第1节 色谱法概述
合集下载
第一章 毛细管气相色谱法
对关系是(假定r≥df)
3 2
r 2d f
实际上，r>>df，K可写为
rk K k 2d f
h3
2kd u 3(1 k ) DL
2
2 f
h3 4 DG f 2 2 h2 DL (1 6k 11k )
k为0.301 和10时， h3／h2的比 值随β值变 化的关系
第三节 毛细管柱速率理论方程
在毛细管柱中，谱带展宽主要来自三方面： • 纵向扩散（B） • 在流动相中传质阻抗引起的扩散（CG） • 在固定相中传质阻抗引起的扩散（CL） • 涡流扩散项（A）×
1 纵向扩散(h1)
扩散程度：
2DGtm
2 L
' 2DLtN
2 L
2 DG h1 L u
pDG p0 D
0 G 2
0 G
pu p0u0
2 2 f
2kd u 2D r (1 6k 11k )u0 h 0 2 2 u0 24DG (1 k ) 3(1 k ) DL
• 柱内径较大，柱长较短，柱进口流动相的 压力与出口压力相比差别不大，一般u0能 近似用平均速度表示 • 当柱内径减少(≤200μm)，柱长增加，
4 色谱文献的重要期刊
• 《色谱》，1984年创刊，双月刊 • 《Journal of Chromatography》， 1958年创刊，原为双月刊，1968年 （32卷）起改为双周刊。小刊名为“国际 色谱法、电泳及有关方法的杂志”。它分 两部分：研究论文和研究简报(Notes)， 主要用英文发表。它是世界化学文献中被 广泛引的文献之一
不考虑气体压缩效应，h1，h2和h3的和是在 毛细管空心柱中溶质峰扩张或板高的平均值为 常见的Golay方程
3 2
r 2d f
实际上，r>>df，K可写为
rk K k 2d f
h3
2kd u 3(1 k ) DL
2
2 f
h3 4 DG f 2 2 h2 DL (1 6k 11k )
k为0.301 和10时， h3／h2的比 值随β值变 化的关系
第三节 毛细管柱速率理论方程
在毛细管柱中，谱带展宽主要来自三方面： • 纵向扩散（B） • 在流动相中传质阻抗引起的扩散（CG） • 在固定相中传质阻抗引起的扩散（CL） • 涡流扩散项（A）×
1 纵向扩散(h1)
扩散程度：
2DGtm
2 L
' 2DLtN
2 L
2 DG h1 L u
pDG p0 D
0 G 2
0 G
pu p0u0
2 2 f
2kd u 2D r (1 6k 11k )u0 h 0 2 2 u0 24DG (1 k ) 3(1 k ) DL
• 柱内径较大，柱长较短，柱进口流动相的 压力与出口压力相比差别不大，一般u0能 近似用平均速度表示 • 当柱内径减少(≤200μm)，柱长增加，
4 色谱文献的重要期刊
• 《色谱》，1984年创刊，双月刊 • 《Journal of Chromatography》， 1958年创刊，原为双月刊，1968年 （32卷）起改为双周刊。小刊名为“国际 色谱法、电泳及有关方法的杂志”。它分 两部分：研究论文和研究简报(Notes)， 主要用英文发表。它是世界化学文献中被 广泛引的文献之一
不考虑气体压缩效应，h1，h2和h3的和是在 毛细管空心柱中溶质峰扩张或板高的平均值为 常见的Golay方程
[暨南大学课件][分析化学][教案PPT][精品课程]第十六章-第一节-色谱法概述-2
![[暨南大学课件][分析化学][教案PPT][精品课程]第十六章-第一节-色谱法概述-2](https://img.taocdn.com/s3/m/5ee2901dfe4733687f21aa55.png)
2020/6/17
空间排阻色谱法
▪ 根据空间排阻（steric exclusion）理论，孔 内外同等大小的溶质分子处于扩散平衡状态：
Xm
Xs
▪ 渗透系数： Kp =Xs/Xm （0＜Kp＜1 ） 由溶质分子的线团尺寸和凝胶孔隙的大小
所决定。在一定分子线团尺寸范围内，Kp与 分子量相关，即组分按分子量的大小分离。
2020/6/17
吸附色谱法
➢ 流动相 有机溶剂（硅胶为吸附剂） ➢ 洗脱能力：主要由其极性决定。 ➢ 强极性流动相占据吸附中心的能力强，洗
脱能力强，使k值小，保留时间短。
➢ Snyder溶剂强度o：吸附自由能，表示洗 脱能力。o值越大，固定相对溶剂的吸附
能力越强，即洗脱能力越强。
2020/6/17
2020/6/17
分配色谱法
▪ 洗脱顺序 由组分在固定相或流动相中溶解度的 相对大小而决定。 正相液液分配色谱：极性强的组分后被洗脱。 （库仑力和氢键力）
反相液液分配色谱：极性强的组分先出柱。
2020/6/17
二、吸附色谱法 (P346)
▪ 分离原理 利用被分离组分对固定相表面吸 附中心吸附能力的差别而实现分离。
▪ 吸附过程是试样中组分的分子(X)与流动相 分子(Y)争夺吸附剂表面活性中心的过程， 即为竞争吸附过程。
▪ 吸附色谱法包括气固吸附色谱法和液固吸附 色谱法
2020/6/17
X m + nYa
Ka
=
[X a ][Ym ]n [X m ][Ya ]n
Ka
[Xa ] [Xm ]
Xa / Sa X m /Vm
（2） 灵敏度高：
可以检测出μg.g-1(10-6)级甚至ng.g-1(10-9)级的物质量.
