第15章-色谱分析法导论ppt课件.ppt

《第15章-色谱分析法导论ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第15章-色谱分析法导论ppt课件.ppt（117页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第十五章第十五章色谱分析法导论色谱分析法导论15.1 概述概述15.2 色谱图及色谱色谱图及色谱 常用术语常用术语15.3 色谱分析的基色谱分析的基 本理论本理论15.4 色谱定性和定色谱定性和定 量方法量方法1没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任课程引入：课程引入：汽油中有多达汽油中有多达185个组分，有无在个组分，有无在1 1小时内小时内 分离并定性定量分析上述组分的方法？分离并定性定量分析上述组分的方法？快速鉴定假酒的方法？快速鉴定假酒的方法？食品中农药残留的分析？食品中农药残留的分析？“苏丹红事件苏丹红事件”、“三

2、鹿牛奶事件三鹿牛奶事件”！2没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任3没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任GC112A型气相色谱仪 4没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任GC2010/日本岛津日本岛津5没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任GC190微型便携式气相色谱仪 6没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价

3、值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任LC 2690液相色谱仪液相色谱仪7没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任气相色谱毛细柱8没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任填充柱填充柱9没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任Waters symmetry色谱柱10没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责

4、任色谱分析流程色谱分析流程11没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任15-1 概述概述一、色谱法的由来与发展一、色谱法的由来与发展 1.1.由来由来 色谱法早在色谱法早在1903年由俄国植物学家茨维特年由俄国植物学家茨维特(Tswett）分离植物色素时提出。）分离植物色素时提出。Tswett在研究植物叶的色素成分时，将植物在研究植物叶的色素成分时，将植物叶子的萃取物倒入填有碳酸钙的直立玻璃管叶子的萃取物倒入填有碳酸钙的直立玻璃管内，然后加入石油醚使其自由流下，结果色内，然后加入石油醚使其自由流下，结果色素中各种组分互相分离，

5、形成素中各种组分互相分离，形成12没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任 各种不同颜色的谱带。各种不同颜色的谱带。在玻璃管上，每一种在玻璃管上，每一种色带即为一种色素色带即为一种色素（完全分离）。色带（完全分离）。色带犹如光谱分析中的谱犹如光谱分析中的谱线（带），因此得名线（带），因此得名“色谱法色谱法”。（chromatography）13没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任名称：名称：(1)(1)固定相固定相（stationary phase）在色谱

6、法中，填入玻璃管或不锈钢管在色谱法中，填入玻璃管或不锈钢管 内静止不动的一相（固体或液体）。内静止不动的一相（固体或液体）。(2)(2)流动相流动相（mobile phase）携带试样混合物流过固定相的流体（气体携带试样混合物流过固定相的流体（气体 或液体）。或液体）。(3)(3)色谱柱色谱柱（column)装有固定相的管子（玻璃管或不锈钢管）装有固定相的管子（玻璃管或不锈钢管）14没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任色谱法分离过程：色谱法分离过程：当流动相中样品混合物经过固定相时，就会与固定当流动相中样品混合物经过固定相

7、时，就会与固定相发生作用，由于各组分在性质和结构上的差异，与相发生作用，由于各组分在性质和结构上的差异，与固定相相互作用的类型、强弱也有差异，因此在同一固定相相互作用的类型、强弱也有差异，因此在同一推动力的作用下，不同组分在固定相滞留时间长短不推动力的作用下，不同组分在固定相滞留时间长短不同，从而按先后不同的次序从固定相中流出。与适当同，从而按先后不同的次序从固定相中流出。与适当的柱后检测方法结合，实现混合物中各组分的分离与的柱后检测方法结合，实现混合物中各组分的分离与检测。检测。两个重要特征：两个重要特征：试样中各组分在柱中不等速迁移试样中各组分在柱中不等速迁移（热力学因素）；（热力学因素）

