第19章色谱分析方法导论
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色谱分析法概论PPT课件
-
44
C ·u —传质阻力项
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）
Cg
0.01k2 (1 k)2
dp2 Dg
CL
2 3
k (1k)2
d2f DL
k为容量因子； Dg 、DL为扩散系数。
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。
-
45
2.载气流速与柱效——最佳流速
n=L/H 理论塔板数与色谱参数之间的关系为：
n5.5(4tR )21(6tR)2
Y1/2
Wb
保留时间包含死时间，在死时间内不参与分配!
-
39
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。
• 用不同物质计算可得到不同的理论塔板数。
• 组分在tM时间内不参与柱内分配。需引入有效 塔板数和有效塔板高度：
峰高一半处的宽 度GH
w1 2.354 2
-
23
3.标准偏差 σ
两个拐点E和F之间的距离 的 一半
4.峰面积 A 色谱峰与基 线延长线所包围的面积， 精确计算时
w A1.06h5 1 2
-
24
• 保留值的定义
1.保留时间 t R
从进样开始到色 谱峰最大值出现 时所需的时间
-
25
• 保留值的定义
n理5.5(4Yt1R /2)21(6W tRb)2
n有效
5.54(
t
' R
Y1/ 2
)2
16(
t
' R
Wb
)2
L H有效 n有效
-
40
《色谱分析法》PPT课件
死时间tm：不被固定相溶解或吸附的组分的保留时 间（即组分在流动相中的所消耗的时间），或流动 相充满柱内空隙体积占据的空间所需要的时间，又 称流动相保留时间
调整保留时间tR’：组分的保留时间与死时间之差值， 即组分在固定相中滞留的时间
tR' tR tm
或t
' R
tR
t0
保留体积VR：从进样开始到组分出现浓度极大点时 所消耗的流动相的体积
16(
t
' R
)2
W
5.54( tR' )2 W1 2
H eff L / neff
讨论：neff 和H eff 扣除了死时间，更能真实的反映柱效 k ，neff n理
小结
塔板理论的贡献：从热力学角度Hale Waihona Puke 提出了评价柱效高低的n和H的计算式
塔板数 n是色谱柱的特征参数。当色谱柱长度一定时，
2. 纵向扩散项（分子扩散项）：B/u
产生原因： 峰在固定相中被流动相推动向前、展开 →两边浓度差
纵向扩散系数 B 2 Dg
— 弯曲因子（ 1） 填充柱 1 空心毛细管柱 1
Dg — 组分在载气中的扩散系数（常数）
影响因素： B u tR ，B Dg
Dg
T
一般分类 液相色谱LC
分离方法
L-L分离
固定相
吸附在固定相表面的液体
液相-固定相 固定相表面键合的有机相
液固或吸附
离子交换
尺寸排阻
气 相 色 谱 GC （流动相为气 体）
气、液 气-键相 气-固定体
超临界流体色 谱 SFC （ 流 动 相超临界流体）
固体 离子交换树脂 聚合物中间隙 吸附在固定相表面的液体 固体表面键合的有机物 固体 固体表面键合的有机物
调整保留时间tR’：组分的保留时间与死时间之差值， 即组分在固定相中滞留的时间
tR' tR tm
或t
' R
tR
t0
保留体积VR：从进样开始到组分出现浓度极大点时 所消耗的流动相的体积
16(
t
' R
)2
W
5.54( tR' )2 W1 2
H eff L / neff
讨论：neff 和H eff 扣除了死时间，更能真实的反映柱效 k ，neff n理
小结
塔板理论的贡献：从热力学角度Hale Waihona Puke 提出了评价柱效高低的n和H的计算式
塔板数 n是色谱柱的特征参数。当色谱柱长度一定时，
2. 纵向扩散项（分子扩散项）：B/u
产生原因： 峰在固定相中被流动相推动向前、展开 →两边浓度差
纵向扩散系数 B 2 Dg
— 弯曲因子（ 1） 填充柱 1 空心毛细管柱 1
Dg — 组分在载气中的扩散系数（常数）
