色谱法课件.ppt

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1、关于色谱法关于色谱法第1页，此课件共87页哦第四章第四章 色谱法色谱法 4.1 色谱分析法简介色谱分析法简介 4.2 色谱图及色谱常用术语色谱图及色谱常用术语 4.3 色谱法的基本理论色谱法的基本理论 4.4 色谱定性和定量分析色谱定性和定量分析 4.5 气相色谱法（了解）气相色谱法（了解）4.6 高效液相色谱法（了解）高效液相色谱法（了解）第2页，此课件共87页哦4.1.1 色谱法的产生和发展色谱法的产生和发展4.1.2 什么是色谱法什么是色谱法4.1.3 色谱法分类色谱法分类4.1 色谱分析法简介色谱分析法简介第3页，此课件共87页哦1.色谱法的产生色谱法的产生色谱法是一种分离技术色谱法是

2、一种分离技术俄国植物学家茨维特俄国植物学家茨维特1906年创年创立立4.1.1 色谱法的产生和发展色谱法的产生和发展第4页，此课件共87页哦分离植物叶子中的色素时，将叶片的石油分离植物叶子中的色素时，将叶片的石油醚（饱和烃混合物）提取液倒入玻璃管中，醚（饱和烃混合物）提取液倒入玻璃管中，柱中填充柱中填充CaCO3粉末（有吸附能力粉末（有吸附能力)，用纯，用纯石油醚洗脱（淋洗）。色素受两种作用力石油醚洗脱（淋洗）。色素受两种作用力影响影响一种是一种是CaCO3 吸附，使色素在柱中停吸附，使色素在柱中停滞下来滞下来一种是被石油醚溶解，使色素向下移动一种是被石油醚溶解，使色素向下移动各种色素结构不同

3、，受两种作用力大小不各种色素结构不同，受两种作用力大小不同，经一段时间洗脱后，色素在柱子上分同，经一段时间洗脱后，色素在柱子上分开，形成了各种颜色的谱带，这种分离方开，形成了各种颜色的谱带，这种分离方法称为色谱法。法称为色谱法。第5页，此课件共87页哦Tsweet的实验第6页，此课件共87页哦第7页，此课件共87页哦2.色谱法的发展色谱法的发展1930年代初：年代初：R.Kuhn把把M.Tswett的方法用于类胡的方法用于类胡萝卜素的萝卜素的 分离，从此色谱法得以广泛应用。分离，从此色谱法得以广泛应用。1935年：年：Adams和和Holmes第一次用苯酚和甲醛合成第一次用苯酚和甲醛合成了人工

4、有机离子交换剂，能交换了人工有机离子交换剂，能交换阳离子和有机氢离阳离子和有机氢离子子。后来又合成了阴离子交换剂，既可用于离子。后来又合成了阴离子交换剂，既可用于离子交换，又用于色谱分离交换，又用于色谱分离即现时流行的即现时流行的离子交换离子交换色谱法色谱法。至。至1950年此方法已成型。年此方法已成型。4.1.1 色谱法的产生和发展色谱法的产生和发展第8页，此课件共87页哦1938年：年：Izmailov等人将糊状等人将糊状Al2O3浆液在玻璃板上铺成浆液在玻璃板上铺成均匀薄层，用于分离植物中的药用成分，即今日用的均匀薄层，用于分离植物中的药用成分，即今日用的薄薄层色谱层色谱。（用于薄层的材

5、料已发展至多种：如硅酸、聚。（用于薄层的材料已发展至多种：如硅酸、聚酰胺等）。酰胺等）。1941年：年：Martin和和Synge设计了两套萃取仪器，将蛋白设计了两套萃取仪器，将蛋白质水解产物的质水解产物的乙酰化氨基酸乙酰化氨基酸由水溶液中提取到有机相而由水溶液中提取到有机相而进行色谱分离。不久又研究了颗粒硅胶柱中三种衍生进行色谱分离。不久又研究了颗粒硅胶柱中三种衍生化氨基酸混合物在水相和有机相化氨基酸混合物在水相和有机相(氯仿氯仿)之间的不等分配，之间的不等分配，获得成功，使三个组分得到良好的分离获得成功，使三个组分得到良好的分离,为为液液分配液液分配色谱色谱奠定了基础。奠定了基础。第9页，

6、此课件共87页哦1944年：年：Consden，Gordon和和Martin将纤维（滤纸）作将纤维（滤纸）作固定载体，以水吸附在滤纸上作溶剂，根据组分在两相固定载体，以水吸附在滤纸上作溶剂，根据组分在两相中溶解度不同，即渗透率（速率）不同而使各组分彼此中溶解度不同，即渗透率（速率）不同而使各组分彼此分离，称之为分离，称之为纸色谱法纸色谱法。1952年：年：Martin和和Synge又研究成功了在惰性载体表面涂又研究成功了在惰性载体表面涂渍一层均匀的有机化合物膜作为固定相，并以气体为流动相，渍一层均匀的有机化合物膜作为固定相，并以气体为流动相，用来分离脂肪酸混合物用来分离脂肪酸混合物即今日的即今