空间排阻色谱法
▪ 根据空间排阻（steric exclusion）理论，孔 内外同等大小的溶质分子处于扩散平衡状态：
Xm
Xs
▪ 渗透系数： Kp =Xs/Xm （0＜Kp＜1 ） 由溶质分子的线团尺寸和凝胶孔隙的大小
所决定。在一定分子线团尺寸范围内，Kp与 分子量相关，即组分按分子量的大小分离。
2020/6/17
吸附色谱法
➢ 流动相 有机溶剂（硅胶为吸附剂） ➢ 洗脱能力：主要由其极性决定。 ➢ 强极性流动相占据吸附中心的能力强，洗
脱能力强，使k值小，保留时间短。
➢ Snyder溶剂强度o：吸附自由能，表示洗 脱能力。o值越大，固定相对溶剂的吸附
能力越强，即洗脱能力越强。
2020/6/17
2020/6/17
分配色谱法
▪ 洗脱顺序 由组分在固定相或流动相中溶解度的 相对大小而决定。 正相液液分配色谱：极性强的组分后被洗脱。 （库仑力和氢键力）
反相液液分配色谱：极性强的组分先出柱。
2020/6/17
二、吸附色谱法 (P346)
▪ 分离原理 利用被分离组分对固定相表面吸 附中心吸附能力的差别而实现分离。
▪ 吸附过程是试样中组分的分子(X)与流动相 分子(Y)争夺吸附剂表面活性中心的过程， 即为竞争吸附过程。
▪ 吸附色谱法包括气固吸附色谱法和液固吸附 色谱法
2020/6/17
X m + nYa
Ka
=
[X a ][Ym ]n [X m ][Ya ]n
Ka
[Xa ] [Xm ]
Xa / Sa X m /Vm
（2） 灵敏度高：
可以检测出μg.g-1(10-6)级甚至ng.g-1(10-9)级的物质量.
