色譜法的原理以及定量分析實用教案

1、第七章 色譜法 7.1 色譜分析法簡介(jin ji) 7.2 色譜圖及色譜常用術(shù)語 7.3 色譜法的基本理論 7.4 色譜定性和定量分析 7.5 氣相色譜法 7.6 高效液相色譜法第1頁/共86頁第一頁，共86頁。色譜法的產(chǎn)生和發(fā)展(fzhn) 什么是色譜法 色譜法分類第2頁/共86頁第二頁，共86頁。1.色譜法的產(chǎn)生色譜法是一種分離(fnl)技術(shù)俄國植物學(xué)家茨維特1906年創(chuàng)立色譜法的產(chǎn)生色譜法的產(chǎn)生(chnshng)和發(fā)展和發(fā)展第3頁/共86頁第三頁，共86頁。分離植物葉子中的色素時，將葉片的石油醚（飽和烴混合物）提取液倒入玻璃管中，柱中填充CaCO3粉末（有吸附能力)，用純石油醚洗脫（

2、淋洗）。色素受兩種作用力影響一種是CaCO3 吸附，使色素在柱中停滯下來(xi li)一種是被石油醚溶解，使色素向下移動各種色素結(jié)構(gòu)不同，受兩種作用力大小不同，經(jīng)一段時間洗脫后，色素在柱子上分開，形成了各種顏色的譜帶，這種分離方法稱為色譜法。第4頁/共86頁第四頁，共86頁。Tsweet的實驗(shyn)第5頁/共86頁第五頁，共86頁。第6頁/共86頁第六頁，共86頁。2. 色譜法的發(fā)展(fzhn)1930年代初：R.Kuhn把M.Tswett的方法用于類胡蘿卜素的 分離，從此色譜法得以廣泛應(yīng)用。1935年：Adams和Holmes第一次用苯酚和甲醛合成了人工有機離子交換劑，能交換陽離子和有

3、機氫離子。后來又合成了陰離子交換劑，既可用于離子交換，又用于色譜分離即現(xiàn)時流行的離子交換色譜法。至1950年此方法已成型。色譜法的產(chǎn)生色譜法的產(chǎn)生(chnshng)和發(fā)展和發(fā)展第7頁/共86頁第七頁，共86頁。 1938年：Izmailov等人將糊狀A(yù)l2O3漿液在玻璃板上鋪成均勻薄層，用于分離植物中的藥用成分，即今日用的薄層色譜。（用于薄層的材料已發(fā)展至多種：如硅酸、聚酰胺等）。 1941年：Martin和Synge設(shè)計了兩套萃取儀器，將蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物的乙?；被嵊伤芤褐刑崛?tq)到有機相而進行色譜分離。不久又研究了顆粒硅膠柱中三種衍生化氨基酸混合物在水相和有機相(氯仿)之間的不等分配

4、，獲得成功，使三個組分得到良好的分離,為液液分配色譜奠定了基礎(chǔ)。第8頁/共86頁第八頁，共86頁。 1944年：Consden，Gordon和Martin將纖維（濾紙）作固定載體，以水吸附在濾紙上作溶劑，根據(jù)組分在兩相中溶解度不同，即滲透率（速率）不同而使各組分彼此分離，稱之為紙色譜法。 1952年：Martin和Synge又研究成功了在惰性載體表面涂漬一層均勻(jnyn)的有機化合物膜作為固定相，并以氣體為流動相，用來分離脂肪酸混合物即今日的氣液色譜。 1954年：Ray提出以熱導(dǎo)池作為氣相色譜的檢測器，使氣相色譜應(yīng)用更加廣泛。第9頁/共86頁第九頁，共86頁。 1957年：Golay首先應(yīng)

5、用小口徑毛細(xì)管柱進行色譜(s p)分離實驗，結(jié)果證明了它具有高分辨率和高效能 即為今日的高效氣相色譜(s p)法。 1959年：Porath和Flodin提出了使用具有化學(xué)惰性的多孔凝膠作固定相的空間排阻色譜(s p)法，根據(jù)固定相孔隙尺寸不同而具有不同的選擇性滲透能力，從而對分子量分布不同的樣品實現(xiàn)了分離。可用于測定聚合物的相對分子質(zhì)量的的分布。第10頁/共86頁第十頁，共86頁。 我國情況 我國在色譜分析領(lǐng)域的研究起于1954年 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所首先開發(fā)(kif) 經(jīng)過幾十年的努力，我國色譜基礎(chǔ)理論研究和應(yīng)用技術(shù)研究方面具有特色，居世界領(lǐng)先行列。第11頁/共86頁第十一頁，共8