7、日的气液色谱气液色谱。1954年：年：Ray提出以提出以热导池热导池作为气相色谱的检测器，使作为气相色谱的检测器，使气相色谱应用更加广泛气相色谱应用更加广泛。第10页，此课件共87页哦1957年：年：Golay首先应用小口径毛细管柱进行色谱分离首先应用小口径毛细管柱进行色谱分离实验，结果证明了它具有高分辨率和高效能实验，结果证明了它具有高分辨率和高效能 即为今即为今日的日的高效气相色谱法。高效气相色谱法。1959年：年：Porath和和Flodin提出了使用具有化学惰性的多提出了使用具有化学惰性的多孔凝胶作固定相的孔凝胶作固定相的空间排阻色谱法空间排阻色谱法，根据固定相孔隙，根据固定相孔隙尺寸

8、不同而具有不同的选择性渗透能力，从而对分尺寸不同而具有不同的选择性渗透能力，从而对分子量分布不同的样品实现了分离。可用于测定聚合子量分布不同的样品实现了分离。可用于测定聚合物的相对分子质量的的分布。物的相对分子质量的的分布。第11页，此课件共87页哦我国情况我国情况我国在色谱分析领域的研究起于我国在色谱分析领域的研究起于1954年年中国科学院大连化学物理研究所首先开发中国科学院大连化学物理研究所首先开发经过几十年的努力，我国色谱基础理论研经过几十年的努力，我国色谱基础理论研究和应用技术研究方面具有特色，居世界究和应用技术研究方面具有特色，居世界领先行列。领先行列。第12页，此课件共87页哦 随

9、着被分离样品种类的增多，该方法广随着被分离样品种类的增多，该方法广泛地用于无色物质的分离，泛地用于无色物质的分离，“色谱色谱”名称名称中的中的“色色”失去了原有的意义，但失去了原有的意义，但“色谱色谱”这一名称沿用至今。这一名称沿用至今。第13页，此课件共87页哦1.色谱法色谱法混合物在流动相的携带下通过色谱柱混合物在流动相的携带下通过色谱柱分离出几种组分的方法。分离出几种组分的方法。4.1.2 什么是色谱法什么是色谱法第14页，此课件共87页哦2.色谱法中共使用两相色谱法中共使用两相固定相固定相固定不动的相固定不动的相（如：（如：CaCO3）固体吸附剂：固体吸附剂：CaCO3、Al 2O3等

10、等液体固定相（载体液体固定相（载体+固定液固定液高沸点有机化合高沸点有机化合物，涂在载体上）物，涂在载体上）流动相流动相推动混合物流动的相推动混合物流动的相（如：石油醚）（如：石油醚）气体气体 1952年产生年产生GC，是色谱法一项革命性进展，是色谱法一项革命性进展液体液体流的速度慢，加压，使其流快，流的速度慢，加压，使其流快，1969年年HPLC4.1.2 什么是色谱法什么是色谱法第15页，此课件共87页哦3.色谱分离法特征色谱分离法特征n一定是先分离、后分析一定是先分离、后分析n一定具有两相：固定相和流动相一定具有两相：固定相和流动相n分离：利用组分在两相中分配系数或吸分离：利用组分在两相

11、中分配系数或吸附能力的差异进行分离附能力的差异进行分离4.1.2 什么是色谱法什么是色谱法第16页，此课件共87页哦4.色谱法特点：色谱法特点：（1）分离效能高）分离效能高（2）灵敏度高）灵敏度高（3）分析速度快）分析速度快（4）应用范围广）应用范围广4.1.2 什么是色谱法什么是色谱法第17页，此课件共87页哦1 1、按两相状态分类、按两相状态分类2 2、按操作形式分类、按操作形式分类3 3、按分离原理分类、按分离原理分类4.1.3 色谱法分类色谱法分类（1 1）气相色谱）气相色谱（2 2）液相色谱）液相色谱（3 3）超临界液体色谱）超临界液体色谱（1 1）柱色）柱色（2 2）纸色谱）纸色谱

12、（3 3）薄层色谱）薄层色谱（1 1）吸附色谱）吸附色谱（2 2）分配色谱）分配色谱（3 3）离子交换色谱）离子交换色谱（4 4）凝胶色谱）凝胶色谱第18页，此课件共87页哦第四章第四章 色谱法色谱法 4.1 色谱分析法简介色谱分析法简介 4.2 色谱图及色谱常用术语色谱图及色谱常用术语 4.3 色谱法的基本理论色谱法的基本理论 4.4 色谱定性和定量分析色谱定性和定量分析 4.5 气相色谱法气相色谱法 4.6 高效液相色谱法高效液相色谱法第19页，此课件共87页哦4.2.1 色谱图色谱图4.2.2 色谱常用术语色谱常用术语4.2.3 根据色谱图可得到的重要信息根据色谱图可得到的重要信息4.2

