色谱分析谱图
仪器分析学习 第6章 色谱法导论-气相色谱
* 用时间表示 单位: s或cm
（1）保留时间 tR
试样从进样开始到柱后出现峰极大点
时所经历的时间(O´B)
（2）死时间
t 0
不被固定相吸附或溶解的气体（如：空
* 用体积表示 单位：mL
（1）保留体积 VR
从进样开始到出现峰极大所通过的
载气体积。 VR=tRF0 F0:柱出口处载气流速 mL/min
精选ppt
2）评价柱效的参数
理论塔板数(n)
n5.5(4tR )21(6tR)2
W 1/2
W
理论塔板高度（H） 有效理论塔板数
H L n
n有效 5.54 (W tR '1
)2
16 (tR ' )2 W
2
有效理论塔板高度
注意事项：
L H 有效 n有效
（1）n大，柱效高，分离好，前提是两组分分配系数K应有差
H A B /u C gu C luA B /u Cu
由此可知:流动相线速u一定时，仅在A、B、C较小时，塔板高 度H才能较小，柱效才较高；反之柱效较低，色谱 峰将展宽。
这一方程对选择色谱分离条件具有实际指导意义，它指出 了色谱柱填充的均匀程度，填料颗粒的大小，流动相的种 类及流速，固定相的液膜厚度等对柱效的影响。
3) 塔板之间无分子扩散（忽略试样 的纵相扩散）
4) 组分在所有塔板上的分配精选系ppt 数保 持常数
精馏塔示意图
精选ppt
2、塔板理论之推导结论
1) 当组分进入色谱柱后，在每块塔板上进行两相间的分配， 塔板数越多，组分在柱内两相间达到分配平衡的次数也越 多，柱效越高，分离就越好。
n L H
n50 流出曲线呈基本对称的峰形； 当 n 达 103－106 流出曲线趋近于正态分布；
色谱分析法 ppt课件
动力学性质决定。 因此，研究、解释色谱分离行为应从热力学和动力学两方面进行。
一、塔板理论
1. 分配系数(Distribution constant, K)：
2. 一定温度、压力下，组份在固定相和流动相间的分配达到平衡时的浓
色谱曲线的意义： ✓ 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。
12.2 色谱法基本原理 两组份峰间距足够远：由各组份在两相间的分配系数决定，即由色谱过程的
C C g C l [(0 1 .0 k k ) 2 1 2•D d p 2 g] [2 3•(1 k k )2•d D 2 fl]
Cg
组分分子
讨论： 减小填充颗粒直径dp；
流动相 采用分子量小的流动相，使Dg增加；
固液界面 减小液膜厚度df，Cl下降。但此时k又减小。
固定液
因此，当保持固定液含量不变时，可通过
H ABCu u
u 为流动相线速度； A，B，C为常数，其中
A—分别表示涡流扩散系数； B—分子扩散系数； C—传质阻力系数（包括液相和固相传质阻力系数）。 该式从动力学角度很好地解释了影响板高（柱效）的各种因素！任 何减少方程右边三项数值的方法，都可降低H，从而提高柱效。
1）涡流扩散项(Multipath term, A) 在填充柱中，由于受到固定相颗粒的阻碍，组份
度比，称为分配系数。
K
溶 溶
质 质
在 在
固 流
定 动
第9章 色谱分析法
三、高效液相色谱仪
（四）检测系统
检测器实际上是一种换能装置，它将流动相中组 分含量的变化，转变成可测量的电信号(通常是电压)， 然后输入记录器。 检测器具有灵敏度高、重复性好、响应快、检测限低， 线性范围宽、应用范围广等性能。 紫外光度检测器、差示折光检测器、荧光检测器等
（5）记录系统（包括放大器、记录仪等）
9.1 气相色谱法
四、分析流程及操作条件
1、进样量的选择：进样量与固定相总量及检测器灵敏 度有关。最大允许进样量能过试验确定。 2、汽化室温度的选择：合适的汽化室温度既能保证样 品迅速完全汽化，又不引起样品分解。一般汽化室温度 比柱温高30~70℃或比样品组分中最高的沸点高30~50℃。 3、柱温的选择：通过试验选择最佳柱温，既要使物质 完全分离，保留时间适宜，又不致使峰形扩展、拖尾。 对于沸程范围较宽的试样，宜采用程序升温，使低沸点 及高沸点在各自适宜的温度下得到良好的分离。