影响因素： B u tR ，B Dg
Dg
T
一般分类 液相色谱LC
分离方法
L-L分离
固定相
吸附在固定相表面的液体
液相-固定相 固定相表面键合的有机相
液固或吸附
离子交换
尺寸排阻
气 相 色 谱 GC （流动相为气 体）
气、液 气-键相 气-固定体
超临界流体色 谱 SFC （ 流 动 相超临界流体）
固体 离子交换树脂 聚合物中间隙 吸附在固定相表面的液体 固体表面键合的有机物 固体 固体表面键合的有机物
色谱法导论ppt文档
4. 一般来说色谱检测器比分子光谱法灵敏度更高，比 质谱灵敏度低。
18.2．色谱法基础知识、基本概念和术语
18.2.1． 色谱分离和相应 基础理论范畴
色谱基础理论是从微 观分子运动和宏观分布平 衡探讨最大限度提高分离 迁移和降低离散迁移的科 学原理，包括色谱热力学、 色谱动力学和色谱分离理 论。
各种色谱方法具有基 本相同的动力学理论，也 有相似的分离理论规律。
18.2.2． 分布平衡
色谱过程涉及溶质在两相中的分布平衡(distribution equilibrium)，平衡常数K称为分布系数或分配系数：
K Cs Cm
(G)T.P 0
s sRlTnas mmRlTn am
s RlT n a sm RlT n a m
K Cs exp( )
Cm
RT
18.2.3．分布等温线
18.1.5.色谱法与其他分离、分析方法比较
18.1.5.3.与光谱、质谱分析方法比较 1. 光谱、质谱主要是物质定性鉴定分析方法，色谱法
本质上不具备定性分析功能。
2. 色谱法最主要的特点是适用于多组分复杂混合物分 离分析。
3. 色谱仪器的价格相对比分子光谱、质谱仪器低得多， 适用范围和领域更广。
经典柱色谱、制备色谱、萃取、精馏、结晶 精馏、萃取、吸附、吸收、膜分离
18.1.3. 分离方法分类
18.1.3.1. 按相的类型分类
18.1.3. 分离方法分类
18.1.3.2. 按分离机理分类
18.1.3. 分离方法分类
18.1.3.3.按分离过程推动力分类
18.1.4.色谱法分类
18.1.4.1. 按固定相的形态分类 柱色谱：填充柱、整体柱、毛细管或开管柱 平面色谱：薄层色谱和纸色谱 18.1.4.2. 按色谱动力学过程分类 淋洗色谱法 置换色谱法 迎头色谱法
18.2．色谱法基础知识、基本概念和术语
18.2.1． 色谱分离和相应 基础理论范畴
色谱基础理论是从微 观分子运动和宏观分布平 衡探讨最大限度提高分离 迁移和降低离散迁移的科 学原理，包括色谱热力学、 色谱动力学和色谱分离理 论。
各种色谱方法具有基 本相同的动力学理论，也 有相似的分离理论规律。
18.2.2． 分布平衡
色谱过程涉及溶质在两相中的分布平衡(distribution equilibrium)，平衡常数K称为分布系数或分配系数：
K Cs Cm
(G)T.P 0
s sRlTnas mmRlTn am
s RlT n a sm RlT n a m
K Cs exp( )
Cm
RT
18.2.3．分布等温线
18.1.5.色谱法与其他分离、分析方法比较
18.1.5.3.与光谱、质谱分析方法比较 1. 光谱、质谱主要是物质定性鉴定分析方法，色谱法
本质上不具备定性分析功能。
2. 色谱法最主要的特点是适用于多组分复杂混合物分 离分析。
3. 色谱仪器的价格相对比分子光谱、质谱仪器低得多， 适用范围和领域更广。
经典柱色谱、制备色谱、萃取、精馏、结晶 精馏、萃取、吸附、吸收、膜分离
18.1.3. 分离方法分类
18.1.3.1. 按相的类型分类
18.1.3. 分离方法分类
18.1.3.2. 按分离机理分类
18.1.3. 分离方法分类
18.1.3.3.按分离过程推动力分类
18.1.4.色谱法分类
18.1.4.1. 按固定相的形态分类 柱色谱：填充柱、整体柱、毛细管或开管柱 平面色谱：薄层色谱和纸色谱 18.1.4.2. 按色谱动力学过程分类 淋洗色谱法 置换色谱法 迎头色谱法
(完整word版)色谱分析法导论
