色谱分析基础 (2)2幻灯片.ppt

色谱分析基础第1页，共52页，编辑于2022年，星期二一、一、色谱法的特点、分类和作用色谱法的特点、分类和作用 1.1.概述概述 混合物最有效的分离、分析方法。混合物最有效的分离、分析方法。俄国植物学家茨维特在俄国植物学家茨维特在19061906年使用的装置：年使用的装置：色谱原型装置，如图。色谱原型装置，如图。色谱法是一种分离技术色谱法是一种分离技术，试样混合物的分离过程也就是试样中各组分在试样混合物的分离过程也就是试样中各组分在称之为色谱分离柱中的两相间不断进行着的分配过称之为色谱分离柱中的两相间不断进行着的分配过程。程。其中的一相固定不动，称为其中的一相固定不动，称为固定相固定相；另一相是携带试样混合物流过此固定相的流体另一相是携带试样混合物流过此固定相的流体（气体或液体），称为（气体或液体），称为流动相流动相。（动画）（动画）2022/10/62 2第2页，共52页，编辑于2022年，星期二色谱法色谱法 当流动相中携带的混合物流经固定相时，其与固定相发生相互作当流动相中携带的混合物流经固定相时，其与固定相发生相互作用。由于混合物中各组分在性质和结构上的差异，与固定相之间产生用。由于混合物中各组分在性质和结构上的差异，与固定相之间产生的作用力的大小、强弱不同，随着流动相的移动，混合物在两相间经的作用力的大小、强弱不同，随着流动相的移动，混合物在两相间经过反复多次的分配平衡，使得各组分被固定相保留的时间不同，从而过反复多次的分配平衡，使得各组分被固定相保留的时间不同，从而按一定次序由固定相中流出。按一定次序由固定相中流出。（动画）（动画）与适当的柱后检测方法结与适当的柱后检测方法结合，实现混合物中各组分的分合，实现混合物中各组分的分离与检测。离与检测。两相及两相的相对运动两相及两相的相对运动构成了色谱法的基础构成了色谱法的基础2022/10/63 3第3页，共52页，编辑于2022年，星期二2.2.色谱法分类色谱法分类 (1)(1)气相色谱气相色谱：流动相为气体（称为载气）。流动相为气体（称为载气）。按分离柱不同可分为：填充柱色谱和毛细管柱色谱；按分离柱不同可分为：填充柱色谱和毛细管柱色谱；按固定相的不同又分为：气固色谱和气液色谱按固定相的不同又分为：气固色谱和气液色谱2022/10/64 4第4页，共52页，编辑于2022年，星期二液相色谱液相色谱(2)(2)液相色谱液相色谱：流动相为液体（也称为淋洗液）。流动相为液体（也称为淋洗液）。按固定相的不同分为：液固色谱和液液色谱。按固定相的不同分为：液固色谱和液液色谱。离子色谱离子色谱：液相色谱的一种，以特制的离子交换树脂为固定相，液相色谱的一种，以特制的离子交换树脂为固定相，不同不同pHpH值的水溶液为流动相。值的水溶液为流动相。2022/10/65 5第5页，共52页，编辑于2022年，星期二(3)(3)其他色谱方法其他色谱方法薄层色谱和薄层色谱和纸色谱纸色谱：比较简单的色谱方法比较简单的色谱方法凝胶色谱法凝胶色谱法：测聚合物分子量分布。超临界色谱超临界色谱:CO2流动相。流动相。高效毛细管电泳高效毛细管电泳:九十年代快速发展、特别适九十年代快速发展、特别适合生物试样分析分离的高效分析合生物试样分析分离的高效分析仪器。仪器。2022/10/66 6第6页，共52页，编辑于2022年，星期二3.3.色谱法的特点色谱法的特点（1）分离效率高分离效率高 复杂混合物，有机同系物、异构体。手性异构体。（2 2）灵敏度高灵敏度高 可以检测出g.g-1(10-6)级甚至ng.g-1(10-9)级的物质量。（3）分析速度快分析速度快 一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析。（4 4）应用范围广应用范围广 气相色谱：沸点低于400的各种有机或无机试样的分析。液相色谱：高沸点、热不稳定、生物试样的分离分析。不足之处不足之处：被分离组分的定性较为困难。2022/10/67 7第7页，共52页，编辑于2022年，星期二二、色谱分离过程二、色谱分离过程 色谱分离过程是在色谱柱内完成的。