色谱法基本原理
色谱法的基本原理
色谱法的基本原理
色谱法的基本原理可以通过以下几个方面来理解，固定相、流动相、分离机理
和检测方法。
首先，固定相是色谱柱中的填料，它可以是固定在柱壁上的液相，也可以是固
定在固定相载体上的液相。
固定相的选择对色谱分离的效果有很大影响，不同的固定相对于不同类型的化合物具有不同的选择性，因此在选择固定相时需要根据分析物的性质进行合理的选择。
其次，流动相是色谱柱中的移动相，它可以是气体或液体。
流动相的选择也会
影响色谱分离的效果，不同的流动相对于不同类型的化合物具有不同的溶解度和分配系数，因此在选择流动相时也需要根据分析物的性质进行合理的选择。
分离机理是色谱分离的基础，它是指化合物在固定相和流动相之间的分配行为。
在色谱柱中，化合物在固定相和流动相之间的分配系数决定了化合物在色谱柱中的停留时间，从而实现了化合物的分离。
不同类型的色谱技术有不同的分离机理，如气相色谱和液相色谱的分离机理有所不同。
最后，检测方法是色谱分离的重要环节，它可以通过检测化合物在色谱柱中的
停留时间和信号强度来实现对化合物的定性和定量分析。
常用的检测方法包括紫外检测、荧光检测、质谱检测等，不同的检测方法对于不同类型的化合物具有不同的灵敏度和选择性。
综上所述，色谱法的基本原理是固定相、流动相、分离机理和检测方法共同作
用下，实现化合物的分离和分析。
通过合理选择固定相和流动相，理解分离机理，选择合适的检测方法，可以实现对不同类型化合物的高效分离和分析，为化学、生物、环境等领域的研究提供有力支持。
有机化学实验-色谱法
4.干法装柱和湿法装柱
干法装柱：固定相通过干燥的玻璃漏斗连续而缓慢地加入洗 净干燥的色谱柱中，再将溶剂用滴管沿柱壁加入，直至下方 放置容器中接收到液体。 湿法装柱：将用溶剂和固定相调成的糊状物一次性快速导入 洗净干燥的色谱柱中，吸附剂在溶剂中慢慢下沉。
注意事项： 1. 装柱过程中，用洗耳球或玻璃棒轻轻敲击色谱柱，使填料均匀； 2. 柱内液面必须保持高于固定相的高度； 3. 固定相的顶部不能形成斜面或凹凸不平； 4. 固定相上方需始终保持一定量的溶剂。
实验四 色谱法
二、实验原理
2.吸附剂的选择
吸附剂吸附能力大小常用“活性”来表示。
颗粒大小：颗粒越小，活性越大，分离效果
相关因素
越好，洗脱速率越慢；
含水量：含水量较大存在失活可能；
常用吸附剂：氧化铝、硅胶等。
3.容器的选择
根据被分离样品量的大小等因素，色谱柱 的长短粗细也会影响分离效果。
实验四 色谱法
2、加氧化铝
用玻璃漏斗辅助加入，加完后轻轻抽出玻璃棒，用洗耳球或 玻璃棒轻轻敲击柱侧面，直至氧化铝不再沉降。
3、压柱子
油泵抽气或其它方法压柱子,确保氧化铝压实,以防氧化铝中 残留气体导致装柱失败。
实验四 色谱法
四、实验操作步骤
步骤二、加洗脱剂(淋洗剂)
95%乙醇冲洗柱子，适当多加些洗脱剂，延长走柱子的时间，以充分赶 走气泡，达到平衡状态。
1.洗脱剂的选择
极性化合物 → 极性溶剂 非极性化合物 → 非极性溶剂
常用流动相极性： 石油醚＜汽油＜庚烷＜己烷＜二硫化碳＜二甲苯＜甲苯＜氯丙 烷＜苯＜溴乙烷＜溴化苯＜二氯乙烷＜三氯甲烷＜异丙醚＜硝 基甲烷＜乙酸丁酯＜乙醚＜乙酸乙酯＜正戊烷＜正丁醇＜苯酚 ＜甲乙醇＜叔丁醇＜四氢呋喃＜二氧六环＜丙酮＜乙醇＜乙腈 ＜甲醇＜氮氮二甲基甲酰胺＜水
色谱分析基本原理..
