色谱分析基本概念幻灯片.ppt

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1、色谱分析基本概念第1页，共54页，编辑于2022年，星期二1-1 色谱法概述1-1-1 色谱法的特点、分类和作用1-1-2 色谱分离过程1-1-3 色谱流出曲线与术语1-2 色谱理论基础1-2-1 塔板理论1-2-2 速率理论1-2-3 分离度1-3 定性定量方法1-3-1 色谱定性分析1-3-2 色谱定量分析目 录第2页，共54页，编辑于2022年，星期二参考文献傅若农 编著，色谱技术丛书，化学工业出版社，北京，2000杭州大学化学系分析化学教研室 编，分析化学手册第五分册：气相色谱分析，化学工业出版社，北京，1999张玉奎 等编，分析化学手册第六分册：液相色谱分析，化学工业出版社，北京，2

2、000第3页，共54页，编辑于2022年，星期二1-1 色谱法概述1-1-1 色谱法的特点、分类和作用1-1-2 色谱分离过程1-1-3 色谱流出曲线与术语1-2 色谱理论基础1-2-1 塔板理论1-2-2 速率理论1-2-3 分离度1-3 定性定量方法1-3-1 色谱定性分析1-3-2 色谱定量分析目 录第4页，共54页，编辑于2022年，星期二1-1-1 色谱法的特点、分类和作用 1.概述 混合物分离、分析的有效的方法。混合物分离、分析的有效的方法。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。（Chromato

3、graphy）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称之为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程。色谱分离柱中的两相间不断进行着的分配过程。其中的一相固定不动，称为固定相；其中的一相固定不动，称为固定相；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），称为流动相。（气体或液体），称为流动相。第5页，共54页，编辑于2022年，星期二 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。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

4、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，混合物在两相间经过反复多力的大小、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，从而按一定次序次的分配平衡，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。由固定相中流出。（多次萃取）（多次萃取）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构两相及两相的相对运动构成了色谱法的基础

5、成了色谱法的基础第6页，共54页，编辑于2022年，星期二2.色谱法分类 (1)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第7页，共54页，编辑于2022年，星期二(2)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

6、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。第8页，共54页，编辑于2022年，星期二(3)其他色谱方法薄层色谱和纸色谱：比较简单的色谱方法比较简单的色谱方法凝胶色谱法：测聚合物分子量测聚合物分子量分布。分布。超临界色谱:CO2流动相。流动相。高效毛细管电泳:九十年代快速发展、特别适合九十年代快速发展、特别适合生物试样分析分离的高效分析仪器。生物试样分析分离的高效分析仪器。第9页，共54页，编辑于2022年，星期二3.色谱法的特点（1）分离效率高 复杂混合物，有机同系物、异构体。手性异构体。复杂混合物，有机同系物、异构体。手性异构体。（2）灵敏度高 可以检测出

7、可以检测出g.gg.g-1-1(10(10-6-6)级甚至级甚至ng.gng.g-1-1(10(10-9-9)级的物质量。级的物质量。（3）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。一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析。（4）应用范围广 气相色谱：沸点低于气相色谱：沸点低于400400的各种有机或无机试样的分析。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。液相色谱：高沸点、热不稳定、生物试样的分离分析。不足之处：被分离组分的定性较为困难。被分离组分的定性较为困难。第10页，共54页，编辑于2022年，星期二1-1-2 色谱分离过程 色

8、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。填充柱色谱:气固气固(液固液固)色谱和气液色谱和气液(液液液液)色谱，两者的分离机理不同。色谱，两者的分离机理不同。气固(液固)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(液液)色谱的固定相:由由 担体和固定液所组成。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: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：气液气液(液液液液)两相

9、间的反复多次分配过程。两相间的反复多次分配过程。第11页，共54页，编辑于2022年，星期二第12页，共54页，编辑于2022年，星期二1.气相色谱分离过程 当试样由载气携带进入色谱柱与固定相接触时，被固定相溶解或吸附;随着载气的不断通入，被溶解或吸附的组分又从固定相中挥发或脱附;挥发或脱附下的组分随着载气向前移动时又再次被固定相溶解或吸附;随着载气的流动，溶解、挥发，或吸附、脱附的过程反复地进行。第13页，共54页，编辑于2022年，星期二2.分配系数（partion coefficient）K 组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附，或溶解、挥发的过程组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附