6、6頁。 隨著被分離樣品種類的增多，該方法廣泛地用于無色物質(zhì)(wzh)的分離，“色譜”名稱中的“色”失去了原有的意義，但“色譜”這一名稱沿用至今。第12頁/共86頁第十二頁，共86頁。1. 色譜法混合物在流動相的攜帶下通過(tnggu)色譜柱分離出幾種組分的方法。什么什么(shn me)是色譜法是色譜法第13頁/共86頁第十三頁，共86頁。2. 色譜法中共使用兩相固定相固定不動的相 （如： CaCO3 ）固體吸附劑：CaCO3、Al 2O3等液體固定相（載體(zit)+固定液高沸點有機化合物，涂在載體(zit)上）流動相推動混合物流動的相 （如：石油醚）氣體 1952年產(chǎn)生GC，是色譜法一項革命

7、性進展液體流的速度慢，加壓，使其流快，1969年HPLC什么什么(shn me)是色譜法是色譜法第14頁/共86頁第十四頁，共86頁。3. 色譜分離法特征一定是先分離、后分析一定具有兩相：固定相和流動相分離：利用組分(zfn)在兩相中分配系數(shù)或吸附能力的差異進行分離什么什么(shn me)是色譜法是色譜法第15頁/共86頁第十五頁，共86頁。4. 色譜法特點：（1）分離(fnl)效能高（2）靈敏度高（3）分析速度快（4）應(yīng)用范圍廣什么什么(shn me)是色譜法是色譜法第16頁/共86頁第十六頁，共86頁。1、按兩相狀態(tài)分類2、按操作(cozu)形式分類3、按分離原理分類色譜法分類色譜法分類(

8、fn li)（1 1）氣相色譜）氣相色譜（2 2）液相色譜）液相色譜（3 3）超臨界液體色譜）超臨界液體色譜（1 1）柱色）柱色（2 2）紙色譜）紙色譜（3 3）薄層色譜）薄層色譜（1 1）吸附色譜）吸附色譜（2 2）分配色譜）分配色譜（3 3）離子交換色譜）離子交換色譜（4 4）凝膠色譜）凝膠色譜第17頁/共86頁第十七頁，共86頁。1、按兩相狀態(tài)分類(fn li)氣相色譜氣體作流動相 （1）氣固色譜：氣體作流動相，固體吸附劑作固定相（2）氣液色譜：氣體作流動相，固定液作固定相。液相色譜液體作流動相（1）液固色譜：液體作流動相，固體吸附劑作固體相（2）液液色譜：液體作流動相，固定液作固定相。

9、超臨界液體色譜超臨界流體作色譜流動相。色譜法分類色譜法分類(fn li)第18頁/共86頁第十八頁，共86頁。2、按操作形式分類（1）柱色譜： 填充柱色譜固定相填充到柱管內(nèi) 毛細(xì)管柱色譜把固定相涂在毛細(xì)管內(nèi)壁上， 中間是空的。（2）紙色譜：濾紙為固定相的色譜法，流動相是含一定比例(bl)水的有機溶劑，樣品在濾紙上展開進行分離。（3）薄層色譜：把固體固定相壓成或涂成薄膜的色譜法。色譜法分類色譜法分類(fn li)第19頁/共86頁第十九頁，共86頁。 3、按分離原理分類 （1）吸附色譜：利用吸附劑表面對被分離的各組分吸附能力不同進行(jnxng)分離。 （2）分配色譜：利用不同組分在兩相分配系數(shù)

10、或溶解度不同進行(jnxng)分離。 （3）離子交換色譜：利用不同組分對離子交換劑親和力不同進行(jnxng)分離。 （4）凝膠色譜：利用凝膠對分子的大小和形狀不同的組分所產(chǎn)生的阻礙作用不同而進行(jnxng)分離的色譜法。 色譜法分類色譜法分類(fn li)第20頁/共86頁第二十頁，共86頁。第七章 色譜法 7.1 色譜分析法簡介(jin ji) 7.2 色譜圖及色譜常用術(shù)語 7.3 色譜法的基本理論 7.4 色譜定性和定量分析 7.5 氣相色譜法 7.6 高效液相色譜法第21頁/共86頁第二十一頁，共86頁。 色譜圖 色譜常用術(shù)語(shy) 根據(jù)色譜圖可得到的重要信息第22頁/共86頁第