一、色谱分析法基本原理色谱法，又称层析法。
根据其分离原理，有吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱与排阻色谱等方法。
吸附色谱是利用吸附剂对被分离物质的吸附能力不同，用溶剂或气体洗脱，以使组分分离。
常用的吸附剂有氧化铝、硅胶、聚酰胺等有吸附活性的物质。
分配色谱是利用溶液中被分离物质在两相中分配系数不同，以使组分分离。
其中一相为液体，涂布或使之键合在固体载体上，称固定相；另一相为液体或气体，称流动相。
常用的载体有硅胶、硅藻土、硅镁型吸附剂与纤维素粉等。
离子交换色谱是利用被分离物质在离子交换树脂上的离子交换势不同而使组分分离。
常用的有不同强度的阳、阴离子交换树脂，流动相一般为水或含有有机溶剂的缓冲液。
排阻色谱又称凝胶色谱或凝胶渗透色谱，是利用被分离物质分子量大小的不同和在填料上渗透程度的不同，以使组分分离。
常用的填料有分子筛、葡聚糖凝胶、微孔聚合物、微孔硅胶或玻璃珠等，可根据载体和试样的性质，选用水或有机溶剂为流动相。
色谱法的分离方法，有柱色谱法、纸色谱法、薄层色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法等。
色谱所用溶剂应与试样不起化学反应，并应用纯度较高的溶剂。
色谱时的温度，除气相色谱法或另有规定外，系指在室温下操作。
分离后各成分的检出，应采用各单体中规定的方法。
通常用柱色谱、纸色谱或薄层色谱分离有色物质时，可根据其色带进行区分，对有些无色物质，可在245-365nm的紫外灯下检视。
纸色谱或薄层色谱也可喷显色剂使之显色。
薄层色谱还可用加有荧光物质的薄层硅胶，采用荧光熄灭法检视。
用纸色谱进行定量测定时，可将色谱斑点部分剪下或挖取，用溶剂溶出该成分，再用分光光度法或比色法测定，也可用色谱扫描仪直接在纸或薄层板上测出，也可用色谱扫描仪直接以纸或薄层板上测出。
柱色谱、气相色谱和高效液相色谱可用接于色谱柱出口处的各种检测器检测。
柱色谱还可分部收集流出液后用适宜方法测定。
柱色谱法所用色谱管为内径均匀、下端缩口的硬质玻璃管，下端用棉花或玻璃纤维塞住，管内装有吸附剂。
色谱法的基本原理
设样品分子开始全部位于第0号塔板上， 当色谱柱中通过N体积载气后，计算在第 n块塔板上出现某组分分子的概率。这个 概率应该是考虑在塔板上某组分的一个 分子出现在流动相中的概率(Mp) 等于 在该塔板上流动相中组分分子的个数与 整个塔板上组分分子个数之比。
假设色谱柱由5块塔板组成： (0号板,1号,2号,…4号板) 令N=5(N表示进入柱中载气的脉冲次数 令组分进样量为：W=1 组分在柱内的分配过程是以气液色谱分
改变固定相， 改变流动相， 改变样品本身的性质（如衍生化法）
二 区域宽度
（1）标准偏差σ （2） 半峰宽 W1/2 （3） 峰底宽度W
从色谱图中，可得许多信息： 1 色谱峰的个数，可判断所含组分的最少个数； 2 根据色谱峰的保留值，可以进行定性分析； 3 根据色谱峰的面积或峰高，可以进行定量分析； 4 色谱峰的保留值及其区域宽度，评价柱效依据；
t’R(z+n)---碳原子数为z+n的正构烷烃的调整保留时间
t’R(z) ≤t’R(x)≤ t’R(z+n) （通常 n=1）
规定正构烷烃的I 值是其他原子数的100倍， 如：正庚烷I=700
色谱柱效能的参数
柱效：也叫柱效能 。
tR 2 tR 2 n 5.54( ) 16( ) W1/ 2 W
选择性系数
KS
[ RSO3 X ] S [ X ] [ RSO3 H ] S [ H ] m
注：Ks与离子的电荷数、水合离子半径、流动相性质、 离子交换树脂性质以及温度有关 next
图示
分离机制： 依据被测组分与离子交换剂交换能力（亲和力） 不同而实现分离 back
结论：
四种色谱的分离机制各不相同，分别形成吸附平衡、 分配平衡、离子交换平衡和渗透平衡 K分别为吸附系数，狭义分配系数，选择性系数和 渗透系数
色谱法的基本原理
' ，k ，K 。 tR = 5 min，tM = 1 min。求VM，VR， VR
