W 1/2)2 =16 (tR/Wb )2 H理n 理第46页/共86页第四十六页，共86页。塔板理论的优势塔板理论的优势用热力学观点形象地描述了溶质在色谱柱中的分配平衡和用热力学观点形象地描述了溶质在色谱柱中的分配平衡和分离过程，导出流出曲线的数学模型，并成功解释了流出曲分离过程，导出流出曲线的数学模型，并成功解释

24、了流出曲线的形状线的形状(xngzhun)及浓度极大值的位置及浓度极大值的位置提出了计算理论塔板高度、塔板数的公式及评价柱效的方提出了计算理论塔板高度、塔板数的公式及评价柱效的方法，具有开创性法，具有开创性塔板理论的缺点塔板理论的缺点基本假设不完全符合柱内实际发生的分离过程，未考虑各基本假设不完全符合柱内实际发生的分离过程，未考虑各种动力学因素对色谱柱内传质过程的影响种动力学因素对色谱柱内传质过程的影响同一试样进入同一色谱柱，当流动相速度变化时，得到不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；测得的同的色谱图；测得的 n 和和 H 也不同。也不同。第47页/共86页第四十七

25、页，共86页。 1956年，荷兰学者范第姆特(VanDeomter)提出色谱柱分离过程中复杂因素使色谱峰变宽而致柱效降低（H 增大）的影响进行(jnxng)描述方程:u为流动(lidng)相线速度cm.s-1，线速度=L(柱长)/t01. 理论(lln)模型-范第姆特方程 速率理论n提出了影响的三项因素提出了影响的三项因素l涡流扩散项涡流扩散项A, 分子扩散项分子扩散项B/u, 传质阻力项传质阻力项Cun流动相流速一定，流动相流速一定，l当、最小时，才小，当、最小时，才小，n 最高，柱效高最高，柱效高l当、最大时，才大，当、最大时，才大，n 最小，柱效低最小，柱效低第48页/共86页第四十八页

26、，共86页。（1）涡流(wli)扩散项A 在填充色谱柱中，当组分随流动相向柱出口迁移时，流动相由于受到固定相颗粒障碍，不断改变流动方向，使组分分子(fnz)在前进中形成紊乱的类似“涡流”的流动，故称涡流扩散。 涡流扩散项系数涡流扩散项系数A A2dp - 填充填充(tinchng)不规则因子不规则因子dp - 填充填充(tinchng)物的平均直径物的平均直径 减小：固定相颗粒应适当细小、要均匀填充减小：固定相颗粒应适当细小、要均匀填充(tinchng) 第49页/共86页第四十九页，共86页。 待测组分是以“塞子”的形式(xngsh)被流动相带入色谱柱的，在“塞子”前后存在浓度梯度，由浓稀方

27、向扩散，产生了纵向扩散，使色谱峰展宽。（2）分子扩散(kusn)项B/u（纵向扩散(kusn)项） 第50页/共86页第五十页，共86页。分子扩散(kusn)项系数B B2D 是填充柱内流动相扩散(kusn)路径弯曲的因素，也称弯曲因子，它反映了固定相的几何形状对分子扩散(kusn)的阻碍情况。 D为组分在流动相中扩散(kusn)系数（c m2s-1）。 Dg气相扩散(kusn)系数比液相扩散(kusn)系数Dm大的多（约105倍） 减小纵向扩散(kusn)项u 采取措施： 适当提高流动相流速u，减小保留时间 用相对分子质量较大的气体作流动相 Dg 适当降低柱温Mr1第51页/共86页第五十一

28、页，共86页。（3）传质阻力项Cu传质阻力系数(xsh) C m+ CsgpnDdkkC222) 1(01.0mCs Cs 固定项传质阻力系数固定项传质阻力系数, ,即组分从两即组分从两相界面移动相界面移动(ydng)(ydng)到固定相内部，到固定相内部，达分配平衡后，又返回到两相界面，达分配平衡后，又返回到两相界面，在这过程中所受到的阻力为固定相传在这过程中所受到的阻力为固定相传质阻力。质阻力。SSDfdkkC2) 1 (322固定液膜厚度Cm Cm 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两相之间的质量交动到固定相表面进行两相之间的质量交换