10、，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的浓度叫做分配过程。在一定温度下，组分在两相间分配达到平衡时的浓度（单位：（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。第14页，共54页，编辑于2022年，星期二 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

11、；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。第15页，共54页，编辑于2022年，星期二3.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过程。分配比在实际工作中，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，组分在两相间分配达到平衡时的质量比：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：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常数，随分离

12、柱温度、柱压的改变而变化。的常数，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)；第16页，共54页，编辑于2022年，星期二4.容量因子与分配系数的关系 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。容量因子越

13、大，保留时间越长。容量因子越大，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；第17页，共54页，编辑于2022年，星期二5.分配比与保留时间的关系 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；滞滞留因子留因

14、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)第18页，共54页，编辑于2022年，星期二1-1-3 色谱流出曲线与术语1.基线 无无试试样样通通过过检检测测器器时时，检检测测到到的信号即为基线。的信号即为基线。2.保留值（1）时间表示的保留值 保留时间（tR）：组分组分从进样到柱后出现浓度极从进样到柱后出现浓度极大值时所需的时间；大值时所需的时间；死时间（tM）：不与固定相作用的气体（如空气）的保留时不与固定相

15、作用的气体（如空气）的保留时间；间；调整保留时间（tR）：tR=tRtM 第19页，共54页，编辑于2022年，星期二（2）用体积表示的保留值 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（VM）：VM=tM F0 调整保留体积(VR)：V R=VR VM 第20页，共54页，编辑于2022年，星期二3.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

16、件无无关关，它它表表示示了了固固定定相相对对这这两两种种组组分的选择性。分的选择性。第21页，共54页，编辑于2022年，星期二4.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，有三种表示方法：有三种表示方法：（1）标准偏差()：即即0.607倍倍峰峰高高处色谱峰宽度的一半。处色谱峰宽度的一半。（2）半峰宽(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(Wb)：Wb=4 第22页，共54页，编辑于2022年，星期二5.色谱流出曲线的数学描述 色谱峰为正态分布时，色谱峰为正态分布时，色谱流出曲线上的浓度与时间的关系为：色谱流出曲线上的浓度

17、与时间的关系为：当当色色谱谱峰峰为为非非正正态态分分布布时时，可可按按正正态态分分布布函函数数加加指指数数衰衰减减函数构建关系式。函数构建关系式。第23页，共54页，编辑于2022年，星期二1-1 色谱法概述1-1-1 色谱法的特点、分类和作用1-1-2 色谱分离过程1-1-3 色谱流出曲线与术语目 录1-2 色谱理论基础1-2-1 塔板理论1-2-2 速率理论1-2-3 分离度1-3 定性定量方法1-3-1 色谱定性分析1-3-2 色谱定量分析第24页，共54页，编辑于2022年，星期二 色谱理论需要解决的问题：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

18、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价指指标标及及其关系。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：色谱过程的热力学因素控制；组分保留时间：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：色谱过程的动力学因素控制；色谱峰变宽：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；第25页，共54页，编辑于2022年，星期二 塔板理论的假设：塔板理

19、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。1-2-1 塔板理论-柱分离效能指标柱分离效能指标1.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 （类类似似于于蒸蒸馏塔塔板上的

20、平衡过程）；馏塔塔板上的平衡过程）；第26页，共54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!第27页，共54页，编辑于2022年，星期二2.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

21、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数和和有效塔板高度：有效塔板高度：第28页，共54页，编辑于2022年，星期二3.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。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

22、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配系数系数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实验结果，也无法指出影响柱效的因素及提高柱效的途径。的实验结果，也无法指出影响柱效的因素及提高柱效的途径。第29页，共54页，编辑于2022年，星期二1-2-2 速率理论-影响柱效的因素影响柱效的因素1.速率方程 H=

23、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？第30页，共54页，编辑于2022年，星期二A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。表表现现在涡流扩散所引起的色谱峰变宽现象减轻，色谱峰较窄。在涡流扩散所引起的色谱峰变宽现象减轻，色谱峰较窄。第31页，共5

24、4页，编辑于2022年，星期二B/u 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。第32页，共54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

25、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）第33页，共54页，编辑于2022年，星期二2.载气流速与柱效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，流速要因素，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，流速要因素，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