色谱分离过程是在色谱柱内完成的。填填充充柱柱色色谱谱:气气固固(液液固固)色色谱谱和和气气液液(液液液液)色色谱谱，两两者者的的分离机理不同。分离机理不同。气固气固(液固液固)色谱的固定相色谱的固定相:多孔性的固体吸附剂颗粒。多孔性的固体吸附剂颗粒。固体吸附剂对试样中各组分的吸附能力的不同。固体吸附剂对试样中各组分的吸附能力的不同。气液气液(液液液液)色谱的固定相色谱的固定相:由担体和固定液所组成。由担体和固定液所组成。固定液对试样中各组分的溶解能力的不同。固定液对试样中各组分的溶解能力的不同。气固色谱的分离机理气固色谱的分离机理:吸附与脱附的不断重复过程；吸附与脱附的不断重复过程；气液色谱的分离机理：气液色谱的分离机理：气液气液(液液液液)两相间的反复多次分配过程。两相间的反复多次分配过程。2022/10/68 8第8页，共52页，编辑于2022年，星期二1.1.气相色谱分离过程气相色谱分离过程 当当试试样样由由载载气气携携带带进进入入色色谱谱柱柱与与固固定定相相接接触触时时，被被固固定定相相溶溶解或吸附解或吸附;随随着着载载气气的的不不断断通通入入，被被溶溶解解或或吸吸附附的的组组分分又又从从固固定定相相中中挥挥发发或或脱脱附附;挥挥发发或或脱脱附附下下的的组组分分随随着着载载气气向向前前移移动动时时又又再再次次被被固固定定相相溶溶解或吸附解或吸附;随随着着载载气气的的流流动动，溶溶解解、挥挥发发，或吸附、脱附的过程反复地进行。或吸附、脱附的过程反复地进行。（动画）（动画）2022/10/69 9第9页，共52页，编辑于2022年，星期二2.2.分配系数分配系数（partion factor）K 组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附，或溶解、挥发的组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附，或溶解、挥发的过程叫做分配过程。在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时过程叫做分配过程。在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的浓度（单位：的浓度（单位：g/mL）比，称为分配系数，用）比，称为分配系数，用K 表示，即：表示，即：分配系数是色谱分离的依据。分配系数是色谱分离的依据。2022/10/61010第10页，共52页，编辑于2022年，星期二分配系数分配系数 K 的讨论的讨论 一定温度下，组分的分配系数一定温度下，组分的分配系数K越大，出峰越慢；越大，出峰越慢；试样一定时，试样一定时，K主要取决于固定相性质；主要取决于固定相性质；每个组份在各种固定相上的分配系数每个组份在各种固定相上的分配系数K不同；不同；选择适宜的固定相可改善分离效果；选择适宜的固定相可改善分离效果；试样中的各组分具有不同的试样中的各组分具有不同的K值是分离的基础；值是分离的基础；某组分的某组分的K=0时，即不被固定相保留，最先流出。时，即不被固定相保留，最先流出。2022/10/61111第11页，共52页，编辑于2022年，星期二3.3.分配比分配比 （partion radio）k 在实际工作中，也常用分配比来表征色谱分配平衡在实际工作中，也常用分配比来表征色谱分配平衡过程。分配比是指，在一定温度下，组分在两相间分过程。分配比是指，在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的质量比：配达到平衡时的质量比：1.分分配配系系数数与与分分配配比比都都是是与与组组分分及及固固定定相相的的热热力力学学性性质质有有关关的的常常数数，随分离柱温度、柱压的改变而变化。随分离柱温度、柱压的改变而变化。2.分分配配系系数数与与分分配配比比都都是是衡衡量量色色谱谱柱柱对对组组分分保保留留能能力力的的参参数数，数值越大，该组分的保留时间越长。数值越大，该组分的保留时间越长。3.分配比可以由实验测得。