色谱概论幻灯片.ppt

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1、色谱概论色谱概论第1页，共50页，编辑于2022年，星期二本章内容提要本章内容提要1、了解色谱分离原理及色谱峰的基本术语、了解色谱分离原理及色谱峰的基本术语2、了解色谱分离理论的基本内容、了解色谱分离理论的基本内容3、定量和定性分析方法、定量和定性分析方法4、能进行简单的计算、能进行简单的计算第2页，共50页，编辑于2022年，星期二1、色谱法的由来、色谱法的由来 1906 1906俄国植物学家俄国植物学家TswettTswett分离植物色素分离植物色素建立并建立并命名色谱法（命名色谱法（chromatographychromatography）。）。碳酸钙粉末碳酸钙粉末:固定相（固定相（st

2、ationary phasestationary phase）：）：在色谱分离中固定不动、对样品产生保留的一相。在色谱分离中固定不动、对样品产生保留的一相。石油醚石油醚:流动相（流动相（mobile phasemobile phase）：）：与固与固定相处于平衡状态、带动样品向前移动的另定相处于平衡状态、带动样品向前移动的另一相。一相。概述概述第3页，共50页，编辑于2022年，星期二 在此后的在此后的2020多年里，几乎无人问津这一技术。到了多年里，几乎无人问津这一技术。到了19311931年，年，KuhnKuhn等用同样的方法成功地分离了胡萝卜素和叶黄素，等用同样的方法成功地分离了胡萝卜素

3、和叶黄素，从此，色谱法开始为人们所重视，此后，相继出现了各种色从此，色谱法开始为人们所重视，此后，相继出现了各种色谱方法谱方法 40 40年代年代 纸色谱纸色谱 50 50年代年代 薄层色谱薄层色谱 1941 1941年色谱塔板理论年色谱塔板理论 1952 1952年发明了气相色谱年发明了气相色谱 20 20世纪世纪6060年代末年代末7070年代初发展高效液相色谱年代初发展高效液相色谱 到目前为止与色谱有关工作获得了到目前为止与色谱有关工作获得了1212项项NobelNobel奖奖第4页，共50页，编辑于2022年，星期二原理：原理：利用待分离的各种物质在两相中的分配系数、吸利用待分离的各种

4、物质在两相中的分配系数、吸附能力等不同来进行分离的附能力等不同来进行分离的。分离过程：当流动相携带混合物流经固定相时，由于混分离过程：当流动相携带混合物流经固定相时，由于混合物中各组分在性质和结构上的差异，与固定相产生的作用合物中各组分在性质和结构上的差异，与固定相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，从而按一定次序由固定相中流出。不同，从而按一定次序由固定相中流出。色谱法是一种分离技术色谱法是一种分离技术.2

5、、色谱分离原理、色谱分离原理第5页，共50页，编辑于2022年，星期二3、分类：、分类：按固定相的外形分类：按固定相的外形分类：柱色谱；平板色谱（薄层色谱；纸色谱）柱色谱；平板色谱（薄层色谱；纸色谱）按流动相分：按流动相分：液相色谱液相色谱LCLC 气相色谱气相色谱GCGC 超临界流体色谱超临界流体色谱SFCSFC（流动相超临界流体）（流动相超临界流体）第6页，共50页，编辑于2022年，星期二4、色谱法的特点、色谱法的特点优点：优点：（1 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。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

6、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)级的物级的物质量。质量。（3 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一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析。试样的分析。（4 4）应用范围广应用范围广:气相色谱：沸点低于气相色谱：沸点低于400400的有机或无机试样的分析。的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7页，共50页，编辑于2022年，星期二