13、 色谱图及色谱常用术语色谱图及色谱常用术语第20页，此课件共87页哦4.2.1 色谱图n混合物样品（混合物样品（A+B）色谱柱中分离色谱柱中分离检测器检测器记录下来。组分从色谱柱流出时，各个组分在检测记录下来。组分从色谱柱流出时，各个组分在检测器上所产生的信号随时间变化，所形成的曲线叫色器上所产生的信号随时间变化，所形成的曲线叫色谱图。谱图。n记录了各个组分流出色谱柱的情况，又叫色谱流出曲记录了各个组分流出色谱柱的情况，又叫色谱流出曲线线第21页，此课件共87页哦1.基线基线在在实实验验操操作作条条件件下下，色色谱谱柱柱后后没没有有组组分分流流出出的的曲曲线叫基线。线叫基线。稳定情况下是一条直

14、线稳定情况下是一条直线基线上下波动称为噪音基线上下波动称为噪音4.2.1 色谱常用术语第22页，此课件共87页哦2.色谱峰的高度（色谱峰的高度（峰高，峰高，h）色谱峰最高点与基线之间的距离色谱峰最高点与基线之间的距离可用可用mm、mV、mA表示表示峰高低与组分浓度有关，峰越高越窄越好峰高低与组分浓度有关，峰越高越窄越好 h第23页，此课件共87页哦3.色谱峰的宽度色谱峰的宽度(区域宽度区域宽度)q标准偏差标准偏差 峰高峰高0.607倍处的色谱峰宽的一半。倍处的色谱峰宽的一半。q峰峰底底宽宽Wb色色谱谱峰峰两两侧侧拐拐点点所所作作切切线线在在基基线线上上的的距距离离 Wb=4 q半峰宽半峰宽W1

15、/2峰高一半处色谱峰的宽度峰高一半处色谱峰的宽度 W1/2=2.354 Wb=4 W1/2=0.589Wb WbW1/2第24页，此课件共87页哦 4.色谱峰面积（色谱峰面积（A）n色谱峰与峰底所围的面积。色谱峰与峰底所围的面积。n对于对称的色谱峰对于对称的色谱峰 A=1.065h W1/2n对于非对称的色谱峰对于非对称的色谱峰 A=1.065h(W 0.15+W 0.85)/2 第25页，此课件共87页哦5.死时间死时间t0不被固定相吸附或溶解的组分流经色谱柱所需时间不被固定相吸附或溶解的组分流经色谱柱所需时间从进样开始到柱后出现峰最大值所需时间从进样开始到柱后出现峰最大值所需时间气气相相色

16、色谱谱惰惰性性气气体体（空空气气、甲甲烷烷等等）流流出出色色谱谱柱柱所所需需时时间间t0第26页，此课件共87页哦6.保留时间保留时间tR 组组分分流流经经色色谱谱柱柱时时所需时间。所需时间。进进样样开开始始到到柱柱后后出出现现最最大大值值时时所所需需的的时间时间操操作作条条件件不不变变时时，一一种种组组分分有有一一个个tR定值定值定性参数定性参数第27页，此课件共87页哦7.调整保留时间调整保留时间tR扣扣除除了了死死时时间间的的保保留留时时间间，又又称称校校正正保保留留时间，实际保留时间。时间，实际保留时间。tR=tR-t0体体现现的的是是组组分分在在柱柱中中被吸附或溶解的时间。被吸附或溶

17、解的时间。tR第28页，此课件共87页哦8.死体积死体积V0不不被被固固定定相相滞滞留留的的组组分分流流经经色色谱谱柱柱所所消消耗耗的的流流动动相相体体积积称死体积，色谱柱中载气所占的体积。称死体积，色谱柱中载气所占的体积。V0=t 0F0 F0-柱后出口处流动相的体积流速柱后出口处流动相的体积流速mL/min 9.保留体积保留体积VR 组组分分从从进进样样开开始始到到色色谱谱柱柱后后出出现现最最大大值值时时所所需需流流动动相相体体积积，组组分通过色谱柱时所需流动相体积分通过色谱柱时所需流动相体积VR=t RF 010.调整保留体积调整保留体积VR扣扣除除了了死死体体积积的的保保留留体体积积，

18、真真实实的的将将待待测测组组分分从从固固定定相相中中携携带带出柱子所需的流动相体积。出柱子所需的流动相体积。VR=tRF 0第29页，此课件共87页哦11.相对保留值相对保留值i,s 在在相相同同操操作作条条件件下下，组组分分i对对参参比比组组分分s调调整保留值之比整保留值之比第30页，此课件共87页哦色谱保留值定性的依据6.保留时间保留时间tR 7.调整保留时间调整保留时间tR 9.保留体积保留体积VR 10.调整保留体积调整保留体积VR 11.相对保留值相对保留值i,s组组分分在在色色谱谱柱柱中中停停留留的的数数值值，可可用用时时间间t 和和所所消消耗耗流流动动相相的的体积来表示。体积来表

