色谱理论及应用

色谱理论及应用第一页，共三十页，编辑于2023年，星期三色谱法的理论基础

概论、动力学、热力学（第1—4章）

，定性和定量分析的一般问题（第5章）

；气相色谱法（第5章）液相色谱法（第6章）(液液色谱、液固色谱、键合色谱、离子对色谱、离子交换色谱、亲和色谱、排阻色谱)色谱新技术简介（第7章色谱方法与仪器的发展）(样品的化学衍生、进样技术、二维色谱法、光色谱法、电色谱与电泳、置换色谱法、变性高效液相色谱法、小波分析在色谱分析中的应用、超临界色谱法、色谱仪器及装备的微型化)色谱学理论及应用课程主要内容第二页，共三十页，编辑于2023年，星期三色谱学课程基本要求掌握色谱学的基本理论和方法

能够毛估色谱分离问题及效果提出解决问题的大致途径第三页，共三十页，编辑于2023年，星期三第一章概论概述：色谱法的发展历程色谱分离分析操作过程几种色谱操作法

迎头色谱法、顶替色谱法、洗脱色谱法ABCDEAaDC

BAE第四页，共三十页，编辑于2023年，星期三两个组分向前移动的特征

第五页，共三十页，编辑于2023年，星期三色谱分离分析样品组分的过程样品在载体“搬运”下，通过分析路径在分析路径上，样品中的各个组分受到某种“力场”的作用（力场可能是温度、压力、电压、光…产生可能引起分离效应，也可能不引起分离效应）在分析路径上，发生在两相之间的分配平衡，由于各个组分在同样两相之间分配平衡有差异，从而实现各组分的分离被分离的样品各个组分，在载体的搬运下离开分析路径，进入检测器被检测出来假如在分析路径上样品所受到的力场是电场力，则各个组分在电场力作用下实现分离，这就是电泳ABCDEAABCD第六页，共三十页，编辑于2023年，星期三1-1迎头色谱法ABCDABCABAaaABCDABCABA流动方向流出体积

BbARARABR

A

ABRABRBRA

b第七页，共三十页，编辑于2023年，星期三迎头色谱法主要应用于非定性定量分析的领域例如某些物理化学参数的测定、吸附剂催化剂及固体表面和孔尺寸和孔径分布等性质的研究第八页，共三十页，编辑于2023年，星期三1-2顶替色谱法(置换色谱法)

DCB+CA+B流动方向aDCBAbA

DBACDEABCD顶替剂第九页，共三十页，编辑于2023年，星期三顶替色谱法(置换色谱法)优点:

（1）样品量大产率高、被分离样品在分离过程中会自行浓缩。浓度比洗脱色谱高1—2数量级。柱载高50—100倍（2）可以同时分离样品中的多个组分（与亲和色谱不同）（3）被分离组分能在相当高的纯度的条件下获得高产率。（4）各组分分离界限较清晰，拖尾少，产量和回收率高。（5）产品浓度可控（6）用小分子顶替剂容易与生物分子分离，（7）单位柱长固定相利用率高（和用于制备的超载洗脱和迎头分析法相比）（8）溶剂使用量少。分离时间和成本减少30%以上。第十页，共三十页，编辑于2023年，星期三

DBA+BA流动方向ab淋洗色谱法

(冲洗色谱法、洗脱色谱法)第十一页，共三十页，编辑于2023年，星期三冲洗色谱法用于定性、定量、制备分析及某些物理化学性质和过程的研究。是用途最为广泛和最为普遍的色谱法。优点：柱效高，很容易得到几千甚至几万个塔板的分离效果、使用样品量极少、一次可以分析样品中的几个甚至几百个成分、分离分析速度极快。第十二页，共三十页，编辑于2023年，星期三色谱法应用简述一、色谱法在定量、定性分析与制备、生产中的应用二．色谱法在理论研究、催化化工、萃取等领域的应用1．无限稀释活度系数数据的测定及其在工程上的应用①混合溶剂、②高压气液平衡系统2．溶液理论及热数据的测定①过量偏摩尔参数与过量偏摩尔热容、②溶解热、生成热、反应热、③非电解质理论、④高聚物溶液理论3．维里系数的研究与测定4．纯物质性质的研究与测定①蒸汽压、②蒸发焓、③沸点、④相变、⑤分子量、⑥分子结构、⑦熵、粘度、折光系数等