液相色谱法
整理课件
色谱法的分类
4. 利用大小不同的分子在多孔固定相中的选 择渗透而达到分离的方法，称为凝胶色谱法或分 子排阻色谱法。
最近，又有一种新分离技术，利用不同组分 与固定相（固定化分子）的高专属性亲和力进行 分离的技术称为亲和色谱法，常用于蛋白质的分 离。
整理课件
色谱法的分类
吸附色谱：不同组份在固定相的吸附作用不同； 分配色谱：不同组份在固定相上的溶解能力不同； 离子交换色谱：不同组份在固定相（离子交换剂）上的 亲和力不同； 凝胶色谱（尺寸排阻色谱）:不同尺寸分子在固定相上 的渗透作用。
需 需
R≤ 1
整理课件
第二节 柱色谱法
一、液－固吸附柱色谱法 二、液－液分配柱色谱法 三、离子交换柱色谱法 四、凝胶柱色谱法 五、柱色谱法的应用
整理课件
第二节 柱色谱法
将固定相均匀填在金属或玻璃制成的管中做 成层析柱，并以此进行分离的方法叫柱色谱法。 根据作用原理，可分为： 吸附柱色谱法 分配柱色谱法 离子交换柱色谱法 凝胶柱色谱法
对吸附剂的要求： 1. 具有较大的表面积与适宜的活性。 2. 与流动相极其样品中各组分不发生化学反
应，在流动相中不溶解。 3. 吸附剂颗粒应有一定的细度，并且颗粒要
均匀。
整理课件
第二节 柱色谱法
常用的吸附剂有： 氧化铝、硅胶、聚酰胺
硅胶： 呈微酸性 适用于分离酸性和中性物质，如：有机酸、
氨基酸、萜类、甾类等的分离。
流动相) 中分布的差异，使固定相对各组分的保 留作用不同产生差速迁移而得到分离的一种物理 化学分离分析方法。
整理课件
色谱法基本原理
分配系数与保留行为的关系
溶质在色谱柱中被保留的程度常用保留比 （retention ratio）R 表示。
色谱法的分类
4. 利用大小不同的分子在多孔固定相中的选 择渗透而达到分离的方法，称为凝胶色谱法或分 子排阻色谱法。
最近，又有一种新分离技术，利用不同组分 与固定相（固定化分子）的高专属性亲和力进行 分离的技术称为亲和色谱法，常用于蛋白质的分 离。
整理课件
色谱法的分类
吸附色谱：不同组份在固定相的吸附作用不同； 分配色谱：不同组份在固定相上的溶解能力不同； 离子交换色谱：不同组份在固定相（离子交换剂）上的 亲和力不同； 凝胶色谱（尺寸排阻色谱）:不同尺寸分子在固定相上 的渗透作用。
需 需
R≤ 1
整理课件
第二节 柱色谱法
一、液－固吸附柱色谱法 二、液－液分配柱色谱法 三、离子交换柱色谱法 四、凝胶柱色谱法 五、柱色谱法的应用
整理课件
第二节 柱色谱法
将固定相均匀填在金属或玻璃制成的管中做 成层析柱，并以此进行分离的方法叫柱色谱法。 根据作用原理，可分为： 吸附柱色谱法 分配柱色谱法 离子交换柱色谱法 凝胶柱色谱法
对吸附剂的要求： 1. 具有较大的表面积与适宜的活性。 2. 与流动相极其样品中各组分不发生化学反
应，在流动相中不溶解。 3. 吸附剂颗粒应有一定的细度，并且颗粒要
均匀。
整理课件
第二节 柱色谱法
常用的吸附剂有： 氧化铝、硅胶、聚酰胺
硅胶： 呈微酸性 适用于分离酸性和中性物质，如：有机酸、
氨基酸、萜类、甾类等的分离。
流动相) 中分布的差异，使固定相对各组分的保 留作用不同产生差速迁移而得到分离的一种物理 化学分离分析方法。
整理课件
色谱法基本原理
分配系数与保留行为的关系
溶质在色谱柱中被保留的程度常用保留比 （retention ratio）R 表示。
第1节色谱法概述
2011-9-8
色谱法的发展过程
1906年—茨维特发现最初的色谱柱 年 茨维特发现最初的色谱柱 1944年—Martin提出薄层色谱法和柱色谱法 年 提出薄层色谱法和柱色谱法 1952年—马丁和辛格成功研制了气 液色谱法，提出塔板理 年 马丁和辛格成功研制了气 液色谱法， 马丁和辛格成功研制了气-液色谱法 论概念， 论概念，获得诺贝尔奖 1957年—戈雷发明了毛细管柱，分离效率显著提高 年 戈雷发明了毛细管柱 戈雷发明了毛细管柱， 50年代末 霍尔姆斯，GC-MS，近代分析发展的重要标志 年代末—霍尔姆斯， ， 年代末 霍尔姆斯 1962年—Porath，葡聚糖凝胶分离水溶性高分子，凝胶渗 年 ，葡聚糖凝胶分离水溶性高分子， 透色谱法 60年代末 高压技术、高效固定相、检测技术的发展，高效 年代末—高压技术 高效固定相、检测技术的发展， 年代末 高压技术、 液相色谱的发展 70年代 高效液相色谱成为强有力的分析手段 年代—高效液相色谱成为强有力的分析手段 年代
2011-9-8
气固(液固 色谱和气液 液液)色谱 气固 液固)色谱和气液 液液 色谱，两者的 液固 色谱和气液(液液 色谱，