第14章色谱分析法导论【14-1】 在仪器分析中，色谱的独特特点是什么？ 答：具有能同时进行分离和分析的特点. 【14-2】 导致谱带展宽的因素有哪些？【14-3】 哪些参数可以改进色谱分离的分离度以及怎样在色谱图上测定这些参数？ 【14-4】 影响选择性因子α的参数有哪些？ 【14-5】 如何控制和调节容量因子k '?【14—6】 色谱柱效n 由哪些因素决定?如何提高柱效？答：根据速率理论，影响n 的因素有： （1）固定相,包括固定相的粒径、填充均匀程度、固定液种类、液膜厚度等。
（2）流动相，包括流动相的种类、组成、流速 (3）柱温。
提高柱效的方法有： （1）优化流动相组成、流速及柱温来优化柱效。
（2)增大柱长可以增加理论塔板数，但会使分析时间增长. （3）降低塔板高度H 。
【14-7】 色谱定量分析中,为什么要定量校正因子？校正因子有几种表示方法？实验中如何测定定量校正因子？【14—8】 已知某色谱峰的半峰宽为4.708mm,求此色谱峰的峰底宽。
答：8.000mm【14-9】 组分A ，B 在某气液色谱柱上的分配系数分别为495和467。
试问在分离时哪个组分先流出色谱柱？答：根据分配系数的定义:agc K c =，K 值表示组分与固定相作用力的差异，K 值大，说明组分与固定相的亲和力越大，其在柱中滞留的时间长。
由于A 组分的分配系数大于B 组分，因此B 组分先流出色谱柱。
【14-10】 组分A 从色谱柱流出需15。
0min ，组分B 流出需25。
0min,而不被色谱柱保留的组分P 流出色谱柱需2.0min 。
问：(1）B 组分相对于A 组分的相对保留时间是多少？ （2）A 组分相对于B 的相对保留时间是多少？ （3）组分A 在柱中的容量因子是多少?（4）组分A 通过流动相的时间占通过色谱柱的总时间的百分之几？ （5）组分B 通过固定相上平均停留时间是多少? 解：(1）/B A t t =(25.0-2.0）/（15.0—2。
色谱分析法
组分在固定相中的质量 k 组分在流动相中的质量
分配比又称容量因子。
2013-7-1 色谱分析法导论 10
分配系数和分配比值决定于组分及固定相热力学性质。除 了与温度、压力有关外，还与流动相及固定相的性质有关。
分配比k与分配系数K的关系为：
MS VS MS VS cs VS k K/ Mm MS V cm Vm m Vm
2013-7-1
色谱分析法导论
8
（一） 分离原理
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。
14
5. 分配系数 K 与保留值的关系
VR ＝K Vs 将反映色谱行为的保留值与反映热力学性质的分配系 数K直接联系起来。
6. 分配比 k 与保留值的关系
tR tM t k R tM tM
tR＝ tM（1＋ k ）
k 是衡量色谱柱对组分保留能力的参数， k值越大， 保留时间越长。
2013-7-1
20
二、速率理论
速率理论方程式（也称范弟姆特方程式）:
B H A Cu u
H：理论塔板高度，u：流动相的线速度(cm/s)
A、B、C为常数，分别代表涡流扩散项、分子扩散
项系数和传质阻力项系数。
（1956年荷兰学者van Deemter（范第姆特）等在研究气 液色谱时提出。该理论模型对气相、液相色谱都适用。）
tR 2 tR 2 n 5.54( ) 16( ) Y1/ 2 Wb
2013-7-1 色谱分析法导论 17
大学专业介绍
K CS Cm
两边同除
Cm
CS Cm
VS
式1310
Vm VM
V R ' KV
S
保留值与容量因子的关系
k K * 1
K *
VS Vm
K *
VS VM
将式13-10代入得
k VR VM VM
k
VR' VM
VR VM VS
tR ' tM
VS VM
tR tM tM
' t R 2
亲和色谱：组份和固定相的高专属性亲和力（如抗体/抗原）
不同
3.按固定相的几何形态分
柱色谱 平板色谱
三、色谱法的特点
优点：“三高”、“一快”、 “一广” 高选择性——可将性质相似的组分分开 高效能——反复多次利用组分性质的差异 产生很好分离效果 高灵敏度——10-11~10-13g，适于痕量分析 分析速度快——几~几十分钟完成分离 一次 可以测多种样品 应用范围广——气体，液体、固体物质 化学衍生化再色谱分离、分析 缺点： 对未知物分析的定性专属性差 需要与其他分析方法联用(GC-MS,LC-MS)