19、示。组组分分在在固固定定相相中中溶溶解解性性能能越越好好，或或固固定定相相的的吸吸附附性性越越强强，在柱中滞留的时间越长，消耗的流动相体积越大在柱中滞留的时间越长，消耗的流动相体积越大固固定定相相、流流动动相相固固定定，条条件件一一定定时时，组组分分的的保保留留值值是是个个定定值。值。V0、t0与与被被测测组组分分无无关关，因因而而VR.tR更更合合理理地地反反映映了了物物质质在在柱柱中的保留情况。中的保留情况。第31页，此课件共87页哦4.2.3 根据色谱图可得到的重要信息根据色谱图可得到的重要信息（1）色谱峰个数色谱峰个数判断样品中所含组分的最少个数判断样品中所含组分的最少个数（2）色谱峰

20、的位置即保留值色谱峰的位置即保留值进行定性分析进行定性分析（3）色谱峰的色谱峰的h、A 进行定量分析进行定量分析（4）色谱峰的位置及峰的宽度色谱峰的位置及峰的宽度可评价色谱柱效（分离效能）可评价色谱柱效（分离效能）（5）色谱峰两峰间的距离色谱峰两峰间的距离可评价固定相或流动相选择是否合适可评价固定相或流动相选择是否合适第32页，此课件共87页哦第四章第四章 色谱法色谱法 4.1 色谱分析法简介色谱分析法简介 4.2 色谱图及色谱常用术语色谱图及色谱常用术语 4.3 色谱法的基本理论色谱法的基本理论 4.4 色谱定性和定量分析色谱定性和定量分析 4.5 气相色谱法气相色谱法 4.6 高效液相色谱

21、法高效液相色谱法第33页，此课件共87页哦色谱分析色谱分析目的目的是将样品中各组分彼此分离是将样品中各组分彼此分离对样品中的组分进行定性、定量分析对样品中的组分进行定性、定量分析组分达到完全分离，两峰间的距离须足组分达到完全分离，两峰间的距离须足够远够远两峰间的距离是由组两峰间的距离是由组分在两相间的分配系数分在两相间的分配系数K决定，即与色谱过程的热力学性质有关。决定，即与色谱过程的热力学性质有关。两两峰间虽有一定距离，但若每个峰都很宽，峰间虽有一定距离，但若每个峰都很宽，彼此彼此重叠，重叠，则峰不能分开则峰不能分开峰的宽或峰的宽或窄是由组分在色谱窄是由组分在色谱柱中传质和扩散柱中传质和扩散

22、行为决定，即与色谱过程的动力学性质有关行为决定，即与色谱过程的动力学性质有关4.3 色谱法的基本理论色谱法的基本理论第34页，此课件共87页哦4.3.1 分配系数和分配比分配系数和分配比4.3.2 塔板理论塔板理论4.3.3 速率理论速率理论范第姆特方程范第姆特方程4.3.4 分离度分离度4.3.5 基本色谱分离方程基本色谱分离方程4.3 色谱法的基本理论色谱法的基本理论第35页，此课件共87页哦 在在一一定定温温度度下下，组组分分在在流流动动相相和和固固定定相相之之间间所所达达到到的的平平衡衡叫叫分分配配平平衡衡，组组分分在在两两相相中中的的分分配配行行为为常常采采用用分分配配系数系数K K

23、和和分配比分配比k k来表示。来表示。4.3.1 分配系数和分配比分配系数和分配比第36页，此课件共87页哦K仅与两个变量相关：固定相、温度仅与两个变量相关：固定相、温度TK与两相体积、管柱特性、使用仪器无关与两相体积、管柱特性、使用仪器无关=c cs/c cm组分在固定相中的浓度组分在固定相中的浓度组分在流动相中的浓度组分在流动相中的浓度K=1 1.分配系数分配系数 K(K(浓度分配系数浓度分配系数)4.3.1 分配系数和分配比分配系数和分配比C Cs和和c cm-组分在固定相和流动相中的浓度组分在固定相和流动相中的浓度第37页，此课件共87页哦2.分配比分配比 k (容量因子，容量比容量因

24、子，容量比)组分在固定相中的质量组分在固定相中的质量 组分在流动相中的质量组分在流动相中的质量 =K Vs/Vm k=ms/mm k随随T、固定相、流动相的体积变化而变化、固定相、流动相的体积变化而变化k越大，组分在固定相中质量越多，越大，组分在固定相中质量越多，tR越长越长K、k越大，组分在固定相中越大，组分在固定相中tR就越长就越长4.3.1 分配系数和分配比分配系数和分配比ms 和和 mm -组分在固定相和流动相中的质量组分在固定相和流动相中的质量Vs 和和 Vm -柱中固定相和流动相中的体积柱中固定相和流动相中的体积第38页，此课件共87页哦3.k与与tR之间的关系之间的关系k=tR/

