色谱课程基本要求及章回顾

色谱课程基本要求及章回顾第1页，课件共42页，创作于2023年2月1.利用基本定量关系对色谱图进行计算熟练掌握色谱学有关的基本概念及名词评价色谱柱的性能(对给定色谱图计算Vm，VR,Wb,VS,

,neff,Heff,n

,H

,RS,

,W1/2,SI,)预估同系物的保留值2.根据速率理论:分析影响色谱带宽的因素、影响柱效的因素,提出改进色谱柱的方向3.根据分离度定义及分离方程等相关关系计算分离度，判断分离效果；分析影响分离度的因素、提出改进色谱分离效果的方向、影响分离时间因素第2页，课件共42页，创作于2023年2月4.熟练掌握有关色谱分离的基本常识柱外效应、非线性等温线、载体活性中心、进样量、分析时间、分离数、柱载荷（固定相容量）5从被分离组分与固定相分子的相互作用力粗略预测色谱分离条件6保留指数I的概念,连通性指数X的计算以及X与I的关系7.理解气相色谱载体的一般情况和载体的预处理的意义

固定液的McReynolds分类体系和分类表

固定液的选择的一般原则,混合固定液的选择第3页，课件共42页，创作于2023年2月8.影响正确测定保留值的因素9.

定量分析的误差以及误差来源10.

痕量分析问题(从平衡塔板理论和速率理论分析色谱痕量分析的操作条件)11.

液相色谱的特点(与气相色谱比较)，各类液相色谱体系的特点:键合相色谱、离子交换色谱、离子对色谱、排阻色谱；12.

液相色谱法流动相分类、流动相极性的选择、容量因子与流动相极性的关系，流动相选择的基本原则。13.

色谱体系和操作参数的一般选择（包括在气相色谱和液相色谱操作中，改变被分离组分容量因子的基本途径及区别）14.

对典型图示的解释第4页，课件共42页，创作于2023年2月第五、六章气相、液相色谱法回顾分析技术操作部分仪器的一般问题定性分析定量分析痕量分析气相色谱法液相色谱法第5页，课件共42页，创作于2023年2月第五章：气相色谱法D＝2RN/S1。气相色谱检测器热导检测器（TCD）、氢火焰离子化检测器（FID）电子捕获检测器（ECD）的一般常识2。气相色谱柱⑴载体的一般情况和载体的预处理的意义①酸洗②碱洗③硅烷化④釉化处理3。固定液的分类

按化学类型分类、按相对极性分类⑴Rohrschneider分类体系

⑵McReynolds分类体系和分类表、常用色谱固定相灵敏度（应答值）最小检测量（浓度）线性范围第6页，课件共42页，创作于2023年2月（4）固定液的选择相似性原则非极性组分样品一般采用非极性固定液强极性组分样品一般采用强极性固定液根据McReynolds常数进行选择混合固定液的选择

020406080100%

固定液Ⅰ

100806040200%

固定液ⅡABCDBA,DC柱Ⅰ保留时间柱Ⅱ保留时间第7页，课件共42页，创作于2023年2月

色谱操作条件的选择

⑴色谱柱及其长度

⑵载体及其粒度

⑶固定液配比

⑷柱温

⑸载气及流速

⑹样品量

⑺气化温度ABCtR10%h峰对称因子的定义第8页，课件共42页，创作于2023年2月样品量对分离度的影响:保留体积大的样品量可以大些tR进样量1.0gRS(1)=1.05RS(1)=1.30进样量2.2gRS(1)=0.70RS(1)=1.00进样量3.5gRS(1)=0.35RS(1)=0.72(1)(1)(1)(2)(2)(2)第9页，课件共42页，创作于2023年2月第10页，课件共42页，创作于2023年2月定性分析1利用保留数据定性

利用调整保留值和碳数的关系定性,lgVRi’＝Ani＋B

或

Cn=algVR’+b2。影响保留值正确的因素:

分离度、非滞留组分保留值,死体积Vm,死时间tm

、载体活性中心的吸附作用、进样量、载气纯度、固定液纯度、操作参数的波动定量分析1.归一化法、2已知样品校正法(外标法和内标法)定量分析中的有关问题,色谱图参数的测量⑴峰面积的测量、⑵峰高定量、⑶定量校正因子定量分析的误差来源第11页，课件共42页，创作于2023年2月样品量与保留值之间的关系VR（正确保留值）因非线性分配等温线以及样品超载造成保留值变小测得的不正确保留值保留值第12页，课件共42页，创作于2023年2月