决定色谱分离的两个因素： 难分离物质对的分离度大小受色谱过程中两种因 素的综合影响， 1）保留值之差──色谱过程的热力学因素； 2）区域宽度──色谱过程的动力学因素。
一、塔板理论
1.理论塔板数作为柱效(分离效率)的量度 The number of theoretical plates 色谱柱长：L， 虚拟的塔板间距离：H，
n eff 5 . 54 (
tR W1/ 2
'
) 16 (
2
tR W
'
两边同除
Cm
CS Cm
VS
式1310
Vm VM
V R ' KV
S
保留值与容量因子的关系
k K * 1
K *
VS Vm
K *
VS VM
将式13-10代入得
k VR VM VM
k
VR' VM
VR VM VS
tR ' tM
VS VM
tR tM tM
' t R 2
亲和色谱：组份和固定相的高专属性亲和力（如抗体/抗原）
不同
3.按固定相的几何形态分
柱色谱 平板色谱
三、色谱法的特点
优点：“三高”、“一快”、 “一广” 高选择性——可将性质相似的组分分开 高效能——反复多次利用组分性质的差异 产生很好分离效果 高灵敏度——10-11~10-13g，适于痕量分析 分析速度快——几~几十分钟完成分离 一次 可以测多种样品 应用范围广——气体，液体、固体物质 化学衍生化再色谱分离、分析 缺点： 对未知物分析的定性专属性差 需要与其他分析方法联用(GC-MS,LC-MS)
决定色谱分离的两个因素： 难分离物质对的分离度大小受色谱过程中两种因 素的综合影响， 1）保留值之差──色谱过程的热力学因素； 2）区域宽度──色谱过程的动力学因素。
一、塔板理论
1.理论塔板数作为柱效(分离效率)的量度 The number of theoretical plates 色谱柱长：L， 虚拟的塔板间距离：H，
n eff 5 . 54 (
tR W1/ 2
'
) 16 (
2
tR W
'
色谱分析法概述分析化学课件
自动化与智能化
未来高效液相色谱法将更加自动化和智能化，减 少人工操作，提高分析效率，降低误差。
3
联用技术
与其他分析技术的联用，如质谱、核磁共振等， 将进一步提高高效液相色谱法的检测灵敏度和定 性能力。
气相色谱法的发展趋势
微型化与便携化
01
随着微电子技术和制造工艺的发展，气相色谱法的仪器体积将
进一步缩小，便于携带和移动。
食品成分分析
色谱分析法用于分析食品中的营养成分，如脂肪、 蛋白质、糖类等。
食品添加剂检测
通过色谱分析法检测食品中添加剂的种类和含量， 确保食品的安全性。
食品农药残留检测
色谱分析法用于检测食品中农药残留，保障消费 者的健康权益。
在医药工业中的应用
药物分离纯化
色谱分析法在药物研发和பைடு நூலகம்产过程中用于分离和纯化活性成分。
快速分析
02
提高气相色谱法的分离速度和分析时间，减少样品处理时间，
提高分析效率。
多维分析与多模式联用
03
通过与其他色谱技术（如液相色谱、质谱等）的联用，实现多
维分析与多模式联用，提高复杂样品的分析能力。
毛细管电泳等其他色谱技术
广泛应用
毛细管电泳等其他色谱技术将在生命科学、环境监测、食品安全等 领域得到更广泛的应用。
固定相和流动相
固定相
固定相是色谱柱中的填料，是实现物 质分离的关键部分。根据不同分离原 理，固定相可分为吸附剂、涂层固定 相、化学键合固定相等。
流动相
流动相是携带待测组分通过色谱柱的 流体，一般为液体或气体。流动相的 选择对分离效果和分离时间有很大影 响。
色谱图和色谱峰
色谱图
色谱图是记录色谱柱出口流出物浓度的信号随时间变化的曲线图。通过色谱图 可以观察各组分的流出时间和浓度。
未来高效液相色谱法将更加自动化和智能化，减 少人工操作，提高分析效率，降低误差。
3
联用技术
与其他分析技术的联用，如质谱、核磁共振等， 将进一步提高高效液相色谱法的检测灵敏度和定 性能力。
气相色谱法的发展趋势
微型化与便携化
01
随着微电子技术和制造工艺的发展，气相色谱法的仪器体积将
进一步缩小，便于携带和移动。
食品成分分析
色谱分析法用于分析食品中的营养成分，如脂肪、 蛋白质、糖类等。
食品添加剂检测
通过色谱分析法检测食品中添加剂的种类和含量， 确保食品的安全性。
食品农药残留检测
色谱分析法用于检测食品中农药残留，保障消费 者的健康权益。