7、色谱流出曲线：色谱流出曲线：从流动相带着组分进入色谱柱起就用检测器检测流出柱从流动相带着组分进入色谱柱起就用检测器检测流出柱后的组分，并用记录器记录信号随时间变化的曲线后的组分，并用记录器记录信号随时间变化的曲线色谱流色谱流出曲线。待测组分在流出曲线上表现为峰状，叫色谱峰。出曲线。待测组分在流出曲线上表现为峰状，叫色谱峰。二、色谱基本术语二、色谱基本术语第8页，共50页，编辑于2022年，星期二1 1）基线基线baseline：仅纯流动相通过色谱时的流出曲线。仅纯流动相通过色谱时的流出曲线。在稳定的条件下应是一条在稳定的条件下应是一条水平的直线水平的直线。2 2）峰高（峰高（h h）和峰面积）

8、和峰面积 ：色谱峰顶点与基线的距离叫峰高。色谱：色谱峰顶点与基线的距离叫峰高。色谱峰与峰底基线所围成区域的面积叫峰面积。峰与峰底基线所围成区域的面积叫峰面积。3 3）保留值保留值 a.a.死时间死时间dead time(t(tM M)：不与固定相作用的物质从进样到出现峰：不与固定相作用的物质从进样到出现峰极大值时的时间。由于该物质不与固定相作用，其流速与流动相的流极大值时的时间。由于该物质不与固定相作用，其流速与流动相的流速相近。速相近。第9页，共50页，编辑于2022年，星期二 b.b.保留时间保留时间retention timet tR R：试样从进样到出现峰极大值时的时间。试样从进样到出

9、现峰极大值时的时间。c c、调整保留时间、调整保留时间solute retention timet tR R ：某组份的保留时：某组份的保留时间扣除死时间后的保留时间，它是组份在固定相中的滞留时间扣除死时间后的保留时间，它是组份在固定相中的滞留时间。即间。即保留时间一般可作为色谱定性依据保留时间一般可作为色谱定性依据。但常受流动相速度的影响，。但常受流动相速度的影响，保留体积也经常用作定性参数。保留体积也经常用作定性参数。第10页，共50页，编辑于2022年，星期二 d、相对保留值相对保留值relative retention 2,12,1：组份：组份2 2的调整保留值的调整保留值与组份与组份

10、1 1的调整保留值之比。的调整保留值之比。相对保留值只与柱温及固定相性质有关，是色谱中广泛使用的相对保留值只与柱温及固定相性质有关，是色谱中广泛使用的定性定性数据。数据。在多元混合物分析中，通常选择最难分离的物质对，将它在多元混合物分析中，通常选择最难分离的物质对，将它们的相对保留值称为们的相对保留值称为选择性因子选择性因子separation factor（）1第11页，共50页，编辑于2022年，星期二e e、分配比、分配比(容量因子容量因子:capacity factor)k k 组分在固定相和流动相中分配量之比组分在固定相和流动相中分配量之比 k与保留值、分配比、相对保留值、分配平衡常

11、数（与保留值、分配比、相对保留值、分配平衡常数（K）的关）的关系：系：第12页，共50页，编辑于2022年，星期二 u ux x=uR =uR (R(R为为x x试样在流动相中的分数，试样在流动相中的分数，R=nR=nm m/（n nm m+n+ns s）有有 R=1/R=1/（k+1k+1）u ux x=u/=u/（k+1k+1）而而t tR R=L/u=L/ux x t tM M=L/u=L/u 可以得到：可以得到：t tR R=u t=u tM M/u/ux x t tR R=t=tM M（1+k1+k）k=k=（t tR RttM M）/t/tM M=t=tR R/t/tm m 该式用

12、途：该式用途：1 1、从色谱图上可以直接求算分配比、从色谱图上可以直接求算分配比/容量因子容量因子 2 2、k=nk=ns s/n/nm m=t=tR R/t/tm m 3 3、分配比与分配系数、分配比与分配系数K K之关系：之关系：k=KVk=KVs s/V/Vm m第13页，共50页，编辑于2022年，星期二h.h.区区域域宽宽度度：是是指指组组分分在在色色谱谱柱柱中中谱谱带带扩扩张张的的函函数数，反反映映色色谱谱操操作作条条件件的的动动力力学学因因素素。宽宽度度越越窄窄，其其效效率率越越高高，分分离离的的效果也越好。效果也越好。区域宽度通常有三种表示方法：区域宽度通常有三种表示方法：标准

