第十二章色譜分析法導(dǎo)論

第十二章色譜分析法導(dǎo)論課件第1頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四1第十二章色譜分析法第十二章(1)色譜分析法導(dǎo)論第十二章(2)氣相色譜分析法第十二章(3)高效液相色譜分析法kaishi第2頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四2第十二章(1)色譜分析法導(dǎo)論

Chromatography第3頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四31、色譜法的產(chǎn)生色譜法是一種分離技術(shù)，它是俄國植物學(xué)家茨維特1906年創(chuàng)立的。分離植物葉子中的色素時(shí)，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(CaCO3有吸附能力)，用純石油醚洗脫（淋洗）。

一、色譜分析法簡介§12(1)-1概述

第4頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四4Tsweet的實(shí)驗(yàn)第5頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四5Tsweet的實(shí)驗(yàn)第6頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四6（1）一種是CaCO3吸附，使色素在柱中停滯下來（2）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)過一段時(shí)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。色素受兩種作用力影響第7頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四712-1概述色譜法中共使用兩相

固定相—固定不動的相

CaCO3

流動相—推動混合物流動的液體石油醚色譜法：混合物在流動相的攜帶下通過色譜柱分離出幾種組分的方法。流動相液體流的速度慢，加壓，使其流快，1969年HPLC發(fā)展，高壓液相色譜。氣體1952年產(chǎn)生氣相色譜，是色譜法一項(xiàng)革命性進(jìn)展。第8頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四812-1概述固定相：（1）固體吸附劑：CaCO3、Al2O3等（2）液體固定相（載體+固定液——高沸點(diǎn)有機(jī)化合物，涂在載體上）色譜分析法一定是先分離，后分析。色譜分離法一定具有兩相；固定相和流動相分離：利用組分在兩相中分配系數(shù)或吸附能力的差異進(jìn)行分離。第9頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四9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)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10頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四102.色譜法的發(fā)展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：科學(xué)家第一次用苯酚和甲醛合成了有機(jī)離子交換劑，能交換陽離子和有機(jī)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(shí)流行的離子交換色譜法。至1950年此方法已成型。第11頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四112.色譜法的發(fā)展1938年：科學(xué)家將糊狀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：如硅膠、聚酰胺等）。

1944年：科學(xué)家用纖維（濾紙）作固定載體，以吸附在濾紙上的水作溶劑，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。第12頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四121952年：Martin和Synge又研究成功了在惰性載體表面涂漬一層均勻的有機(jī)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。1952年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。2.色譜法的發(fā)展第13頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四1320世紀(jì)60~70年代GC-MS，GC-FTIR（傅立葉變換紅外光譜）等聯(lián)用成功，使色譜聯(lián)用技術(shù)成為分離、鑒定、剖析復(fù)雜混合物的最有效工具。20世紀(jì)60年代末，在經(jīng)典液相色譜基礎(chǔ)上發(fā)展成高速、高效的現(xiàn)代液相色譜法。20世紀(jì)50~60年代是以氣相色譜為突破口的大發(fā)展時(shí)期，70年代進(jìn)入以高效液相色譜為代表的現(xiàn)代色譜時(shí)代。80年代以來，HPLC的應(yīng)用范圍、文獻(xiàn)數(shù)量已超過GC。2.色譜法的發(fā)展第14頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四14在較長時(shí)期內(nèi)，色譜法主要應(yīng)用在有機(jī)分析領(lǐng)域。1975年，離子色譜的出現(xiàn)和各種金屬螯合物色譜的迅速發(fā)展，使色譜法已用于無機(jī)陰、陽離子和金屬元素的分析。20世紀(jì)70年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)入色譜領(lǐng)域，出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)控制的全自動色譜儀。第15頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四15我國情況我國在色譜分析領(lǐng)域的研究起于1954年，由中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所首先開發(fā)。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。第16頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四16國內(nèi)外主要色譜雜志1.色譜（ChineseJournalofChromatography）中文色譜雜志2.JournalofChromatography（色譜雜志）1958年創(chuàng)刊，主要以英文發(fā)表。3.JournalofChromatographicScience（色譜科學(xué)雜志）1963年創(chuàng)刊4.Chromatographia（色譜法）1968年創(chuàng)刊5.JournalofLiquidChromatography（液相色譜雜志）1978年創(chuàng)刊，主要發(fā)表液相色譜研究報(bào)告6.JournalofHighResolutionChromatographyandCommunications（高分辨色譜和色譜通訊）分析化學(xué)、分析生物化學(xué)、醫(yī)藥、食品、環(huán)境科學(xué)、石油化工等專業(yè)雜志也常發(fā)表色譜研究報(bào)告。第17頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四1712-1概述3、特點(diǎn)：（1）分離效能高（2）靈敏度高（3）分析速度快（4）應(yīng)用范圍廣第18頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四18二、色譜分析法分類1、按兩相狀態(tài)分類氣相色譜—?dú)怏w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。第19頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四19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。超臨界液體色譜——超臨界流體作色譜流動相。第20頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四202、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：濾紙為載體，吸附在濾紙上的水為固定相的色譜法，流動相是含一定比例水的有機(jī)溶劑，樣品在濾紙上展開進(jìn)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。二、色譜分析法分類第21頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四21