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， 谱柱与固定相接触时 ， 被固定 相溶解或吸附; 相溶解或吸附; ♥ 随着载气的不断通入， 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; 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; 相溶解或吸附; ♥ 随着载气的流动 ， 溶解 、 随着载气的流动， 溶解、 挥发， 或吸附、 脱附的过程反 挥发 ， 或吸附 、 复地进行。 复地进行。 动画） （动画）
2011-9-8
色谱法的发展过程
1906年—茨维特发现最初的色谱柱 年 茨维特发现最初的色谱柱 1944年—Martin提出薄层色谱法和柱色谱法 年 提出薄层色谱法和柱色谱法 1952年—马丁和辛格成功研制了气 液色谱法，提出塔板理 年 马丁和辛格成功研制了气 液色谱法， 马丁和辛格成功研制了气-液色谱法 论概念， 论概念，获得诺贝尔奖 1957年—戈雷发明了毛细管柱，分离效率显著提高 年 戈雷发明了毛细管柱 戈雷发明了毛细管柱， 50年代末 霍尔姆斯，GC-MS，近代分析发展的重要标志 年代末—霍尔姆斯， ， 年代末 霍尔姆斯 1962年—Porath，葡聚糖凝胶分离水溶性高分子，凝胶渗 年 ，葡聚糖凝胶分离水溶性高分子， 透色谱法 60年代末 高压技术、高效固定相、检测技术的发展，高效 年代末—高压技术 高效固定相、检测技术的发展， 年代末 高压技术、 液相色谱的发展 70年代 高效液相色谱成为强有力的分析手段 年代—高效液相色谱成为强有力的分析手段 年代
2011-9-8
气固(液固 色谱和气液 液液)色谱 气固 液固)色谱和气液 液液 色谱，两者的 液固 色谱和气液(液液 色谱，
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， 谱柱与固定相接触时 ， 被固定 相溶解或吸附; 相溶解或吸附; ♥ 随着载气的不断通入， 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; 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; 相溶解或吸附; ♥ 随着载气的流动 ， 溶解 、 随着载气的流动， 溶解、 挥发， 或吸附、 脱附的过程反 挥发 ， 或吸附 、 复地进行。 复地进行。 动画） （动画）
2011-9-8
色谱分析法
29
9.分配系数K与分配比k的关系
ms cs Vs Vm K k k cm m m Vs Vm
其中β称为相比率。 相比率是反映色谱柱柱型特点的又一个参数。例如，对 填充柱，其β值一般为6~35，对毛细管柱，其β值一般 为60~600。
11:19
30
10. 分配比与保留时间的关系
11:19
37
• 但由于死时间tM包含在tR中，而tM并不参加柱 内的分配，所以理论塔板数、理论塔板高并不 能真实地反映色谱柱的好坏。为此： • 常用有效塔板数或有效塔板高度作衡量柱效能 的指标。计算式如下：
' ' tR t 2 R 2 n有 效 5.54( ) 16( ) Y1 Y 2
H有效
第六章
色谱分析法
11:19
1
第一节 概述
一、色谱法简介 u 色谱法是由1906年俄国植物学家茨维特最早创立的。
11:19
2
石油醚
植物叶石 油醚溶液
CaCO3
11:19
3
色谱法中: 起分离作用的分离柱称为色谱柱。 固定在柱内的填充物称固定相。 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。
L n H
n称为理论塔板数。
11:19
35
(2)
以气相色谱为例，载气进入色谱柱不是连续
进行的，而是脉动式，每次进气为一个塔板体积。
(3) 所有组分开始时存在于第0号塔板上，而且试
样沿轴（纵）向扩散可忽略。
(4) 分配系数在所有塔板上是常数，与组分在某
一塔板上的量无关。
11:19
36
塔板理论指出：
i．保留时间tR：指被测组分从进样开始到出现色 谱峰最高点时所需的时间，如图15－6中的O΄B 所示。
15-色谱分析法简介
8
色谱图及常用术语
色谱流出曲线: 由检测器输出的电信号强 度对时间作图，所得曲线 色谱峰: 曲线上突起部分
t
1、基线: 没有样品组分流出时的流出曲线； 2、峰高: 色谱峰顶点与基线之间的垂直距离； 3、区域宽度: 即色谱峰的宽度； 峰底宽度wb：Wb = 4 σ 半峰宽w1/2： W1/2 = 2.354 σ 标准偏差σ： 0.607倍峰高处峰宽的一半 。
15
分离度定义：相邻两峰保留值之差与两蜂宽之和的一半的比值