13、偏差标准偏差：峰高：峰高0.607 0.607 倍处峰宽处的一半。倍处峰宽处的一半。峰宽峰宽W W1/21/2：峰高一半处的峰宽。：峰高一半处的峰宽。W W1/21/2=2.354=2.354 峰底宽峰底宽W W：色谱峰两侧拐点上切线与基线的交点间的距：色谱峰两侧拐点上切线与基线的交点间的距离。离。W=4W=4 第14页，共50页，编辑于2022年，星期二色谱流出曲线的意义：色谱流出曲线的意义：色谱峰数色谱峰数样品中单组份的最少个数；样品中单组份的最少个数；色谱保留值色谱保留值定性依据；定性依据；色谱峰高或面积色谱峰高或面积定量依据；定量依据；色谱保留值或区域宽度色谱保留值或区域宽度色谱柱分离

14、效能评价指标；色谱柱分离效能评价指标；色谱峰间距色谱峰间距固定相或流动相选择是否合适的依据。固定相或流动相选择是否合适的依据。第15页，共50页，编辑于2022年，星期二 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。分离条件：两组分的分配系数有差异分离条件：两组分的分配系数有差异 区域扩展宽度小于区域分离速度区域扩展宽度小于区域分离速度 足够长的色谱柱足够长的色谱柱 影响因素：影响因素：热力学因素：两峰间的距离是由组分在两相间的分配系数决热力学因素：两峰间的距离是由组分在两相间的分配系数决定的（塔板理论）定的（塔板理论）动力学因素：色谱峰的宽或窄是由组分在色谱柱中传质和扩动

15、力学因素：色谱峰的宽或窄是由组分在色谱柱中传质和扩散行为决定的（速率理论）散行为决定的（速率理论）色谱分离理论色谱分离理论第16页，共50页，编辑于2022年，星期二一、一、塔板理论塔板理论特点：特点：塔板理论是一种半经验式的理论。塔塔板理论是一种半经验式的理论。塔板理论将一根色谱柱当作一个由许多塔板组板理论将一根色谱柱当作一个由许多塔板组成的精馏塔，用塔板概念来描述组分在柱中成的精馏塔，用塔板概念来描述组分在柱中的分配行为。塔板是从精馏中借用的，但它的分配行为。塔板是从精馏中借用的，但它成功地解释了色谱流出曲线呈正态分布。成功地解释了色谱流出曲线呈正态分布。第17页，共50页，编辑于2022

16、年，星期二分离过程：分离过程：塔板理论是把色谱柱假想为一个精馏塔，组分在每个塔板的塔板理论是把色谱柱假想为一个精馏塔，组分在每个塔板的气相和液相间进行分配，达成一次分配平衡。然后随着流动相按一气相和液相间进行分配，达成一次分配平衡。然后随着流动相按一个塔板、一个塔板的方式向前移动。经过多次分配平衡后，分配系个塔板、一个塔板的方式向前移动。经过多次分配平衡后，分配系数小的组分，先离开蒸馏塔（色谱柱），分配系数大的组分后离开数小的组分，先离开蒸馏塔（色谱柱），分配系数大的组分后离开蒸馏塔（色谱柱），从而使分配系数不同的组分彼此得到分离。蒸馏塔（色谱柱），从而使分配系数不同的组分彼此得到分离。通过数

17、学模型：当塔板数大于通过数学模型：当塔板数大于5050时，峰形就是对称的。时，峰形就是对称的。在实际色谱柱中，在实际色谱柱中，n n值很大（约为值很大（约为10106 6 10 109 9 ）。所以色谱峰）。所以色谱峰一般为一般为正态分布正态分布。第18页，共50页，编辑于2022年，星期二 色谱柱的分离效果（柱效）可以用色谱柱的分离效果（柱效）可以用塔板数塔板数和和塔板高度塔板高度来表示。来表示。1 1理论塔板数理论塔板数n n有效塔板数：有效塔板数：2.2.理论塔板高度有效塔板高度：理论塔板高度有效塔板高度：第19页，共50页，编辑于2022年，星期二 塔板理论的特点：塔板理论的特点：(1

