華理分析化學(xué)課件-色譜分析理論

1、色譜分析法Chromatography第一章 色譜分離理論基礎(chǔ)一、色譜分析概論一、色譜分析概論問題問題問題問題1：什么是色譜法？：什么是色譜法？問題問題2：為什么色譜法能將混合物分開？：為什么色譜法能將混合物分開？問題問題3：色譜法的分類？：色譜法的分類？問題問題4：各種色譜法的應(yīng)用范圍？：各種色譜法的應(yīng)用范圍？1、什么是色譜法？茨維特的實驗茨維特的實驗茨維特：茨維特： 俄國植物學(xué)家，主要從事植物色素的俄國植物學(xué)家，主要從事植物色素的研究工作，在研究工作，在1906 年發(fā)表的文章中，年發(fā)表的文章中，首次提出了色譜的概念。首次提出了色譜的概念。茨維特的實驗因此因此 色譜法是一種色譜法是一種分離分

2、離方法。方法。 它的特點是：有兩相，一是固定相，一是流動相，它的特點是：有兩相，一是固定相，一是流動相，兩相作相向運動。兩相作相向運動。 Chromatography 將色譜法用于分析中，則稱為色譜分析。將色譜法用于分析中，則稱為色譜分析。 色譜分析是一種分離、分析法。色譜分析是一種分離、分析法。 2、色譜法分離原理 當(dāng)流動相中所攜帶的混合物流過固定相當(dāng)流動相中所攜帶的混合物流過固定相時，就會和固定相發(fā)生作用時，就會和固定相發(fā)生作用(力的作用力的作用)。由于混合物中各組分在由于混合物中各組分在性質(zhì)和結(jié)構(gòu)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)上有上有差異，與固定相發(fā)生差異，與固定相發(fā)生作用的大小作用的大小也有差也有差異。因

3、此在同一推動力作用下，不同組異。因此在同一推動力作用下，不同組分在固定相中的滯留時間有長有短，從分在固定相中的滯留時間有長有短，從而按先后不同的次序從固定相中流出而按先后不同的次序從固定相中流出。3、色譜法的分類 按流動相狀態(tài)的不同，可分為按流動相狀態(tài)的不同，可分為氣相色譜法氣相色譜法 (GC)液相色譜法液相色譜法 (LC)超臨界流體色譜超臨界流體色譜 (SFC)什么是氣相色譜法？ 以氣體為流動相的色譜法以氣體為流動相的色譜法 Gas Chromatogaphy，簡稱簡稱GC 按固定相狀態(tài)的不同可分為：按固定相狀態(tài)的不同可分為： 氣固色譜氣固色譜(GSC) 氣液色譜氣液色譜(GLC) 適合適合

4、分離分析分離分析易汽化易汽化（在（在- 190-500范圍內(nèi)有范圍內(nèi)有0.2-10mmHg的蒸氣壓的）的蒸氣壓的）穩(wěn)定、不易分解、不易反穩(wěn)定、不易分解、不易反應(yīng)應(yīng)的樣品，特別適合用于的樣品，特別適合用于同系物、同分異構(gòu)體同系物、同分異構(gòu)體的分的分離。離。應(yīng)用舉例（應(yīng)用舉例（GC）什么是液相色譜法？ 以液體為流動相的色譜法以液體為流動相的色譜法 Liquid Chromatogaphy，簡稱簡稱LC 適合分離分析高沸點、熱不穩(wěn)定、適合分離分析高沸點、熱不穩(wěn)定、離子型的樣品。離子型的樣品。應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例(HPLC)按固定相使用的形式可分為按固定相使用的形式可分為柱色譜（柱色譜（Column Ch