11、二十二頁，共86頁。 色譜(s p)圖n混合物樣品（A+B）色譜柱中分離檢測器記錄下來。組分(zfn)從色譜柱流出時，各個組分(zfn)在檢測器上所產(chǎn)生的信號隨時間變化，所形成的曲線叫色譜圖。n記錄了各個組分(zfn)流出色譜柱的情況，又叫色譜流出曲線第23頁/共86頁第二十三頁，共86頁。1. 基線在實驗操作條件下，色譜柱后沒有組分流出的曲線叫基線。穩(wěn)定情況下是一條(y tio)直線基線上下波動稱為噪音色譜(s p)常用術(shù)語第24頁/共86頁第二十四頁，共86頁。2. 色譜峰的高度(god)（峰高，h ）色譜峰最高點與基線之間的距離可用mm、mV、 mA表示峰高低與組分濃度有關(guān)，峰越高越窄越

12、好 h第25頁/共86頁第二十五頁，共86頁。3. 色譜峰的寬度(kund)(區(qū)域?qū)挾?kund)標(biāo)準(zhǔn)偏差 峰高0.607倍處的色譜峰寬的一半。峰底寬Wb色譜峰兩側(cè)拐點所作切線在基線上的距離 Wb =4 半峰寬W1/2峰高一半處色譜峰的寬度(kund) W1/2 =2 .354 Wb =4 W1/2 =0.589Wb WbW1/2第26頁/共86頁第二十六頁，共86頁。 4. 色譜峰面積（A） 色譜峰與峰底所圍的面積。對于(duy)對稱的色譜峰 A=1.065h W1/2對于(duy)非對稱的色譜峰 A=1.065h(W 0.15+W 0.85)/2 第27頁/共86頁第二十七頁，共86頁。5

13、. 死時間t0不被固定相吸附或溶解的組分流經(jīng)色譜柱所需時間從進樣開始到柱后出現(xiàn)峰最大值所需時間氣相色譜惰性氣體(duxng q t)（空氣、甲烷等）流出色譜柱所需時間t0第28頁/共86頁第二十八頁，共86頁。6. 保留時間tR 組分流經(jīng)色譜柱時所需時間。進樣開始到柱后出現(xiàn)(chxin)最大值時所需的時間操作條件不變時，一種組分有一個tR定值定性參數(shù)第29頁/共86頁第二十九頁，共86頁。7. 調(diào)整保留(boli)時間tR扣除了死時間的保留(boli)時間，又稱校正保留(boli)時間 ， 實 際 保 留(boli)時間。tR=tR-t0體現(xiàn)的是組分在柱中被吸附或溶解的時間。 tR第30頁/共

14、86頁第三十頁，共86頁。8. 死體積V0不被固定相滯留(zhli)的組分流經(jīng)色譜柱所消耗的流動相體積稱死體積，色譜柱中載氣所占的體積。 V0=t 0F0 F0 -柱后出口處流動相的體積流速mL/min 9. 保留體積VR 組分從進樣開始到色譜柱后出現(xiàn)最大值時所需流動相體積，組分通過色譜柱時所需流動相體積VR =t RF 010. 調(diào)整保留體積VR扣除了死體積的保留體積，真實的將待測組分從固定相中攜帶出柱子所需的流動相體積。VR= tRF 0第31頁/共86頁第三十一頁，共86頁。11. 相對保留值i ,s 在相同操作條件(tiojin)下，組分i對參比組分s調(diào)整保留值之比第32頁/共86頁第

15、三十二頁，共86頁。色譜(s p)保留值定性的依據(jù)6. 保留時間tR 7. 調(diào)整保留時間tR 9. 保留體積VR 10. 調(diào)整保留體積VR 11. 相對保留值i ,s組分在色譜柱中停留的數(shù)值，可用時間t 和所消耗流動(lidng)相的體積來表示。組分在固定相中溶解性能越好，或固定相的吸附性越強，在柱中滯留的時間越長，消耗的流動(lidng)相體積越大固定相、流動(lidng)相固定，條件一定時，組分的保留值是個定值。 V0、t0與被測組分無關(guān)，因而VR . tR更合理地反映了物質(zhì)在柱中的保留情況。第33頁/共86頁第三十三頁，共86頁。根據(jù)色譜圖可得到的重要(zhngyo)信息（1）色譜峰個數(shù)