二、高效液相色谱法与气相色谱法比较
不同点：
（四） 气相色谱一般都在较高的温度下进行分离分析，而 液相色谱通常在室温条件下操作 （五） 柱外效应:由于液体的扩散性比气体的小105倍，因此， 溶质在液相中的传质速率慢，HPLC的柱外效应就显得特别 重要；而在气相色谱中，柱外区域扩张可以忽略不计。 （六） 制备:液相色谱不仅可用于分离分析，还可用于制备 纯样品。液相色谱的馏分比气相色谱易于收集。回收样品也 比较容易，而且回收是定量的，适合于大量制备样品。 （七）液相色谱尚缺乏通用的检测器，仪器比较复杂，价格 昂贵。在实际应用中，这两种色谱技术是互相补充的。
气固色谱的固定相是多孔性的固体吸附剂。气固色谱分 离主要基于固体吸附剂对试样中各组分的吸附能力不同。
气液色谱的固定相是由担体（用来支持固定液的、惰性 的多孔性固体物质）表面涂固定液（高沸点的有机物）所 组成。气液色谱分离主要基于固定液对试样中各组分的溶 解度不同。
色谱分析—柱色谱(分析化学课件)
柱色谱应用
（五）分子排斥色谱 （size- exclusion chromatography） 原理：按分子大小分离。小分子可以扩散到凝
胶空隙，由其中通过，出峰最慢；中等分子只能通 过部分凝胶空隙，中速通过；而大分子被排斥在外 ，出峰最快；溶剂分子小，故在最后出峰。
全部在死体积前出峰； 可对相对分子质量在100-105范围内的化合物按 质量分离。
柱色谱应用
（三）离子交换色谱（ion-exchange chromatography） 原理：组分在固定相上发生的反复离子交换反应； 固定相：阴离子或阳离子离子交换树脂； 流动相：阴离子离子交换树脂作固定相，采用酸性水溶液；阳离子离子 交换树脂作固定相，采用碱性水溶液； 阳离子交换：R-SO3H+M+ =R-SO3 M+H + 阴离子交换：R-NR4OH+X-=R-NR4 X+OH应用：离子、可离解的化合物、氨基酸和核酸等。
柱色谱应用
1.吸附剂 吸附剂为多孔性微粒物质。常用的有硅胶、氧化铝、聚酰胺和大孔吸附树脂等。 需满足以下条件： ❖具有较大的吸附表面和吸附中心； ❖与样品、溶剂和洗脱剂均不发生化学反应； ❖不能被溶剂或洗脱剂溶解； ❖粒度均匀，且有一定的粒度。
柱色谱应用
（1）硅胶 适用于酸性或中性物质 （2）氧化铝 碱性氧化铝 pH 9.0～10.0 适于分析碱性、中性物质 中性氧化铝 pH＞7.5 适于分析酸性碱性和中性物质 酸性氧化铝 pH 4.0～5.0 适于分析酸性、中性物质 （3）聚酰胺 氢键作用，氢键能力↑强，组分越后出柱。 注：吸附剂含水量越大，活性级别越高，吸附活性越低，吸附能力越弱。
柱色谱应用
A
B
C
D
柱色谱应用
苯系物的分析
42.107225393.6721995986.87599.2652
混合物1
峰号保留时间峰高峰面积含量
10.940164832.016620187.31324.8665
21.215126205.609602062.62524.1398
31.69095220.805599251.43824.0271
21.50773556.453370126.00018.9160
32.08219617.906142608.7817.2883
42.54818056.539156139.8597.9798
3-1
峰号保留时间峰高峰面积含量
11.165297244.8441270635.62559.7502
21.50786255.570399224.65618.7731
10.94813687.00070874.7974.0158
21.190272253.5001684603.87595.4503
31.648562.0006378.2000.3614
42.007288.5003045.1750.1725
乙基苯1
峰号保留时间峰高峰面积含量
10.9231942.6925459.9920.3493
1-2
峰号保留时间峰高峰面积含量
11.165282513.5311273661.37569.4037
21.50775126.172384926.50020.9752
32.09010224.17279721.0554.3441