8、；每种组分在流经柱子后发生谱带每种组分在流经柱子后发生谱带扩散分布（动力学因素）。扩散分布（动力学因素）。15没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任2.2.发展发展（1 1）1901年，年，Tswett开始研究。开始研究。（2 2）1903年年3月月21日，华沙自然科学生物学日，华沙自然科学生物学 会论文：会论文：“一种新型吸附现象及其在一种新型吸附现象及其在生生 物分析上的应用物分析上的应用”，提出用吸附原理，提出用吸附原理分分 离植物色素。离植物色素。（3 3）1906年，德国生物学会议，公开展示年，德国生物学会议，公开

9、展示 “彩色环带的柱管彩色环带的柱管”“色谱图色谱图”。（4 4）在随后）在随后20多年中，色谱分离法得以广泛多年中，色谱分离法得以广泛 推广与应用，特别是在天然有机物的分推广与应用，特别是在天然有机物的分16没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任 离与分析中。离与分析中。（5）1952年，年，Martin（英）发明了（英）发明了GL分配色分配色 谱谱诺贝尔化学奖。诺贝尔化学奖。（6）1954年，年，Ray发明了发明了TCD检测器。检测器。（7）1956年，年，Van.Deemter（荷）提出速率方（荷）提出速率方 程理论。

10、程理论。（8）1957年，年，Golay（美）发明了玻璃毛细柱（美）发明了玻璃毛细柱 （1mm）。（9）几年后，几年后，Mcwillian（澳）发明了（澳）发明了 FID。Lovelock（英）发明了（英）发明了ECD。17没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任（10）60年代，各国相继出版了有关色谱教科年代，各国相继出版了有关色谱教科 书及专著书及专著色谱成为一门独立色谱成为一门独立 学科。学科。（11）1962年，超临界流体色谱技术年，超临界流体色谱技术 SFC（12）80年代，毛细管电泳色谱年代，毛细管电泳色谱 CEC

11、18没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任仪器的发展仪器的发展 1955年，美国商品色谱仪出现；年，美国商品色谱仪出现；1957年，日本商品色谱仪出现；年，日本商品色谱仪出现；1960年，美国液相色谱仪，年，美国液相色谱仪，Waters 1979年，年，“弹性石英毛细柱弹性石英毛细柱”；Golay柱（柱（1957年）为易碎的玻年）为易碎的玻 璃柱，长璃柱，长810100m ；石英毛细柱石英毛细柱0.1、0.22、0.32、0.53mm19没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生

12、责任。每承担一次责任进口色谱仪器品牌有：进口色谱仪器品牌有：HP（安捷伦）、（安捷伦）、Waters、岛津、戴安、岛津、戴安国产仪器有：国产仪器有：北分（北分（SP）、上分、鲁南）、上分、鲁南20没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任二、色谱法分类二、色谱法分类1.1.按操作（固定相使用）形式分类按操作（固定相使用）形式分类（1 1）柱色谱：固定相装于柱内的色谱法。）柱色谱：固定相装于柱内的色谱法。分为填充柱色谱和空心毛细分为填充柱色谱和空心毛细 管柱色谱。管柱色谱。（2 2）平板色谱：固定相呈平板状的色谱。）平板色谱：固定

13、相呈平板状的色谱。它又可分为薄层色谱（固定它又可分为薄层色谱（固定 相压成或涂成薄膜的色谱）相压成或涂成薄膜的色谱）和纸色谱（固定相为滤纸的和纸色谱（固定相为滤纸的 色谱）。色谱）。21没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任2.2.按两相状态分类（使用最普遍）按两相状态分类（使用最普遍）（1 1）气相色谱气相色谱（GC）：）：流动相是气体的色谱。流动相是气体的色谱。分为分为 气固色谱（气固色谱（GSC）气液色谱（气液色谱（GLC）（2 2）液相色谱法液相色谱法（LC）：液体为流动相的色谱。液体为流动相的色谱。分为分为 液固色