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(jìn)行分離。

（2）分配色譜：利用不同組分在兩相分配系數(shù)或溶解度不同進(jìn)行分離。

（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(jìn)行分離。

（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(jìn)行分離的色譜法。

二、色譜分析法分類第22頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四22§12(1)-2色譜圖及色譜常用術(shù)語一、色譜圖混合物樣品（A+B）→色譜柱中分離→檢測器→記錄下來。組分從色譜柱流出時(shí)，各個(gè)組分在檢測器上所產(chǎn)生的信號隨時(shí)間變化，所形成的曲線叫色譜圖。記錄了各個(gè)組分流出色譜柱的情況，又叫色譜流出曲線。第23頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四23第24頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四2412-2概述

第25頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四25二、色譜圖中的基本術(shù)語

第26頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四26第27頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四271、基線—在實(shí)驗(yàn)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，一條直線?；€上下波動稱為噪音。二、色譜圖中的基本術(shù)語

第28頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四282、色譜峰的高度h（1）峰高h(yuǎn)—色譜峰最高點(diǎn)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)，峰越高越窄越好。

二、色譜圖中的基本術(shù)語

h第29頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四293.色譜峰的寬度標(biāo)準(zhǔn)偏差—σ峰高0.607倍處的色譜峰寬的一半。二、色譜圖中的基本術(shù)語

σ第30頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四30峰底寬Wb—色譜峰兩側(cè)拐點(diǎn)所作切線在基線上的距離

Wb

=4σ

半峰寬W1/2—峰高一半處色譜峰的寬度

W1/2

=2.354σW1/2

=0.589Wb

Wb第31頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四31

4.色譜峰面積A

——色譜峰與峰底所圍的面積。對于對稱的色譜峰

A=1.065hW1/2

對于非對稱的色譜峰

A=1.065h(W0.15+W0.85)/2二、色譜圖中的基本術(shù)語

第32頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四325.色譜保留值——定性的依據(jù)

組分在色譜柱中停留的數(shù)值，可用時(shí)間t和所消耗流動相的體積來表示。組分在固定相中溶解性能越好，或固定相的吸附性越強(qiáng)，在柱中滯留的時(shí)間越長，消耗的流動相體積越大，固定相、流動相固定，條件一定時(shí)，組分的保留值是個(gè)定值。二、色譜圖中的基本術(shù)語

第33頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四335.色譜保留值——定性的依據(jù)t0（1）死時(shí)間t0——不被固定相吸附或溶解的組分流經(jīng)色譜柱所需的時(shí)間。從進(jìn)樣開始到柱后出現(xiàn)峰最大值所需的時(shí)間。氣相色譜—惰性氣體（空氣、甲烷等）流出色譜柱所需的時(shí)間。17第34頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四34

組分流經(jīng)色譜柱時(shí)所需時(shí)間。進(jìn)樣開始到柱后出現(xiàn)最大值時(shí)所需的時(shí)間。操作條件不變時(shí)，一種組分有一個(gè)tR定值，定性參數(shù)。(2)保留時(shí)間tRtR第35頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四35（3）調(diào)整保留時(shí)間t’R—扣除了死時(shí)間的保留時(shí)間。t’R=tR-t0又稱校正保留時(shí)間，實(shí)際保留時(shí)間。

t’R體現(xiàn)的是組分在柱中被吸附或溶解的時(shí)間。

二、色譜圖中的基本術(shù)語

t’R第36頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四36（4）死體積V0—不被固定相滯留的組分流經(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=t0F0F0——柱后出口處流動相的體積流速mL/min保留值用體積表示：第37頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四37（5）保留體積VR

—組分從進(jìn)樣開始到色譜柱后出現(xiàn)最大值時(shí)所需流動相體積，組分通過色譜柱時(shí)所需流動相體積VR=tRF0（6）調(diào)整保留體積V’R—扣除了死體積的保留體積，真實(shí)的將待測組分從固定相中攜帶出柱子所需的流動相體積。