5、romatography） 將固定相裝在色譜柱內(nèi)將固定相裝在色譜柱內(nèi)紙色譜（紙色譜（Paper Chromatography） 用濾紙做固定相或固定相載體的色譜用濾紙做固定相或固定相載體的色譜薄層色譜（薄層色譜（Thin Lay Chromatography） 固定相均勻涂在玻璃板或塑料板上固定相均勻涂在玻璃板或塑料板上 4. 色譜相關(guān)術(shù)語 關(guān)于色譜峰關(guān)于色譜峰 關(guān)于保留值關(guān)于保留值 關(guān)于分配平衡關(guān)于分配平衡n 關(guān)于色譜峰的術(shù)語峰峰高基線峰寬半峰寬峰面積標(biāo)準(zhǔn)偏差p峰底寬、半峰寬及標(biāo)準(zhǔn)偏差三者的關(guān)系為峰底寬、半峰寬及標(biāo)準(zhǔn)偏差三者的關(guān)系為：p W=4，Wh/2=2.354p拖尾峰拖尾峰p伸舌峰伸舌

6、峰p鬼峰、假峰鬼峰、假峰p畸峰畸峰p峰底峰底p基線漂移基線漂移p基線噪聲基線噪聲p譜帶擴張譜帶擴張n 關(guān)于保留值的術(shù)語p 死時間死時間( (tM): ): 無保留組分出峰時間無保留組分出峰時間p 保留時間保留時間( (tR):):p 調(diào)整保留時間調(diào)整保留時間( (tR):):p 死體積死體積( (VM):):p 保留體積保留體積( (VR):): p 調(diào)整保留體積調(diào)整保留體積( (VR):):0FtVMMMRRttt0FtVRR00)(FttFtVMRRRp相對保留值相對保留值(ri,s):p保留指數(shù)保留指數(shù)(I)：又叫：又叫Kovats，它規(guī)定正構(gòu)烷烴的保，它規(guī)定正構(gòu)烷烴的保留指數(shù)是其碳數(shù)的

7、留指數(shù)是其碳數(shù)的100倍，其它物質(zhì)的保留指數(shù)倍，其它物質(zhì)的保留指數(shù)在實際色譜條件下測定。選取與被測物相鄰的兩在實際色譜條件下測定。選取與被測物相鄰的兩種正構(gòu)烷烴做參照系，其中一種碳數(shù)為種正構(gòu)烷烴做參照系，其中一種碳數(shù)為Z，另一種另一種為為Z+1，被測物的保留指數(shù)由下式計算，被測物的保留指數(shù)由下式計算：,RsRiRsRisiVVttrZttttIRzzRRzR100lglglglg100) 1(n 關(guān)于分配平衡p 分配系數(shù)分配系數(shù)K (distribution coefficient )p 分配比分配比k又稱為容量因子、容量比、分配容量，是指在一又稱為容量因子、容量比、分配容量，是指在一定溫度和

8、壓力下，平衡狀態(tài)時組分在固定相中的量與在定溫度和壓力下，平衡狀態(tài)時組分在固定相中的量與在流動相中的量之比值。流動相中的量之比值。是衡量柱子對組分保留能力的重是衡量柱子對組分保留能力的重要參數(shù)要參數(shù)。（柱溫）量每毫升流動相上溶質(zhì)的溶質(zhì)的量或吸附每毫升固定相上溶解.)(KMRMSttVVKkp相比相比 色譜柱內(nèi)固定相和流動相體積之比色譜柱內(nèi)固定相和流動相體積之比 是柱型及結(jié)構(gòu)的重要特征。是柱型及結(jié)構(gòu)的重要特征。 kKVVSM二、色譜分析法基本理論 研究理論的目的研究理論的目的解決色譜峰的分離問題解決色譜峰的分離問題 三個色譜基本理論問題三個色譜基本理論問題 色譜熱力學(xué)問題色譜熱力學(xué)問題發(fā)展高選擇性