14、谱（液固色谱（LSC）液液色谱（液液色谱（LLC）超临界流体为流动相的色谱为超临界超临界流体为流动相的色谱为超临界 流体色谱（流体色谱（SFC）。）。22没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任3.3.按分离机理分类按分离机理分类（1 1）吸附色谱）吸附色谱 利用组分在吸附剂（固定相）上的吸附利用组分在吸附剂（固定相）上的吸附 能力强弱不同而得以分离的方法。能力强弱不同而得以分离的方法。（2 2）分配色谱）分配色谱 利用不同组分在固定液（固定相）中不利用不同组分在固定液（固定相）中不 同的分配系数而达到分离的方法。同的分配系数

15、而达到分离的方法。（3 3）离子交换色谱）离子交换色谱 利用组分在离子交换剂（固定相）上的利用组分在离子交换剂（固定相）上的 亲和力大小不同而达到分离的方法。亲和力大小不同而达到分离的方法。23没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任（4 4）凝胶色谱（或空间排阻）色谱）凝胶色谱（或空间排阻）色谱 利用多孔性固定相对大小不同的分子利用多孔性固定相对大小不同的分子 的排阻作用而达到分离的方法。的排阻作用而达到分离的方法。又称为空间（尺寸）排阻色谱法。又称为空间（尺寸）排阻色谱法。24没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值

16、就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任GC与与LC的区别：的区别：物质在物质在GC中传输速度快，流动相渗透性中传输速度快，流动相渗透性好，可用长柱，分离效率高，分析速度快；好，可用长柱，分离效率高，分析速度快；但但GC要求样品具有一定挥发性及热稳定性；要求样品具有一定挥发性及热稳定性；气体价格低，仪器相对便宜。气体价格低，仪器相对便宜。LC的流动相为色谱纯液体，需用高压恒流的流动相为色谱纯液体，需用高压恒流泵传输，造价高，有机溶剂为流动相，价高、泵传输，造价高，有机溶剂为流动相，价高、消耗量大，仪器昂贵，但只要样品具有一定消耗量大，仪器昂贵，但只要样品具有一定的溶解性即

17、可用的溶解性即可用LC分析。分析。一般，一般，GC可分析可分析15%20%的有机物；的有机物；LC可分析可分析70%80%的有机物。的有机物。25没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任15-2 色谱图及色谱常用术语色谱图及色谱常用术语一、色谱图一、色谱图 色谱流出曲线和色谱峰色谱流出曲线和色谱峰 色谱柱后流出物通过检测器时，系统所产生色谱柱后流出物通过检测器时，系统所产生的输出的输出响应信号强度（响应信号强度（R）对时间（）对时间（tR）或流）或流动相流出体积（动相流出体积（VR）作图，）作图，所得曲线称为色所得曲线称为色谱

18、流出曲线。曲线上突起部分就是色谱峰。谱流出曲线。曲线上突起部分就是色谱峰。响应信号响应信号电压（电压（mv）或电流（）或电流（mA）26没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任Y色谱图色谱图27没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任二、色谱图基本术语二、色谱图基本术语1.1.基线基线 在实验操作条件下，在实验操作条件下，色谱柱后没有样品组色谱柱后没有样品组分流出时的流出曲线分流出时的流出曲线称为基线，稳定的基称为基线，稳定的基线应该是一条水平直线应该是一条水

19、平直线。线。28没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任2.2.色谱峰色谱峰 组分浓度随时间变化的曲线。组分浓度随时间变化的曲线。如果进样量很小，浓度很低，在线性范围内，如果进样量很小，浓度很低，在线性范围内，则色谱峰是对称的。标准的色谱峰为正态分则色谱峰是对称的。标准的色谱峰为正态分布曲线。布曲线。每一色谱峰至少代表一个组分；每一色谱峰至少代表一个组分；每一峰的峰值出峰时间每一峰的峰值出峰时间定性；定性；每一峰的峰面积（峰高）每一峰的峰面积（峰高）定量。定量。29没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生