分配比可以由实验测得。分配比也称：分配比也称：容量因子容量因子(capacity factor)；容量比；容量比(capacity factor)；2022/10/61212第12页，共52页，编辑于2022年，星期二4.分配比与分配系数的关系分配比与分配系数的关系 式中式中为相比。为相比。填充柱相比：填充柱相比：635；毛细管柱的相比：；毛细管柱的相比：501500。分配比越大，保留时间越长。分配比越大，保留时间越长。VM为流动相体积，即柱内固定相颗粒间的空隙体积；为流动相体积，即柱内固定相颗粒间的空隙体积；VS为固定相体积，对不同类型色谱柱，为固定相体积，对不同类型色谱柱，VS的含义不同；的含义不同；气气-液色谱柱：液色谱柱：VS为固定液体积；为固定液体积；气气-固色谱柱：固色谱柱：VS为吸附剂表面容量；为吸附剂表面容量；2022/10/61313第13页，共52页，编辑于2022年，星期二5.分配比与保留时间的关系分配比与保留时间的关系 滞留因子（滞留因子（retardation factor）：）：us：组组分分在在分分离离柱柱内内的的线线速速度度；u：流流动动相相在在分分离离柱柱内内的的线线速速度度；滞留因子滞留因子RS也可以用质量分数也可以用质量分数表示：表示：若若组组分分和和流流动动相相通通过过长长度度为为L的的分分离离柱柱，需需要要的的时时间间分分别别为为tR和和tM，则：，则：由以上各式，可得：由以上各式，可得：tR=tM(1+k)2022/10/61414第14页，共52页，编辑于2022年，星期二 死时间（死时间（tM）：）：不与固定相作用的气体（如空气）的保留时间；不与固定相作用的气体（如空气）的保留时间；调整保留时间（调整保留时间（tR）：tR=tRtM 三、色谱流出曲线与术语色谱流出曲线与术语1.1.基线基线 无无试试样样通通过过检检测测器器时时，检检测测到的信号即为基线。到的信号即为基线。2.2.保留值保留值 （1）时间表示的保留值）时间表示的保留值 保留时间（保留时间（tR）：）：组分组分从进样到柱后出现浓度极大从进样到柱后出现浓度极大值时所需的时间；值时所需的时间；（动画）（动画）2022/10/61515第15页，共52页，编辑于2022年，星期二（2）用体积表示的保留值）用体积表示的保留值 保留体积（保留体积（VR）：）：VR =tRF0F0为柱出口处的载气流量，为柱出口处的载气流量，单位：单位：m L /min。死体积（死体积（VM）：）：VM=tM F0 调整保留体积调整保留体积(VR)：V R=VR VM（动画）（动画）2022/10/61616第16页，共52页，编辑于2022年，星期二3.3.相对保留值相对保留值r21 组分组分2与组分与组分1调整保留值之比：调整保留值之比：r21=tR2 /tR1=VR2/VR1 相相对对保保留留值值只只与与柱柱温温和和固固定定相相性性质质有有关关，与与其其他他色色谱谱操操作作条条件件无无关关，它它表表示示了了固固定定相相对这两种组分的选择性。对这两种组分的选择性。2022/10/61717第17页，共52页，编辑于2022年，星期二4.4.区域宽度区域宽度 用用来来衡衡量量色色谱谱峰峰宽宽度度的的参参数数，有有三种表示方法三种表示方法：（1）标标准准偏偏差差()：即即0.607倍倍峰峰高处色谱峰宽度的一半。高处色谱峰宽度的一半。（2）半半峰峰宽宽(Y1/2)：色色谱谱峰峰高高一一半半处的宽度处的宽度 Y1/2=2.354 （3）峰底宽峰底宽(Wb)：Wb=4 2022/10/61818第18页，共52页，编辑于2022年，星期二2022/10/61919 从色谱流出曲线中，可得许多重要信息：1.根据色谱峰的个数，可以判断样品中所含 组分的最少个数；2.根据色谱峰的保留值，可以进行定性分析；3.根据色谱峰的面积或峰高，可以进行定量分析；4.色谱峰的保留值及其区域宽度，是评价色谱柱分离效能的依据；5.色谱峰两峰间的距离，是评价固定相（或流动相）选择是否合适的依据。