9、色譜柱發(fā)展高選擇性色譜柱 色譜動力學(xué)問題色譜動力學(xué)問題發(fā)展高效能色譜柱發(fā)展高效能色譜柱 分離條件的最優(yōu)化問題分離條件的最優(yōu)化問題分離條件優(yōu)化分離條件優(yōu)化1、色譜動力學(xué)理論 研究流出曲線展寬的本質(zhì)及曲線形狀變研究流出曲線展寬的本質(zhì)及曲線形狀變化的影響因素化的影響因素塔板理論塔板理論速率理論速率理論（1）塔板理論 推導(dǎo)推導(dǎo) 塔板理論將色譜柱比作精餾塔，通過概率理論得塔板理論將色譜柱比作精餾塔，通過概率理論得到流出曲線方程到流出曲線方程：nteCCRttR222)(02 為標(biāo)準(zhǔn)偏差為標(biāo)準(zhǔn)偏差 當(dāng)當(dāng)t=tR時，時，C=Cmax，峰高正比于進(jìn)樣量，峰高正比于進(jìn)樣量C0，是，是峰峰高定量高定量的理論基礎(chǔ)。

10、的理論基礎(chǔ)。 當(dāng)當(dāng)n越大，柱效越大，越大，柱效越大，Cmax/ C0越大。即保留時間越大。即保留時間一定時，一定時，塔板數(shù)越多，峰越高塔板數(shù)越多，峰越高。 Cmax反比于反比于tR，tR小，小，Cmax大，大， 保留時間小的組分保留時間小的組分峰高且窄峰高且窄。tR大，大，Cmax小，小， 保留時間大的組分峰保留時間大的組分峰低且寬低且寬。222)(02RtteCCn 對色譜流出曲線方程的討論n 柱效 由流出曲線方程導(dǎo)出由流出曲線方程導(dǎo)出： H=L/n n是峰相對展寬的量度是峰相對展寬的量度 n是柱效的量度是柱效的量度 n是常數(shù)時，是常數(shù)時，Y與與tR 成正比成正比 n越大，越大，h越小，表明

11、組分在柱中達(dá)到的分配平衡越小，表明組分在柱中達(dá)到的分配平衡次數(shù)越多，對分離越有利，但還不能預(yù)言各組分次數(shù)越多，對分離越有利，但還不能預(yù)言各組分有被分離的可能性。有被分離的可能性。222/122/1)(16)(54.5)(2ln8YtYtYtnRRRn 塔板理論的貢獻(xiàn) 塔板理論有助于我們形象的理解色譜的塔板理論有助于我們形象的理解色譜的分離過程。分離過程。 導(dǎo)出色譜流出曲線方程，它符合高斯分導(dǎo)出色譜流出曲線方程，它符合高斯分布，與實驗現(xiàn)象相吻合。布，與實驗現(xiàn)象相吻合。 導(dǎo)出理論塔板數(shù)的計算公式，作為柱效導(dǎo)出理論塔板數(shù)的計算公式，作為柱效的評價指標(biāo)的評價指標(biāo)。 n 塔板理論的局限 塔板高度塔板高度

12、H是一個抽象的物理量，它的色譜本是一個抽象的物理量，它的色譜本質(zhì)是什么？它與哪些參變量有關(guān)，又怎樣影響質(zhì)是什么？它與哪些參變量有關(guān)，又怎樣影響峰的擴張？對實驗的指導(dǎo)意義有限。峰的擴張？對實驗的指導(dǎo)意義有限。 不能解釋流速對理論塔板數(shù)的影響。不能解釋流速對理論塔板數(shù)的影響。 有些假設(shè)不合理，如沒有考慮縱向擴散對色譜有些假設(shè)不合理，如沒有考慮縱向擴散對色譜分離的影響等。分離的影響等。（2）速率理論 概述概述 速率理論是速率理論是1956年荷蘭學(xué)者年荷蘭學(xué)者Van Deemter等提出，等提出，因此又稱作范第姆特方程。因此又稱作范第姆特方程。 運用運用流體分子規(guī)律流體分子規(guī)律研究色譜過程中產(chǎn)生研究色