42.54810423.60096840.8595.2770
2-1
峰号保留时间峰高峰面积含量
色谱分析
(f
i 1
n
100
A is
Ai )
hi mi % 100 h1 h 2 h n
h f is hi
(f
i 1
n
100
h is
hi )
特点及要求：
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定结果影响不大；
④ △K小，柱效低，分离效果更差。
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1.5 色谱定性和定量方法
1.5.1定性分析：通过与标准化合物相比较，判断该物质是否
存在。
1. 组分保留时间或保留体积； 2. 色谱技术与其它技术连用：
高效液相色谱 -- 二极管阵列检测器
-- 红外光谱检测器 -- 质谱检测器
250 200 150
（5）选择性好 通过选择合适的分离模式和检测方法，可以只分离或检测 感兴趣的物质。 （6）多组分同时分析 在很短时间内（20min左右），可以实现几十种成分的同 时分离与定量。 （7）易于自动化 现在的色谱仪器已经可以实现从进样到数据处理的全自动 化操作。 （8）应用范围广 气相色谱主要用于沸点低于400℃的各种有机或无机试样的 分析。液相色谱主要用于高沸点、热不稳定、生物试样的分离 分析。
温控系统
结构流程
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2.2.1载气系统
（1）结构
包括气源、净化干燥管和载气 流速控制；
常用的载气有：氢气、氮气、氦气； 净化干燥管：去除载气中的水、有机物等杂质（依次通过 分子筛、活性炭等）； 载气流速控制：压力表、流量计、针形稳压阀，控制载气 流速恒定。
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（2）载气种类和流速的选择
1.4 色谱分离有关术语
《色谱分析基础 》课件
分离效果相对较差，灵敏度较低。
04 色谱分析实验技术
实验设计
实验目的
明确实验的目标和意义，确保实验具有 实际应用价值。
实验步骤
详细列出实验操作步骤，包括样品处 理、色谱柱选择、进样、洗脱等，确
保实验过程规范、准确。
实验原理
阐述色谱分析的基本原理和实验操作 流程，确保实验的合理性和科学性。
实验安全
数据处理与分析
数据采集
记录实验过程中的各项数据，包 括色谱图、峰高、峰面积等，确 保数据的完整性和准确性。
数据处理
采用适当的数学方法对原始数据 进行处理，如平滑、基线校正、 归一化等，以提高数据的可靠性 和可比性。
结果分析
根据处理后的数据，进行结果分 析和解释，得出实验结论，为实 际应用提供科学依据。
优点
分离效果好、分析速度快、灵 敏度高。
缺点
对于高分子量和热稳定性差的 化合物不太适用。
液相色谱法
原理
利用液体作为流动相，将样品中的各 组分在固定相和流动相之间进行分离 ，再通过检测器进行检测。
应用范围
主要用于分析高分子量、热稳定性差 、不易挥发的有机化合物，如蛋白质 、核酸等生物大分子。
优点
分离效果好、分析速度快、灵敏度高 ，适用于复杂样品的分析。
色谱分析具有高效、高分辨率和高灵敏度等特点，广泛应用于化学、生物、医学 和环境等领域。
色谱分析的原理
分离原理
色谱分析基于不同组分在两相之间的吸附或溶解性能差异进行分离。在流动相 的带动下，各组分在固定相和流动相之间反复分配，最终达到分离。
检测原理
通过检测器对分离后的组分进行检测，将组分的浓度或质量转化为电信号，以 便进行定量和定性分析。常见的检测器有紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、质谱 等。
气相色谱原理和分析方法图解
或含有矿物杂质，如氧化铝、铁等，使色谱峰产生拖尾。 因此，使用前要进行化学处理，以改进孔隙结构，屏蔽活性中 心。处理方法有酸洗、碱洗、硅烷化及添加减尾剂等。