第19页，共52页，编辑于2022年，星期二选择内容选择内容：第一节第一节 色谱法概述色谱法概述generalization of chromatograph analysis第二节第二节 色谱理论基础色谱理论基础fundamental of chromatograph theory第三节第三节 色谱定性、定量方法色谱定性、定量方法qualitative and quantitative analysis in chromatograph结束结束2022/10/62020第20页，共52页，编辑于2022年，星期二第第八八章章色谱分析基础色谱分析基础第二节第二节 色谱理论基础色谱理论基础一、塔板理论一、塔板理论plate theory二、二、速率理论速率理论rate theory三、三、分离度分离度resolution fundamental of chromatograph analysis fundamental of chromatograph theory 2022/10/62121第21页，共52页，编辑于2022年，星期二色谱理论色谱理论 色色谱谱理理论论需需要要解解决决的的问问题题：色色谱谱分分离离过过程程的的热热力力学学和和动动力力学学问问题题。影影响响分分离离及及柱柱效效的的因因素素与与提提高高柱柱效效的的途途径径，柱柱效效与与分分离离度度的的评评价指标及其关系。价指标及其关系。组分保留时间为何不同？色谱峰为何变宽？组分保留时间为何不同？色谱峰为何变宽？组分保留时间组分保留时间：色谱过程的热力学因素控制；：色谱过程的热力学因素控制；（组分和固定液的结构和性质）（组分和固定液的结构和性质）色谱峰变宽色谱峰变宽：色谱过程的动力学因素控制；：色谱过程的动力学因素控制；（两相中的运动阻力，扩散）（两相中的运动阻力，扩散）两种色谱理论：塔板理论和速率理论；两种色谱理论：塔板理论和速率理论；2022/10/62222第22页，共52页，编辑于2022年，星期二 塔板理论的假设：塔板理论的假设：(1)在每一个平衡过程间隔内，平衡可以迅速达到；在每一个平衡过程间隔内，平衡可以迅速达到；(2)(2)将载气看作成脉动（间歇）过程；将载气看作成脉动（间歇）过程；(3)(3)试样沿色谱柱方向的扩散可忽略；试样沿色谱柱方向的扩散可忽略；(4)(4)每次分配的分配系数相同。每次分配的分配系数相同。一、塔板理论一、塔板理论-柱分离效能指标柱分离效能指标 1.1.塔板理论塔板理论（plate theory）半经验理论；半经验理论；将将色色谱谱分分离离过过程程比比拟拟作作蒸蒸馏馏过过程程，将将连连续续的的色色谱谱分分离离过过程程分分割割成成多多次次的的平平衡衡过过程程的的重重复复 （类似于蒸馏塔塔板上的平衡过程）；（类似于蒸馏塔塔板上的平衡过程）；2022/10/62323第23页，共52页，编辑于2022年，星期二 色谱柱长：色谱柱长：L，虚拟的塔板间距离：虚拟的塔板间距离：H，色谱柱的理论塔板数：色谱柱的理论塔板数：n，则三者的关系为：则三者的关系为：n=L/H理论塔板数与色谱参数之间的关系为：理论塔板数与色谱参数之间的关系为：保留时间包含死时间，在死时间内不参与分配保留时间包含死时间，在死时间内不参与分配!2022/10/62424第24页，共52页，编辑于2022年，星期二2.2.有效塔板数和有效塔板高度有效塔板数和有效塔板高度 单位柱长的塔板数越多，表明柱效越高。单位柱长的塔板数越多，表明柱效越高。用不同物质计算可得到不同的理论塔板数。用不同物质计算可得到不同的理论塔板数。组组分分在在tM时时间间内内不不参参与与柱柱内内分分配配。需需引引入入有有效效塔塔板板数和有效塔板高度：数和有效塔板高度：2022/10/62525第25页，共52页，编辑于2022年，星期二3.3.塔板理论的特点和不足塔板理论的特点和不足 (1)当当色色谱谱柱柱长长度度一一定定时时，塔塔板板数数 n 越越大大(塔塔板板高高度度 H 越越小小)，被被测组分在柱内被分配的次数越多，柱效能则越高，所得色谱峰越窄。测组分在柱内被分配的次数越多，柱效能则越高，所得色谱峰越窄。