仪器教案第七章色谱法

第二章气相色谱分析第一节色谱分析法概述第二节气相色谱分析理论基础第三节气相色谱分离操作条件的选择第四节气相色谱检测器第五节气相色谱定性、定量分析第六节色谱——质谱联用技术简介2/5/2023第二章

气相色谱分析法一、色谱法的历史二、色谱法定义三、色谱法的分类四、色谱法的特点五、色谱法的应用第一节

色谱分析法概述introductionThesummarizationofchromatography2/5/2023俄国植物学家Tswett于1901年发现：利用吸附原理分离植物色素一、色谱分析法的历史2/5/2023图示固定相——CaCO3颗粒流动相——石油醚

色带2/5/20231903年发表文章：Onanewcategoryofadsorptionphenomenaandtheirapplicationtobiochemicalanalysis1906年Tswett

创立“chromatography”—“色谱法”新名词1907年在德国生物会议上第一次向世界公开展示显现彩色环带的柱管1935年AdamsandHolmes发明了苯酚-甲醛型离子交换树脂，进一步发明了离子色谱1938年Izmailov

发明薄层色谱1941年Martin&Synge发明了液-液分配色谱2/5/20231944年Consden,Gordon&Martin发明纸色谱1952年Martin&Synge发明气-液色谱1953年Janak发明气-固色谱1954年Ray发明热导检测器1954年我国研究成功第一台色谱仪1957年Martin&Golay

发明毛细管色谱1959年Porath&Flodin

发明凝胶色谱1960年液相色谱技术完善2/5/2023二、色谱法的定义色谱法：以试样组分在固定相和流动相间的溶解、吸附、分配、离子交换或其他亲和作用的差异为依据而建立起来的各种分离分析方法称色谱法。是借助色谱分离原理而使混合物中各组分分离的技术；将色谱分离技术应用于分析化学，称为色谱分析。2/5/2023色谱法实质上是一种物理化学分离分析方法。它是利用不同物质在两相（固定相和流动相）中具有不同的分配系数或吸附能力及其它亲和作用性能的差异为分离依据。当混合物中各组分随流动相移动时，在两相中反复进行多次分配，从而使各组分得到分离。实质：分离目的：定性分析或定量分析2/5/2023以吸附色谱为例说明色谱过程见图示

吸附→解吸→再吸附→再解吸→反复多次洗脱→差速迁移→分离吸附能力的微小差异微小差异积累→较大差异→吸附能力弱的组分先流出；吸附能力强的组分后流出2/5/2023三、色谱方法的分类1.定义色谱柱：进行色谱分离用的细长管。固定相：管内保持固定、起分离作用的填充物。流动相：流经固定相的空隙或表面的冲洗剂。2/5/20232.色谱法的分类(三种)（1）按两相分子的聚集状态分：流动相固定相类型液相色谱液体固体液-固色谱液体液体液-液色谱气体固体气-固色谱气体液体气-液色谱气相色谱2/5/2023（2）按固定相使用的形式分类