（i）酸洗 酸洗：用3--6mol·cm-3 盐酸浸煮载体、过滤， 酸洗 水洗至中性。甲醇淋洗，脱水烘干。可除去无机 盐，Fe,Al等金属氧化物。适用于分析酸性物质。 （ii）碱洗 碱洗：用5%或10%NaOH的甲醇溶液回流或浸 碱洗 泡，然后用水、甲醇洗至中性，除去氧化铝，用 于分析碱性物质。 (iii)硅烷化 硅烷化：用硅烷化试剂与载体表面硅醇基反应， 硅烷化 使生成硅烷醚，以除去表面氢键作用力。如：
保留指数
人为规定正构烧烃的保留指数为其碳数乘100,如正己 人为规定正构烧烃的保留指数为其碳数乘100,如正己 烷和正辛烷的保留指数分别为600和80O。至于其他物质 烷和正辛烷的保留指数分别为600和80O。至于其他物质 的保留指数，则可采用两个相邻正构烷烃保留指数进行标 定。测定时，将碳数为n n+1的正构烷烃加于样品x 定。测定时，将碳数为n和n+1的正构烷烃加于样品x中进 行分析，若测得它们的调整保留时间分别为t 行分析，若测得它们的调整保留时间分别为tr′（Cn），tr′ ），t （Cn+1；）和tr′（x）且tr′（Cn）＜tr′（x）＜tr（Cn+1）时， ；）和tr′ ）且t ）＜t ）＜t 则组分X 则组分X的保留指数可按下式计算，即
这种分子间作用力是一种较弱的分子间的 吸引力，它不像分子内的化学键那么强。它包 括有定向力、诱导力、色散力和氢键作用力4 种。前三种统称范德华力，都是由电场作用而 引起的。而氢键力则与它们有所不同，是一种 特殊的范德华力。此外，固定液与被分离组分 间还可能存在形成化合物或配合物等的键合力。
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A5000气相色谱工作站分析报告样品信息：样品名称: 乙酸乙酯、甲苯盲样样品编号:样品来源: 省职防院邮寄采样人:稀释倍数: 0.0 样品量: 0.0含量单位: 取样时间:仪器条件：仪器名称: 气相色谱仪柱子型号: FFAP检测器: FID积分参数：最小值: 10.00 漂移: 0.02 mV/min噪声: 0.05 mV 最小峰宽: 2.00 S相对窗宽: 5% 计算方式: 峰面积色谱条件：柱箱温度: 50 (℃)程序升温载气流速: 30 (ml/min)检测器温度: 130 (℃)空气流速: 300 (ml/min)气化室温度: 200 (℃)氢气流速: 30 (ml/min)谱图：分析结果：定量方法：外标法序号组分名保留时间峰面积峰高含量峰型1 二硫化碳 3.91 9726895 366254 9726895 BB2 乙酸乙酯0.00 0 0 0.000000 BB3 甲苯0.00 0 0 0.000000 BB 谱图：分析结果：定量方法：归一法序号组分名保留时间峰面积峰高含量峰型1 二硫化碳 3.87 9287219 363551 9287219 BB2 乙酸乙酯 5.40 67436 4449 25.265 BB3 甲苯8.24 63476 13403 8.777 B B 谱图：分析结果：定量方法：外标法序号组分名保留时间峰面积峰高含量峰型1 二硫化碳 3.88 9515607 362744 9515607 BB2 乙酸乙酯 5.42 68086 4510 25.508 B B3 甲苯8.25 58293 13600 8.061 BB 谱图：分析结果：定量方法：外标法序号组分名保留时间峰面积峰高含量峰型1 二硫化碳 3.88 9231735 354067 9231735 BB2 乙酸乙酯 5.41 67415 4556 25.256 B B3 甲苯8.25 59548 13601 8.235 BB 谱图：分析结果：定量方法：外标法序号组分名保留时间峰面积峰高含量峰型1 二硫化碳 3.91 1.1335E+7 363080 11334770 BB2 乙酸乙酯 5.41 161006 9221 60.320 BB3 甲苯8.27 147725 33843 20.428 B B 谱图：分析结果：定量方法：外标法序号组分名保留时间峰面积峰高含量峰型1 二硫化碳 3.90 1.1056E+7 364034 11055760 BB2 乙酸乙酯 5.40 160789 8769 60.23 B B3 