（正确保留值）VR因固定相活性中心的强吸附小样品保留值变大,色谱峰拖尾.测得的不正确保留值保留值固定相存在活性中心时,样品量与保留值的关系第13页，课件共42页，创作于2023年2月①校正用样品的制备,进样量和进样技术②检测器的线性范围③分离度和定量误差相邻色谱峰的峰高比为1:1,峰高准确测定所需的最小分离度为0.8;相邻的色谱峰的峰高比为4:1,峰高准确测定所需的最小分离度为1.0;相邻的色谱峰的峰高比为32:1,峰高准确测定所需的最小分离度应大于1.25.不完全分离峰,小峰面积测量的误差总是负值峰高比为(a/b)<1.大峰与小峰峰面积测量误差关系为大峰面积误差＝－(a/b)较小峰峰面积的误差第14页，课件共42页，创作于2023年2月第15页，课件共42页，创作于2023年2月5痕量分析要采用理论塔板数大的色谱柱,大的进样体积,痕量组分有尽量小的保留体积(k’小些).k’大峰<k’小峰,k’小峰<k’大峰,tr小r大首先，仪器系统应有足够的灵敏度（足够的最小检测量或最小检测浓度），正常操作的系统应有足够小的噪音。组成总的检测噪音的因素有：体系操作及检测系统稳定性、载气所含杂质、系统的清洁、固定相的流失等第16页，课件共42页，创作于2023年2月当k‘达到合适的大小后,通过增加理论塔板数或进样体积来提高Cmax/C0

,增加进样体积不仅受到柱容量和ｒ的限制,ｒ值大,允许较大的进样量不至于使分离度明显变坏.ｒ值大可用比较短的色谱柱,既可以保持有必要的分离度,又可以缩短痕量组分的保留时间.合适的进样量需要用实验来确定.应当选用细颗粒填料填充的短柱子.固定相,严格对载体的选用和钝化处理ｒ增加,tw减小;因tw与流动相流速成反比.流速增加获得比较窄的峰痕量分析要仔细选择最佳流速和柱内径第17页，课件共42页，创作于2023年2月第六章液相色谱法要点1色谱填充柱速率方程偶合式H＝HM＋HL＋HS＋HS,m│VanDeemter

方程

H1├┈┈┈┈┈┈┈┈┐H2├┈┈┈┈┈┈┈┈┥VanDeemter方程偶合式(gididngs方程)│┊│┊│┊┊│┊┊└────────┴─────────→第18页，课件共42页，创作于2023年2月柱阻参数和柱穿透率折合塔板高度和折合流速第19页，课件共42页，创作于2023年2月正相色谱和反相色谱法正相色谱:

流动相是非极性,固定相是极性的

流动相的极性＜固定相的极性反相色谱:

流动相是极性,固定相是非极性的

流动相的极性＞固定相的极性

液固色谱分离原理与色谱固定相第20页，课件共42页，创作于2023年2月

液固色谱分离原理与色谱固定相1.液固色谱原理正相色谱βAS=(1/2)

反相色谱

βAS=－

(1/2)

第21页，课件共42页，创作于2023年2月

液液色谱和键合色谱⑵正相键合固定相①弱极性正相弱极性键合固定相的官能团有二醇、醚基、三烷胺和硝基等②中等极性键合的官能团有氰基等,也可以用于反相色谱操作.其结构为:氰基:－(CH2)n

CNn=2或3③强极性键合的官能团有烷氨基、氨基和二氨基等,第22页，课件共42页，创作于2023年2月⑶反相键合固定相

反相键合固定相所键合的烷基可以是长碳链,也可以是短碳链.有甲基硅烷、己基硅烷、辛基硅烷、十六硅烷、十八硅烷、二十二硅烷等.其中以十八硅烷(简称ODS或C18)和辛硅烷(C8)、丁基（C4）

⑷反相键合色谱操作①强极性组分的分离:②操作温度③pH值的控制与离子抑制技术.④流动相中有机溶剂的比例⑤流动相的离子强度⑥水的纯度第23页，课件共42页，创作于2023年2月

离子交换色谱1.原理和分离对象阴离子交换～R+Y－＋X－＝～R+X－＋Y－

阳离子交换色谱分配比k’与流动相中的反离子的浓度成反比:

k'∝1/[Y+]第24页，课件共42页，创作于2023年2月5.流动相的影响①pH值的影响②离子强度的影响

流动相的离子强度增大,组分的保留值减小.一般k‘随离子强度的倒数成正比③平衡离子的影响④有机溶剂的影响流动相加入有机溶剂,其作用与反相色谱的情况类似(k’减小).