①柱色谱、②纸色谱、③薄层色谱（3）按分离机理分类

①吸附色谱、②分配色谱、③离子交换色谱、

④凝胶色谱2/5/2023四、色谱法的特点优点：“三高”、“一快”、“一广”缺点：高效能——反复多次利用组分性质的差异产生很好分离效果高选择性——可将性质相似的组分分开高灵敏度——10-11~10-14g，适于痕量分析分析速度快——几~几十分钟完成分离一次可以测多种样品应用范围广——气体，液体、固体物质对未知物分析的定性专属性差需要与其他分析方法联用(GC-MS,LC-MS)2/5/2023五、色谱法的应用(1)色谱分析广泛应用于极为复杂的混合物成分分析；(2)在糖类、氨基酸、农药、染料、贵金属、有机金属化合物等方面得到了广泛的应用。(3)色谱分离是一种非常有效的提纯物质的技术，常用于制备分离，得到高纯样品。(4)色谱—质谱联用仪已成为研究分子结构的重要手段。2/5/2023一、气相色谱法的基本概念二、色谱分离的基本理论第二节气相色谱分析理论基础2/5/2023一、气相色谱法的基本概念1．色谱常用术语（P6）①色谱图试样中各组分经色谱柱分离后，按先后次序经过检测器时，检测器就将流动相中各组分浓度变化转变为相应的电信号，由记录仪所记录下的信号——时间的变化曲线，称为色谱流出曲线。2/5/20232/5/20232/5/2023②基线在操作条件下，没有试样进入检测器，只有纯流动相进入检测器时的流出曲线，记录仪记录的是一条直线，这条直线称为基线。噪音：使基线发生细小的波动的现象基线是在实验操作条件下，反映检测器系统噪声随时间变化的曲线。2/5/2023③色谱峰高和峰面积峰高(h)：峰高h指色谱峰最高点到基线的距离，一般用cm为单位。峰面积(A)：峰高与峰底宽之间的乘积称为峰面积(peakarea)，用A表示。2/5/2023④峰的区域宽度：峰宽(Y)与半峰宽[Y1/2)从色谱峰两侧的转折点(拐点)作切线，在基线上的截距叫峰底宽(Y)；简称峰宽；峰高一半处色谱峰的宽度叫半峰宽(Y1/2)。由于色谱峰顶呈圆孤形，色谱峰的半峰宽并不等于峰底宽的一半。

a、峰底宽Y=4σ=1.70Y1/2b、半高峰宽Y1/2=2.355σc、标准偏差峰宽Y0.607h=2σ

2/5/2023⑤保留值表示被测组分从进样到色谱柱后出现浓度最大值所需要的时间(或所需载气的体积)，叫做保留值。★★保留时间(tR):是指被测组分从进样开始到柱后出现浓度最大值时所需的时间。组分在流动相中停留的时间+在固定相中所停留的时间2/5/2023★★调整保留时间(tR′)：组分的保留时间与死时间的差值：tR′=tR-tM它表示与固定相发生作用的组分比载气在色谱柱中多滞留的时间，实际上是组分在固定相中所滞留的时间。★★死时间（tM）：不与固定相作用的组分（空气）从进样到柱后出现浓度最大值所需要的的时间。2/5/2023★★保留体积（VR）：从进样开始到柱后出现浓度最大值所需要的载气体积

VR=qv,0

·tR★★调整保留体积（VR′）：指扣除死体积后的保留体积VR′=tR′·qv,0★★死体积（VM）：不与固定相作用的组分从进样到柱后出现浓度最大值所需要的载气体积。若载气的体积流量为qv,0，则死体积为VM=qv,0

·tM2/5/2023⑥相对保留值()表示组分的调整保留值与标准物质的调整保留值之比：值越大，两组分的色谱峰相距越远，分离得越好2/5/2023⑦选择因子()表示组分2的调整保留值与组分1的调整保留值之比：值越大，两组分的色谱峰相距越远，分离得越好2/5/20232.分配系数与分配比定义：组分在固定相和流动相之间发生的吸附与解（脱）附或者溶解与挥发的过程叫分配过程。（1）分配系数(K):在一定温度、压力下，当组分在流动相和固定相两相中达到分配平衡时，组分在两相中的浓度之比，称为分配系数(K)。2/5/2023K↑溶解度或吸附能力↑，组分在固定相中的量↑，在气相中的量↓。K↑进入固定相的组分↑，组分在固定相中滞留的时间越长，流出色谱柱所需的时间也就越长。组分在固定相中的质量浓度(g·mL-1)组分在流动相中的质量浓度(g·mL-1)2/5/2023（2）分配比(k)定义：分配比是在一定温度、压力下，组分在两相间达到分配平衡时，两相间组分的质量比：k=ms/mm分配比又称为容量因子或容量比分配比k的大小由下式计算：k=tR`/tM通过实验来测定分配比k的数值k值越大，保留时间越长。k=0的组分，其保留时间即为死时间。2/5/2023（3）分配系数与分配比的关系相比：表示流动相体积与固定相体积之比2/5/2023根据上式，k值可以很方便地从色谱图求得，所以容量因子k是一个重要的色谱参数上式改写VR＝VM（1＋k）