16、判斷樣品中所含組分的最少個數(shù)（2）色譜峰的位置即保留值進行定性分析（3）色譜峰的h 、A 進行定量分析（4）色譜峰的位置及峰的寬度可評價(pngji)色譜柱效（分離效能）（5）色譜峰兩峰間的距離可評價(pngji)固定相或流動相選擇是否合適第34頁/共86頁第三十四頁，共86頁。第七章 色譜法 7.1 色譜(s p)分析法簡介 7.2 色譜(s p)圖及色譜(s p)常用術(shù)語 7.3 色譜(s p)法的基本理論 7.4 色譜(s p)定性和定量分析 7.5 氣相色譜(s p)法 7.6 高效液相色譜(s p)法第35頁/共86頁第三十五頁，共86頁。 色譜分析目的 是將樣品中各組分彼此分離 對

17、樣品中的組分進行定性、定量分析 組分達到完全分離，兩峰間的距離須足夠遠(yuǎn) 兩峰間的距離是由組分由在兩相間的分配系數(shù)K決定，即與色譜過程的熱力學(xué)性質(zhì)有關(guān)。 兩峰間雖有一定距離，但若每個峰都很寬，彼此重疊，則峰不能分開(fn ki) 峰的寬或窄是由組分在色譜住中傳質(zhì)和擴散行為決定，即與色譜過程的動力學(xué)性質(zhì)有關(guān)第36頁/共86頁第三十六頁，共86頁。 分配系數(shù)和分配比 塔板理論(lln) 速率理論(lln)范第姆特方程 分離度基本分離方程第37頁/共86頁第三十七頁，共86頁。 在一定溫度下，組分在流動相和固定相之間所達到的平衡叫分配平衡，組分在兩相中的分配行為(xngwi)常采用分配系數(shù)K和分配比k

18、來表示。 分配(fnpi)系數(shù)和分配(fnpi)比第38頁/共86頁第三十八頁，共86頁。K僅與兩個變量(binling)相關(guān)：固定相、溫度TK與兩相體積、管柱特性、使用儀器無關(guān)=c cs/c cm組分在固定相中的濃度組分在流動相中的濃度K=1.1.分配系數(shù)(xsh) K (xsh) K (濃度分配系數(shù)(xsh)(xsh)分配(fnpi)系數(shù)和分配(fnpi)比C Cs和c cm-組分在固定相和流動相中的濃度第39頁/共86頁第三十九頁，共86頁。2. 分配分配(fnpi)比比 k (容量因子，容量比容量因子，容量比) 組分在固定相中的質(zhì)量(zhling) 組分在流動相中的質(zhì)量(zhling)

19、 = K Vs/Vm k = =ms/ mm k隨T、固定相、流動相的體積變化而變化k越大，組分(zfn)在固定相中質(zhì)量越多， tR越長K、k越大，組分(zfn)在固定相中tR就越長分配系數(shù)和分配比分配系數(shù)和分配比ms 和和 mm -組分在固定相和流動相中的質(zhì)量組分在固定相和流動相中的質(zhì)量Vs 和和 Vm -柱中固定相和流動相中的體積柱中固定相和流動相中的體積第40頁/共86頁第四十頁，共86頁。3. k與與tR之間的關(guān)系之間的關(guān)系(gun x)k = tR / t0 = (tR-t0) / t0 k = VR / V0 = (VR-V0) / V0分配分配(fnpi)系數(shù)和分配系數(shù)和分配(f

20、npi)比比第41頁/共86頁第四十一頁，共86頁。4. K及及k與選擇與選擇(xunz)因子因子之間的關(guān)系之間的關(guān)系分配分配(fnpi)系數(shù)和分配系數(shù)和分配(fnpi)比比實際意義：實際意義： =1K（B）=K（A）, tR(B)= tR(A)A、B兩組分色譜峰重合兩組分色譜峰重合K或或k相差相差(xin ch)越大，分離越好，越大，分離越好，色譜分離先決條件：兩組分具有不同的色譜分離先決條件：兩組分具有不同的K或或k 1 （1或或 1）)()(AtBtRR)()()()(AKBKAkBk第42頁/共86頁第四十二頁，共86頁。 在在50年代，色譜技術(shù)發(fā)展的初年代，色譜技術(shù)發(fā)展的初期，期，M

21、artin等人把色譜分離等人把色譜分離(fnl)過程比作分餾過程，并過程比作分餾過程，并把分餾中的半經(jīng)驗理論塔板把分餾中的半經(jīng)驗理論塔板理論用于色譜分析法理論用于色譜分析法 用精餾塔中塔板的概念來描述用精餾塔中塔板的概念來描述組分在兩相間的分配行為組分在兩相間的分配行為 入埋論塔板數(shù)作為衡量柱效率入埋論塔板數(shù)作為衡量柱效率的指標(biāo)的指標(biāo)塔板理論(lln)第43頁/共86頁第四十三頁，共86頁。 塔板理論把色譜柱比作一個分餾塔，假設(shè)柱內(nèi)有n個塔板，每個塔板高度稱為理論塔板高度，用H表示，在每個塔板內(nèi)，試樣各組分在兩相中分配并達到平衡，最后，揮發(fā)度大的組分和揮發(fā)度小的組分彼此分離，揮發(fā)度大的最先從塔