13、譜過程中產(chǎn)生色譜峰擴展色譜峰擴展的因素，導(dǎo)出了理論塔板高度與流動相線速度的關(guān)的因素，導(dǎo)出了理論塔板高度與流動相線速度的關(guān)系，揭示了影響塔板高度的動力學(xué)因素。系，揭示了影響塔板高度的動力學(xué)因素。n 氣相色譜中速率方程的導(dǎo)出 根據(jù)塔板計算公式：根據(jù)塔板計算公式： n=5.54(tR/Y1/2)2 速率理論討論的是色譜峰展寬原因，即影速率理論討論的是色譜峰展寬原因，即影響塔板數(shù)響塔板數(shù)n的因素，也就是影響塔板高度的因素，也就是影響塔板高度H的因素。的因素。 H=A+B/u+Cu渦流擴散項A=2dp渦流擴渦流擴散項散項均勻性均勻性因子因子粒徑粒徑 渦流擴散項渦流擴散項A 由不等路徑造成的色譜峰擴展由不

14、等路徑造成的色譜峰擴展。由于柱填料粒徑。由于柱填料粒徑大小不同，粒度分布范圍不一致及填充的不均勻，形大小不同，粒度分布范圍不一致及填充的不均勻，形成寬窄、長短不同的路徑，因此流動相沿柱內(nèi)各路徑成寬窄、長短不同的路徑，因此流動相沿柱內(nèi)各路徑形成紊亂的渦流運動，有些溶質(zhì)分子沿較窄且直的路形成紊亂的渦流運動，有些溶質(zhì)分子沿較窄且直的路徑運行，以較快的速度通過色譜柱，發(fā)生分子超前，徑運行，以較快的速度通過色譜柱，發(fā)生分子超前，反之，有些分子發(fā)生滯后，從而使色譜峰產(chǎn)生擴散。反之，有些分子發(fā)生滯后，從而使色譜峰產(chǎn)生擴散。 分子擴散項B/u項項其中其中B=2Dg彎曲因子擴散系數(shù) 分子擴散項分子擴散項 由于分

15、子的縱向擴散造成的色譜峰擴展。由于分子的縱向擴散造成的色譜峰擴展。即由于試樣組分被載氣帶入色譜柱后，是以塞即由于試樣組分被載氣帶入色譜柱后，是以塞子的形式存在于色譜柱的很小一段空間中，由子的形式存在于色譜柱的很小一段空間中，由于在塞子前后存在濃度梯度，因此使運動著的于在塞子前后存在濃度梯度，因此使運動著的分子產(chǎn)生縱向擴散，引起色譜峰擴展。分子產(chǎn)生縱向擴散，引起色譜峰擴展。 傳質(zhì)阻力項 平衡濃度固定相傳質(zhì)阻力引起非平衡過程示意圖實際濃度分界面流動相由氣相傳質(zhì)阻力和液相傳質(zhì)阻力兩項組成 氣相傳質(zhì)阻力項氣相傳質(zhì)阻力項C Cg g u u 試樣組分從氣相移動到固定相表面的過程中，由試樣組分從氣相移動到

16、固定相表面的過程中，由于質(zhì)量交換過程需要一定時間（即傳質(zhì)阻力）而使分于質(zhì)量交換過程需要一定時間（即傳質(zhì)阻力）而使分子有滯留傾向。子有滯留傾向。在此過程中，部分組分分子隨流動相在此過程中，部分組分分子隨流動相向前運動，發(fā)生分子超前，引起色譜峰擴展。向前運動，發(fā)生分子超前，引起色譜峰擴展。 DgdkkCgp222)1 (01. 0容量因子 液相傳質(zhì)阻力項液相傳質(zhì)阻力項CL u u 試樣組分從固定相表面移動到固定相內(nèi)部的過程中，試樣組分從固定相表面移動到固定相內(nèi)部的過程中，由于質(zhì)量交換過程需要一定時間（即傳質(zhì)阻力）而使分由于質(zhì)量交換過程需要一定時間（即傳質(zhì)阻力）而使分子有滯留傾向。子有滯留傾向。在此