第十三页，共三十页，编辑于2023年，星期三5．固体表面物理化学性质的研究⑴物理吸附（迎头色谱法、冲洗色谱法）①吸附等温线、②固体表面积、③固体内含孔径分布、⑵化学吸附与化学滴定①吸附热、②固体表面的酸减性、③催化剂活性中心及其性质、⑶程序升温色谱法研究固体表面性质①

脱附过程、②还原与氧化、③表面反应、6．催化反应动力学研究（微反应器反应色谱法）①脉冲催化反应动力学、②脉冲断流色谱法、③程序升温表面反应动力学、④空穴色谱法与过渡应答技术、7．传递性质研究①气体扩散系数、②液相扩散系数、③催化剂中质量传递阻力、8．萃取过程的研究与参数测定第十四页，共三十页，编辑于2023年，星期三

流动相进样分离柱检测器数据处理进样口计算机控制及第十五页，共三十页，编辑于2023年，星期三样品流动相第十六页，共三十页，编辑于2023年，星期三V0=Vm流动相(非滞留组分)保留值响应VR’V0VR时间/流动相体积进样hh1/2h1/2W1/2W保留值第十七页，共三十页，编辑于2023年，星期三冲洗色谱法一些主要的名词术语基线•色谱峰•峰底•峰高h•峰宽W•半高峰宽W1/2（半峰宽）峰面积A•标准偏差

•死体积V0（死时间t0）,流动相(非滞留组分)保留体积VR(保留时间tm)保留体积VR

(保留时间tR),调整保留体积VR’（调整保留时间tR’）,净保留体积VN（净保留时间tN），相对保留值

r2,1=(VR’2)/(VR’1)第十八页，共三十页，编辑于2023年，星期三V0=Vm流动相(非滞留组分)保留值响应VR’V0VR时间/流动相体积进样hh1/2h1/2W1/2W保留值第十九页，共三十页，编辑于2023年，星期三u=流动相流速u=0样品固定相流动相样品刚好占满一个塔板第二十页，共三十页，编辑于2023年，星期三第二章

色谱过程的热力学性质1。分配平衡分配系数K=aS/am=CS/Cm分配比（容量因子）k’=WS/Wm相比

=Vm/VS2。流动相线速度u3。u=L/t（比移值）第二十一页，共三十页，编辑于2023年，星期三色谱保留方程tR’=tR-tm

VR’=VR-Vm=KVSVN=VR’=VR-Vm=KVS第二十二页，共三十页，编辑于2023年，星期三相对保留值

被分离两种分子分子量相近,大小相似第二十三页，共三十页，编辑于2023年，星期三比保留体积Vg

在标准温度下,并对皂膜流量给水蒸汽压力校正

（tR’JF=VR’VN=VR’=VR-Vm=KVS）第二十四页，共三十页，编辑于2023年，星期三u=流动相流速u=0样品固定相流动相样品刚好占满一个塔板第二十五页，共三十页，编辑于2023年，星期三样品量增加保留时间tR柱长方向组分在流动相中的浓度CmCS

组分在固定相中的浓度CSCS组分在柱中的浓度分布响应值保留时间tRA:线性理想等温线，分配系数K于浓度无关B:朗格缪尔等温线分配，随着组分浓度增加，

K

减小、在流动相中Cm比例相对增大，意味着组分流出加快C:反朗格缪尔等温线分配，随着组分浓度增加，

K

增加、在流动相中Cm比例相对减小，组分流出减慢CS2CS1Cm2Cm1第二十六页，共三十页，编辑于2023年，星期三uS=0样品K减小umK增大um第二十七页，共三十页，编辑于2023年，星期三组分在流动相中的浓度CmCS2CS1Cm1Cm2K=CS/CmCS2

CS1K2

K1CS组分在固定相中的浓度第二十八页，共三十页，编辑于2023年，星期三K=CS/CmCS2

CS1K2

K1CS组分在流动相中的浓度CmCS2Cm2CS1Cm1第二十九页，共三十页，编辑于2023年，星期三样品量增加保留时间tR柱长方向组分在流动相中的浓度CmC