22、頂（即柱后）逸出。盡管這個(zh ge)理論并不完全符合色譜柱的分離過程，色譜分離和一般的分餾塔分離有著重大的差別，但是因為這個(zh ge)比喻形象簡明，因此幾十年來一直沿用。1. 基本(jbn)假設(shè)塔板理論塔板理論(lln)第44頁/共86頁第四十四頁，共86頁。n =L/H 或 H=L/n L-色譜柱長度 H-塔板高度 n-塔板數(shù)目L固定， H越小，n越多，分離效果(xiogu)越好， H、n 評價柱效n與Wb ， W 1/2 的關(guān)系 n = 5.54 (tR /W 1/2)2 =16 (tR/Wb )2 2.塔板理論(lln)方程式塔板理論塔板理論(lln)第45頁/共86頁第四十五頁

23、，共86頁。 有時計算的n 大且H小，但分離效果卻不好原因：tR 內(nèi)含t0 后來(huli)改用有效塔板數(shù)和有效塔板高度n 有效(yuxio)= 5.54 (tR /W 1/2)2 =16 (tR/Wb )2 H有效(yuxio)n 有效(yuxio)n理 = 5.54 (tR /W 1/2)2 =16 (tR/Wb )2 H理n 理第46頁/共86頁第四十六頁，共86頁。塔板理論的優(yōu)勢塔板理論的優(yōu)勢用熱力學(xué)觀點形象地描述了溶質(zhì)在色譜柱中的分配平衡和用熱力學(xué)觀點形象地描述了溶質(zhì)在色譜柱中的分配平衡和分離過程，導(dǎo)出流出曲線的數(shù)學(xué)模型，并成功解釋了流出曲分離過程，導(dǎo)出流出曲線的數(shù)學(xué)模型，并成功解釋

24、了流出曲線的形狀線的形狀(xngzhun)及濃度極大值的位置及濃度極大值的位置提出了計算理論塔板高度、塔板數(shù)的公式及評價柱效的方提出了計算理論塔板高度、塔板數(shù)的公式及評價柱效的方法，具有開創(chuàng)性法，具有開創(chuàng)性塔板理論的缺點塔板理論的缺點基本假設(shè)不完全符合柱內(nèi)實際發(fā)生的分離過程，未考慮各基本假設(shè)不完全符合柱內(nèi)實際發(fā)生的分離過程，未考慮各種動力學(xué)因素對色譜柱內(nèi)傳質(zhì)過程的影響種動力學(xué)因素對色譜柱內(nèi)傳質(zhì)過程的影響同一試樣進入同一色譜柱，當(dāng)流動相速度變化時，得到不同一試樣進入同一色譜柱，當(dāng)流動相速度變化時，得到不同的色譜圖；測得的同的色譜圖；測得的 n 和和 H 也不同。也不同。第47頁/共86頁第四十七

25、頁，共86頁。 1956年，荷蘭學(xué)者范第姆特(VanDeomter)提出色譜柱分離過程中復(fù)雜因素使色譜峰變寬而致柱效降低（H 增大）的影響進行(jnxng)描述方程:u為流動(lidng)相線速度cm.s-1，線速度=L(柱長)/t01. 理論(lln)模型-范第姆特方程 速率理論n提出了影響的三項因素提出了影響的三項因素l渦流擴散項渦流擴散項A, 分子擴散項分子擴散項B/u, 傳質(zhì)阻力項傳質(zhì)阻力項Cun流動相流速一定，流動相流速一定，l當(dāng)、最小時，才小，當(dāng)、最小時，才小，n 最高，柱效高最高，柱效高l當(dāng)、最大時，才大，當(dāng)、最大時，才大，n 最小，柱效低最小，柱效低第48頁/共86頁第四十八頁