17、過程中，部分組分分子先離開固定在此過程中，部分組分分子先離開固定相表面，發(fā)生分子超前，引起色譜峰擴展。相表面，發(fā)生分子超前，引起色譜峰擴展。 LfLDdkkC22)1 (32液相擴散系數(shù)液膜厚度氣相色譜中的速率方程uDdkkDgdkkuDgdpHLfp22222)1 (32)1 (01. 022n 速率方程給我們的什么啟示？ 為柱型的研究和發(fā)展提供理論依據(jù)為柱型的研究和發(fā)展提供理論依據(jù) 為操作條件的選擇提供理論指導(dǎo)為操作條件的選擇提供理論指導(dǎo) 為色譜柱的填充提供理論指導(dǎo)為色譜柱的填充提供理論指導(dǎo)對柱型研究和發(fā)展的影響（1）A=0?Golay1957年提出年提出毛細(xì)管柱毛細(xì)管柱的概念的概念（op

18、entube）毛細(xì)管柱毛細(xì)管柱A=0，H=B/u+CuH，N，分離能力大大提高分離能力大大提高對柱型研究和發(fā)展的影響（2）B=0?溶質(zhì)在液體中的擴散系數(shù)溶質(zhì)在液體中的擴散系數(shù)DL10-5cm2/s溶質(zhì)在氣體中的擴散系數(shù)溶質(zhì)在氣體中的擴散系數(shù)Dg10-1cm2/sDL Dg當(dāng)采用液體作流動相時當(dāng)采用液體作流動相時 B0液體作流動相時可用更細(xì)的固定相，液體作流動相時可用更細(xì)的固定相，A HPLC柱效比柱效比GC要高要高23個數(shù)量級個數(shù)量級操作條件對柱效的影響（1） u/cm.s-1 H-u H-u 曲線曲線載氣線速度（流速）的影響 最佳流速：最佳流速：u=(B/C)1/2 實用最佳流速實用最佳流速

19、：比最佳流速更快：比最佳流速更快 A與流速無關(guān)與流速無關(guān) B/u：當(dāng)流速小時，對：當(dāng)流速小時，對H的大小起主導(dǎo)作用的大小起主導(dǎo)作用 Cu：當(dāng)流速大時，對：當(dāng)流速大時，對H的大小起主導(dǎo)作用的大小起主導(dǎo)作用容量因子k的影響 不同組分不同組分k不同不同，測出的柱效不同測出的柱效不同 在氣相傳質(zhì)阻力相中，在氣相傳質(zhì)阻力相中，k ，Cg 理論上說理論上說k越小柱效越高，越小柱效越高，實際不可取實際不可取 在液相傳質(zhì)阻力相中，在液相傳質(zhì)阻力相中，k ，Cl先先， 后后當(dāng)當(dāng)k=1時，時，最大。最大。 希望希望k在一個合適的范圍內(nèi)，通過改變柱溫、固定相、在一個合適的范圍內(nèi)，通過改變柱溫、固定相、柱型參數(shù)等可實

20、現(xiàn)。柱型參數(shù)等可實現(xiàn)。柱溫的影響 間接影響、十分復(fù)雜間接影響、十分復(fù)雜 對對k影響，對擴散系數(shù)影響，從而對柱效產(chǎn)生影響，影響，對擴散系數(shù)影響，從而對柱效產(chǎn)生影響，但影響情況難以判斷但影響情況難以判斷對色譜柱的填充提供理論指導(dǎo)（1） 柱徑：柱徑越小，固定相越難填充均勻。柱徑：柱徑越小，固定相越難填充均勻。 柱長柱長L：柱長增加，總塔板數(shù)增加，但分離時間將：柱長增加，總塔板數(shù)增加，但分離時間將增加。增加。 固定相粒徑固定相粒徑dp：根據(jù)速率方程，粒徑減小，：根據(jù)速率方程，粒徑減小，A項減項減小，小，C項減小，柱效增加。但粒徑太小，不易填充項減小，柱效增加。但粒徑太小，不易填充均勻，均勻，A項又增大