18、)(1)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 n 越大（越大（H H 越小越小)，柱效，柱效能则越高，所得色谱峰越窄。能则越高，所得色谱峰越窄。(2)(2)不同物质在同一色谱柱上的分配系数不同，塔板数和塔板不同物质在同一色谱柱上的分配系数不同，塔板数和塔板高度不同。作为衡量柱效能的指标时，应指明测定物质。高度不同。作为衡量柱效能的指标时，应指明测定物质。(3)(3)柱效不能表示被分离组分的实际分离效果，当两组分的分配系柱效不能表示被分离组分的实际分离效果，当两组分的分配系数数 K K 相同时，都无法分离。相同时，都无法分离。(4)(4)塔板理论无法指出影响柱效的因素及提高柱

19、效的途径。塔板理论无法指出影响柱效的因素及提高柱效的途径。第20页，共50页，编辑于2022年，星期二二速率理论二速率理论范弟姆特方程式：范弟姆特方程式：塔板理论是一个半经验性的理论。它定性的给出了板高的概念，塔板理论是一个半经验性的理论。它定性的给出了板高的概念，但不能指出影响板高的因素。速率理论就是在塔板理论的基础上，但不能指出影响板高的因素。速率理论就是在塔板理论的基础上，给出了影响塔板高度的因素给出了影响塔板高度的因素.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u u为流动相的线速度；为流动相的线速度；A A、B B、C C、为常数，分别

20、代表涡流扩散、为常数，分别代表涡流扩散系数、分子扩散项系数、传质阻力项系数。系数、分子扩散项系数、传质阻力项系数。第21页，共50页，编辑于2022年，星期二1 1）涡流扩散项）涡流扩散项(A)(A)在填充柱中，由于受到固定相在填充柱中，由于受到固定相颗粒的阻碍颗粒的阻碍，组份在迁移过，组份在迁移过程中随流动相不断程中随流动相不断改变方向改变方向，同一溶质的不同分子在通过填料的过同一溶质的不同分子在通过填料的过程中所走的路径不一样，所取路径最长和最短的溶质分子（离子）流程中所走的路径不一样，所取路径最长和最短的溶质分子（离子）流出色谱柱的时间相差越大，则峰的展宽越严重，出色谱柱的时间相差越大，

21、则峰的展宽越严重，形成紊乱的形成紊乱的“涡流涡流”第22页，共50页，编辑于2022年，星期二2 2）分子扩散项）分子扩散项(B/u)(B/u)纵向分子扩散是由于浓度梯度引起的。当样品被注入色纵向分子扩散是由于浓度梯度引起的。当样品被注入色谱柱时，它呈谱柱时，它呈“塞子塞子”状分布状分布第23页，共50页，编辑于2022年，星期二3 3）传质阻力项）传质阻力项(Cu)(Cu)溶质分子要从流动相转移到固定相中，就要从流动相主体扩散到溶质分子要从流动相转移到固定相中，就要从流动相主体扩散到气气-液、气液、气-固、液固、液-液或液液或液-固界面，阻碍这一扩散过程的阻力称流动固界面，阻碍这一扩散过程的

22、阻力称流动相传质阻力相传质阻力 因传质阻力的存在，使分配不能因传质阻力的存在，使分配不能“瞬间瞬间”达至平衡，因此产达至平衡，因此产生峰形展宽生峰形展宽第24页，共50页，编辑于2022年，星期二4）流速）流速u由方程由方程 H=A+B/u+Cu知道：知道：当当u一定时，仅在一定时，仅在A A、B B、C C 较小时，较小时，H H 较小，柱效较高；反较小，柱效较高；反之则柱效较低，色谱峰将展宽。之则柱效较低，色谱峰将展宽。板高，板高，H(cm)HminA+B/u+CuCmuCsuAB/u第25页，共50页，编辑于2022年，星期二速率方程意义：速率方程意义：指导选择色谱分离条件（色谱柱填充的