加入的有机溶剂量增加,加入的有机溶剂极性越小,组分的保留值减小越多.第25页，课件共42页，创作于2023年2月

离子对色谱1.原理和分离对象样品+＋配对离子－──→[样品+-配对离子－]离子对

A+

水相＋B－水相＝(A+,B-)有机相

反相离子对色谱的分配比k’与配对离子的浓度成正比,第26页，课件共42页，创作于2023年2月以水溶液相为固定相,有机溶剂为流动相,分离过程为正相离子对色谱.正相离子对色谱的分配比k‘与配对离子的浓度成反比,根据基本保留方程,离子对色谱的保留时间与配对离子的浓度的关系为:第27页，课件共42页，创作于2023年2月4)影响保留值的因素配对离子

流动相的性质

(加入弱极性或强极性有机溶剂的影响)相比(固定相与流动相的体积比)、温度离子强度离子对色谱分配比k‘与温度成反比.影响比对其它色谱体系大.

在反相离子对色谱中,流动相(水溶液)的粘度较大,温度升高对分离有利，但使离子对色谱(正相和反相)敷涂柱流失增加,柱稳定性变坏第28页，课件共42页，创作于2023年2月排阻色谱法柱内总死体积Vm=V0+Vp0<Ｋ<１：tR=空隙流动相流出时间t0+因有部分分子进入孔容中被滞留的平均时间Ktpk’=负值

K=1：

tR=

tmVR=Vm=V0+VP

最大保留值Ftm

K=0：

tR=

t0VR=V0

最小保留值第29页，课件共42页，创作于2023年2月响应tmtR时间进样tmt0tP第30页，课件共42页，创作于2023年2月2.排阻色谱分离特性(选择性-相对保留值

r)组分与固定相没有相互作用,流动相只起样品运载作用.其它色谱柱改善选择性的办法不能用于排阻色谱法.排阻色谱法的选择性,只能依靠选择合适孔隙大小和孔径分布的固定相来实现.即按照被分离物质的分子量范围选择凝胶.当被分离化合物保留体积处于给出的固定相分离范围中段时分离效果最好.考虑流动相的组成(pH、离子强度等),是为了消除组分与固定相之间可能产生的任何作用力(如离子交换、离子排除作用、吸附、氢键力).有低的粘度（改善传质、和对样品的溶解能力）.对排阻分离效果没有影响.第31页，课件共42页，创作于2023年2月4.流动相的选择

排阻色谱的流动相与样品组分的分离效果无关.

大多数排阻色谱的固定相在流动相中会发生溶胀或收缩.流动相要有溶解样品的能力,粘度要小;对固定相要有良好的浸润性,避免由于柱填料的溶胀而引起柱效降低.

流动相溶剂的粘度小,可以改善样品组分分子在流动相中的传质,提高柱效.排阻色谱的峰容量小,改善分离主要是靠调节流动相的粘度控制流动相的pH值和离子强度,消除或改善排阻色谱固定相(凝胶滤过色谱)固定相存在的残余吸附能力和其它非排阻效应(离子交换或离子排除作用等).第32页，课件共42页，创作于2023年2月6.6亲和色谱法

6.3.2.液相色谱柱的装填6.3.3.柱效考察分配比k'＝(tR─tm)/tm

理论板数

n＝16(tR/

tw)2理论板高H＝L

/n

折合板高h＝L

/dP折合流速v＝(LdP)

/(Dmtm)柱阻参数φ'＝(△P

tmdP2)

/(ηL2)对称因子SI第33页，课件共42页，创作于2023年2月6.4流动相从以下方面考虑使分离达到最佳化:①首先要考虑溶剂的物理性能(粘度、沸点、紫外吸收特征等)和纯度符合要求.②有适当的强度,使样品组分的k’有适当的大小,组分数较少是2≤k'≤5;

样品中的组分数较多时,要求0.5≤k'≤20.③考虑溶剂的选择性,增大组分的相对保留值ｒ第34页，课件共42页，创作于2023年2月6.4.1.对溶剂的要求1）保证色谱过程的稳定性避免流动相组成的改变和固定相性质的变化2）溶剂对样品各个组分的溶解能力和粘度3）溶剂与检测器的匹配4）化学稳定性好5）溶剂纯度和脱气6）经济性和安全性第35页，课件共42页，创作于2023年2月2.键合相色谱中溶剂强度和流动相溶剂选择⑴溶剂极性参数P’和溶剂强度P‘＝log(K“g)乙醇＋log(K”g)二氧六环＋log(K“g)硝基甲烷XC＝log(K“g)乙醇/P‘

(描写固定相受质子能力)Xd＝log(K“g)二氧六环/P‘

（描写固定相给质子能力）Xn＝log(K"g)硝基甲烷/P’（描写固定相给质子能力）溶剂特性参数P‘用来描写流动相的溶剂强度,P’具有加和性.P'＝∑φiP'iφi和P’i分别表示组成流动相的i

溶剂在流动相中的体积百分数和其溶剂特性参数.第36页，课件共42页，创作于2023年2月控制色谱分离改善分离的选择性(即改变r),通常用改变混合溶剂中的成分来实现.若初始用的混合溶剂流动相有合适的强度,即k‘值在最佳的范围之内(1