21、。項又增大。對色譜柱的填充提供理論指導(dǎo)（2） 液膜厚度液膜厚度df：從柱效角度考慮，液膜越薄，柱效越高：從柱效角度考慮，液膜越薄，柱效越高（根據(jù)速率方程），但允許的進(jìn)樣量減小。固定液與（根據(jù)速率方程），但允許的進(jìn)樣量減小。固定液與擔(dān)體的配比一般在擔(dān)體的配比一般在5:100-25:100之間，但現(xiàn)在更低配之間，但現(xiàn)在更低配比的固定相也應(yīng)用廣泛。比的固定相也應(yīng)用廣泛。 更重要的是更重要的是：不同沸點的物質(zhì)，應(yīng)采用不同配比的：不同沸點的物質(zhì)，應(yīng)采用不同配比的固定相固定相。n 影響譜帶擴張的其他因素 非線性分配色譜非線性分配色譜 載體表面活性吸附中心造成的拖尾載體表面活性吸附中心造成的拖尾 柱外效應(yīng)柱

22、外效應(yīng)色譜柱外引起色譜峰擴展的因素：如進(jìn)樣系色譜柱外引起色譜峰擴展的因素：如進(jìn)樣系統(tǒng)及進(jìn)樣方式、系統(tǒng)連接管、檢測器死體積，統(tǒng)及進(jìn)樣方式、系統(tǒng)連接管、檢測器死體積，檢測器響應(yīng)時間常數(shù)等因素引起的譜帶寬展。檢測器響應(yīng)時間常數(shù)等因素引起的譜帶寬展。n 速率理論方程式的偶合式 H=(1/A+1/Cgu)-1+B/u+Clu A= (1/A+1/Cgu)-1為偶合項為偶合項 已被普遍接受已被普遍接受2. 色譜分離基本方程對于常規(guī)分析工作，一般選用： 選擇性系數(shù)選擇性系數(shù)（相對保留值）與（相對保留值）與保留指數(shù)保留指數(shù)I來評價固定液來評價固定液 有效塔板數(shù)有效塔板數(shù)N有效有效來評價色譜柱與分離條來評價色譜

23、柱與分離條件件 以以分離度分離度R作為柱的總分離效能指標(biāo)作為柱的總分離效能指標(biāo)（1）幾個概念選擇性系數(shù) 定義與相對保留值(ri,s)基本相同 不同之處在于選擇性系數(shù)是兩個相鄰峰的調(diào)整保留值之比（后峰比前峰，1），而不是被測物與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的調(diào)整保留值之比（可小于1） 它是評價固定液選擇性的指標(biāo)。選擇性系數(shù)越大，該柱對此相鄰峰的分離越好。 幾個概念有效塔板數(shù)N有效 在氣相色譜中在氣相色譜中，通常用有效塔板數(shù)，通常用有效塔板數(shù)N N有效和有效和有效塔板高度塔板高度H有效來評價柱子的分離效能，它扣除來評價柱子的分離效能，它扣除了死體積對分離的影響，更好地反映了柱子的了死體積對分離的影響，更好地反映了柱子

24、的實際分離效能。實際分離效能。 柱效越高，該柱的分離能力越好。柱效越高，該柱的分離能力越好。22/122/154.554.5YtYttRMRN有效幾個概念分離度R)(2121)1()2(YYttRRR)(21)2(2/1)1(2/1)1()2(2/1YYttRRR(2) 色譜分離基本方程（Purnell方程）kttkmmmRuuttuLtuLtMRMSMSSRMMSR111，n 公式推導(dǎo)公式推導(dǎo))1)(1(41/114114141161)2()2()1()2()1()2(21212kknRtttttknRttktnRRkkkYYYtnYYtnkttRMRRRRRMRRMR理論的定義中帶入，設(shè)（