甲苯8.27 146202 33234 20.21 B B 谱图：分析结果：定量方法：外标法序号组分名保留时间峰面积峰高含量峰型1 二硫化碳 3.88 8989353 351401 8989353 BB2 乙酸乙酯 5.41 161070.9.8922 60.345 B B3 甲苯8.25 122863 27216 16.989 B B 谱图：分析结果：定量方法：外标法序号组分名保留时间峰面积峰高含量峰型1 二硫化碳 3.88 9234715 360550 9234715 BB2 乙酸乙酯 5.40 272778 18234 102.195 B B3 甲苯8.25 235682 53306 32.591 B B 谱图：分析结果：定量方法：外标法序号组分名保留时间峰面积峰高含量峰型1 二硫化碳 3.87 9192527 359978 9192527 BB2 乙酸乙酯 5.39 271461 18298 101.702 B B3 甲苯8.24 233828 52983 32.334 B B 谱图：分析结果：定量方法：外标法序号组分名保留时间峰面积峰高含量峰型1 二硫化碳0.00 0 0 0.000000 B B2 乙酸乙酯 5.42 271950 17111 101.885 BB3 甲苯8.25 232784 52368 32.190 B B 谱图：分析结果：定量方法：外标法序号组分名保留时间峰面积峰高含量峰型1 二硫化碳 3.88 8980761 357096 8980761 BB2 乙酸乙酯 5.41 557666 36925 208.928 B B3 甲苯8.25 459905 102841 63.597 B B 谱图：分析结果：定量方法：外标法序号组分名保留时间峰面积峰高含量峰型1 二硫化碳 3.88 9257930 358904 9257930 BB2 乙酸乙酯 5.41 543109 36191 203.473 B B3 甲苯8.25 468460 105664 64.780 B B 谱图：分析结果：定量方法：外标法序号组分名保留时间峰面积峰高含量峰型1 二硫化碳 3.88 9039039 350848 9039039 BB2 乙酸乙酯 5.41 537282 36252 201.290 B B3 甲苯8.26 444659 100493 61.489 B B 谱图：分析结果：定量方法：外标法序号组分名保留时间峰面积峰高含量峰型1 二硫化碳 3.89 9187863 358072 9187863 BB2 乙酸乙酯 5.42 1094976 73262 410.229 BB3 甲苯8.26 935996 211357 129.433 B B 谱图：分析结果：定量方法：外标法序号组分名保留时间峰面积峰高含量峰型1 二硫化碳 3.88 9101211 356793 9101211 BB2 乙酸乙酯 5.41 1103481 72746 413.415 BB3 甲苯8.26 937846 207894 129.689 B B 谱图：分析结果：定量方法：外标法序号组分名保留时间峰面积峰高含量峰型1 二硫化碳 3.89 8854206 349428 8854206 BB2 乙酸乙酯 5.42 1088598 72043 407.839 B B3 甲苯8.28 932931 205413 129.009 BB 谱图：分析结果：定量方法：外标法序号组分名保留时间峰面积峰高含量峰型1 二硫化碳 3.88 9158493 357532 9158493 BB2 乙酸乙酯 5.41 2175935 146211 815.206 B B3 甲苯8.26 1752813 384123 242.386 BB 谱图：分析结果：定量方法：外标法序号组分名保留时间峰面积峰高含量峰型1 二硫化碳 3.89 8954732 356000 8954732 BB2 乙酸乙酯 5.41 2188606149371 819.953 BB3 甲苯8.26 1813612 397117 250.793 BB 谱图：分析结果：定量方法：外标法序号组分名保留时间峰面积峰高含量峰型1 二硫化碳 3.88 