20、价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任3.峰高峰高h 色谱峰顶点与基线之间的垂直距离，以色谱峰顶点与基线之间的垂直距离，以h表示。用纸高表示。用纸高（mm）或电信号大小或电信号大小（mv或或mA）表示。表示。4.峰的区域宽度峰的区域宽度 色谱峰的区域宽度是色谱流出曲线的重要色谱峰的区域宽度是色谱流出曲线的重要参数之一，用于衡量柱效率及反映色谱操作参数之一，用于衡量柱效率及反映色谱操作条件的动力学因素。条件的动力学因素。表示色谱峰区域宽度通常有三种方法。表示色谱峰区域宽度通常有三种方法。30没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承

21、担一次责任标准偏差标准偏差 即即0.607倍倍峰峰高高处处色色谱谱峰峰宽宽的的一一半半（即即拐拐点点峰峰宽的一半）宽的一半）。=Y0.607h半峰宽半峰宽Y1/2 即即峰峰高高一一半半处处对对应应的的峰峰宽宽。它它与与标标准准偏偏差差的的关系为关系为 Y1/2=2.355 峰底宽度峰底宽度Y（基线宽度）（基线宽度）即即色色谱谱峰峰两两侧侧拐拐点点上上的的切切线线在在基基线线上上截截距距间间的距离。的距离。它与标准偏差它与标准偏差 的关系是的关系是 Y=4 31没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任色色 谱谱 流流 出出 曲曲

22、 线线Y0.607h =2 Y=4 Y1/2=2.355 Y 2 Y1/232没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任5.5.峰面积峰面积A 峰面积是色谱图提供的基本定量数据，峰峰面积是色谱图提供的基本定量数据，峰面积测量的准确与否直接影响定量结果。对面积测量的准确与否直接影响定量结果。对于不同峰形的谱峰采用不同的测量方法。于不同峰形的谱峰采用不同的测量方法。（1 1）对称形峰面积的测量）对称形峰面积的测量 A=1.065 h Y1/2（2 2）不）不对称形峰面积的测量对称形峰面积的测量（3 3）剪纸称重法）剪纸称重法原始色谱

23、定量法原始色谱定量法33没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任6.6.色谱保留值色谱保留值 各种组分在柱上的滞留情况各种组分在柱上的滞留情况（1 1）时间表示的保留值）时间表示的保留值 死时间死时间tM 不被固定相吸附或溶解的物质（空气或甲烷）不被固定相吸附或溶解的物质（空气或甲烷）进入色谱柱时，从进样到出现峰极大值所需进入色谱柱时，从进样到出现峰极大值所需的时间称为死时间。它正比于色谱柱的空隙的时间称为死时间。它正比于色谱柱的空隙体积。体积。测定流动相平均线速测定流动相平均线速时，可用柱长时，可用柱长L与与 tM 的比值计

24、算的比值计算 即即 =L/tM34没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任保留时间保留时间tR 试样从进样到柱后出现峰极大点时所经过的试样从进样到柱后出现峰极大点时所经过的时间，称为保留时间。时间，称为保留时间。调整保留时间调整保留时间tR 某组分的保留时间扣除死时间后，称为该组某组分的保留时间扣除死时间后，称为该组分的调整保留时间。分的调整保留时间。即即 tR=tR tM tR：由于组分吸附或溶解于固定相中，比流由于组分吸附或溶解于固定相中，比流 动相在柱中多滞留的时间。动相在柱中多滞留的时间。tR：出柱时间；出柱时间；tR

25、：与固定相作用时间。与固定相作用时间。35没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任（2 2）用体积表示的保留值）用体积表示的保留值 死体积死体积VM 指色谱柱在填充后，柱管内固定相颗粒间所指色谱柱在填充后，柱管内固定相颗粒间所剩留的空间、色谱仪中管路和连接头间的空剩留的空间、色谱仪中管路和连接头间的空间以及检测器的空间的总和。间以及检测器的空间的总和。当后两相很小可忽略不计时，死体积可由死当后两相很小可忽略不计时，死体积可由死时间与色谱柱出口的载气流速时间与色谱柱出口的载气流速Fo（cm3 min-1）计算。）计算。VM =t