25、3）色譜分離基本方程的啟示要改善物質(zhì)對的分離（提高要改善物質(zhì)對的分離（提高R），即提高兩相），即提高兩相鄰物質(zhì)的分離度，可以采取以下措施：鄰物質(zhì)的分離度，可以采取以下措施： 提高柱效提高柱效N 提高選擇性系數(shù)提高選擇性系數(shù) 增大容量因子增大容量因子kkknR114N的影響，如何提高N？ 分離度分離度R與理論塔板數(shù)與理論塔板數(shù)N的平方根成正比關(guān)系，的平方根成正比關(guān)系，增加塔板數(shù)，有利于提高分離度。增加塔板數(shù)，有利于提高分離度。 增加柱長可增加增加柱長可增加N，改善分離，但分析時間將，改善分離，但分析時間將大大延長，峰產(chǎn)生擴展。大大延長，峰產(chǎn)生擴展。 減小塔板高度減小塔板高度H： 根據(jù)根據(jù)速率方程

26、速率方程的啟示制備一根性能優(yōu)良的色譜柱是的啟示制備一根性能優(yōu)良的色譜柱是十分重要的。十分重要的。 根據(jù)根據(jù)速率方程速率方程選擇合適的色譜條件同樣有效。選擇合適的色譜條件同樣有效。K的影響，如何改變k？ 分離度與容量因子有關(guān)，容量因子越大，分離越好。分離度與容量因子有關(guān)，容量因子越大，分離越好。 k 1 3 5 7 9 11 13 k/k+1 0.50 0.75 0.83 0.88 0.90 0.92 0.93 1.00 但當(dāng)容量因子大于但當(dāng)容量因子大于10，k/(k+1)的改變不大，而分析的改變不大，而分析時間將大大延長。因此，時間將大大延長。因此，k的最佳范圍是的最佳范圍是1k300 低于低

27、于bp100-200 1-3%200-300 低于低于bp100 5-10%100-200 平均平均bp的的2/3 10-15%氣體氣體 室溫室溫 15-25% 吸附劑吸附劑沸程范圍沸程范圍100 程序升溫程序升溫具體的汽化溫度 一般進(jìn)樣方法下，汽化溫度比柱溫高一般進(jìn)樣方法下，汽化溫度比柱溫高30-70。 進(jìn)樣量大時高一些好，保證瞬間汽化。進(jìn)樣量大時高一些好，保證瞬間汽化。 保證不可超過試樣的分解溫度。保證不可超過試樣的分解溫度。 其它氣化溫度與具體進(jìn)樣方式有關(guān)。其它氣化溫度與具體進(jìn)樣方式有關(guān)。檢測器溫度 一般大于或等于柱溫，具體與檢測器種類一般大于或等于柱溫，具體與檢測器種類有關(guān)。有關(guān)。進(jìn)樣

28、量 液體試樣一般進(jìn)樣量液體試樣一般進(jìn)樣量0.1-5l。 氣體試樣一般進(jìn)樣量為氣體試樣一般進(jìn)樣量為0.1-10ml。 具體視柱類型，固定液含量（不能超過具體視柱類型，固定液含量（不能超過柱容量）柱容量） 、進(jìn)樣方式、檢測器的靈敏度、進(jìn)樣方式、檢測器的靈敏度和線性范圍等確定。和線性范圍等確定。流動相（載氣）種類 流動相的種類要視檢測器種類確定。流動相的種類要視檢測器種類確定。 常用的有氫氣（熱導(dǎo)用）、氮氣（氫火焰常用的有氫氣（熱導(dǎo)用）、氮氣（氫火焰用）、氦氣（均可用，但價格較高）。用）、氦氣（均可用，但價格較高）。 氫氣和氦氣適合于快速分析。氫氣和氦氣適合于快速分析。 氮氣做載氣峰型較好，柱效較高