解： V V
M
m
V 50 1 50mL
M
V 50 5 250mL
R
V 250 50 200mL
R
t 5 1 k 4 t 1
R M
由
V kK V
s
m
V 50mL K k 4 100 V 2.0mL
定义：扣除死时间后的保留时间。
' R
t = tR tM
' R
说明：组分在固定相中停留的时间。
注意：
tR tR tM
'
4. 流动相的流速
定义：
单位时间流动相所通过的距离----线流速，u
单位时间通过流动相的体积-----体积流速，F 单位时间通过流动相的量-----质量流速，Fm和摩尔 流速，Fn) F、Fm和Fn常称作流量。
为流量计内r处气体的摩尔流速
F
Fr
n
Tc P r Fc Fr Tr P c
柱内平均压力 Pc
P i 2 Po Pc 3 P i Po 1 1 2 Po j Po 1
3
r点处载气的压力Pr Pr = Po－Pw
Vm β Vs
β：相比
ms ns c s Vs Vs K k K mm nm cm Vm Vm β
分配比的意义：
①k随K和β的变化而变化；
②k值越大→ms越多→柱的容量大
k又称作容量因子。
③ k是表征色谱柱对被测组分保留能力的主要参 数。
2.2.2 色谱法分离原理
色谱法的原理
色谱法的原理
色谱法是一种基于物质在固体或液体静态相和移动相之间分配的原理进行分离和测定的分析方法。
它利用物质在不同相中的亲和力差异，通过在固定相上的分配和在移动相中的迁移来实现样品中各组分的分离。
在色谱法中，固定相是由固体或涂布在固体基质上的液体相构成的。
它负责限制和分散样品中各组分的迁移速率，从而实现分离。
移动相是样品分析过程中经过固定相的流动相。
它使样品中的组分按其亲和力大小分别向前移动，被分离并逐个通过。
分离过程基于样品中各组分在固定相和移动相之间的不同亲和力。
对于柱色谱法，样品进入柱后，固定相会根据样品的成分使不同的组分被分配到不同的位置。
然后，移动相会通过柱将这些组分逐一带走。
由于不同组分在固定相和移动相之间的亲和力不同，它们将以不同的速率迁移。
因此，当移动相流经整个固定相时，样品中不同的组分将被分离。
具体来说，固定相可以是基于吸附、离子交换、分子筛等原理的固体或涂层。
而移动相则可以是各种溶液、气体或超临界流体。
通过调整固定相和移动相的性质，可以实现对特定组分的选择性分离。
分离后的各组分可以通过检测器进行定性和定量测定。
色谱法广泛应用于环境监测、食品安全、药物分析等领域。
不同的色谱方法包括气相色谱（GC）、液相色谱（LC）、离子
色谱（IC）等。
这些方法依靠不同的原理和设备实现样品的分离和分析，但其基本原理都是基于分配作用。
色谱法的原理及其应用
色谱法的原理及其应用一、色谱法的原理色谱法是一种常用的分析技术，它基于样品分离的原理，通过不同化学物质与固定相之间的相互作用，将混合物中的各种组分进行分离、检测和定量分析。
色谱法的原理可以概括为以下几个方面：1.固定相选择：在色谱柱中包含有固定相，可以根据待分析样品的性质选择不同的固定相。
常见的固定相有气相色谱中的固定相填充于毛细管或填充柱内的吸附剂，液相色谱中的液体固定相填充于柱内的填充剂。
2.样品进样：样品在进入色谱柱之前，需要经过一系列的前处理步骤，包括样品的制备、萃取和预处理等。
进样方式有不同的选择，如气相色谱常用的进样方式有体积型进样、滴定型进样和蒸气型进样等。
3.分离机理：色谱法的分离机理主要包括吸附色谱、分配色谱和离子色谱等。
其中，吸附色谱基于样品成分与固定相之间的化学吸附作用进行分离，分配色谱依据样品成分在液相与固定相之间的分配作用实现分离，离子色谱通过样品离子与色谱固定相或由反离子与离子之间的作用进行分离。
4.检测方法：根据分析目标和待测物质的特性，色谱方法可以选择不同的检测方法。
常见的检测方法包括紫外可见吸收检测、荧光检测、电化学检测等。
二、色谱法的应用色谱法具有高灵敏度、高选择性和高分辨率等优点，在各个领域中得到广泛的应用。