8797629 349644 8797629 BB2 乙酸乙酯 5.42 2159619 143849 809.094 B B3 甲苯8.28 1868172 407368 258.338 B B 谱图：分析结果：定量方法：外标法序号组分名保留时间峰面积峰高含量峰型1 二硫化碳 3.88 9053573 356516 9053573 BB2 乙酸乙酯 5.41 4408569 296029 1651.654 BB3 甲苯8.28 3636198 744526 502.828 BB 谱图：分析结果：定量方法：外标法序号组分名保留时间峰面积峰高含量峰型1 二硫化碳 3.88 8865490 356147 8865490 BB2 乙酸乙酯 5.41 4396994 288667 1647.318 B B3 甲苯8.30 3616084 735422 500.046 B B 谱图：分析结果：定量方法：外标法序号组分名保留时间峰面积峰高含量峰型1 二硫化碳 3.87 9008417 355222 9008417 BB2 乙酸乙酯 5.41 4398715 294421 1647.963 BB3 甲苯8.28 3559447 734385 492.214 B B 谱图：分析结果：定量方法： 外标法 序号组分名保留时间 峰面积 峰高含量 峰型 1 二硫化碳3.91 9815124 369548 9815124 BB 2 乙酸乙酯 5.44 468712 33314 175.59 B B 3甲苯0.000 00.000000 B B谱图：分析结果：定量方法： 外标法序号组分名保留时间峰面积峰高含量峰型1 二硫化碳 3.91 9993562 368553 9993562 BB2 乙酸乙酯0.00 0 0 0.000000 B B3 甲苯8.28 472586 105464 65.34 B B 谱图：分析结果：定量方法：外标法序号组分名保留时间峰面积峰高含量峰型1 二硫化碳 3.91 9865467 366678 9865467 BB2 乙酸乙酯0.00 0 0 0.000000 B B3 甲苯8.30 1445212 321677 199.83 B B 质量检测：质控样反测结果在质控范围之内，符合质控要求。
谱图：分析结果：定量方法：外标法序号组分名保留时间峰面积峰高含量峰型1 二硫化碳 3.93 9732377 367492 9732377 BB2 乙酸乙酯 5.45 1365420 96466 511.55 BV3 甲苯8.31 1628676 362364 225.22 B B 谱图：分析结果：定量方法：外标法序号组分名保留时间峰面积峰高含量峰型1 二硫化碳 3.92 9956316 370423 9956316 BB2 乙酸乙酯 5.44 1424275 94901 533.60 B B3 甲苯8.29 1672137 366969 231.23 BB 谱图：分析结果：定量方法：外标法序号组分名保留时间峰面积峰高含量峰型1 二硫化碳 3.93 9826906 368632 9826906 BB2 乙酸乙酯 5.45 134**** ****3 504.04 BB3 甲苯8.31 1648490 363711 227.96 BB 结论：校正曲线：---校正曲线 - 组分 : "乙酸乙酯" ---浓度: 25.7031 51.4063 102.8125 205.6250 411.2500 822.5000 1645.000峰面积: 67646 160955 272063 546019 1095685 2174720 4401426 曲线方程:Y = 2669.182786 X +0.0000相关系数: : 1.0000---校正曲线 - 组分 : "甲苯" ---浓度: 7.8125 15.6250 31.2500 62.5000 125.0000 250.0000 500.0000 峰面积: 60439 138930 234098 457675 935591 1811532 3603910 曲线方程:Y = 7231.491574 X +0.0000相关系数: : 1.0000。