在—般情况下，由于色谱柱中溶质的浓度较低，分配系数K 为常数。——称线性色谱。 色谱峰是对称的呈高斯分布，高斯峰，其蜂底宽度等于4σ。 相邻两个蜂，其峰宽大致相等：
Rs＝1，峰间距离4 σ ，4 σ分离。峰有2％的重叠 Rs＝1.5，峰间距离6 σ ，称为6 σ分离，峰重叠小于1％， 两峰已完全分开。
9
峰面积A： 4、保留值 常用时间、距离或用将组分带出色谱柱所需要的流动相体
积表示，保留值由色谱分离过程中的热力学因素所决定; 在一 定色谱条件下保留值是特征的，可作为色谱定性的参数是色谱 法的重要概念之一；
a．保留时间 tR 从进样开始到色谱蜂最大值出现时所需要的时间；某组分
的保留时间就是它通过色谱柱所需要的时间； 死时间tM：多用t0表示 不被固定相保留的组分,从进样到出现峰极大值的时间；死 时间实际上就是流动相流经色谱柱所需要的时间；
3
色谱法的实质：分离； 色谱法的依据：各组分在互不相溶的两相——固定相与流动 相中吸附能力、分配系数或其它亲和作用性能的差异. 2. 色谱法的分类 (1)按流动相和固定相所处状态分类 气固色谱 气相色谱：气体作流动相 气液色谱 液相色谱：液体作流动相 液固色谱 液液色谱 超临界流体色谱: (2)按固定相的固定方式分类 柱色谱法：固定相装在色谱柱中 纸色谱法：用滤纸上的水分子作固定相 薄层色谱法：将吸附剂粉末制成薄层作固定相
色谱图及常用术语
色谱流出曲线: 由检测器输出的电信号强 度对时间作图，所得曲线 色谱峰: 曲线上突起部分
t
1、基线: 没有样品组分流出时的流出曲线； 2、峰高: 色谱峰顶点与基线之间的垂直距离； 3、区域宽度: 即色谱峰的宽度； 峰底宽度wb：Wb = 4 σ 半峰宽w1/2： W1/2 = 2.354 σ 标准偏差σ： 0.607倍峰高处峰宽的一半 。
15
分离度定义：相邻两峰保留值之差与两蜂宽之和的一半的比值
在—般情况下，由于色谱柱中溶质的浓度较低，分配系数K 为常数。——称线性色谱。 色谱峰是对称的呈高斯分布，高斯峰，其蜂底宽度等于4σ。 相邻两个蜂，其峰宽大致相等：
Rs＝1，峰间距离4 σ ，4 σ分离。峰有2％的重叠 Rs＝1.5，峰间距离6 σ ，称为6 σ分离，峰重叠小于1％， 两峰已完全分开。
9
峰面积A： 4、保留值 常用时间、距离或用将组分带出色谱柱所需要的流动相体
积表示，保留值由色谱分离过程中的热力学因素所决定; 在一 定色谱条件下保留值是特征的，可作为色谱定性的参数是色谱 法的重要概念之一；
a．保留时间 tR 从进样开始到色谱蜂最大值出现时所需要的时间；某组分
的保留时间就是它通过色谱柱所需要的时间； 死时间tM：多用t0表示 不被固定相保留的组分,从进样到出现峰极大值的时间；死 时间实际上就是流动相流经色谱柱所需要的时间；
3
色谱法的实质：分离； 色谱法的依据：各组分在互不相溶的两相——固定相与流动 相中吸附能力、分配系数或其它亲和作用性能的差异. 2. 色谱法的分类 (1)按流动相和固定相所处状态分类 气固色谱 气相色谱：气体作流动相 气液色谱 液相色谱：液体作流动相 液固色谱 液液色谱 超临界流体色谱: (2)按固定相的固定方式分类 柱色谱法：固定相装在色谱柱中 纸色谱法：用滤纸上的水分子作固定相 薄层色谱法：将吸附剂粉末制成薄层作固定相
色谱图概述——精选推荐
第一章色谱图概述第一节色谱图的获得色谱法（!"#$%&’$(#&)"*）是一种目前使用最广泛的和有效的分离、分析方法。
色谱（!"#$%&’$(#&%）这一概念最早是由俄国植物学家+,-.’’提出，/012年他在一根细长的玻璃管中装入碳酸钙粉末，然后把植物绿叶的石油醚的萃取液倒入管中的碳酸钙上，萃取液的色素就被吸附在管上部的碳酸钙上，再用纯净的石油醚洗脱这些被吸附的色素，于是在碳酸钙上形成了一圈一圈的色带（图34/4/），这些色带被称为色谱，这就是世界上得到的最早的色谱图。
柱中的碳酸钙被称为固定相（,’&’5$6&#*)"&,.），而用作洗脱液的石油醚则被称为流动相（%$758.)"&,.），流动相可以是气体、液体和超临界流体。
将欲被分离的混合物放在固定相上，然后用流动相去洗脱放在固定相上的混合物，这一过程称为洗脱（.89’5$6）。
在洗脱过程中混合物中的不同组分得到分离，陆续从固定相中洗脱下来。
记录这一分离和洗脱过程的图谱就是色谱图34/4/+,-.’’色谱分离示意图（&）刚刚加入萃取液；（7）已加入部分溶剂淋洗图（!"#$%&’$(#&%）。
色谱方法种类很多，分类的方法也很多。
根据流动相是气体还是液体，色谱可分为气相色谱（(&,!"#$%&’$(#&)"*）和液相色谱（85:95;!"#$%&’$(#&)"*）。