(2)(2)不不同同物物质质在在同同一一色色谱谱柱柱上上的的分分配配系系数数不不同同，用用有有效效塔塔板板数数和和有有效效塔塔板高度作为衡量柱效能的指标时，应指明测定物质。板高度作为衡量柱效能的指标时，应指明测定物质。(3)(3)柱柱效效不不能能表表示示被被分分离离组组分分的的实实际际分分离离效效果果，当当两两组组分分的的分分配系数配系数K K相同时，无论该色谱柱的塔板数多大，都无法分离。相同时，无论该色谱柱的塔板数多大，都无法分离。(4)(4)塔塔板板理理论论无无法法解解释释同同一一色色谱谱柱柱在在不不同同的的载载气气流流速速下下柱柱效效不不同同的的实实验结果，也无法指出影响柱效的因素及提高柱效的途径。验结果，也无法指出影响柱效的因素及提高柱效的途径。2022/10/62626第26页，共52页，编辑于2022年，星期二二、二、速率理论速率理论-影响柱效的因素影响柱效的因素1.1.速率方程（也称范速率方程（也称范.弟姆特方程式）弟姆特方程式）H=A+B/u+Cu H：理论塔板高度，：理论塔板高度，u：载气的线速度：载气的线速度(cm/s)减小减小A、B、C三项可提高柱效；三项可提高柱效；存在着最佳流速；存在着最佳流速；A、B、C三项各与哪些因素有关？三项各与哪些因素有关？2022/10/62727第27页，共52页，编辑于2022年，星期二A涡流扩散项涡流扩散项 A=2dp dp：固定相的平均颗粒直径：固定相的平均颗粒直径：固定相的填充不均匀因子：固定相的填充不均匀因子 固固定定相相颗颗粒粒越越小小dp，填填充充的的越越均均匀匀，A，H，柱柱效效n。表表现在涡流扩散所引起的色谱峰变宽现象减轻，色谱峰较窄。现在涡流扩散所引起的色谱峰变宽现象减轻，色谱峰较窄。（动画）（动画）2022/10/62828第28页，共52页，编辑于2022年，星期二B/u 分子扩散项分子扩散项 B=2 Dg ：弯曲因子，填充柱色谱，弯曲因子，填充柱色谱，11。Dg：试样组分分子在气相中的扩散系数（：试样组分分子在气相中的扩散系数（cm2s-1）(1)存在着浓度差，产生纵向扩散存在着浓度差，产生纵向扩散;(2)扩散导致色谱峰变宽，扩散导致色谱峰变宽，H(n)，分离变差，分离变差;(3)分子扩散项与流速有关，流速分子扩散项与流速有关，流速，滞留时间，滞留时间，扩散，扩散;(4)扩散系数：扩散系数：Dg(M载气载气)-1/2；M载气载气，B值值。（动画）（动画）2022/10/62929第29页，共52页，编辑于2022年，星期二 k为容量因子；为容量因子；Dg、DL为扩散系数。为扩散系数。减小担体粒度，选择小分子量的气体作载气，可降低传质阻力。减小担体粒度，选择小分子量的气体作载气，可降低传质阻力。C u 传质阻力项传质阻力项 传质阻力包括气相传质阻力传质阻力包括气相传质阻力Cg和液相传质阻力和液相传质阻力CL即：即：C=（Cg+CL）（动画）（动画）2022/10/63030第30页，共52页，编辑于2022年，星期二2.2.载气流速与柱效载气流速与柱效最佳流速最佳流速载气流速高时：载气流速高时：传传质质阻阻力力项项是是影影响响柱柱效效的的主主要因素，要因素，流速流速，柱效，柱效。载气流速低时：载气流速低时：分分子子扩扩散散项项成成为为影影响响柱柱效效的的主主要因素，要因素，流速流速,柱效柱效 。H-u曲线与最佳流速：曲线与最佳流速：由于流速对这两项完全相反的作用，流速对柱效的总影响使得存在由于流速对这两项完全相反的作用，流速对柱效的总影响使得存在着一个最佳流速值，即速率方程式中塔板高度对流速的一阶导数有一极着一个最佳流速值，即速率方程式中塔板高度对流速的一阶导数有一极小值。小值。以塔板高度以塔板高度H对应载气流速对应载气流速u作图，曲线最低点的流速即为作图，曲线最低点的流速即为最佳流最佳流速速。2022/10/63131第31页，共52页，编辑于2022年，星期二3.3.速率理论的要点速率理论的要点 (1)(1)组组分分分分子子在在柱柱内内运运行行的的多多路路径径与与涡涡流流扩扩散散、浓浓度度梯梯度度所所造造成成的的分分子子扩扩散散及及传传质质阻阻力力使使气气液液两两相相间间的的分分配配平平衡衡不不能能瞬瞬间间达达到到等等因因素素是是造造成成色谱峰扩展柱效下降的主要原因。