25、t0=(tR-t0)/t0 k=VR/V0=(VR-V0)/V04.3.1 分配系数和分配比分配系数和分配比第39页，此课件共87页哦4.K及及k与选择因子与选择因子之间的关系之间的关系4.3.1 分配系数和分配比分配系数和分配比实际实际意意义义：=1K（B）=K（A）,tR(B)=tR(A)A、B两组分色谱峰重合两组分色谱峰重合K或或k相差越大，分离越好，相差越大，分离越好，色谱分离先决条件：两组分具有不同的色谱分离先决条件：两组分具有不同的K或或k 1（1或或 1）第40页，此课件共87页哦在在50年代，色谱技术发展的初期，年代，色谱技术发展的初期，Martin等人把色谱分离过程比等人把色

26、谱分离过程比作分馏过程，并把分馏中的半作分馏过程，并把分馏中的半经验理论塔板理论用于色谱经验理论塔板理论用于色谱分析法分析法用精馏塔中塔板的概念来描述组用精馏塔中塔板的概念来描述组分在两相间的分配行为分在两相间的分配行为理论塔板数作为衡量柱效率的指理论塔板数作为衡量柱效率的指标标4.3.2 塔板理论塔板理论第41页，此课件共87页哦（1）在柱内一小段长度）在柱内一小段长度H内，组分可在两相间迅速达内，组分可在两相间迅速达到平衡，到平衡，H称为理论塔板高度，称为理论塔板高度，n=L/H（2）以）以GC为例，载气进入色谱柱不是连续进行而是为例，载气进入色谱柱不是连续进行而是脉动式，每次进气为一个塔

27、板体积脉动式，每次进气为一个塔板体积V。（3）所有组分开始时存在于第）所有组分开始时存在于第0号塔板上，而且试样号塔板上，而且试样沿轴（纵）向扩散可忽略。沿轴（纵）向扩散可忽略。（4）K在所有塔板上是常数，与组分在某一塔板上的量在所有塔板上是常数，与组分在某一塔板上的量无关。无关。1.基本假设4.3.2 塔板理论塔板理论第42页，此课件共87页哦（1）流出曲线及其方程）流出曲线及其方程设设n=5,k=1,m=1（=ms+mm）2.塔板理论方程式塔板理论方程式4.3.2 塔板理论塔板理论第43页，此课件共87页哦第44页，此课件共87页哦（2）柱效评价柱效评价（H,n）n与与Wb，W 1/2 的

28、关系的关系n=L/H 或或 H=L/n L-色谱柱长度色谱柱长度 H-塔板高度塔板高度 n-塔板数目塔板数目 H有效有效n 有效有效 H理理n 理理L固定固定，H越小，越小，n越大，分离效果越好越大，分离效果越好 H、n 评价柱效评价柱效 2.塔板理论方程式塔板理论方程式4.3.2 塔板理论塔板理论n 有效有效=5.54(tR/W 1/2)2 =16(tR/Wb)2 n理理=5.54(tR/W 1/2)2 =16(tR/Wb)2 第45页，此课件共87页哦塔板理论的优势塔板理论的优势用热力学观点形象地描述了溶质在色谱柱中的分配平用热力学观点形象地描述了溶质在色谱柱中的分配平衡和分离过程，导出流

29、出曲线的数学模型，并成功解释衡和分离过程，导出流出曲线的数学模型，并成功解释了流出曲线的形状及浓度极大值的位置了流出曲线的形状及浓度极大值的位置提出了计算理论塔板高度、塔板数的公式及评价柱效提出了计算理论塔板高度、塔板数的公式及评价柱效的方法，具有开创性的方法，具有开创性塔板理论的缺点塔板理论的缺点基本假设不完全符合柱内实际发生的分离过程，未考基本假设不完全符合柱内实际发生的分离过程，未考虑各种动力学因素对色谱柱内传质过程的影响虑各种动力学因素对色谱柱内传质过程的影响同一试样进入同一色谱柱，当流动相速度变化时，得同一试样进入同一色谱柱，当流动相速度变化时，得到不同色谱图；测得的到不同色谱图；测

30、得的 n 和和 H 也不同。也不同。第46页，此课件共87页哦 1956年，荷兰学者范第姆特年，荷兰学者范第姆特(VanDeomter)提出提出吸收了塔板理论中的吸收了塔板理论中的H概念。并充分考虑了组分在两相同的扩散和传概念。并充分考虑了组分在两相同的扩散和传质过程，从而在动力学基础上较好地解释了影响质过程，从而在动力学基础上较好地解释了影响H的各种因素的各种因素方程方程:u为流动相线速度cm.s-1，线速度=L(柱长)/t01.理论模型-范第姆特方程 4.3.3 速率理论提出了影响的三项因素提出了影响的三项因素涡流扩散项涡流扩散项A,分子扩散项分子扩散项B/u,传质阻力项传质阻力项Cu流动