在医药工业中的应用
药物分离纯化
色谱分析法在药物研发和பைடு நூலகம்产过程中用于分离和纯化活性成分。
快速分析
02
提高气相色谱法的分离速度和分析时间，减少样品处理时间，
提高分析效率。
多维分析与多模式联用
03
通过与其他色谱技术（如液相色谱、质谱等）的联用，实现多
维分析与多模式联用，提高复杂样品的分析能力。
毛细管电泳等其他色谱技术
广泛应用
毛细管电泳等其他色谱技术将在生命科学、环境监测、食品安全等 领域得到更广泛的应用。
固定相和流动相
固定相
固定相是色谱柱中的填料，是实现物 质分离的关键部分。根据不同分离原 理，固定相可分为吸附剂、涂层固定 相、化学键合固定相等。
流动相
流动相是携带待测组分通过色谱柱的 流体，一般为液体或气体。流动相的 选择对分离效果和分离时间有很大影 响。
色谱图和色谱峰
色谱图
色谱图是记录色谱柱出口流出物浓度的信号随时间变化的曲线图。通过色谱图 可以观察各组分的流出时间和浓度。
色谱分析方法导论
第14页，共105页。
第15页，共105页。
（三）按分离原理分类：可分为：
吸附色谱法：利用吸附剂（固定相 一般是固体）表面对不同组分吸附能 力的差别进行分离的方法；
第16页，共105页。
分配色谱法：利用不同组分在 两相间的分配系数的差别进行分 离的方法。
第17页，共105页。
离子交换色谱：利用溶液中不 同离子与离子交换剂间的交换能力 的不同而进行分离的方法。
第6页，共105页。
一、色谱分离基本原理：
由以上方法可知，在色谱法中存 在两相，一相是固定不动的，我们把 它叫做固定相；另一相则不断流过固 定相，我们把它叫做流动相。
第7页，共105页。
色谱法的分离原理就是利用待 分离的各种物质在两相中的分配系 数、吸附能力等亲和能力的不同来 进行分离的。
第8页，共105页。
谱柱柱型特点的参数。对填充柱，
=6~35；对毛细管柱， =60~600
。
第46页，共105页。
4. 选择因子 ：色谱柱对A、B两组分的选择因子
定义如下：
tr' (B) tr' ( A)
kB kA
KB KA
A为先流出的组分，B 为后流出的组分。
第47页，共105页。
注意：K 或 k 反映的是某一组分在两相间的
分配；而 是反映两组分间的分离情况！当两组分
K 或 k 相同时， =1 时，两组分不能分开；当两组 分 K 或 k 相差越大时， 越大，分离得越好。也就
是说，两组分在两相间的分配系数不同，是色谱分离的 先决条件。
和 k 是计算色谱柱分离效能的重要参
数！
第48页，共105页。
二、 塔板理论
塔板理论是描述色谱柱中组分在两相间的分配状况及 评价色谱柱的分离效能的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，是 一种半经验理论，但它成功地解释了色谱流出曲线呈正态分 布。
第15页，共105页。
（三）按分离原理分类：可分为：
吸附色谱法：利用吸附剂（固定相 一般是固体）表面对不同组分吸附能 力的差别进行分离的方法；
第16页，共105页。
分配色谱法：利用不同组分在 两相间的分配系数的差别进行分 离的方法。
第17页，共105页。
离子交换色谱：利用溶液中不 同离子与离子交换剂间的交换能力 的不同而进行分离的方法。
第6页，共105页。
一、色谱分离基本原理：
由以上方法可知，在色谱法中存 在两相，一相是固定不动的，我们把 它叫做固定相；另一相则不断流过固 定相，我们把它叫做流动相。
第7页，共105页。
色谱法的分离原理就是利用待 分离的各种物质在两相中的分配系 数、吸附能力等亲和能力的不同来 进行分离的。
第8页，共105页。
谱柱柱型特点的参数。对填充柱，
=6~35；对毛细管柱， =60~600
。
第46页，共105页。
4. 选择因子 ：色谱柱对A、B两组分的选择因子
定义如下：
tr' (B) tr' ( A)
kB kA
KB KA
A为先流出的组分，B 为后流出的组分。
第47页，共105页。
注意：K 或 k 反映的是某一组分在两相间的
分配；而 是反映两组分间的分离情况！当两组分
K 或 k 相同时， =1 时，两组分不能分开；当两组 分 K 或 k 相差越大时， 越大，分离得越好。也就