26、，共86頁。（1）渦流(wli)擴散項A 在填充色譜柱中，當(dāng)組分隨流動相向柱出口遷移時，流動相由于受到固定相顆粒障礙，不斷改變流動方向，使組分分子(fnz)在前進中形成紊亂的類似“渦流”的流動，故稱渦流擴散。 渦流擴散項系數(shù)渦流擴散項系數(shù)A A2dp - 填充填充(tinchng)不規(guī)則因子不規(guī)則因子dp - 填充填充(tinchng)物的平均直徑物的平均直徑 減?。汗潭ㄏ囝w粒應(yīng)適當(dāng)細(xì)小、要均勻填充減?。汗潭ㄏ囝w粒應(yīng)適當(dāng)細(xì)小、要均勻填充(tinchng) 第49頁/共86頁第四十九頁，共86頁。 待測組分是以“塞子”的形式(xngsh)被流動相帶入色譜柱的，在“塞子”前后存在濃度梯度，由濃稀方

27、向擴散，產(chǎn)生了縱向擴散，使色譜峰展寬。（2）分子擴散(kusn)項B/u（縱向擴散(kusn)項） 第50頁/共86頁第五十頁，共86頁。分子擴散(kusn)項系數(shù)B B2D 是填充柱內(nèi)流動相擴散(kusn)路徑彎曲的因素，也稱彎曲因子，它反映了固定相的幾何形狀對分子擴散(kusn)的阻礙情況。 D為組分在流動相中擴散(kusn)系數(shù)（c m2s-1）。 Dg氣相擴散(kusn)系數(shù)比液相擴散(kusn)系數(shù)Dm大的多（約105倍） 減小縱向擴散(kusn)項u 采取措施： 適當(dāng)提高流動相流速u，減小保留時間 用相對分子質(zhì)量較大的氣體作流動相 Dg 適當(dāng)降低柱溫Mr1第51頁/共86頁第五十一

28、頁，共86頁。（3）傳質(zhì)阻力項Cu傳質(zhì)阻力系數(shù)(xsh) C m+ CsgpnDdkkC222) 1(01.0mCs Cs 固定項傳質(zhì)阻力系數(shù)固定項傳質(zhì)阻力系數(shù), ,即組分從兩即組分從兩相界面移動相界面移動(ydng)(ydng)到固定相內(nèi)部，到固定相內(nèi)部，達分配平衡后，又返回到兩相界面，達分配平衡后，又返回到兩相界面，在這過程中所受到的阻力為固定相傳在這過程中所受到的阻力為固定相傳質(zhì)阻力。質(zhì)阻力。SSDfdkkC2) 1 (322固定液膜厚度Cm Cm 流動相傳質(zhì)阻力系數(shù)流動相傳質(zhì)阻力系數(shù), ,組分從流動相移組分從流動相移動到固定相表面進行兩相之間的質(zhì)量交動到固定相表面進行兩相之間的質(zhì)量交換

29、換(jiohun)(jiohun)時所受到的阻力，質(zhì)量交時所受到的阻力，質(zhì)量交換換(jiohun)(jiohun)慢，引起色譜峰變寬。慢，引起色譜峰變寬。組分在固定相中擴散系數(shù)第52頁/共86頁第五十二頁，共86頁。減小的措施： 采用粒度小的填充物 Cmdp2 相對分子質(zhì)量小的載氣，Dg大 Cm1/Dg 降低固定液液膜厚度并且(bngqi)液膜要均勻；膜太 厚 ， 擴 散 費 時 ； 臘 太 薄 ， 包 不 住 載 體 。 Csdf2 Ds越大越好，增加柱溫是提高Ds的方法之一 C C m m+ C+ Cs sgpnDdkkC222) 1(01.0mSSDfdkkC2) 1 (322第53頁/

30、共86頁第五十三頁，共86頁。為提高柱效，小，應(yīng)注意以下幾點：采用適當(dāng)小而均勻的載體，柱填充應(yīng)均勻。固定液液(y y)膜薄而均勻，并且不宜流失。載氣流速流速小時，u是影響的主要因素，選r大的載氣，；流速大時，C u是影響的主要因素，選r小的載氣，H2，Ne采用適當(dāng)?shù)闹鶞?。氣相色譜 uDskkdDdkkuDdHfgpgp)1(32)1(01. 02222222gl第54頁/共86頁第五十四頁，共86頁。 液相色譜(s p) uDfduDpduDdpHsmm2222gl第55頁/共86頁第五十五頁，共86頁。HuGC（a）LC（b）GC（a）u有一最低點u最佳；u小或u大，H都大LC（b）u沒有最