31、相流速一定，流动相流速一定，当、最小时，小，当、最小时，小，n 最高，柱效高最高，柱效高当、最大时，大，当、最大时，大，n 最小，柱效低最小，柱效低第47页，此课件共87页哦气相色谱气相色谱 uDskkdDdkkuDdHfgpgp)1(32)1(01.02222222+=gl 液相色谱液相色谱 第48页，此课件共87页哦HuGC（a）LC（b）GC（a）u有一最低点有一最低点u最佳最佳；u小小或或u大大，H都大都大LC（b）u没有最低点；没有最低点；u大大，H增大不多，因此增大不多，因此可用较高的流速，提高分析速度可用较高的流速，提高分析速度（4）流动相线速度）流动相线速度u对对H的影响的影响

32、第49页，此课件共87页哦可测三种流速对应的板高可测三种流速对应的板高H H，解三元一次方程，求出解三元一次方程，求出A A、B B、C C即可求出即可求出u u最佳最佳和和H H最小最小。实际工作中，为缩小分析时间，可选略高实际工作中，为缩小分析时间，可选略高u u最佳最佳的流速，的流速，常用常用u u最佳最佳。BCACBCCBBAC u最佳u最佳BAH2/+=+=+=最小CBu=最佳GC中最佳流速可通过实验和计算方法求得第50页，此课件共87页哦1.为什么提出分离度概念？为什么提出分离度概念？柱效能柱效能色谱柱在分离过程中的分离效能，常用色谱柱在分离过程中的分离效能，常用n，来描述来描述,

33、对单个组分对单个组分,n 越大，越小，柱效越高越大，越小，柱效越高对多个组分，对多个组分，n 大，小，几个峰未必分开大，小，几个峰未必分开选择性选择性描述两个相邻组分在同一固定相中热力学分布行为描述两个相邻组分在同一固定相中热力学分布行为用用r2,1相对保留值表示相对保留值表示.r2,1越大，保留时间相差大，分离越大，保留时间相差大，分离越好（但未考虑峰宽因素）越好（但未考虑峰宽因素）4.3.4 分离度分离度第51页，此课件共87页哦4.3.4 分离度分离度R1.1.为什么提出分离度概念？为什么提出分离度概念？两峰距离近，峰形宽，严重重叠两峰距离近，峰形宽，严重重叠表示选择性和柱效都很差表示选

34、择性和柱效都很差两峰距离拉开，但峰形宽两峰距离拉开，但峰形宽表示选择性好，但柱效低表示选择性好，但柱效低两峰距离拉开，且峰形窄而对称两峰距离拉开，且峰形窄而对称表示选择性好且柱效高表示选择性好且柱效高单独用选择性或柱效不能真实反单独用选择性或柱效不能真实反映组分在色谱柱中分离情况，需映组分在色谱柱中分离情况，需引入一个引入一个综合性指标，其既能反映综合性指标，其既能反映选择性又能反映柱效选择性又能反映柱效第52页，此课件共87页哦4.3.4 分离度分离度R2.2.分离度（分离度（R R）定义）定义相邻两个峰的保留值之差与两峰宽度平均值之比相邻两个峰的保留值之差与两峰宽度平均值之比色谱柱的总分离

35、效能指标色谱柱的总分离效能指标v分子反映溶质在两相中分配行为对分离的影响分子反映溶质在两相中分配行为对分离的影响v 是色谱分离的是色谱分离的热力学因素热力学因素。v分母反映动态过程溶质区带的扩宽对分离的影响分母反映动态过程溶质区带的扩宽对分离的影响v是色谱分离的是色谱分离的动力学因素动力学因素。v两溶质保留时间相差越大，色谱峰越窄，分离越好两溶质保留时间相差越大，色谱峰越窄，分离越好第53页，此课件共87页哦.0 两峰有部分重叠两峰有部分重叠.0 分离程度达分离程度达98%，能满足分析要求，能满足分析要求.5 两个组分能完全分开两个组分能完全分开第54页，此课件共87页哦1.基本色谱分离方程基

36、本色谱分离方程4.3.5 基本色谱分离方程基本色谱分离方程第55页，此课件共87页哦2.分离度与柱效能的关系分离度与柱效能的关系 4.3.5 基本色谱分离方程基本色谱分离方程柱效项柱效项塔板数决定，塔板数决定，n 越大，柱效越高分离越好越大，柱效越高分离越好第56页，此课件共87页哦、分离度与选择性的关系、分离度与选择性的关系 选择性项选择性项r2,1越大，越大，tR与与tR1 相差越大，分的越好相差越大，分的越好4.3.5 基本色谱分离方程基本色谱分离方程第57页，此课件共87页哦3.3.分离度与柱容量的关系分离度与柱容量的关系 柱容量项柱容量项k大一些对分析有利大一些对分析有利太大，太大，