是说，两组分在两相间的分配系数不同，是色谱分离的 先决条件。
和 k 是计算色谱柱分离效能的重要参
数！
第48页，共105页。
二、 塔板理论
塔板理论是描述色谱柱中组分在两相间的分配状况及 评价色谱柱的分离效能的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，是 一种半经验理论，但它成功地解释了色谱流出曲线呈正态分 布。
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50年代，色谱发展最快（一些新型色谱技术的发展；复杂组分分析 发展的要求。
1937-1972年，有12个Nobel奖是有关色谱研究的！
色谱分离基本原理： 使用外力使含有样品的流动相（气体、液体或超临界流体）通过一固定于
柱或平板上、与流动相互不相溶的固定相表面。样品中各组份在两相中进行不 同程度的作用。与固定相作用强的组份随流动相流出的速度慢，反之，与固定 相作用弱的组份随流动相流出的速度快。由于流出的速度的差异，使得混合组 份最终形成各个单组份的“带(band)”或“区(zone)”，对依次流出的各个单组份 物质可分别进行定性、定量分析。
色谱分类方法： 1. 按固定相外形分：
柱色谱（填充柱、空心柱）、平板色谱（薄层色谱和纸色谱）。 2. 按组份在固定相上的分离机理分：
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。
一、描述分配过程的参数
1. 分配系数(Distribution constant, K)：
2. 描述组份在固定相和流动相间的分配过程或吸附-解吸过程的参数，称
为分配系数。
K 溶 溶质 质在 在流 固动 定相 相中 中的 的浓 浓 cc度 度ms
3.K 只与固定相和温度有关，与两相体积、柱管特性和所用仪器无关。
3. ห้องสมุดไป่ตู้两相状态分
分类
流动相
气相色谱 气体
液相色谱 液体
超临界流 超临界流 体色谱 体
固定相
色谱方法
液体（吸附在固 体上）
气液色谱法
固体
气固色谱法
液体（吸附或键 合在固体表）
液液色谱
固体
液固色谱法
离子交换树脂
离子交换色 谱法
多孔聚合物
凝胶渗透色 谱法
有机物键合到固 超临界流体
体表面
色谱
平衡类型 气—液分配 吸附 液—液分配 吸附 离子交换
19.1 概述 化学分析方法的基本要求在分析过程中，待测物与潜在的干扰物的
分离是最为重要的步骤！ 20 世纪中期，大量采用一些经典的分离方法：沉淀、蒸馏和萃取
现代分析中，大量采用色谱和电泳分离方法。迄今为止，色谱方法 是最为有效的分离手段！其应用涉及每个科学领域。 历史：1903年，俄国植物学家Mikhail Tswett 最先发明。他采用填充有固 体 CaCO3 细 粒 子 的 玻 璃 柱 ， 将 植 物 色 素 的 混 合 物 ( 叶 绿 素 和 叶 黄 素 chlorophylls & xanthophylls) 加 于 柱 顶 端 ， 然 后 以 溶 剂 淋 洗 ， 被 分 离的组份在柱中显示了不同的色带，他称之为色谱 。
e. 保留体积Vr：指从进样到待测物在柱后出现浓度极大点时所通过的流动相
的体积。
Vr tr •Fco
f. 调整保留体积
V
' r
：某组份的保留体积扣除死体积后的体积。
V r' V rV 0t'r•F co
g. 相对保留值r2,1：组份2的调整保留值与组份1的调整保留值之比。
注意：r2,1只与柱r2,1温和tt'r'r21固定VVrr''21相性质有关，而与柱内径、柱长L、填充情况及流动 相流速无关，因此，在色谱分析中，尤其是GC中广泛用于定性的依据！
具体做法：固定一个色谱峰为标准s，然后再求其它峰 i 对标准峰的相对保留值
，此时以 表示：
t
' r
(
i
)
t
' s
(
s
)
>1, 又称选择因子(Selectivity factor)。
4) 区域宽度：用于衡量柱效及反映色 谱操作条件下的动力学因素。通常有三 种表示方法： 标准偏差：0.607倍峰高处峰宽的一半。 半峰宽W1/2：峰高一半处的峰宽。
筛析 超临界流体键合相分配
19.2 色谱流出曲线（色谱图） 混合组分的分离过程及检测器对各组份在不同阶段的响应