tR＝tM（1＋k）

说明k值越大，保留时间越长。tM＝L/u可见，保留值与柱长L成正比，与流动相平均线速度u成反比。2/5/2023讨论：色谱条件一定时，tR主要取决k或K的大小

k或K↑，tR↑，组分后出柱

k或K=0，组分不保留k或K→∞，组分完全保留tR＝tM（1＋k）2/5/20233.色谱分析的实验依据

色谱峰数=样品中的组份数；

色谱保留值——定性依据；

色谱峰高或面积——定量依据；

色谱保留值或区域宽度——色谱柱分离效能评价指标；色谱峰间距——固定相或流动相选择是否合适的依据。相对保留值或选择因子——与柱长、柱径、填充情况、流动相流速等条件无关，而仅与温度、固定相种类有关。当α=1时两个组分不能分离。2/5/2023二、色谱分离的基本理论1.塔板理论（MartinandSynge1941）七点假设：将一根色谱柱视为一个精馏塔色谱柱是由一系列连续的、水平的塔板构成每一块塔板的高度为H组分气体以脉冲的方式进入塔板组分在每一块塔板上迅速达到分配平衡分配系数在各塔板上是常数气体的纵向扩散可以忽略不计2/5/2023塔板理论认为，一根柱子可以分为n段，在每段内组分在两相间很快达到一次平衡，把每一段称为一块理论塔板。设柱长为L，理论塔板高度为H，则

H=L/n式中n为理论塔板数。同长度的色谱柱塔板数越多，塔板高度H越小，分离效果越好。2/5/2023理论塔板数按下式推算：或保留时间越长，Y或Y1/2越小，色谱峰越窄，理论塔板数越多，组分在两相间达到分配平衡的次数也越多，分离能力越强，柱效也就越高。2/5/2023例2.2某色谱柱长2.1m，测得某组分的保留时间为5min42s，在色谱纸上量得色谱峰的宽度为1.2cm，已知纸速为2cm·min-1，求塔板高度。解：将色谱峰的宽度换算成时间：2/5/2023答：塔板高度为1.45mm。2/5/2023有效塔板数（neff）的计算公式为；

Heff=L/neffn=1+kk2•neff有效塔板数扣除了死时间的影响，通常用（neff）来评价柱的效能,较为真实地反映了柱效能的好坏,比较符合实际。neff越大或Heff越小，则色谱柱的柱效越高。2/5/2023塔板理论的特点优点：理论直观，能解释流出曲线的形状和浓度极大点(色谱峰)的位置，应用广泛。缺点：理论建立在几点假设之上，不能解释塔板高度量受哪些因素的影响，也不能指出降低塔板高度的途径。2/5/20232.速率理论（J.J.VanDeemter

1956）速率理论认为，单个组分粒子在色谱柱内固定相和流动相间要发生千万次转移，加上分子扩散和运动途径等因素，它在柱内的运动是高度不规则的，是随机的。组分粒子之间在柱中随流动相前进的速度是不均一的。2/5/2023范第姆特方程式：☆☆式中：U为流动相平均线速度；

A为涡流扩散项；B/U为分子扩散项；CU为传质阻力项。H=A+B/U+CU减小A，B/U，CU三项的值，可以降低塔板高度量，减少色谱峰的扩张，提高柱效。2/5/2023（1）涡流扩散项(A)：A的大小，与填充物的平均颗粒直径dp(单位为cm)有关，也与固定相填充不均匀因子有关：（动画）2/5/2023（2）分子扩散项(B/U)试样分子沿色谱柱纵的方向扩散，系数B的大小与气体路径弯曲因子γ和组分在气体中的扩散系数Dg(单位为cm2.s-1)有关：毛细管柱：γ=1填充柱：γ＜1(动画）2/5/2023（3）传质阻力项(CU)定义：被测组分由于浓度不均匀而发生物质迁移过程，称为传质过程。C称为传质阻力系数。传质过程分为：气相传质过程与液相传质过程传质阻力系数C等于气相传质阻力系数Cg和液相传质阻力系数Cl之和：C=Cg+C12/5/2023液膜厚度组分在气体中的扩散系数（动画）2/5/2023总结：范第姆特方程H=A+B/U+CUA，B/U，CU越小，色谱柱的塔板高度H越小，柱效率越高。改善柱效率的因素：★选择颗粒较小的均匀填料★★选用较低的柱温操作★★★降低担体表面液层的厚度★★★★选用合适的载气及载气流速：流速较小时，分子扩散项成为色谱峰扩张的主要因素，宜用相对分子质量较大的载气；流速较大时，传质项为控制因素，宜用相对分子质量较小的载气。2/5/2023第三节色谱分离条件的选择一、分离度和影响分离的因素二、分离条件的选择三、固定相及其选择2/5/2023一、分离度和影响分离的因素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。即柱效为多大时，相邻两组份能够被完全分离。