色谱峰扩展柱效下降的主要原因。(2)通通过过选选择择适适当当的的固固定定相相粒粒度度、载载气气种种类类、液液膜膜厚厚度度及及载载气气流流速速可可提高柱效。提高柱效。(3)(3)速速率率理理论论为为色色谱谱分分离离和和操操作作条条件件选选择择提提供供了了理理论论指指导导。阐阐明了流速和柱温对柱效及分离的影响。明了流速和柱温对柱效及分离的影响。(4)各各种种因因素素相相互互制制约约，如如载载气气流流速速增增大大，分分子子扩扩散散项项的的影影响响减减小小，使使柱柱效效提提高高，但但同同时时传传质质阻阻力力项项的的影影响响增增大大，又又使使柱柱效效下下降降；柱柱温温升升高高，有有利利于于传传质质，但但又又加加剧剧了了分分子子扩扩散散的的影影响响，选选择择最佳条件，才能使柱效达到最高。最佳条件，才能使柱效达到最高。2022/10/63232第32页，共52页，编辑于2022年，星期二三、三、分离度分离度 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。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。即柱效为多大时，相邻两组份能够被完全分离。难难分分离离物物质质对对的的分分离离度度大大小小受受色色谱谱过过程程中中两两种种因因素素的的综综合合影影响：响：保留值之差保留值之差色谱过程的热力学因素；色谱过程的热力学因素；区域宽度区域宽度色谱过程的动力学因素。色谱过程的动力学因素。色谱分离中的四种情况如图所示：色谱分离中的四种情况如图所示：2022/10/63333第33页，共52页，编辑于2022年，星期二讨论：讨论：色谱分离中的四种情况的讨论：色谱分离中的四种情况的讨论：柱效较高，柱效较高，K(分配系数分配系数)较大，完全分离；较大，完全分离；K不是很大，柱效较高，峰较窄，基本上完全分离；不是很大，柱效较高，峰较窄，基本上完全分离；柱效较低，柱效较低，K较大，但分离的不好；较大，但分离的不好；K小，柱效低，分离效果更差。小，柱效低，分离效果更差。2022/10/63434第34页，共52页，编辑于2022年，星期二分离度的表达式分离度的表达式：R=0.8：两峰的分离程度可达：两峰的分离程度可达89%；R=1：分离程度：分离程度98%；R=1.5：达：达99.7%（相邻两峰完全分离的标准）。（相邻两峰完全分离的标准）。2022/10/63535第35页，共52页，编辑于2022年，星期二令令Wb(2)=Wb(1)=Wb（相邻两峰的峰底宽近似相等），引入相对保留值和塔（相邻两峰的峰底宽近似相等），引入相对保留值和塔板数，可导出下式：板数，可导出下式：2022/10/63636第36页，共52页，编辑于2022年，星期二讨论讨论：（1）分离度与柱效）分离度与柱效 分分离离度度与与柱柱效效的的平平方方根根成成正正比比，r21一一定定时时，增增加加柱柱效效，可可提提高高分分离度，但组分保留时间增加且峰扩展，分析时间长。离度，但组分保留时间增加且峰扩展，分析时间长。（2）分离度与）分离度与r21 增增大大r21是是提提高高分分离离度度的的最最有有效效方方法法，计计算算可可知知，在在相相同同分分离离度下，当度下，当r21增加一倍，需要的增加一倍，需要的n有效有效 减小减小10000倍。倍。增大增大r21的最有效方法是选择合适的固定液。的最有效方法是选择合适的固定液。2022/10/63737第37页，共52页，编辑于2022年，星期二例题例题1：在在一一定定条条件件下下，两两个个组组分分的的调调整整保保留留时时间间分分别别为为85秒秒和和100秒秒，要要达达到到完完全全分分离离，即即R=1.5 。计计算算需需要要多多少少块块有有效效塔塔板板。若若填填充充柱柱的的塔板高度为塔板高度为0.1 cm，柱长是多少？，柱长是多少？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。