31、低點； u大，H增大(zn d)不多，因此可用較高的流速，提高分析速度（4）流動(lidng)相線速度u對H的影響第56頁/共86頁第五十六頁，共86頁?？蓽y三種流速對應(yīng)(duyng)的板高H，解三元一次方程，求出A、B、C即可求出u最佳和H最小。實際工作中，為縮小分析時間，可選略高u最佳的流速，常用u最佳。BCACBCCBBAC u最佳u最佳BAH2/最小CBu最佳GC中最佳(zu ji)流速可通過實驗和計算方法求得第57頁/共86頁第五十七頁，共86頁。分離(fnl)度R定義：相鄰兩個峰的保留值之差與兩峰寬度平均值之比色譜柱的總分離(fnl)效能指標(biāo) 2/ )(1212bbRRWWttRv

32、分子反映溶質(zhì)在兩相中分配行為對分離的影響，分子反映溶質(zhì)在兩相中分配行為對分離的影響，v 是色譜是色譜(s p)分離的熱力學(xué)因素。分離的熱力學(xué)因素。v分母反映動態(tài)過程溶質(zhì)區(qū)帶的擴寬對分離的影響，分母反映動態(tài)過程溶質(zhì)區(qū)帶的擴寬對分離的影響，v是色譜是色譜(s p)分離的動力學(xué)因素。分離的動力學(xué)因素。v兩溶質(zhì)保留時間相差越大，色譜兩溶質(zhì)保留時間相差越大，色譜(s p)峰越窄，分離越峰越窄，分離越好好第58頁/共86頁第五十八頁，共86頁。兩個峰tR 相差越大，W越窄，值越大，說明柱分離較能高。 .5 兩個組分能完全分開。 .0 兩組分能分開，滿足分析(fnx)要求。 .0 兩峰有部分重疊。2/ )(

33、1212bbRRWWttR第59頁/共86頁第五十九頁，共86頁。第60頁/共86頁第六十頁，共86頁。1.分離(fnl)度與柱效能，選擇性的關(guān)系 柱效能指色譜柱在分離過程(guchng)中的分離效能，常用n，來描述，n 越大，越小，柱效越高，對單個組分而言。 對多個組分的分離來說，無法用n ,H 來描述，n 大，小，幾個峰未必分的開。選擇性描述兩個相鄰組分在同一固定相中熱力學(xué)分布行為的重要參數(shù)，用r2,1r2,1相對保留值表示. r2,1. r2,1越大，保留時間相差大，分離(fnl)(fnl)越好（但未考慮峰寬因素）色譜基本分離方程色譜基本分離方程第61頁/共86頁第六十一頁，共86頁。、

34、分離度與柱效能(xionng)，選擇性的關(guān)系 121 , 2RRttr22/1)(54. 5WtnR2/ )(1212bbRRWWttR第62頁/共86頁第六十二頁，共86頁。 n = 5.54 (tR /W1/2)2=16 (tR/Wb )2 、分離度與柱效能(xionng)，選擇性的關(guān)系 221 , 21 , 22)1()1(16kkrrRn第63頁/共86頁第六十三頁，共86頁。a:柱效項：塔板數(shù)決定(judng)，n 越大，柱效越高分離的越好。、分離度與柱效能(xionng)，選擇性的關(guān)系 1141 , 21 , 2kkrrnRb b：選擇性項：r2,1r2,1越大，tRtR（）與tR

35、tR（1 1） 相差(xin ch)(xin ch)越大，分的越好。C C：柱容量項：k k大一些對分析有利; ; 太大，t tR R長，柱容量合適, ,分的才好。 一般k k 第64頁/共86頁第六十四頁，共86頁。以n有效(yuxio)表示，則有：21 , 21 , 22)1(16rrRn有效1 , 21 , 214rrnR有效第65頁/共86頁第六十五頁，共86頁。例題(lt)： 在一定條件下，兩個組分的調(diào)整保留時間分別為在一定條件下，兩個組分的調(diào)整保留時間分別為85秒和秒和100秒，要達到完全分離，即秒，要達到完全分離，即R=1.5 。計算需要。計算需要多少多少(dusho)塊有效塔板

36、。若填充柱的塔板高度為塊有效塔板。若填充柱的塔板高度為0.1 cm，柱長是多少，柱長是多少(dusho)？解：解： r21= 100 / 85 = 1.18 n有效有效 = 16R2 r21 / (r21 1) 2 = 161.52 (1.18 / 0.18 ) 2 = 1547（塊）（塊） L有效有效 = n有效有效H有效有效 = 15470.1 = 155 cm 即柱長為即柱長為1.55米時，兩組分可以得到完全分離。米時，兩組分可以得到完全分離。第66頁/共86頁第六十六頁，共86頁。第七章 色譜法 7.1 色譜分析法簡介 7.2 色譜圖及色譜常用術(shù)語 7.3 色譜法的基本理論 7.4 色