29、。氮氣做載氣峰型較好，柱效較高。固定相種類 三、色譜定性與定量方法1. 色譜定性分析(1) 利用保留值及其規(guī)律定性 各物質(zhì)在一定的色譜條件下均有確定不變的保留值，因此保留值可作為定性指保留值可作為定性指標(biāo)標(biāo)。利用純物對照定性利用文獻(xiàn)值對照定性純物質(zhì)對照定性 實現(xiàn)方法利用保留時間和保留體積定性 用相對保留值定性 用已知物增加峰高法定性用已知物增加峰高法定性 ,RsRiRsRisiVVttr 應(yīng)用范圍：適用于簡單混合物，對該樣品已有了解并具有純物質(zhì)的情況。 優(yōu)點：應(yīng)用簡便，不需要其他儀器。 缺點：定性結(jié)果的可信度不高。提高可信度的方法：雙柱、雙體系定性文獻(xiàn)值對照定性分析 （GC） 實現(xiàn)方法測定相對

30、保留值ri,s測定保留指數(shù)I 優(yōu)點：無需純物質(zhì)；保留指數(shù)具有較好的重現(xiàn)性和精密度；只與固定相和柱溫有關(guān)。只與固定相和柱溫有關(guān)。 缺點：對結(jié)構(gòu)復(fù)雜的物質(zhì)，缺乏數(shù)據(jù)。 適用范圍：適用于簡單混合物，無需純物質(zhì)。(2) 與其它儀器或化學(xué)方法聯(lián)合定性 離線聯(lián)用方式化學(xué)法儀器法 在線聯(lián)用方式化學(xué)法儀器法離線聯(lián)用方式收集方法：GC中一般采用液氮冷阱冷卻后收集 應(yīng)用范圍：無標(biāo)準(zhǔn)物時，可對較為復(fù)雜的混合物進(jìn)行定性分析缺點：麻煩在線聯(lián)用方式用化學(xué)方法輔助定性柱前反應(yīng)柱前反應(yīng)：在色譜柱前裝上預(yù)處理柱，帶有某些官能團的化合物在預(yù)柱中發(fā)生物理化學(xué)變化，其色譜峰會消失或移動，與反應(yīng)前色譜圖比較，可初步判斷試樣中含那些官能

31、團。柱后反應(yīng)柱后反應(yīng)：在色譜柱后裝上型毛細(xì)管分流器，將各組分導(dǎo)入官能團試劑反應(yīng)管，利用官能團反應(yīng)對組分進(jìn)行定性。與其它儀器聯(lián)用定性 混合物經(jīng)色譜分離后，將各組分直接由接接口口導(dǎo)入其它儀器中進(jìn)行定性。常用的聯(lián)用方法有：GC-MS、GC-FTIR、LC-MS 其它儀器相當(dāng)于色譜儀的檢測器。色譜儀的檢測器。使用范圍：復(fù)雜樣品的定性。優(yōu)點：不需要標(biāo)準(zhǔn)物，定性結(jié)果可信度高，操作方便。缺點：需要特殊儀器或設(shè)備。GC-MS2 色譜定量分析(1) 色譜定量基礎(chǔ) 色譜定量分析是基于被測物質(zhì)的量與峰面色譜定量分析是基于被測物質(zhì)的量與峰面積成正比積成正比。在一定色譜條件下有：.,是峰面積是絕對質(zhì)量校正因子其中iii

32、iiAfAfm （2）定量要解決的問題）定量要解決的問題 峰面積的測量和計算 校正因子的測量與計算 色譜定量方法及其應(yīng)用峰面積的測量與計算 積分儀或色譜工作站積分儀或色譜工作站 簡便、速度快，精度高，可達(dá)0.2-2%，對小峰及不對稱峰的結(jié)果準(zhǔn)確，是色譜發(fā)展趨勢。 手動測量與計算手動測量與計算峰高乘半峰寬法：適于對稱峰峰高乘峰底寬度法：適于矮寬峰峰高乘平均峰寬法：適于不對稱峰峰高乘保留值法：適于狹窄峰，快速簡便，常用于工廠控制分析。)2(85. 015. 0YYhA2/12065. 1YhAYhA1.0204RthAn重疊峰的測量切線分峰垂線分峰連線分峰計算機擬合分峰校正因子的測量與計算 相對校正因子相對校正因子 由于絕對校正因子與儀器的靈敏度有關(guān)，又由于靈敏度與實驗條件相關(guān)，且每一檢測器的靈敏度都是不同