26、M Fo VM反映了柱和仪器系统的几何特性，与反映了柱和仪器系统的几何特性，与被测组分的性质无关。被测组分的性质无关。36没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任保留体积保留体积VR 指从进样开始到被测组分在柱后出现浓度极指从进样开始到被测组分在柱后出现浓度极大点时所通过的流动相的体积。大点时所通过的流动相的体积。VR=tR Fo 载气流速越大，保留时间降低，载气流速越大，保留时间降低，VR不变不变 VR与载气流速无关。与载气流速无关。调整保留体积调整保留体积VR 某组分的保留体积扣除死体积后的保留体积。某组分的保留体积扣除死

27、体积后的保留体积。VR =VR VM =tR Fo 同理：同理：VR 与载气流速无关，并更合理地反映与载气流速无关，并更合理地反映了被测组分的保留特性。了被测组分的保留特性。37没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任7.7.相对保留值相对保留值r2.1或或ri.s 某组分某组分2的调整保留值与组分的调整保留值与组分1的调整保留值的调整保留值之比。之比。r2,1=t R2 /t R1=V R2 /VR1 相对保留值只与柱温及固定相性质有关，而相对保留值只与柱温及固定相性质有关，而与柱径、柱长、填充情况及流动相流速无关。与柱径、

28、柱长、填充情况及流动相流速无关。在色谱法中，特别是在气相色谱法中，广泛在色谱法中，特别是在气相色谱法中，广泛用作定性的依据。用作定性的依据。相对保留值相对保留值r2.1或或ri.s也称为分离系数、柱的选也称为分离系数、柱的选择性、溶剂效率等。择性、溶剂效率等。38没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任 在定性分析中，通常固定一个色谱峰作为标在定性分析中，通常固定一个色谱峰作为标准（准（s），然后再求其它峰（），然后再求其它峰（i）对这个峰的相）对这个峰的相对保留值，对保留值，即即 =tR (i)/tR (s)式中式中tR (

29、i)为后出峰的调整保留时间，所以为后出峰的调整保留时间，所以 总是大于总是大于1 1的。的。相对保留值往往可作为衡量固定相选择性的相对保留值往往可作为衡量固定相选择性的指标，又称选择因子。指标，又称选择因子。当当=1时，两组分永不分离；时，两组分永不分离；越大，分离的越好。越大，分离的越好。39没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任三、分配平衡三、分配平衡色谱分析的目的是将样品中各组分彼此分离，组分色谱分析的目的是将样品中各组分彼此分离，组分要达到完全分离，要达到完全分离，两峰间的距离两峰间的距离必须足够远，两峰必须足够远，

30、两峰间的距离是由组分在两相间的分配系数决定的，即间的距离是由组分在两相间的分配系数决定的，即与色谱过程的热力学性质有关。与色谱过程的热力学性质有关。但是两峰间虽有一定距离，如果每个峰都很宽，以但是两峰间虽有一定距离，如果每个峰都很宽，以致彼此重叠，还是不能分开。这些致彼此重叠，还是不能分开。这些峰的宽或窄峰的宽或窄是由是由组分在色谱柱中传质和扩散行为决定的，即与色谱组分在色谱柱中传质和扩散行为决定的，即与色谱过程的动力学性质有关。因此，要从热力学和动力过程的动力学性质有关。因此，要从热力学和动力学两方面来研究色谱行为。学两方面来研究色谱行为。40没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就

31、无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任分配平衡：一定温度（分配平衡：一定温度（TC）下，组分在流动）下，组分在流动 相和固定相间作用达到的平衡。相和固定相间作用达到的平衡。1.1.分配系数分配系数K 指指在在一一定定温温度度和和压压力力下下，组组分分在在固固定定相相和和流动相之间分配达平衡时的浓度之比值，即流动相之间分配达平衡时的浓度之比值，即 41没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任 下图是下图是 A、B两组分沿色谱柱移动时，不两组分沿色谱柱移动时，不同位置处的浓度轮廓。同位置处的浓度轮廓。沿柱移动