以下是一些常见的色谱法应用领域的列举：1.环境分析：色谱法在环境领域的应用非常广泛，可以用于监测空气中的有机污染物、水体中的重金属以及土壤中的农药等。
通过色谱法，可以对这些环境污染物进行定量分析，为环境保护和污染治理提供科学依据。
2.食品分析：色谱法在食品领域的应用主要包括食品中的添加剂、农药残留、食品中有毒成分等的检测。
通过色谱法的分析，可以保证食品的质量和安全，保护消费者的权益。
3.医药分析：色谱法在制药领域的应用非常重要，可以用于药物的纯度分析、药物代谢产物的检测以及药物的质量控制等。
色谱法在医药领域的应用对于保证药品的质量和安全具有重要的意义。
4.石油化工分析：色谱法在石油化工行业中被广泛应用，可以用于原油和石油产品的分析、燃料中的有毒物质的检测以及石油加工过程中的控制等。
色谱法的原理与应用
色谱法的原理与应用色谱法是一种分离和分析化合物的重要方法，广泛应用于化学、生物、环境等领域。
本文将介绍色谱法的原理、分类以及在不同领域的应用。
### 一、色谱法的原理色谱法是利用不同物质在固定相和流动相中的分配系数不同，通过在固定相中的分配和流动相的移动，使混合物中的各种成分在固定相中以不同速度移动，从而实现分离和分析的方法。
其基本原理是根据化合物在固定相和流动相中的分配系数不同，通过在固定相中的分配和流动相的移动，使混合物中的各种成分在固定相中以不同速度移动，从而实现分离和分析的方法。
### 二、色谱法的分类色谱法根据不同的分离机理和操作方式可以分为多种类型，主要包括气相色谱（Gas Chromatography, GC）、液相色谱（Liquid Chromatography, LC）、超高效液相色谱（Ultra-high Performance Liquid Chromatography, UHPLC）、薄层色谱（Thin Layer Chromatography, TLC）等。
其中，气相色谱和液相色谱是应用最为广泛的两种色谱方法。
1. 气相色谱（GC）：气相色谱是利用气体作为流动相，固体或液体作为固定相的色谱方法。
它具有分离效率高、分析速度快、灵敏度高等优点，广泛应用于石油化工、食品安全、环境监测等领域。
2. 液相色谱（LC）：液相色谱是利用液体作为流动相，固体或液体作为固定相的色谱方法。
它适用于分析极性化合物和大分子化合物，具有分离效果好、适用范围广等优点，被广泛应用于生物医药、食品检测、环境监测等领域。
### 三、色谱法的应用色谱法作为一种高效、准确的分析方法，在各个领域都有着重要的应用价值。
以下将介绍色谱法在不同领域的应用情况：1. 化学领域：色谱法在化学领域被广泛应用于有机物的分离和鉴定。
通过气相色谱和液相色谱可以对各种有机物进行分离和定量分析，为化学研究提供了重要的技术支持。
2. 生物领域：色谱法在生物领域的应用主要集中在生物样品的分离和分析上。
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K
注：K为热力学常数
C
S
C
m
实验条件固定，K 仅与组分性质有关
28
（6）分配比------容量因子
ms VS ＝ t' / t = V' / V =K R M R M k = Vm mm
important
由色谱分离过程中的热力学因素所决定。 各组分在色谱柱中滞留状况的一个指标 在一定条件下，保留值是定值。
（ t， v ）
21
保留时间 （1） 保留时间 t R
从进样开始到组分出现浓度极大点时所需 时间，即组分通过色谱柱所需要的时间 （2）死时间 t M 不被固定相溶解或吸附的组分通过色谱柱 所消耗的的时间 （流动相流经色谱柱所需的时间）
组分i对组分s的相对保留值
柱温、固定相、流动相条件不变， ri,s 不变
ri,s值越大，分离越易实现， ri,s ＝1时，
两组色谱峰重叠。
24
相对保留值是指某组分2与某组分1的___。
A. 调整保留值之比 C. 保留时间之比 B. 死时间之比 D. 保留体积之比
25
下列哪项数值反映了组分通过色谱 柱所需的时间?