2022/10/63838第38页，共52页，编辑于2022年，星期二请选择内容：请选择内容：第一节第一节 色谱法概述色谱法概述generalization of chromatograph analysis第二节第二节 色谱理论基础色谱理论基础fundamental of chromatograph theory第三节第三节 色谱定性、定量方法色谱定性、定量方法qualitative and quantitative analysis in chromatograph结束结束2022/10/63939第39页，共52页，编辑于2022年，星期二第八章色谱分析基础一、色谱定性分析一、色谱定性分析qualitative analysis in chromatograph二、色谱定量分析二、色谱定量分析quantitative analysis in chromatograph 第三节色谱定性、定量分析fundamental of chromatograph analysis qualitative and quantitative analysis in chromatograph2022/10/64040第40页，共52页，编辑于2022年，星期二一、色谱定性鉴定方法1.1.利用纯物质定性的方法利用纯物质定性的方法 利利用用保保留留值值定定性性：通通过过对对比比试试样样中中具具有有与与纯纯物物质质相相同同保保留留值值的的色色谱谱峰峰，来来确确定定试试样样中中是是否否含含有有该该物物质质及及在在色色谱谱图图中中的的位位置置。不适用于不同仪器上获得的数据之间的对比。不适用于不同仪器上获得的数据之间的对比。利利用用加加入入法法定定性性：将将纯纯物物质质加加入入到到试试样样中中，观观察察各各组组分分色色谱谱峰峰的相对变化。的相对变化。2022/10/64141第41页，共52页，编辑于2022年，星期二 2.利用文献保留值定性 利用相对保留值利用相对保留值r r2121定性定性 相相对对保保留留值值r r2121仅仅与与柱柱温温和和固固定定液液性性质质有有关关。在在色色谱谱手手册册中中都都列列有有各种物质在不同固定液上的保留数据，可以用来进行定性鉴定。各种物质在不同固定液上的保留数据，可以用来进行定性鉴定。2022/10/64242第42页，共52页，编辑于2022年，星期二3.保留指数 又称又称KovatsKovats指数指数()，是一种重现性较好的定性参数。，是一种重现性较好的定性参数。测定方法：测定方法：将将正正构构烷烷烃烃作作为为标标准准，规规定定其其保保留留指指数数为为分分子子中中碳碳原原子子个个数数乘乘以以100100（如正己烷的保留指数为（如正己烷的保留指数为600600）。）。其其它它物物质质的的保保留留指指数数（I IX X）是是通通过过选选定定两两个个相相邻邻的的正正构构烷烷烃烃，其其分分别别具具有有Z Z和和Z Z1 1个个碳碳原原子子。被被测测物物质质X X的的调调整整保保留留时时间间应应在在相相邻邻两两个正构烷烃的调整保留值之间如图所示个正构烷烃的调整保留值之间如图所示：2022/10/64343第43页，共52页，编辑于2022年，星期二保留指数计算方法2022/10/64444第44页，共52页，编辑于2022年，星期二4.与其他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SampleSample 589058901.0 1.0 DEG/MIDEG/MIN NHEWLETTHEWLETTPACKARDPACKARDHEWLETHEWLETT T PACKARPACKARD D5972A5972AMass Mass SelectivSelective e DetectoDetector rD DC CB BA A A A A AB B B BC C C CD D D DGasChromatograph(GC)MassSpectrometer(MS)SeparationIdentificationB B B BA A A AC C C CD D D D2022/10/64545第45页，共52页，编辑于2022年，星期二二、色谱定量分析方法1.1.