23、均匀程度、指导选择色谱分离条件（色谱柱填充的均匀程度、填料粒度、流动相的种类及流速、固定相的液膜厚度等）填料粒度、流动相的种类及流速、固定相的液膜厚度等）第26页，共50页，编辑于2022年，星期二操作条件的选择：操作条件的选择：第27页，共50页，编辑于2022年，星期二色谱定性和定量分析色谱定性和定量分析一一、色谱的定性分析、色谱的定性分析 色谱定性分析就是要确定各色谱峰所代表的化合物。色谱定性分析就是要确定各色谱峰所代表的化合物。在相同条件下在相同条件下保留值保留值作为一种定性指标。但是不同物质在同一色作为一种定性指标。但是不同物质在同一色谱条件下，可能具有相似或相同的保留值，谱条件下，

24、可能具有相似或相同的保留值，即保留值并非专属的即保留值并非专属的。（一）利用纯物质对照定性（一）利用纯物质对照定性（二）相对保留值法（二）相对保留值法（三）加入已知物增加峰高法（三）加入已知物增加峰高法第28页，共50页，编辑于2022年，星期二二、定量分析二、定量分析 定量分析的任务是求出混合样品中各组分的百分含量。定量分析的任务是求出混合样品中各组分的百分含量。色色谱定量的依据：当操作条件一致时，被测组分的质量（或浓度）谱定量的依据：当操作条件一致时，被测组分的质量（或浓度）与检测器给出的响应信号成正比。与检测器给出的响应信号成正比。即：即：mi=fi Ai 式中式中mi为被测组分为被测组

25、分i i的质量；的质量；Ai为被测组分为被测组分i的峰面积；的峰面积；fi为被测组分为被测组分i的校正因子。的校正因子。（一）峰面积测量方法（一）峰面积测量方法 峰面积是色谱图提供的基本定量数据，峰面积测量的准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。对于不同峰形的色谱峰采用不同确与否直接影响定量结果。对于不同峰形的色谱峰采用不同的测量方法。的测量方法。第29页，共50页，编辑于2022年，星期二（1 1）对称形峰面积的测量）对称形峰面积的测量 峰高乘以半峰宽法峰高乘以半峰宽法 对称峰的面积对称峰的面积 A=1.065 h W1/2（2 2）不）不对称形峰面积的测

26、量对称形峰面积的测量 峰高乘平均峰宽法峰高乘平均峰宽法 对于不对称峰的测量如仍用峰高乘以半峰宽，误差就较大，因对于不对称峰的测量如仍用峰高乘以半峰宽，误差就较大，因此采用峰高乘平均峰宽法。此采用峰高乘平均峰宽法。A=1/2 h（W0.15+W0.85）式中式中W0.15 和和 W0.85分别为峰高分别为峰高0.15倍和倍和0.85倍处的峰宽。倍处的峰宽。第30页，共50页，编辑于2022年，星期二（二）定量校正因子（二）定量校正因子 色谱定量分析的依据是被测组分的量与其峰面积成色谱定量分析的依据是被测组分的量与其峰面积成正比。但是峰面积的大小不仅取决于组分的质量，而且还与正比。但是峰面积的大小

27、不仅取决于组分的质量，而且还与它的性质有关。即当两个质量相同的不同组分在相同条件下它的性质有关。即当两个质量相同的不同组分在相同条件下使用同一检测器进行测定时，所得的峰面积却不相同。因此使用同一检测器进行测定时，所得的峰面积却不相同。因此峰面积不能真实反映出物质的质量，就要对峰面积进行校正，峰面积不能真实反映出物质的质量，就要对峰面积进行校正，即在定量计算是引入校正因子。即在定量计算是引入校正因子。校正因子分为绝对校正因子和相对校正因子。校正因子分为绝对校正因子和相对校正因子。第31页，共50页，编辑于2022年，星期二1 1、绝对校正因子：、绝对校正因子：fi=mi/Ai fi值与组分值与组