（1）分离度R及计算定义：相邻两色谱峰保留值之差与两组分色谱峰底宽度平均值之比，用R表示。2/5/2023分离度可以用来作为衡量色谱峰分离效能的指标。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──色谱过程不同物质间的影响因素；区域宽度──色谱过程的同种物质的影响因素。色谱柱的选择性越强，两组分的色谱峰相距越远；柱效能越高，色谱峰越窄。2/5/2023讨论：色谱分离中的四种情况的讨论：①柱效较高，△K(分配系数之差)较大,完全分离；②△K不是很大，柱效较高，峰较窄，基本上完全分离；③柱效较低，△K较大,但分离的不好；④△K小，柱效低，分离效果更差。R＝1时，分离程度为98.7%R＝1.5时，分离程度可达99.7%R＝1.5作为完全分开的标志2/5/2023（2）色谱分离基本方程式由上式可知：①增加塔板数可以提高分离度②k值的最佳范围是：1＜k＜10③选择因子增大，能显著地提高分离度两根同种色谱柱的相互关系式：2/5/2023柱选择项柱容量项柱效项与柱选择性的关系α越大，柱选择性越好，分离效果越好。如果两个相邻峰的选择因子足够大，则即使色谱柱的理论塔板数较小，也可以实现分离。2/5/2023

与柱效的关系（柱效因子）与容量因子的关系

R∝n1/2增加柱长减小塔板高度限制：L过长，保留时间延长，分析时间延长，色谱峰扩展。使用性能优良的色谱柱，并选择最佳分离条件k值增大，有利于分离，但k>10时，对R的增加不明显，也会显著增加分析时间k的最佳范围：1~102/5/2023例4.2.3如果柱长L2为1m时，分离度及为0.8，要实现完全分离(R＝1.5)，色谱柱Ll至少应有多长?解：答：色谱柱至少应有3.52m长。2/5/2023例4.2.4用3m长的填充柱得到如图4.2.6所示的色谱流出曲线，为了得到R＝1.5的分辨率，填充柱最短需要多少米?2/5/2023塔板高度为：代入公式，得：解：2/5/2023二、分离条件的选择①载气及其最佳流速的选择★载气的选择

热导池检测器常用氢气、氦气作载气氢火焰检测器宜用氮气作载2/5/2023★载气流速的选择范第姆特方程式H=A+B/U+CU中，A，B，C与载气线速度无关。载气的最佳流速：2/5/2023②柱温的选择柱温改变时，柱效率、分离度R、选择性及色谱柱的稳定性都将产生相应的改变。2/5/2023③汽化温度的选择比试样组分中最高的沸点高30～50℃④进样时间和进样量