37、tR长长柱容量合适，分的才好柱容量合适，分的才好,一般一般1k 104.3.5 基本色谱分离方程基本色谱分离方程第58页，此课件共87页哦例例题题：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85s和和100s，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塔板板高高度度为为0.1 cm，柱柱长长是是多多少少？解解：r2,1=100/85=1.18 n有效有效 =16R2 r2,1 /(r2,1 1)2 =161.52(1.18/0.18)2 =1547（块）块）L有效有效 =n有效有效H

38、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第59页，此课件共87页哦第四章第四章 色谱法色谱法 4.1 色谱分析法简介色谱分析法简介 4.2 色谱图及色谱常用术语色谱图及色谱常用术语 4.3 色谱法的基本理论色谱法的基本理论 4.4 色谱定性和定量分析色谱定性和定量分析 4.5 气相色谱法气相色谱法 4.6 高效液相色谱法高效液相色谱法第60页，此课件共87页哦4.4.1 定性分析定性分析4.4.2 定量分析定量分析4.4 色谱定性和定量分析色谱定性和定量分析第61页，此课件共87页哦1.1.定性分析的任务定性分析

39、的任务 确定色谱图上各个峰代表什么物质确定色谱图上各个峰代表什么物质 4.4.1 定性分析定性分析第62页，此课件共87页哦2.2.如何定性？如何定性？（1 1）利用保留值与已知物对照定性）利用保留值与已知物对照定性I.I.利用纯物质或已知物质保留时间定性利用纯物质或已知物质保留时间定性II.II.利用峰高增量定性利用峰高增量定性III.III.利用双色谱系统定性利用双色谱系统定性（2 2）与其它分析仪器联用进行定性）与其它分析仪器联用进行定性4.4.1 定性分析定性分析第63页，此课件共87页哦2.2.如何定性？如何定性？（1 1）利用保留值与已知物对照定性）利用保留值与已知物对照定性 I.

40、I.利用纯物质或已知利用纯物质或已知 物质保留时间定性物质保留时间定性4.4.1 定性分析定性分析在相同色谱条件下，将在相同色谱条件下，将标准物和样品分别进样，标准物和样品分别进样，两者保留值相同，可能为两者保留值相同，可能为同一物质同一物质此方法要求操作条件稳定、此方法要求操作条件稳定、一致，必须严格控制操作条一致，必须严格控制操作条件，尤其是流速件，尤其是流速第64页，此课件共87页哦2.2.如何定性？如何定性？（1 1）利用保留值与已知物对照定性）利用保留值与已知物对照定性 II.II.利用峰高增量定性利用峰高增量定性若样品复杂，流出峰距离太近，或操作若样品复杂，流出峰距离太近，或操作条

41、件不易控制，可将已知物加到样品中，条件不易控制，可将已知物加到样品中，混合进样，若被测组分峰高增加了，则混合进样，若被测组分峰高增加了，则可能含该已知物。可能含该已知物。4.4.1 定性分析定性分析第65页，此课件共87页哦2.2.如何定性？如何定性？(2)(2)与其它分析仪器联用的定性方法与其它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SampleSampleSampleSample 589058901.0 1.0 DEG/MIDEG/MIN

42、NHEWLETTHEWLETTPACKARDPACKARDHEWLETHEWLETT TPACKARPACKARD D59725972A AMass Mass SelectivSelective e DetectoDetector rD DC CB BA A A AB BC CD DGas Chromatograph(GC)Gas Chromatograph(GC)Mass Spectrometer(MS)Mass Spectrometer(MS)SeparationSeparationIdentificationIdentificationB BA AC CD D4.4.1 定性分析定性分析

43、第66页，此课件共87页哦 1.定量分析的依据定量分析的依据 气相色谱定量分析是根据检测器对溶质产生的气相色谱定量分析是根据检测器对溶质产生的响应信号响应信号与溶质的量成正比的原理与溶质的量成正比的原理，通过色谱图上的峰面积或，通过色谱图上的峰面积或峰高，计算样品中溶质的含量。峰高，计算样品中溶质的含量。mi=fi Ai mi=fihi mi -被测组分被测组分i的质量的质量，fi -比例系数比例系数 Ai、hi-被测组分的峰面积及峰高被测组分的峰面积及峰高4.4.2 定量分析定量分析第67页，此课件共87页哦 2.峰面积测量方法峰面积测量方法 mi=fi Ai mi=fi hi 对称色谱峰对

44、称色谱峰A=1.065hW12 不对称色谱峰不对称色谱峰A=1.065h（W0.15W0.85）/24.4.2 定量分析定量分析第68页，此课件共87页哦3.定量校正因子定量校正因子mi=fi Ai mi=fi hi 色谱定量分析是基于峰面积与组分的量成正比关系色谱定量分析是基于峰面积与组分的量成正比关系但同一检测器对不同物质具有不同的响应值，即不同物质检测但同一检测器对不同物质具有不同的响应值，即不同物质检测器的灵敏度不同，相同的峰面积并不意味着有相等的量。器的灵敏度不同，相同的峰面积并不意味着有相等的量。定量校正因子：单位峰面积对应组分的质量。定量校正因子：单位峰面积对应组分的质量。绝对定