32、沿柱移动距离距离L 溶质溶质A和和B在沿柱移动时不同位置处的浓度轮廓在沿柱移动时不同位置处的浓度轮廓浓浓度度ABKAKBA AB B42没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任分配系数的要点：分配系数的要点：K值与组分性质、固定相性质、流动相性质、值与组分性质、固定相性质、流动相性质、分离温度有关的参数；分离温度有关的参数；一定一定TC下，下，K越大，出峰越慢；越大，出峰越慢；提高提高TC ，组分在固定相中浓度降低，组分在固定相中浓度降低，tR变小；变小；K=0的组分，不被固定相保留，最先流出；的组分，不被固定相保留，最先流出

33、；每个组分的每个组分的K不同，选择适宜的固定相来改善不同，选择适宜的固定相来改善 分离效果；分离效果；试样中不同组分在相同分离条件下，试样中不同组分在相同分离条件下，K不同，不同，得以分离。得以分离。43没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任2.2.分配比分配比k（分配容量或容量因子分配容量或容量因子）分配比又称容量因子，它是指在一定温度和分配比又称容量因子，它是指在一定温度和压力下，组分在两相间分配达平衡时，分配压力下，组分在两相间分配达平衡时，分配在固定相和流动相中的质量比。即在固定相和流动相中的质量比。即44没有明确的

34、价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任式中：式中：为相比：为相比：反映色谱柱柱型及结构的参数。反映色谱柱柱型及结构的参数。填充柱相比约填充柱相比约635；毛细管柱的相比约；毛细管柱的相比约501500。，VM为流动相体积，即柱内固定为流动相体积，即柱内固定 相颗粒间空隙体积。相颗粒间空隙体积。VS为固定相体积，其中，为固定相体积，其中，GSC中为吸附剂中为吸附剂表面容量，表面容量，GLC中为固定液体积。中为固定液体积。空气或甲烷的空气或甲烷的ms=0，k=0 45没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人

35、生目标，就是人生责任。每承担一次责任3.3.分配比与保留值的关系分配比与保留值的关系 46没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任讨论：讨论：K和和k除与组分及固定相的热力学性质有关除与组分及固定相的热力学性质有关外，还随柱温、柱压的变化而变化。外，还随柱温、柱压的变化而变化。K只与组分和两相性质有关，与两相体积无只与组分和两相性质有关，与两相体积无关。而关。而k又称容量因子、分配容量、容量比，又称容量因子、分配容量、容量比，其随固定相的量的增加而增大。其随固定相的量的增加而增大。k越大，保留时间越长。越大，保留时间越长。k=

36、0，tR=0，tR=tM47没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任15-3 色谱分析的基本理论色谱分析的基本理论试样在色谱柱中的分离过程包括两方面：试样在色谱柱中的分离过程包括两方面：热力学热力学 各组分在两相间的分配情况各组分在两相间的分配情况 （tR由由K决定）决定）动力学动力学 各组分在两相间的传质情况各组分在两相间的传质情况 （Y1/2）一、塔板理论一、塔板理论塔板理论：塔板理论：1941年，年，Martin提出的半经验热提出的半经验热 力学理论。力学理论。给出衡量柱效的指标给出衡量柱效的指标48没有明确的价值取向和

37、人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任 把色谱柱比作把色谱柱比作一个分馏塔，一个分馏塔，引入理论塔板引入理论塔板数（数（n）作为衡）作为衡量柱效率的指量柱效率的指标，即色谱柱标，即色谱柱是由一系列连是由一系列连续的、相等的续的、相等的水平塔板组成。水平塔板组成。49没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任1.1.塔板理论的建立塔板理论的建立在在柱柱内内一一小小段段长长度度H内内，组组分分可可以以在在两两相相间间迅迅速速达达到到平平衡衡。这这一一小小段段柱柱长长称称为为理理论论塔