在0.1s内把试样进完液体进样量为0.1μL～5μL气体进样量为0.1mL～5mL2/5/2023三、固定相及其选择1．气—固色谱固定相吸附——物理化学过程吸附剂分类：(1)非极性吸附剂：如活性炭，适用于低沸点的碳氢化合物的分析。(2)弱极性吸附剂：如氧化铝吸附剂，适用于分析C1～C4烃类及异构体。2/5/2023(3)强极性吸附剂：如分子筛，适于分析N2，O2，CO，H2等气体和正异构烷烃。(4)氢键型吸附剂：如硅胶吸附剂，适用于分析有氢键或极性的化合物。2/5/20232.气-液色谱固定相气-液色谱的优点：(1)固定液的品种繁多，可选择范围大；(2)固定液的用量可以任意变化；可以根据需要选用合适的固定液用量，以改善分离效果；(3)气-液色谱在通常操作条件下有良好的对称峰；⑷寿命长。2/5/2023★固定液的分类主要是按固定液的极性分级：“0”级——非极性固定液“+1”与“+2”级——弱极性固定液“+3”级——中等极性固定液“+4”与“+5”级——强极性固定液2/5/2023★固定液的选择原则：(1)非极性试样，用非极性固定液；(2)极性试样，使用极性固定液；(3)极性与非极性的混合物，一般选用极性固定液；(4)能形成氢键的试样，选用极性或形成氢键的固定液；(5)复杂的多组分混合试样，常用两种或两种以上的混合固定液。2/5/2023第四节气相色谱检测器一、气相色谱议的基本部件与作用2/5/2023①气相色谱仪的工作过程气相色谱仪分为五个主要组成部分：载气系统：气体流动相的运行系统；进样系统：样品的导入系统；分离系统：混合样品的分离；检测系统：分离后物质检测信号的形成；记录系统：检测信号的记录与运算；2/5/20231-载气钢瓶；2-减压阀；3-净化干燥管；4-针形阀；5-流量计;6-压力表；7-进样器；8-色谱柱;9-热导检测器；10-放大器；11-温度控制器；12-记录仪；载气系统进样系统色谱柱检测系统温控系统气相色谱工作分析过程：样品制备进样组份分离样品成份检测定性和定量2/5/2023二、气相色谱仪主要部件

1.载气系统

包括气源、净化干燥管和载气流速控制及测量；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（依次通过分子筛、活性炭等）；载气流速控制及测量：压力表、流量计、针形稳压阀，控制载气流速恒定。2/5/20232.进样装置进样装置：进样器+气化室；

气体进样器（六通阀）：2/5/2023液体进样器：不同规格的专用注射器，填充柱色谱常用10μL；毛细管色谱常用1μL；新型仪器带有全自动液体进样器，一次可放置数十个试样。

气化室：将液体试样瞬间气化的装置。2/5/20233.色谱柱（分离柱）色谱柱：色谱仪的核心部件。分为填充柱和毛细管柱两种。填充柱材质：不锈钢管或玻璃管，内径2-6mm，长度可根据需要确定，一般1-3m。毛细管柱材质：一般石英玻璃柱，内径0.1-0.5mm，长25-100m。2/5/20234.检测系统

色谱仪的眼睛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；2/5/20235.温度控制系统

温度是色谱分离条件的重要选择参数；

气化室、分离室、检测器三部分在色谱仪操作时均需控制温度；

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；

分离室：准确控制分离需要的温度。当试样复杂时，分离室温度需要按一定程序控制温度变化，各组分在最佳温度下分离；2/5/2023结构流程2/5/2023

三、气相色谱检测器（一）气相色谱检测器的类型1.气相色谱检测器根据响应原理的不同可分为浓度型检测器和质量型检测器两类。（1）浓度型检测器：测量的是载气中某组分瞬间浓度的变化，即检测器的响应值和组分的瞬间浓度成正比。如热导池检测器（TCD）和电子捕获检测器（ECD）（2）质量型检测器：测量的是载气中某组分质量比率的变化，即检测器的响应值和单位时间进入检测器的组分质量成正比。如氢火焰离子化检测器（FID）和火焰光度检测器（FPD）

2/5/2023

2.按照应用范围分通用和专用检测器

通用检测器有：（1）热导池检测器，TCD(Thermalconductivitydetector) 测一般化合物和永久性气体（2）氢火焰离子化检测器,FID(Hydrogenflameionizationdetector)

测一般有机化合物专用检测器有：（3）电子俘获检测器，ECD(Electroncapturedetector)

测带强电负性原子的有机化合物（4）火焰光度检测器，FPD(Flamephotometricdetector)

测含硫、含磷的有机化合物2/5/2023（二）几种常用检测器1.热导检测器（TCD)（1）热导检测器的结构（热导池和电路连接组成）池体（一般用不锈钢制成）热敏元件：电阻率高、电阻温度系数大、机械强度高、对各种成分都呈现惰性的金属丝。（如：钨丝）参比臂：仅允许纯载气通过，通常连接在进样装置之前测量臂：需要携带被分离组分的载气流过，则连接在紧靠近分离柱出口处。2/5/20232/5/2023（2）检测原理惠斯通平衡电桥，如图。电阻丝通电，加热与散热达到平衡后，两臂电阻值：R参=R测;R1=R2