28、分i i质量绝对值成正比，所以称为质量绝对值成正比，所以称为绝对校正因子绝对校正因子。在定量分析时要精确求出在定量分析时要精确求出fifi值是比较困难的：值是比较困难的：1 1、精确测量绝对进样量困难；、精确测量绝对进样量困难；2 2、峰面积与色谱条件有关，要保持测定、峰面积与色谱条件有关，要保持测定fifi值时的色谱条件相同，既值时的色谱条件相同，既不可能又不方便。另外即便能够得到准确的不可能又不方便。另外即便能够得到准确的fifi值，也由于没有统值，也由于没有统一的标准而无法直接应用。一的标准而无法直接应用。第32页，共50页，编辑于2022年，星期二2、相对校正因子、相对校正因子 相对校

29、正因子定义为相对校正因子定义为 fi =fi/fs 组分组分i i的相对校正因子的相对校正因子f fi i 为组分为组分i i与标准物质与标准物质s s的绝对校正的绝对校正因子之比。因子之比。fi =（mi/Ai）/（ms/As）=（mi/ms）（As/Ai）相对校正因子相对校正因子fi 就是当组分就是当组分i i的质量与标准物质的质量与标准物质s s相等时，相等时，标准物质的峰面积是组分标准物质的峰面积是组分i i峰面积的倍数。峰面积的倍数。通过相对校正因子，可以把各个组分的峰面积分别换算成与其质通过相对校正因子，可以把各个组分的峰面积分别换算成与其质量相等的标准物质的峰面积，于是比较标准就

30、统一了。量相等的标准物质的峰面积，于是比较标准就统一了。第33页，共50页，编辑于2022年，星期二定量方法定量方法1.1.归一化法归一化法 把所有出峰组分的含量之和按把所有出峰组分的含量之和按100%100%计的定量方法称为归一化法。计的定量方法称为归一化法。其计算公式如下：其计算公式如下：Pi%=(mi/m)100%=Aifi/(A1f1 +A2f2+Anfn)100%Pi%为被测组分为被测组分i i的百分含量；的百分含量；A A1 1、A A2 2 A An n为组分为组分1 1 n n的峰面的峰面积；积；f f1 1、f f2 2 f fn n 为组分为组分1 1 n n的的相对校正因

31、子。相对校正因子。归一化法的优点是简单、准确，操作条件变化时对定量结果影响归一化法的优点是简单、准确，操作条件变化时对定量结果影响不大。但要求不大。但要求所有组分必须出峰所有组分必须出峰。测量低含量尤其是微量杂质时，。测量低含量尤其是微量杂质时，误差较大误差较大第34页，共50页，编辑于2022年，星期二例：某混合物中只含乙醇、正庚烷，苯和醋酸乙酯，色谱分析数据如下，例：某混合物中只含乙醇、正庚烷，苯和醋酸乙酯，色谱分析数据如下，计算各组分的相对含量。计算各组分的相对含量。化合物乙醇正庚烷苯醋酸乙酯峰面积5.09.04.07.0校正因子0.640.700.780.79解：乙醇解：乙醇%=%=（

32、5.00.64）/（5.00.649.00.704.00.787.00.79）=17.6%正庚烷正庚烷%=34.7%=34.7%苯苯%=17.2%=17.2%醋酸乙酯醋酸乙酯%=30.47%=30.47%第35页，共50页，编辑于2022年，星期二2.内标法内标法 当样品各组分不能全部流出，或有些组分在检测器上无信当样品各组分不能全部流出，或有些组分在检测器上无信号，或只需对样品中某几个出现色谱峰的组分进行定量时可号，或只需对样品中某几个出现色谱峰的组分进行定量时可采用内标法。采用内标法。3.外标法外标法 外标法实际上就是常用的标准曲线法。绘制标准曲线。样外标法实际上就是常用的标准曲线法。绘制