38、塔板板高度高度H。以以气气相相色色谱谱为为例例，载载气气进进入入色色谱谱柱柱不不是是连连续续进进行行的的，而而是是脉脉动动式式，每每次次进进气气为为一一个个塔塔板板体积（体积（Vm）。）。所所有有组组分分开开始始时时存存在在于于第第0号号塔塔板板上上，而而且且试样沿轴（纵）向扩散可忽略。试样沿轴（纵）向扩散可忽略。分分配配系系数数在在所所有有塔塔板板上上是是常常数数，与与组组分分在在某某一塔板上的量无关。一塔板上的量无关。50没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任51没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。

39、人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任52没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任2.2.塔板理论的结论塔板理论的结论色谱柱长：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（衡量柱效的指标）（衡量柱效的指标）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：53没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任有效塔板数和有效塔板高度有效塔板数和有效塔

40、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。组分在组分在tM时间内不参与柱内分配。时间内不参与柱内分配。需引入有效塔板数和有效塔板高度：需引入有效塔板数和有效塔板高度：54没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任3.塔板理论的特点和不足当色谱柱长度一定时，塔板数当色谱柱长度一定时，塔板数n越大越大(塔板高塔板高 度度H越小越小)，被测组分在柱内被分配的次数，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

41、。越多，柱效能则越高，所得色谱峰越窄。不同物质在同一色谱柱上的分配系数不同，不同物质在同一色谱柱上的分配系数不同，用有效塔板数和有效塔板高度作为衡量柱效用有效塔板数和有效塔板高度作为衡量柱效 能的指标时，应指明测定物质。能的指标时，应指明测定物质。柱效不能表示被分离组分的实际分离柱效不能表示被分离组分的实际分离效效果，果，55没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任 当当两两组组分分的的分分配配系系数数K相相同同时时，无无论论该该色谱柱的塔板数多大，都无法分离。色谱柱的塔板数多大，都无法分离。塔塔板板理理论论无无法法解解释释同

42、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验结结果果，也也无无法法指指出出影影响响柱柱效效的的因因素素及及提提高高柱柱效效的的途途径。径。56没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任二、速率方程二、速率方程范范第姆特方程第姆特方程 给出影响柱效的因素给出影响柱效的因素 1956年，荷兰学者年，荷兰学者van.Deemter等在研究气等在研究气液色谱时，提出了色谱过程动力学理论液色谱时，提出了色谱过程动力学理论速速率理论。他吸收了塔板理论中板高的概念，率理论。他吸收了塔板理论中板高的概念，并

43、充分考虑了组分在两相间的扩散和传质过并充分考虑了组分在两相间的扩散和传质过程，从而在动力学基础上较好地解释了影响程，从而在动力学基础上较好地解释了影响板高的各种因素。该理论模型对气相、液相板高的各种因素。该理论模型对气相、液相色谱都适用。色谱都适用。57没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任van Deemter方程的数学简化式为方程的数学简化式为 H=A+B/u+C u 式中：式中：H为板高（为板高（cm）；）；u为流动相的线速度（为流动相的线速度（cm.s-1）；）；A、B、C为常数：为常数：A为涡流扩散系数；为涡流扩散

44、系数；B为分子扩散项系数；为分子扩散项系数；C为传质阻力项系数。为传质阻力项系数。减小减小A、B、C三项可提高柱效；存在着最佳三项可提高柱效；存在着最佳流速；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？58没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任1.1.涡流扩散项涡流扩散项 A （多路效应）（多路效应）在填充色谱柱中，当组分随流动相向柱出在填充色谱柱中，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，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，使组分分子在前进中形不断改变流动方向，使组