26、对这两项完全相反的作用，流速对柱效的总影响使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小值。一阶导数有一极小值。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最佳作图，曲线最低点的流速即为最佳流速。流速。第34页，共54页，编辑于2022年，星期二3.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

27、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色谱峰扩展柱效下降的主要原因。成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速可提高柱效。流速可提高柱效。(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。阐阐明明了了流速和柱温对柱效及分离的影响。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

28、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，选选择择最最佳佳条条件件，才才能能使使柱柱效效达达到到最高。最高。第35页，共54页，编辑于2022年，星期二1-2-3 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。程度。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：保留值之差响：保

29、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：第36页，共54页，编辑于2022年，星期二 色谱分离中的四种情况：柱效较高，柱效较高，K(分配系数分配系数)较大较大,完全分离；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较大较大,但分离的不好；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。第37页，共54页，编辑于2022年，星期二分离度的表达式：R=0.8：两峰的分离程

30、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）。第38页，共54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（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：值和塔板数，可导出下式：第39页，共54页，编辑于2022年，星期二（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，可可提高分离度，但组分保留时间增加且峰扩展，分析时间长。提高分离度，但

31、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度下，当离度下，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。第40页，共54页，编辑于2022年，星期二例题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

32、充柱的塔板高度为填充柱的塔板高度为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。第41页，共54页，编辑于2022年，星期二例题2：在在一一定定条条件件下下，两两个个组组分分的的保保留留时时间间分分别别为为12.2s和和12.8s，计算分离度。要达到完全分离，即计算分离度。要达到完全分离，即R=1.5

33、，所需要的柱长。，所需要的柱长。解：解：分离度分离度：塔板数增加一倍，分离度增加多少？塔板数增加一倍，分离度增加多少？第42页，共54页，编辑于2022年，星期二1-1 色谱法概述1-1-1 色谱法的特点、分类和作用1-1-2 色谱分离过程1-1-3 色谱流出曲线与术语目 录1-2 色谱理论基础1-2-1 塔板理论1-2-2 速率理论1-2-3 分离度1-3 定性定量方法1-3-1 色谱定性分析1-3-2 色谱定量分析第43页，共54页，编辑于2022年，星期二1-3-1 色谱定性分析1.利用纯物质定性的方法 利用保留值定性：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

34、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。不不适适用用于于不同仪器上获得的数据之间的对比。不同仪器上获得的数据之间的对比。利用加入法定性：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的相对变化。相对变化。第44页，共54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r21定性 相相对对保保留留值值r21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。有各种物质在不同固定液上的保留数

35、据，可以用来进行定性鉴定。第45页，共54页，编辑于2022年，星期二3.保留指数 又又称称KovatsKovats指指数数()，是是一一种种重重现现性性较较好好的的定定性性参参数数。测测定方法：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

36、留时时间间应应在在相相邻邻两个正构烷烃的调整保留值之间如图所示两个正构烷烃的调整保留值之间如图所示：第46页，共54页，编辑于2022年，星期二保留指数计算方法第47页，共54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SampleSampleSampleSample 589058901.0 1.0 DEG/MIDEG/MIN NHEWLETTHEWLETTPACKARDPACKARDHEWLETHEWLET

37、T T PACKARPACKARD D5972A5972AMass Mass Selective Selective DetectoDetector rD DC CB BA A A AB BC CD DGasChromatograph(GC)GasChromatograph(GC)MassSpectrometer(MS)MassSpectrometer(MS)SeparationSeparationIdentificationIdentificationB BA AC CD D第48页，共54页，编辑于2022年，星期二1-3-2 色谱定量分析1.峰面积的测量 （1）峰峰高高（h）乘乘半半峰峰

38、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第49页，共54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

39、：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。第50页，共54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

40、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。第51页，共54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，准确外标法不使用校正因子，准确性较高性较高，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高，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。适用于大批量试样的快速分析。第52页，共54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

41、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：准确称取一定量的试样试样配制：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：第53页，共54页，编辑于2022年，星期二内标法特点(a)内标法的准确性较高，操作条件和进样量的稍许变动对定量结果的影响不大。(b)每个试样的分析，都要进行两次称量，不适合大批量试样的快速分析。(c)若将内标法中的试样取样量和内标物加入量固定，则：第54页，共54页，编辑于2022年，星期二