当流动相是在接近它的临界温度和压力下工作的液体，而这种液体在常温和常压下是气体时，这种流动相就不能简单地说是气体或液体了，这种色谱就称为超临界流体色谱（,9).#!#5’5!&8<895;!"#$%&’$(#&)"*）。
色谱分析概论
分离因子和分离度 色谱中描述相邻组分分离状态的指标一般用分离因子 或分离度表示。
分离因子被定义为两种物质调整保留值之比，又称为 分配系数比或选择性系数，以α表示。
分离因子（选择性系数α）：
α
两个物质分离的前提： α≠1，即α＞1。
分离度（RS）
两个相邻色谱峰的分离度Rs（resolution）定义为两峰保 留时间差与两峰峰底宽平均值之商。
注：颗粒太小，柱压过高且不易填充均匀
填充柱——60~100目 空心毛细管柱（0.1~0.5mm），A=0，n理较高
速率理论
back
柱子规格： 30m× 0.32mm× 0.25μm
速率理论
(2). 纵向扩散项（分子扩散项）：B/u
扩散，即浓度趋向均一的现象。
扩散速度的快慢，用扩散系数衡量。
由于样品组份被载气带入色谱柱后，以“塞子”的形式存在色谱柱的很 小一段空间中，在“塞子”前后（纵向），存在浓度差，形成浓度梯度 ，导致运动着的分子产生纵向扩散。
涡流扩散项
传质阻抗项
纵向扩散项
(1). 涡流扩散项（多径扩散项）：A
产生原因： 载气携样品进柱，由于固定相填充不均匀，使 一个组分的分子经过多个不同长度的途径流出色谱柱， 引起峰扩张。
— 填充不规则因子
dp — 填充颗粒直径
影响因素：固体颗粒越小，填充越实，A项越小
讨论：λ↓，dp ↓ →A↓ →H↓ → n↑ → 柱效↑ λ↑ ，dp ↑ →A ↑ →H ↑ → n ↓ → 柱效↓
速率理论
C· u —传质阻力项
气液色谱 传质阻力包括气相传质阻力 Cg和液相传质阻力 CL，即： C = Cg + CL
色谱峰面积
色谱峰与基线间所包围的面积。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
气液(液液)两相间的反复多次分配过程。
2016/11/3
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。
第二章 色谱分析法导 论 gas chromatographic
analysis,GC
一、 色谱法的特点、 分类和作用
characteristic ,classification actuation of chromatograph
二、气相色谱分离过程
separation process of gas
2016/11/3
二、色谱分离过程
色谱分离过程是在色谱柱内完成的。 填充柱色谱: 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。 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 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。 气固色谱的分离机理: 吸附与脱附的不断重复过程； 气液色谱的分离机理： 气固(液固)色谱和气液(液液)色谱，两者的
式中β为相比。
填充柱相比：6～35；毛细管柱的相比：50～1500。
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； VS为固定相体积，对不同类型色谱柱， VS的含义不同； 气-液色谱柱： VS为固定液体积；
气-固色谱柱： VS为吸附剂表面容量；
2016/11/3
5. 分配比与保留时间的关系
2016/11/3
（2）用体积表示的保留值
保留体积（VR）：
VR = tR×F0
F0为柱出口处的载气流量， 单位：m L / min。 死体积（VM）： VM = tM ×F0 调整保留体积(VR＇)： V R＇ = VR －VM
2016/11/3
3. 相对保留值r21
组分2与组分1调整保留值之比： r21 = t´R2 / t´R1= V´R2 / V´R1 相对保留值只与柱温 和固定相性质有关，与其 他色谱操作条件无关，它 表示了固定相对这两种组 分的选择性。
2016/11/3
2.色谱法分类
(1)气相色谱：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； 按固定相的不同又分为：气固色谱和气液色谱
2016/11/3
液相色谱
(2)液相色谱：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。
离子色谱：液相色谱的一种，以特制的离子交换树脂