45、分分子在前进中形成紊乱的类似涡流的流动，故称涡流扩散。成紊乱的类似涡流的流动，故称涡流扩散。色谱峰变宽的程度由下式决定：色谱峰变宽的程度由下式决定：A=2dp 为柱子填充的不均匀性（不规则因子）；为柱子填充的不均匀性（不规则因子）；dp为填充物的平均直径。为填充物的平均直径。59没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任固定相颗粒越小固定相颗粒越小dp，填充的越均匀，填充的越均匀，A，H，柱效，柱效n。表现在涡流扩散所引起的色。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。谱峰变宽现象减轻，色谱峰较窄。对于空心毛细管，

46、不存在涡流扩散，对于空心毛细管，不存在涡流扩散，A=0。对于对于34的填充柱，的填充柱，6080目（标准筛）固目（标准筛）固 定相。定相。60没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任2.2.分子扩散项分子扩散项 B/u （纵向扩散项）（纵向扩散项）纵纵向向分分子子扩扩散散是是由由浓浓度度梯梯度度造造成成的的。组组分分随随着着流流动动相相向向前前推推进进，由由于于存存在在浓浓度度梯梯度度，组组分自发向前扩散，造成谱带展宽。分自发向前扩散，造成谱带展宽。分子扩散项系数为分子扩散项系数为 B=2 Dg是填充柱内流动相扩散路径弯曲的因

47、数，称是填充柱内流动相扩散路径弯曲的因数，称弯曲因子弯曲因子，它反映了固定相颗粒的几何形状，它反映了固定相颗粒的几何形状对自由分子扩散的阻碍情况。对自由分子扩散的阻碍情况。空心毛细柱空心毛细柱=1 填充柱填充柱1（硅藻土担体（硅藻土担体=0.50.7）61没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任Dg为组分在流动相（为组分在流动相（GC为气相）中扩散系数为气相）中扩散系数（cm 2 s-1）,分子扩散项与组分在流动相中分子扩散项与组分在流动相中扩散系数扩散系数 Dg 成正比。成正比。Dg与流动相及组分性质有关：与流动相及组分性质

48、有关：Dg ：Dg反比于流动相相对分子反比于流动相相对分子 质量的平方根，所以采用质量的平方根，所以采用 相对分子质量较大的流动相对分子质量较大的流动 相，可使相，可使B项降低。项降低。如：如：N2 Dg TC：Dg随柱温增高而增加。随柱温增高而增加。62没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任a.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。b.分子扩散项与流速有关，低流速时，扩散加剧，分子扩散项与流速有关，低流速时，扩散加剧，滞留时间延长。滞留时间延长。c.扩散系数扩散系数Dg(M载气载气)-1/2

49、，M载气载气大，大，B减小。减小。d.Dg TC 低柱温提高柱效。低柱温提高柱效。63没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任3.3.传质阻力项传质阻力项 Cu（1 1）气相色谱）气相色谱 传质阻力系数传质阻力系数C包括气相传质阻力系数包括气相传质阻力系数Cg和和液相传质阻力系数液相传质阻力系数Cl两项，即两项，即 C=Cg+Cl =Cm+Cs 气气相相传传质质过过程程Cg：是是指指试试样样组组分分从从气气相相移移动动到固定相表面的过程所受到的阻力。到固定相表面的过程所受到的阻力。液液相相传传质质过过程程Cl：是是指指试试样样

50、组组分分从从固固定定相相的的气气/液液界界面面移移动动到到液液相相内内部部，并并发发生生质质量量交交换换，达达到到分分配配平平衡衡，然然后后又又返返回回气气/液液界界面面的的传传质质过程所受到的阻力。过程所受到的阻力。64没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任降低液膜厚度减小降低液膜厚度减小Cl，提高柱效；，提高柱效；提高提高TC减小传质阻力减小传质阻力C，提高柱效。，提高柱效。65没有明确的价值取向和人生目标，实现自我人生价值就无从谈起。人生价值就是人生目标，就是人生责任。每承担一次责任van Deemter的气相色谱板高