33、标准曲线。样品测定时，与绘制标准曲线完全相同的色谱条件下准确进样，品测定时，与绘制标准曲线完全相同的色谱条件下准确进样，根据所得的峰面积（或峰高），从曲线查出被测组分的含量。根据所得的峰面积（或峰高），从曲线查出被测组分的含量。第36页，共50页，编辑于2022年，星期二分离效果评价分离效果评价分离度及色谱分离方程分离度及色谱分离方程一、分离度一、分离度(Resolution,R)定义为：定义为：两峰保留时间差与两峰峰底宽平均值之商两峰保留时间差与两峰峰底宽平均值之商 t tR1R1和和t tR2R2分别为峰分别为峰1 1和峰和峰2 2的保留时间；的保留时间；w w1 1和和w w2 2分别为

34、峰分别为峰1 1和峰和峰2 2在峰底（基线）的峰宽，即通过色谱峰的变曲点（拐在峰底（基线）的峰宽，即通过色谱峰的变曲点（拐点）所作三角形的底边长度点）所作三角形的底边长度第37页，共50页，编辑于2022年，星期二 R R 1,1,有部分重叠，有部分重叠，R=1R=1能明显分开能明显分开,R,R 1.51.5两峰完全分离两峰完全分离 R R可直接于色谱图计算可直接于色谱图计算第38页，共50页，编辑于2022年，星期二调节调节，n n，k k获得最佳分离条件获得最佳分离条件1 1、选择因子、选择因子 的大小与两组分性质有关。的大小与两组分性质有关。=1=1不能分离，越接近不能分离，越接近1 1

35、时需要增加柱长和延长分离时间。时需要增加柱长和延长分离时间。改变改变 的方法：改变流动相或固定组成；改变柱温；采用化学方的方法：改变流动相或固定组成；改变柱温；采用化学方法。法。色谱分离方程式色谱分离方程式第39页，共50页，编辑于2022年，星期二2 2、R R n n1/21/2。增加塔板数可以增加分离度。可以增加柱长但会延长分增加塔板数可以增加分离度。可以增加柱长但会延长分析时间；改变流动相的流速及粘度、载体上液膜的厚度来减析时间；改变流动相的流速及粘度、载体上液膜的厚度来减小板高，增大小板高，增大n n（此种方法最好）。（此种方法最好）。3 3、容量因子、容量因子k k取决于组分和色谱

36、柱的性质。取决于组分和色谱柱的性质。加大容量因子加大容量因子k k可以增加分离度，但会延长分析时间，当可以增加分离度，但会延长分析时间，当k10k10，分离度提高不明显，一般通过控制柱温或流动相的组，分离度提高不明显，一般通过控制柱温或流动相的组成，使成，使k k在在1 1 5 5之间。之间。因此色谱分离条件的选择是一个综合因素，要达到分离度因此色谱分离条件的选择是一个综合因素，要达到分离度需要选择色谱柱的类型需要选择色谱柱的类型 、流动相及分离对象的特点。、流动相及分离对象的特点。第40页，共50页，编辑于2022年，星期二例（例（P P363363-18-18）：两物质）：两物质A A和和

37、B B在在30cm30cm长的色谱柱上的保留时间长的色谱柱上的保留时间分别为分别为16.416.4和和17.63min17.63min，有一不与固定相作用的物质，其在，有一不与固定相作用的物质，其在此柱上的保留时间为此柱上的保留时间为1.30 min1.30 min。物质。物质A A和和B B的峰底宽分别为的峰底宽分别为1.111.11和和1.21min1.21min。试问：。试问：1 1）柱分辨率）柱分辨率R R；2 2）柱平均理论塔板数）柱平均理论塔板数n navav3 3）平均塔板高度）平均塔板高度HavHav4 4）若要求）若要求R R达到达到1.51.5，则柱长至少应为多少？，则柱长