，则：R参/R测=R1/R2

无电压信号输出；记录仪走直线（基线）。

进样后:R参≠R测

则：R参/R测≠R1/R22/5/20232.氢火焰检测器（FID）是以氢气和空气燃烧的火焰作为能源，利用含碳有机化合物在氢火焰中燃烧时能产生带电离子碎片，收集其荷电量进行测定。氢火焰检测器的离子化机理：有机物在氢火焰中发生化学电离火焰中的正离子以H3O+最多，约占90%；其他还有CHO+，CH3O+，C3H+等。对在氢火焰中不电离的无机化合物，例如CO，CO2，SO2，N2等，不能进行检测。2/5/2023特点：灵敏度比热导池检测器高出三个数量级，具有结构简单、灵敏度高、响应速度快、应用广泛，适宜于痕量分析。2/5/2023高选择性、高灵敏度的放射性检测器（放射源63Ni或3H，产生β射线）3.电子捕获检测器（ECD)2/5/2023选择性高，仅对含有卤素、含氧基团等的化合物有响应；灵敏度高，检测下限10-14g/mL；ECD是目前分析痕量电负性有机物最有效的检测器；对大多数烃类没有响应；主要缺点：线性范围窄；应用：近年来广泛用于食品、农副产品中农药残留量的分析以及大气、水中污染物的分析等。2/5/2023化合物中硫、磷在富氢火焰中燃烧，生成激发态分子碎片，当回到基态时辐射出不同波长的特征光谱，可被检测。HPO碎片（480-600nm）、S2（350-430nm）；该检测器是对含硫、磷化合物的高选择性检测器，又称硫磷检测器。（四）火焰光度检测器（FPD)2/5/2023几种检测器的性能对比2/5/2023（三）检测器的性能指标（自学）气相色谱分析对检测器的要求：测量准确，响应快，稳定性好，灵敏度高，适应范围广。衡量检测器性能的主要指标：灵敏度、检测限和检测器的线性范围。2/5/2023第五节气相色谱定性、定量分析一、气相相色谱的定性方法依据：利用色谱图确定各色谱峰所代表的化合物。常用的方法：纯物质对照定性、利用保留值定性等。各种物质在一定的条件下(固定相、操作条件)，均有确定不变的保留值利用已知的纯物质与未知试样的色谱峰对照进行定性分析2/5/2023（1）利用保留值定性当已知某试样推测为某化合物时，用相应化合物的纯物质进行比较，有相同的峰形和保留值的则为同一种化合物。特点：气相色谱定性最可靠的方法★★★注意：如果保留时间相同，峰形不同，仍不能认为是同一种物质时，将试样与纯物质混合后注入色谱柱，若色谱峰增高而半峰宽并不相应增加，则两者可能是同一种物质。★★★缺点：重复性较差2/5/2023（2）利用相对保留值定性定义：相对保留值是组分i与基准物S的调整保留值之比：

优点：可以消除某些操作条件的影响，只要柱温、固定相不变，即使柱径、柱长、填充情况及流动相的流速有所变化，相对保留值γi,s仍然不变，它是色谱定性分析的重要参数。2/5/2023

（3）利用保留指数进行进行定性分析Xz+1，Xz分别代表含Z+1、Z个碳原子的正构烷烃在测定柱上的调整保留参数，Xi代表待测物质在测定柱上的调整保留参数。优点：可以方便求出文献测定条件下的I值而进行定性分析，无须标准物质。2/5/2023二、气相色谱定量方法依据：在一定的条件下，被测组分i的质量mi或其在载气中的浓度与检测器的响应信号（色谱上表现为峰面积Ai或峰高Hi）成正比：色谱定量公式：2/5/2023（一）色谱峰面积测量方法1.峰高乘半峰宽法2.峰高乘平均峰宽法在峰高0.15处与峰高0.85处测量峰的宽度，然后取平均值，乘以峰的高度：3.电子积分法