45、量校正因子绝对定量校正因子fi=mi/Ai受操作条件影响较大，要严格控制色谱条件，不易准确测定，受操作条件影响较大，要严格控制色谱条件，不易准确测定，没有统一标准，无法直接引用。没有统一标准，无法直接引用。相对定量校正因子相对定量校正因子fi 样品中各组分的定量校正因子与标准物的定量校正因子之样品中各组分的定量校正因子与标准物的定量校正因子之比。比。用一个标准，把所有组分的用一个标准，把所有组分的A较正到标准物的较正到标准物的A上，在同一标上，在同一标准上进行比较计算，热导检测器常用苯作标准准上进行比较计算，热导检测器常用苯作标准4.4.2 定量分析定量分析第69页，此课件共87页哦相对定量校

46、正因子相对定量校正因子fi相对质量校正因子相对质量校正因子相对摩尔校正因子相对摩尔校正因子f fi i(M)(M)n 凡文献查得的校正因子都是指相对校正因子凡文献查得的校正因子都是指相对校正因子n 可用可用fM,fm分别表示摩尔和质量校正因子分别表示摩尔和质量校正因子第70页，此课件共87页哦4、定量方法（1 1）归一化法）归一化法 （2 2）内标法）内标法（3 3）外标法）外标法4.4.2 定量分析定量分析第71页，此课件共87页哦4.4.2 定量分析定量分析4、定量方法、定量方法（1）归一化法）归一化法把所有出峰组分的含量之和当作把所有出峰组分的含量之和当作100%的定量分析方法称为归一的

47、定量分析方法称为归一化法化法前提：试样各组分都出峰前提：试样各组分都出峰若样品中有几个组分，每个组分的量分解为若样品中有几个组分，每个组分的量分解为m1 m2mn 各组各组分含量总和为分含量总和为m，则组分的质量分数则组分的质量分数Wi为为 优优点点：简简便便、准准确确、不不需需标标准准物物，不不必必准准确确称称量量和和准准确确进进样样，操操作作条件稍有变化对结果影响较少。条件稍有变化对结果影响较少。缺点：所有组分都出峰，并测所有组分的缺点：所有组分都出峰，并测所有组分的A A和和f fi i第72页，此课件共87页哦4.定量分析定量分析（2）内标法）内标法准称样品准称样品m（含含mi被测组分

48、）被测组分）+准称纯物质作内标物准称纯物质作内标物ms混合物混合物进样进样被测组分被测组分标样标样(内标物内标物)4.4.2 定量分析定量分析ssiisiAfAfmm=第73页，此课件共87页哦对内标物的要求：对内标物的要求：1）内标物应是样品中不存在的纯物质。）内标物应是样品中不存在的纯物质。2）内内标标物物与与被被测测物物的的峰峰尽尽量量靠靠近近，但但又又能能完完全全分分开开，tR相相差差少。少。为为简简便便起起见见，求求定定量量校校正正因因子子时时，常常以以内内标标物物本本身身作作标标准准。fs=1.0内标法优点内标法优点定定量量准准确确，操操作作条条件件不不必必严严格格控控制制，与与进

49、进样样量量无无关关，被被测测组组分分和和内内标标物物出出峰峰即即可可，适适用用于于微微量量组组分分的的测测定定，应用广泛。应用广泛。内标法缺点内标法缺点每次测定都要准确称量样品和内标物每次测定都要准确称量样品和内标物（2）内标法 第74页，此课件共87页哦4.定量分析定量分析（3）外标法）外标法标准曲线法标准曲线法适适用用于于：样样品品中中各各组组分分不不能能完完全全流流出出，又又没没有有合合适适内内标标时。时。4.4.2 定量分析定量分析将将待待测测组组分分的的纯纯物物质质配配制制不不同同浓浓度度的的标标准准系系列列，在在相相同同操操作作条条件件下下，定定量量进进样样，测测各各个个峰峰的的A

50、 A或或h h，绘绘制制ACAC曲曲线或线或h Ch C曲线。曲线。CA(h)第75页，此课件共87页哦在在完完全全相相同同条条件件下下，测测待待测测样样品品，根根据据A A待待或或h h待待，从从曲曲线线上上查查出出待待测测组组分含量。分含量。A(h)CA A待待C C待待优点：优点：操作简单，计算方便，不用操作简单，计算方便，不用f fi i缺点：缺点：要求准确进样，操作条件稳定。要求准确进样，操作条件稳定。第76页，此课件共87页哦例例 题题 已知物质已知物质A和和B在一根在一根30.00 cm长的柱上的保留时长的柱上的保留时间分别为间分别为16.40 min和和17.63 min。不被