2
Байду номын сангаас
色谱法chromatography
采用多级化、层析化的高效分离技术。 它不仅是复杂混合物的多组分分离技术。 也是分离分析一体化技术，实现多组分 测定的现代仪器分析方法。 色谱分析法，你了解多少？
3
色谱分析法概论
★ 色谱历史 ★ 色谱法定义 ★ 色谱图与色谱参数 ★ 色谱法分类 ★ 色谱分析的特点 ★ 色谱法发展趋势
1941年，Martin和Synge提出分配色谱法
1944年，Martin等又提出纸色谱法
1952年，Martin和James发明了气液色谱法
1955年，第一台商品气相色谱问世，标志着现
代色谱分析的建立
7
1957年，戈雷(Golay)发表“涂壁毛细管气液
分配色谱理论和实践”论文，首先提出毛细管
速率方程，并第一次实现了毛细管气相色谱分 离。 1958年，Stein和Moore研制出氨基酸分析仪， 确定了核糖核酸的分子结构 1967年，Horvvath和Huber等研制了高效液 相色谱仪 1975年，Small等提出离子色谱
16
色谱图及常用术语
important
（一 ）典型色谱流出曲线
色谱图（色谱流出曲线）
由检测器输出的电信号强度 对时间（t）或流动相体积（V） 作图所得到的曲线。
17
电 信 号 (mV) (mA)
tR
VM tM
VR tR ′ VR′
curve
h W1/2 Wb
进样
时间（t） 体积（V）
18
1. 基线：实验条件下，只有纯流动相通过 检测器时所得到的流出曲线。
4
色谱历史 一、色谱法的由来 1906年，俄国植物学家Tsweet，应用吸 附原理分离植物色素。
5
植物色素的分离 石油醚
（流动相）
ylsfl
组分1+2
碳酸钙
（固定相）
组分2
组分1
6
二、色谱法的发展
1903（1906）年，Michael Tswett提出色谱
法
1931年，Kuhn采用柱色谱分离了类胡萝卜素
噪声：由于各种偶然因素，如固定液
挥发、外界电信号干扰等引起 的基线起伏。 2. 峰高 h : 从峰顶点到基线距离。
19
3.区域宽度 1） 峰宽 Wb ： 2）半高峰宽W1/2: 0.5h对应的峰宽 3）标准偏差σ : 0.607h对应峰宽的一半 4）峰面积A A=1.065 h W1/2
20
4. 保留值 色谱峰在色谱图中的位置
8
20世纪80年代，超临界色谱
20世纪90年代，毛细管电泳（1809年
Reŭss第一次电泳实验） 21世纪，联用技术、大分子色谱分离、制备
色谱可望取得更大的发展
9
现在：一种重要的分离、分析技术 分离混合物各组分并加以分析
固定相：固体，液体
流动相：气体，液体，超临界流体 色谱柱：各种材质和尺寸
被分离组分：不再仅局限于有色物质
13
分配系数是广义的，包括溶解、吸附、离子交 换、亲和力和分子体积等分离特性。 物质能否分离取决于它们之间是否存在分配
差异，这是一切分离的必要条件，色谱也不
能例外。 与其它分离法相比，色谱法的高效率在于独 它大大扩大了原来分配系数的差异，从而实 现混合物的分离。
14
特的“动态分离过程” ，即反复多次分配，
色谱法作用：
色谱分析法是一种十分重要和应用广泛的 仪器分析方法。它采用色谱分离和连续测 定方式相结合方式，实现了对复杂体系中 的多组分（包括价态、性质相近的元素或 化合物）分析。
色谱分析法的关键是实现分离分析 系统化/一体化。
15
色谱过程中，流动相/固定相对物质起着下列哪 种作用？
A．运输作用 B．滞留作用 C．化学反应作用 D．分解作用
22
（3） 调整保留时间 t R′
t R′ = t R – t M 实质：组分在固定相中滞留的时间
在实验条件一定时，只取决于组分的性质。
V = t ·F （F：流动相流速, ml/min）
23
（4）相对保留值 ri,s - - 选择性参数
ri, s
t R (i ) t R (s)
(i ) VR V (s) R
对于分离性质差异小或多组分混合物 分离怎么办？
能否利用分离提供的信息直接进行分
析呢？
1
手性药物酮洛芬(风湿病治疗药物)的拆分
S-(+)-酮洛芬具有药理活性 运动员尿检阳性的判断 尿液中咖啡因含量>12ug/ml 中药有效成分的分离及中药质量控制 空气中芳香烃类物质的测定 苯 0.11mg/m3
甲苯/二甲苯 0.2mg/m3
A.保留时间 B.调整保留时间 C.保留体积 D.调整保留体积
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5. 色谱图的作用 峰的数目 ---含组分的最少个数
色谱峰的保留值（t，v） ---- 定性 峰面积或峰高 峰间距及宽度 -------
定量
色谱柱分离效率（柱效）评价
27
（5）分配系数K
------
相平衡参数
在一定温度和压力下，组分在色谱柱 中达分配平衡后，在固定相与流动相 中的浓度比
10
色谱法定义 色谱分析基本步聚
进样
选
important
收集
试样
固定相
组分
分析
洗脱
11
A+B 流动相
B
B
色谱柱
A
A B A A
溶剂
B
色谱分离过程示意图
12
色谱法：
是一种物理分析方法，物质在固定相和
流动相的分配系数有微小差异，当两相
做相对移动时，各组分在两相间进行反 复多次分配，使各组分被流动相运载移 动的速率不同，最终达到相互分离。