29、换(jiohun)(jiohun)时所受到的阻力，质量交时所受到的阻力，质量交换换(jiohun)(jiohun)慢，引起色谱峰变宽。慢，引起色谱峰变宽。组分在固定相中扩散系数第52页/共86页第五十二页，共86页。减小的措施： 采用粒度小的填充物 Cmdp2 相对分子质量小的载气，Dg大 Cm1/Dg 降低固定液液膜厚度并且(bngqi)液膜要均匀；膜太 厚 ， 扩 散 费 时 ； 腊 太 薄 ， 包 不 住 载 体 。 Csdf2 Ds越大越好，增加柱温是提高Ds的方法之一 C C m m+ C+ Cs sgpnDdkkC222) 1(01.0mSSDfdkkC2) 1 (322第53页/

30、共86页第五十三页，共86页。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。固定液液(y y)膜薄而均匀，并且不宜流失。载气流速流速小时，u是影响的主要因素，选r大的载气，；流速大时，C u是影响的主要因素，选r小的载气，H2，Ne采用适当的柱温。气相色谱 uDskkdDdkkuDdHfgpgp)1(32)1(01. 02222222gl第54页/共86页第五十四页，共86页。 液相色谱(s p) uDfduDpduDdpHsmm2222gl第55页/共86页第五十五页，共86页。HuGC（a）LC（b）GC（a）u有一最低点u最佳；u小或u大，H都大LC（b）u没有最

31、低点； u大，H增大(zn d)不多，因此可用较高的流速，提高分析速度（4）流动(lidng)相线速度u对H的影响第56页/共86页第五十六页，共86页。可测三种流速对应(duyng)的板高H，解三元一次方程，求出A、B、C即可求出u最佳和H最小。实际工作中，为缩小分析时间，可选略高u最佳的流速，常用u最佳。BCACBCCBBAC u最佳u最佳BAH2/最小CBu最佳GC中最佳(zu ji)流速可通过实验和计算方法求得第57页/共86页第五十七页，共86页。分离(fnl)度R定义：相邻两个峰的保留值之差与两峰宽度平均值之比色谱柱的总分离(fnl)效能指标 2/ )(1212bbRRWWttRv

32、分子反映溶质在两相中分配行为对分离的影响，分子反映溶质在两相中分配行为对分离的影响，v 是色谱是色谱(s p)分离的热力学因素。分离的热力学因素。v分母反映动态过程溶质区带的扩宽对分离的影响，分母反映动态过程溶质区带的扩宽对分离的影响，v是色谱是色谱(s p)分离的动力学因素。分离的动力学因素。v两溶质保留时间相差越大，色谱两溶质保留时间相差越大，色谱(s p)峰越窄，分离越峰越窄，分离越好好第58页/共86页第五十八页，共86页。两个峰tR 相差越大，W越窄，值越大，说明柱分离较能高。 .5 两个组分能完全分开。 .0 两组分能分开，满足分析(fnx)要求。 .0 两峰有部分重叠。2/ )(

33、1212bbRRWWttR第59页/共86页第五十九页，共86页。第60页/共86页第六十页，共86页。1.分离(fnl)度与柱效能，选择性的关系 柱效能指色谱柱在分离过程(guchng)中的分离效能，常用n，来描述，n 越大，越小，柱效越高，对单个组分而言。 对多个组分的分离来说，无法用n ,H 来描述，n 大，小，几个峰未必分的开。选择性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r2,1r2,1相对保留值表示. r2,1. r2,1越大，保留时间相差大，分离(fnl)(fnl)越好（但未考虑峰宽因素）色谱基本分离方程色谱基本分离方程第61页/共86页第六十一页，共86页。、

34、分离度与柱效能(xionng)，选择性的关系 121 , 2RRttr22/1)(54. 5WtnR2/ )(1212bbRRWWttR第62页/共86页第六十二页，共86页。 n = 5.54 (tR /W1/2)2=16 (tR/Wb )2 、分离度与柱效能(xionng)，选择性的关系 221 , 21 , 22)1()1(16kkrrRn第63页/共86页第六十三页，共86页。a:柱效项：塔板数决定(judng)，n 越大，柱效越高分离的越好。、分离度与柱效能(xionng)，选择性的关系 1141 , 21 , 2kkrrnRb b：选择性项：r2,1r2,1越大，tRtR（）与tR