色谱术语： 1）基线：在实验条件下 ，色谱柱后仅有纯流动相 进入检测器时的流出曲线 称为基线，稳定的基线为 一条水平直线。 2）峰高：色谱峰顶点与 基线的距离。
3）保留值(Retention value, R) a. 死时间(Dead time, t0) ：不与固定相作用的物质从进样到出现峰极大值时
的时间，它与色谱柱的空隙体积成正比。由于该物质不与固定相作用，因此， 其流速与流动相的流速相近。根据 t0 可求出流动相平均流速u
u
柱长 死时间
L t0
b. 保留时间tr：试样从进样到出现峰极大值时的时间。它包括组份随流动相
通过柱子的时间t0和组份在固定相中滞留的时间。
c. 调整保留时间
t
' r
：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。即
t'r tr t0
由于保留时间为色谱定性依据。但同一组份的保留时间与流速有关，因此
有时需用保留体积来表示保留值。
d. 死体积V0：色谱柱管内固定相颗粒间空隙、色谱仪管路和连接头间空隙 和检测器间隙的总和。勿略后两项可得到：
V0 t0Fco
其中，Fco为柱出口的载气流速（mL/min).
W1/2=2.354 峰底宽W：色谱峰两侧拐点上切线与 基线的交点间的距离。W= 4
色谱流出曲线的意义： 色谱峰数=样品中单组份的最少个数； 色谱保留值——定性依据； 色谱峰高或面积——定量依据； 色谱保留值或区域宽度——色谱柱分离效能评价指标； 色谱峰间距——固定相或流动相选择是否合适的依据。
19.3 色谱法基本原理
2. 分配比(Retention factor or capacity factor, k)： 在一定温度和压力下，组份在两相间的分配达平衡时，分配在固定相和
流动相中的质量比，称为分配比。它反映了组分在柱中的迁移速率。又称保 留因子、容量因子。
k组 组分 分在 在流 固动 定相 相中 中m m 的 的m s 质 质ccmsV V 量 量m s
第19章 色谱分析方法导论
19.1 概述 历史、色谱分离过程、分类
19.2 色谱流出曲线 色谱图及相关术语
19.3 色谱法基本原理 描述分配过程参数、峰间距、峰形状和峰宽的理论描述(塔板理论及速率 理论) 19.4 分离度及色谱分离方程 分离度及色谱分离方程、影响分离的因素 19.5 定性和定量分析
1937-1972年，有12个Nobel奖是有关色谱研究的！
色谱分离基本原理： 使用外力使含有样品的流动相（气体、液体或超临界流体）通过一固定于
柱或平板上、与流动相互不相溶的固定相表面。样品中各组份在两相中进行不 同程度的作用。与固定相作用强的组份随流动相流出的速度慢，反之，与固定 相作用弱的组份随流动相流出的速度快。由于流出的速度的差异，使得混合组 份最终形成各个单组份的“带(band)”或“区(zone)”，对依次流出的各个单组份 物质可分别进行定性、定量分析。
色谱分类方法： 1. 按固定相外形分：
柱色谱（填充柱、空心柱）、平板色谱（薄层色谱和纸色谱）。 2. 按组份在固定相上的分离机理分：
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。
一、描述分配过程的参数
1. 分配系数(Distribution constant, K)：
2. 描述组份在固定相和流动相间的分配过程或吸附-解吸过程的参数，称
为分配系数。
K 溶 溶质 质在 在流 固动 定相 相中 中的 的浓 浓 cc度 度ms
3.K 只与固定相和温度有关，与两相体积、柱管特性和所用仪器无关。
3. ห้องสมุดไป่ตู้两相状态分
分类
流动相
气相色谱 气体
液相色谱 液体
超临界流 超临界流 体色谱 体
固定相
色谱方法
液体（吸附在固 体上）
气液色谱法
固体
气固色谱法
液体（吸附或键 合在固体表）
液液色谱
固体
液固色谱法
离子交换树脂
离子交换色 谱法
多孔聚合物
凝胶渗透色 谱法
有机物键合到固 超临界流体
体表面
色谱
平衡类型 气—液分配 吸附 液—液分配 吸附 离子交换
19.1 概述 化学分析方法的基本要求在分析过程中，待测物与潜在的干扰物的