峰面积的测量峰面积的测量 （1）峰峰高高（h）乘乘半半峰峰宽宽（Y 1/2）法法：近似将色谱峰当作等腰三角形。此法算出的面积是实际峰面积的0.94倍：A=1.064 hY1/2 （2）峰峰高高乘乘平平均均峰峰宽宽法法：当峰形不对称时，可在峰高0.15和0.85处分别测定峰宽，由下式计算峰面积：A=h（Y 0.15+Y 0.85）/2 （3）峰峰高高乘乘保保留留时时间间法法：在一定操作条件下，同系物的半峰宽与保留时间成正比，对于难于测量半峰宽的窄峰、重叠峰（未完全重叠），可用此法测定峰面积：A=hbtR （4）自动积分和微机处理法）自动积分和微机处理法2022/10/64646第46页，共52页，编辑于2022年，星期二2.定量校正因子 试样中各组分质量与其色谱峰面积成正比，即：试样中各组分质量与其色谱峰面积成正比，即：m i=fi Ai 绝对校正因子绝对校正因子：比例系数f i，单位面积对应的物质量：f i=m i /Ai 定量校正因子与检测器响应值成倒数关系：f i=1/Si 相相对对校校正正因因子子f i：即组分的绝对校正因子与标准物质的绝对校正因子之比。当mi、mS以摩尔为单位时，所得相对校正因子称为相对摩尔校正因子（f M）,用表示；当mi、mS用质量单位时,以（f W）,表示。2022/10/64747第47页，共52页，编辑于2022年，星期二3.常用的几种定量方法（1）归一化法：特点及要求：特点及要求：归一化法简便、准确；归一化法简便、准确；进样量的准确性和操作条件的变动对测定结果影响不大；进样量的准确性和操作条件的变动对测定结果影响不大；仅适用于试样中所有组分全出峰的情况仅适用于试样中所有组分全出峰的情况。2022/10/64848第48页，共52页，编辑于2022年，星期二（2）外标法外标法也称为标准曲线法。外标法也称为标准曲线法。特点及要求：特点及要求：外标法不使用校正因子，准外标法不使用校正因子，准确性较高确性较高，操作条件变化对结果准确性影操作条件变化对结果准确性影响较大。响较大。对进样量的准确性控制要求较对进样量的准确性控制要求较高，适用于大批量试样的快速分析。高，适用于大批量试样的快速分析。2022/10/64949第49页，共52页，编辑于2022年，星期二（3）内标法 内标物要满足以下要求：内标物要满足以下要求：（a）试样中不含有该物质；）试样中不含有该物质；（b）与被测组分性质比较接近；）与被测组分性质比较接近；（c）不与试样发生化学反应；）不与试样发生化学反应；（d）出峰位置应位于被测组分附近，且无组分峰影响。）出峰位置应位于被测组分附近，且无组分峰影响。试样配制：试样配制：准确称取一定量的试样准确称取一定量的试样W，加入一定量内标物，加入一定量内标物mS计算式：计算式：2022/10/65050第50页，共52页，编辑于2022年，星期二内标法特点(a)内内标标法法的的准准确确性性较较高高，操操作作条条件件和和进进样样量量的的稍稍许许变变动动对对定定量量结结果果的影响不大。的影响不大。(b)每每个个试试样样的的分分析析，都都要要进进行行两两次次称称量量，不不适适合合大大批批量量试试样样的快速分析。的快速分析。(c)若将内标法中的试样取样量和内标物加入量固定，则：若将内标法中的试样取样量和内标物加入量固定，则：2022/10/65151第51页，共52页，编辑于2022年，星期二请选择内容第一节第一节 色谱法概述色谱法概述generalization of chromatograph analysis第二节第二节 色谱理论基础色谱理论基础fundamental of chromatograph theory第三节第三节 色谱定性、定量方法色谱定性、定量方法qualitative and quantitative analysis in chromatograph结束结束2022/10/65252第52页，共52页，编辑于2022年，星期二