35、tR（1 1） 相差(xin ch)(xin ch)越大，分的越好。C C：柱容量项：k k大一些对分析有利; ; 太大，t tR R长，柱容量合适, ,分的才好。 一般k k 第64页/共86页第六十四页，共86页。以n有效(yuxio)表示，则有：21 , 21 , 22)1(16rrRn有效1 , 21 , 214rrnR有效第65页/共86页第六十五页，共86页。例题(lt)： 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。计算需要多少多少(dusho)块有效塔板

36、。若填充柱的塔板高度为块有效塔板。若填充柱的塔板高度为0.1 cm，柱长是多少，柱长是多少(dusho)？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，两组分可以得到完全分离。米时，两组分可以得到完全分离。第66页/共86页第六十六页，共86页。第七章 色谱法 7.1 色谱分析法简介 7.2 色谱图及色谱常用术语 7.3 色谱法的基本理论 7.4 色

37、谱定性(dng xng)和定量分析 7.5 气相色谱法 7.6 高效液相色谱法第67页/共86页第六十七页，共86页。定性分析(dngxngfnx)定量分析第68页/共86页第六十八页，共86页。124 色谱定性(dng xng)和定量分析一、定性分析 定性分析的任务是确定色谱图上各个峰代表什么物质。 1.利用保留值与已知物对照定性（1）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(wndng)、一致，必须严格控制操作条件，尤其是流速。第69页/共86页第六十九页，共86页。第70页/共86页第七十页，共86页。（2）利用

38、(lyng)峰高增量定性 若样品复杂，流出峰距离太近，或操作条件不易控制，可将已知物加到样品中，混合进样，若被测组分峰高增加了，则可能含该已知物。（3）利用双色谱系统定性 通过改变色谱条件来改变分离选择性，使不同物质显示不同保留值。例：选用极性差别较大的两种不同固定液来制备(zhbi)色谱柱，不同物质具有不同保留值第71页/共86页第七十一页，共86页。2.与其它分析仪器联用的定性(dng xng)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(s p)-(s p)-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第

39、72页/共86页第七十二页，共86页。二、定量分析(dnglingfnx) 气相色谱定量分析是根据检测器对溶质产生的响应信号与溶质的量成正比的原理，通过色谱图上的峰面积或峰高，计算(j sun)样品中溶质的含量。 mi=fi Ai mi=fihimi=fi Ai mi=fihi mi mi被测组分i i的质量，fifi比例(bl)(bl)系数AiAi、hihi被测组分的峰面积及峰高A=1. 065hW12 A=1.065h （W0.15W0.85）/2第73页/共86页第七十三页，共86页。1、定量校正(jiozhng)因子 色谱定量分析是基于峰面积与组分的量成正比关系。 但由于同一检测器对不

40、同物质具有不同的响应值，即不同物质检测器的灵敏度不同，相同的峰面积并不意味着有相等的量。 定量校正(jiozhng)因子：单位峰面积对应组分的质量。 fi=mi/Ai fi绝对校正(jiozhng)因子(1)(1)绝对校正因子 绝对校正因子受操作条件影响较大，要严格控制色谱条件，不易准确(zhnqu)(zhnqu)测定，没有统一标准，无法直接引用，定量分析中采用相对较正因子。第74页/共86页第七十四页，共86页。（2）相对校正(jiozhng)因子 用一个标准，把所有组分的A较正到标准物的A上，在同一标准上进行比较计算，热导检测器常用(chn yn)苯作标准。 相对定量校正因子fi定义：样品

41、中各组分的定量校正因子与标准物的定量校正因子之比。 siisssiisiimAmAAmAmmfmfmf/)()()(fi (m)表示相对(xingdu)质量校正因子第75页/共86页第七十五页，共86页。也可用相对摩尔校正(jiozhng)因子fi(M)（2）相对校正(jiozhng)因子isiisisissssiiisiiMMmfMmAMmAAMmAMmMfMfMf)(/)()()(凡文献查得的校正因子都是指相对(xingdu)(xingdu)校正因子，可用fM,fmfM,fm分别表示摩尔校正因子和质量校正因子第76页/共86页第七十六页，共86页。2、定量(dngling)方法 （1）归一化法 试样各组分(zfn)都出峰，可用归一化法定量。 把所有出峰组分(zfn)的含