37、譜定性(dng xng)和定量分析 7.5 氣相色譜法 7.6 高效液相色譜法第67頁/共86頁第六十七頁，共86頁。定性分析(dngxngfnx)定量分析第68頁/共86頁第六十八頁，共86頁。124 色譜定性(dng xng)和定量分析一、定性分析 定性分析的任務(wù)是確定色譜圖上各個峰代表什么物質(zhì)。 1.利用保留值與已知物對照定性（1）利用保留時間定性 在相同色譜條件下，將標(biāo)準(zhǔn)物和樣品分別進樣，兩者保留值相同，可能為同一物質(zhì)。 此方法要求操作條件穩(wěn)定(wndng)、一致，必須嚴(yán)格控制操作條件，尤其是流速。第69頁/共86頁第六十九頁，共86頁。第70頁/共86頁第七十頁，共86頁。（2）利用

38、(lyng)峰高增量定性 若樣品復(fù)雜，流出峰距離太近，或操作條件不易控制，可將已知物加到樣品中，混合進樣，若被測組分峰高增加了，則可能含該已知物。（3）利用雙色譜系統(tǒng)定性 通過改變色譜條件來改變分離選擇性，使不同物質(zhì)顯示不同保留值。例：選用極性差別較大的兩種不同固定液來制備(zhbi)色譜柱，不同物質(zhì)具有不同保留值第71頁/共86頁第七十一頁，共86頁。2.與其它分析儀器聯(lián)用的定性(dng xng)方法小型化的臺式色質(zhì)譜聯(lián)用儀（小型化的臺式色質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MSGC-MS；LC-MSLC-MS）色譜色譜(s p)-(s p)-紅外光譜儀聯(lián)用儀；紅外光譜儀聯(lián)用儀；組分的結(jié)構(gòu)鑒定組分的結(jié)構(gòu)鑒定第

39、72頁/共86頁第七十二頁，共86頁。二、定量分析(dnglingfnx) 氣相色譜定量分析是根據(jù)檢測器對溶質(zhì)產(chǎn)生的響應(yīng)信號與溶質(zhì)的量成正比的原理，通過色譜圖上的峰面積或峰高，計算(j sun)樣品中溶質(zhì)的含量。 mi=fi Ai mi=fihimi=fi Ai mi=fihi mi mi被測組分i i的質(zhì)量，fifi比例(bl)(bl)系數(shù)AiAi、hihi被測組分的峰面積及峰高A=1. 065hW12 A=1.065h （W0.15W0.85）/2第73頁/共86頁第七十三頁，共86頁。1、定量校正(jiozhng)因子 色譜定量分析是基于峰面積與組分的量成正比關(guān)系。 但由于同一檢測器對不

40、同物質(zhì)具有不同的響應(yīng)值，即不同物質(zhì)檢測器的靈敏度不同，相同的峰面積并不意味著有相等的量。 定量校正(jiozhng)因子：單位峰面積對應(yīng)組分的質(zhì)量。 fi=mi/Ai fi絕對校正(jiozhng)因子(1)(1)絕對校正因子 絕對校正因子受操作條件影響較大，要嚴(yán)格控制色譜條件，不易準(zhǔn)確(zhnqu)(zhnqu)測定，沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，無法直接引用，定量分析中采用相對較正因子。第74頁/共86頁第七十四頁，共86頁。（2）相對校正(jiozhng)因子 用一個標(biāo)準(zhǔn)，把所有組分的A較正到標(biāo)準(zhǔn)物的A上，在同一標(biāo)準(zhǔn)上進行比較計算，熱導(dǎo)檢測器常用(chn yn)苯作標(biāo)準(zhǔn)。 相對定量校正因子fi定義：樣品

41、中各組分的定量校正因子與標(biāo)準(zhǔn)物的定量校正因子之比。 siisssiisiimAmAAmAmmfmfmf/)()()(fi (m)表示相對(xingdu)質(zhì)量校正因子第75頁/共86頁第七十五頁，共86頁。也可用相對摩爾校正(jiozhng)因子fi(M)（2）相對校正(jiozhng)因子isiisisissssiiisiiMMmfMmAMmAAMmAMmMfMfMf)(/)()()(凡文獻查得的校正因子都是指相對(xingdu)(xingdu)校正因子，可用fM,fmfM,fm分別表示摩爾校正因子和質(zhì)量校正因子第76頁/共86頁第七十六頁，共86頁。2、定量(dngling)方法 （1）歸一化法 試樣各組分(zfn)都出峰，可用歸一化法定量。 把所有出峰組分(zfn)的含