38、至少应为多少？5 5）使用上述较长的柱进行分析时，其分析时间为多长？）使用上述较长的柱进行分析时，其分析时间为多长？6 6）不增加柱长，要求在原来的分析时间内）不增加柱长，要求在原来的分析时间内R R达到达到1.51.5，该柱的塔板，该柱的塔板高度应为多少？高度应为多少？第41页，共50页，编辑于2022年，星期二1 1）柱分辨率柱分辨率R R2 2）柱平均理论塔板数柱平均理论塔板数n navav 第42页，共50页，编辑于2022年，星期二3 3）平均塔板高度平均塔板高度HavHav4 4）若要求）若要求R R达到达到1.51.5，则柱长至少应为多少？，则柱长至少应为多少？因因有有得：得：n

39、 n2 2=6.9=6.9 10103 3 L=L=n n2 2 H Havav=60cm=60cm第43页，共50页，编辑于2022年，星期二5 5）使用）使用60cm60cm长的柱进行分析时，其分析时间为：长的柱进行分析时，其分析时间为：第44页，共50页，编辑于2022年，星期二 6 6）不增加柱长，要求在原来的分析时间内）不增加柱长，要求在原来的分析时间内R R达到达到1.51.5，该，该柱的塔板高度为多少？柱的塔板高度为多少？由公式：由公式：有有H2=4.3 10-3cm第45页，共50页，编辑于2022年，星期二作业：作业：1 1、名词解释：、名词解释：保留时间、调整保留时间、相对

40、保留值、分离度、保留时间、调整保留时间、相对保留值、分离度、2 2、在某色谱柱上分离一试样，得以下数据。组分、在某色谱柱上分离一试样，得以下数据。组分A A、B B及非滞及非滞留组分留组分C C的保留时间分别为的保留时间分别为2.02.0、5.05.0和和1.0min1.0min求：求：（1 1）B B停留在固定相中的时间是停留在固定相中的时间是A A的几倍？的几倍？（2 2）B B的分配系数是的分配系数是A A的几倍？的几倍？（3 3）当柱长增加一倍，峰宽增加多少倍？）当柱长增加一倍，峰宽增加多少倍？第46页，共50页，编辑于2022年，星期二 3 3、根据、根据Van DeemterVan

41、 Deemter方程，推导出方程，推导出A A、B B、C C常数表示的最常数表示的最佳线速佳线速u uoptopt和最小板高和最小板高H Hminmin。4 4、已知、已知R=2(tR=2(tR2R2-t-tR1R1)/(w)/(w1 1+w+w2 2),),设相邻两峰的峰底宽度相等，设相邻两峰的峰底宽度相等，证明证明第47页，共50页，编辑于2022年，星期二解解：（：（1 1）（3 3），柱长增加为柱长增加为2 2倍，倍，n n增加为增加为2 2倍，故倍，故 故峰宽降低0.3倍B B停留时间为停留时间为A A的的4 4倍倍（2 2）B B的分配系数为的分配系数为A A的的4 4倍倍第48

42、页，共50页，编辑于2022年，星期二解：解：Van Deemter Van Deemter最简式为：最简式为：H=A+B/u+Cu H=A+B/u+Cu（1 1）将上式微分得：将上式微分得：dH/du=-B/udH/du=-B/u2 2+C=0 +C=0（2 2）最佳线速：最佳线速：u uoptopt=（B/CB/C）1/21/2 （3 3）将（将（3 3）式代入（）式代入（1 1）式的最小板高：）式的最小板高：H Hminmin=A+2(BC)=A+2(BC)1/2 1/2 第49页，共50页，编辑于2022年，星期二3、证明题代入代入当两组分保留值接当两组分保留值接近有近有tr1 tr2第50页，共50页，编辑于2022年，星期二