1. 分配系数与分配比都是与组分及固定相的热力学性质 有关的常数，随分离柱温度、柱压的改变而变化。 2. 分配系数与分配比都是衡量色谱柱对组分保留能力的 参数，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。
2016/11/3
4. 容量因子与分配系数的关系
MS VS M V c V K k S S s S Mm M S cm Vm Vm Vm
滞留因子（retardation factor）： RS uS
u
us：组分在分离柱内的线速度；u：流动相在分离柱内的线 速度；滞留因子RS也可以用质量分数ω表示：
RS ms ms m M 1 1 m 1 k 1 s mM
若组分和流动相通过长度为 L 的分离柱，需要的时间分 别为tR和tM，则：
2016/11/3
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：
组分在固定相中的质量 ms k 组分在流动相中的质量 mM
分配比也称：
容量因子(capacity factor)；容量比(capacity factor)；
2016/11/3
2. 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：g / mL）比，称为分配系数， 用K 表示，即：
组分在固定相中的浓度 cs K 组分在流动相中的浓度 cM
为固定相，不同pH值的水溶液为流动相。
2016/11/3
(3)其他色谱方法
薄层色谱和纸色谱： 比较简单的色谱方法 凝胶色谱法：测聚合物分子 量分布。 超临界色谱: CO2流动相。 高效毛细管电泳:
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。
2016/11/3
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。 （2） 灵敏度高 可以检测出μ g.g-1(10-6)级甚至ng.g-1(10-9)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。 （4） 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： 被分离组分的定性较为困难。
2016/11/3
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。 与适当的柱后检测方 法结合，实现混合物中各 组分的分离与检测。 两相及两相的相对运 动构成了色谱法的基础
chromatograph
第一节 色谱法概述
generalization of chromatograph analysis
2016/11/3
一、 色谱法的特点、分类和作用
1.概述
混合物最有效的分离、分析方法。 俄国植物学家茨维特在1906年使用的装置： 色谱原型装置，如图。 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； 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。
分配系数是色谱分离的依据。2016ຫໍສະໝຸດ 11/3分配系数 K 的讨论
组分在固定相中的浓度 K 组分在流动相中的浓度
一定温度下，组分的分配系数K越大，出峰越慢；
试样一定时，K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K不同； 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K值是分离的基础； 某组分的K = 0时，即不被固定相保留，最先流出。
2016/11/3
4. 区域宽度
用来衡量色谱峰宽度的参
数，有三种表示方法：
（ 1 ）标准偏差 ( ) ：即 0.607 倍
峰高处色谱峰宽度的一半。
（2）半峰宽(Y1/2)：色谱峰高一 半处的宽度 Y1/2 =2.354 （3）峰底宽(Wb)：Wb=4
2016/11/3
tR L ; uS tM L u
由以上各式，可得： tR = tM(1+k)
2016/11/3
' tR tM tR k tM tM
三、色谱流出曲线与术语
1.基线
无试样通过检测器时， 检测到的信号即为基线。
2.保留值
（1）时间表示的保留值 保留时间（tR）：组 分从进样到柱后出现浓度 极大值时所需的时间； 死时间（tM）：不与固定相作用的气体（如空气）的保 留时间； （动画） 调整保留时间（tR ＇）：tR＇= tR－tM