分离是最为重要的步骤！ 20 世纪中期，大量采用一些经典的分离方法：沉淀、蒸馏和萃取
现代分析中，大量采用色谱和电泳分离方法。迄今为止，色谱方法 是最为有效的分离手段！其应用涉及每个科学领域。 历史：1903年，俄国植物学家Mikhail Tswett 最先发明。他采用填充有固 体 CaCO3 细 粒 子 的 玻 璃 柱 ， 将 植 物 色 素 的 混 合 物 ( 叶 绿 素 和 叶 黄 素 chlorophylls & xanthophylls) 加 于 柱 顶 端 ， 然 后 以 溶 剂 淋 洗 ， 被 分 离的组份在柱中显示了不同的色带，他称之为色谱 。
e. 保留体积Vr：指从进样到待测物在柱后出现浓度极大点时所通过的流动相
的体积。
Vr tr •Fco
f. 调整保留体积
V
' r
：某组份的保留体积扣除死体积后的体积。
V r' V rV 0t'r•F co
g. 相对保留值r2,1：组份2的调整保留值与组份1的调整保留值之比。
注意：r2,1只与柱r2,1温和tt'r'r21固定VVrr''21相性质有关，而与柱内径、柱长L、填充情况及流动 相流速无关，因此，在色谱分析中，尤其是GC中广泛用于定性的依据！
具体做法：固定一个色谱峰为标准s，然后再求其它峰 i 对标准峰的相对保留值
，此时以 表示：
t
' r
(
i
)
t
' s
(
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)
>1, 又称选择因子(Selectivity factor)。
4) 区域宽度：用于衡量柱效及反映色 谱操作条件下的动力学因素。通常有三 种表示方法： 标准偏差：0.607倍峰高处峰宽的一半。 半峰宽W1/2：峰高一半处的峰宽。
筛析 超临界流体键合相分配
19.2 色谱流出曲线（色谱图） 混合组分的分离过程及检测器对各组份在不同阶段的响应
色谱术语： 1）基线：在实验条件下 ，色谱柱后仅有纯流动相 进入检测器时的流出曲线 称为基线，稳定的基线为 一条水平直线。 2）峰高：色谱峰顶点与 基线的距离。
3）保留值(Retention value, R) a. 死时间(Dead time, t0) ：不与固定相作用的物质从进样到出现峰极大值时
的时间，它与色谱柱的空隙体积成正比。由于该物质不与固定相作用，因此， 其流速与流动相的流速相近。根据 t0 可求出流动相平均流速u
u
柱长 死时间
L t0
b. 保留时间tr：试样从进样到出现峰极大值时的时间。它包括组份随流动相
通过柱子的时间t0和组份在固定相中滞留的时间。
c. 调整保留时间
t
' r
：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。即
t'r tr t0
由于保留时间为色谱定性依据。但同一组份的保留时间与流速有关，因此
有时需用保留体积来表示保留值。
d. 死体积V0：色谱柱管内固定相颗粒间空隙、色谱仪管路和连接头间空隙 和检测器间隙的总和。勿略后两项可得到：
V0 t0Fco
其中，Fco为柱出口的载气流速（mL/min).
W1/2=2.354 峰底宽W：色谱峰两侧拐点上切线与 基线的交点间的距离。W= 4
色谱流出曲线的意义： 色谱峰数=样品中单组份的最少个数； 色谱保留值——定性依据； 色谱峰高或面积——定量依据； 色谱保留值或区域宽度——色谱柱分离效能评价指标； 色谱峰间距——固定相或流动相选择是否合适的依据。
19.3 色谱法基本原理
2. 分配比(Retention factor or capacity factor, k)： 在一定温度和压力下，组份在两相间的分配达平衡时，分配在固定相和
流动相中的质量比，称为分配比。它反映了组分在柱中的迁移速率。又称保 留因子、容量因子。
k组 组分 分在 在流 固动 定相 相中 中m m 的 的m s 质 质ccmsV V 量 量m s
第19章 色谱分析方法导论
19.1 概述 历史、色谱分离过程、分类
19.2 色谱流出曲线 色谱图及相关术语
19.3 色谱法基本原理 描述分配过程参数、峰间距、峰形状和峰宽的理论描述(塔板理论及速率 理论) 19.4 分离度及色谱分离方程 分离度及色谱分离方程、影响分离的因素 19.5 定性和定量分析