2/5/2023（二）定量校正因子原因：为了使检测器的响应信号能真实地反映物质的含量，就要对色谱峰面积进行校正，因此引入定量校正因子。1.绝对校正因子在一定的操作条件下，组分i的进样量m与峰的面积Ai成正比：绝对校正因子2/5/2023进样量：质量m、摩尔n、体积V★★★物理意义是每单位峰面积所代表物质的多少2/5/2023例4.2.7某试样含有5μg乙醇，测得相应的色谱峰面积为150mm2，求乙醇的fi。解：答：乙醇的绝对校正因子fm,i为3.3×10-2μg·mm-2。即每平方毫米色谱峰面积代表3.3×10-2μg乙醇。2/5/2023绝对校正因子fi的大小主要由操作条件和仪器的灵敏度所决定，既不容易准确测量，也无统一标准；当操作条件波动时，fi也发生变化。故fi无法直接应用，定量分析时，一般采用相对校正因子。2.相对校正因子定义：规定某一个组分为标准物，计算其他组分的绝对校正因子与此标准物绝对校正因子的比值。2/5/2023

各物质的量以摩尔数计，Mi,Ms分别表示被测物与标准物质的相对分子质量（摩尔质量）2/5/2023例4.2.8准确称取一定质量的色谱纯对二甲苯、甲苯、苯及仲丁醇，混合后稀释，采用氢焰检测器，定量进样并测量各物质所对应的峰面积，数据如下：物质苯仲丁醇甲苯对二甲苯m/μg0.47200.63250.81490.4547A/cm22.603.404.102.20以仲丁醇为标准，计算各物质的相对质量校正因子。2/5/2023法1：同理：2/5/2023（三）定量计算方法归一化法、内标法、内标标准曲线法、外标法等1.归一化法设有几个组分，每个组分的质量分别为m1,m2,m3…，测得色谱峰的面积分别为：A1，A2，A3，…。各组分的绝对校正因子为：2/5/2023设以S为标准物，则各组分的相对校正因子为：2/5/2023各组分的质量分数为：各组分的质量分数之和等于1，即：2/5/2023优点：归一化法很直观，容易接受，计算简便、准确，当操作条件如进样量、流速等发生变化时，对计算结果的影响很小，是一种常用的计算方法。缺点：必需所有组分都出峰，所有的色谱峰面积都可测量。2/5/20232.内标法当只需测定试样中某几个组分，或试样中所有组分不可能全部出峰时，可采用内标法。内标法是将一定质量的纯物质(非被测组分的纯物质)作为内标物，加入到准确称取的试样中，根据被测物质和内标物的质量及其在色谱图上相应峰面积之比，求出被测组分的质量分数。2/5/2023设样品的质量为m，则待测组分i的质量分数为2/5/2023选择内标物应遵循的原则：试样中不存在的纯物质，否则会使色谱峰重叠而无法准确测定试样的色谱峰面积；内标物的物理及物理化学性质应与被测物相近，当操作条件发生变化时，内标物与被测物均受到相应的影响两者相对校正因子基本不变；色谱峰位于被测物色谱峰的附近，且能与被测物色谱峰完全分离；内标物的浓度应与被测物的浓度相近。2/5/2023例4.2.9取二甲苯生产母液1500mg，母液中合有乙苯、对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯及溶剂和少量苯甲酸，其中苯甲酸不能出峰。以150mg壬烷作内标物，测得有关数据如下：物质壬烷乙苯对二甲苯间二甲苯邻二甲苯Ai/cm298709512080f`m1.020.971.000.960.98求各组分的含量。2/5/2023解：母液中苯甲酸不能出峰，所以只能用内标法计算。由各组分的绝对校正因子计算得壬烷、乙苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯的相对校正因子分别为1.00，0.95，0.98，0.94，0.96。根据内标法计算公式，对于乙苯有：同样可以计算出对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯的质量分数分别为9.5%，11.5%，7.84%。2/5/2023内标法的优点：不要求各组分全部出峰，无归一化法的限制，即只要被测组分能出峰，不和其他峰重叠，不管其他组分是否出峰或是否重叠，都可以用内标法进行定量分析，而且定量准确，受操作条件影响较小。缺点：选用合适的内标物较为困难，每次都要淮确称量样品和内标物的量，不宜作快速分析。2/5/20233.内标标准曲线法从内标公式可知：如果每次称取同样量(m)的试样，每次加入相等量(ms)的内标物，