V’R=t’RF0二、色譜圖中的基本術(shù)語

t0、V0與被測組分無關(guān)，因而t’R、V’R

更合理地反映了物質(zhì)在柱中的保留情況。第38頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四38（7）相對保留值γ2，1或γi,s

—在相同操作條件下，組分2或組分i對另一參比組分1或s調(diào)整保留值之比二、色譜圖中的基本術(shù)語

相對保留值只與柱溫及固定相的性質(zhì)有關(guān)，而與柱徑、柱長、填充情況及流動相流速無關(guān)。廣泛使用的定性數(shù)據(jù)。第39頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四39三、分配平衡

在一定溫度下，組分在流動相和固定相之間所達(dá)到的平衡叫分配平衡，組分在兩相中的分配行為常采用分配系數(shù)K和分配比k來表示。K隨T變化，與固定相、流動相的體積無關(guān)=cs/cm組分在固定相中的濃度組分在流動相中的濃度K=1、分配系數(shù)K(濃度分配系數(shù))第40頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四402、分配比k(又叫容量因子，容量比)組分在固定相中的質(zhì)量組分在流動相中的質(zhì)量

=ms/mm=csvs/cmvm=Kvs/vm

k=k隨T、固定相、流動相的體積變化而變化k越大，組分在固定相中質(zhì)量越多，tR越長組分與固定相的熱力學(xué)性質(zhì)柱溫、柱壓兩相體積tR越長K有關(guān)有關(guān)無關(guān)越大k有關(guān)有關(guān)有關(guān)越大17第41頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四41經(jīng)實(shí)驗(yàn)測得k與tR之間的關(guān)系：***tR=t0(1+k)第42頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四42總結(jié)：（1）由色譜峰的數(shù)目，可判斷試樣中所含組分的最少個(gè)數(shù)。（2）根據(jù)色譜峰的保留值—進(jìn)行定性分析。（3）根據(jù)色譜峰的h.A—進(jìn)行定量分析。（4）根據(jù)色譜峰的間距及峰的寬度—可評價(jià)色譜的柱效及分離情況。第43頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四43§12(1)-3色譜法的基本理論

在50年代，色譜技術(shù)發(fā)展的初期，Martin等人把色譜分離過程比作分餾過程，并把分餾中的半經(jīng)驗(yàn)理論－塔板理論用于色譜分析法。第44頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四44塔板理論把色譜柱比作一個(gè)分餾塔，假設(shè)柱內(nèi)有n塊塔板，每塊塔板高度稱為理論塔板高度，用H表示，在每塊塔板內(nèi)，試樣各組分在兩相中分配并達(dá)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)度大的最先從塔頂（即柱后）逸出。盡管這個(gè)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?yàn)檫@個(gè)比喻形象簡明，因此幾十年來一直沿用。一、塔板理論第45頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四45第46頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四46一、塔板理論

對一個(gè)色譜柱來說，若色譜柱長度固定L，每塊塔板高度H越小，塔板數(shù)目越多，分離的效果越好，柱效越高。塔板數(shù)用n表示。

n=L/H或H=L/n

H越小，n越多，分離效果越好，用H,n評價(jià)柱效。

由塔板理論導(dǎo)出n與Wb

，W1/2

的關(guān)系。第47頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四47

有時(shí)n大，分離效果也不好，因用tR

內(nèi)含t0

，后來改用有效塔板數(shù)。一、塔板理論

塔板理論的成功之處，提出了計(jì)算理論塔板高度、塔板數(shù)的公式及評價(jià)柱效的方法，具有開創(chuàng)性，但有一定局限性。H理＝Ｌ／n理H有效＝Ｌ／n有效第48頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四48前面已知，用塔板理論來說明色譜柱內(nèi)各組分的分離過程并不合理，因?yàn)樯V柱內(nèi)并沒有塔板。當(dāng)同一試樣進(jìn)入同一色譜柱，當(dāng)流動相速度變化時(shí)，得到不同的色譜圖。測得的

n和

H也不同，充分說明塔板理論不足以說明色譜柱的分離過程。２、速率理論—范第姆特方程

第49頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四491956年，速率理論是荷蘭學(xué)者范第姆特（VanDeomter）提出的。速率理論吸收和保留了塔板理論的有益成果，n、H的概念。提出了影響板高的各種因素。此方程經(jīng)簡化后寫為:該式稱為速率方程（范氏方程）。

下面我們將對公式中的各項(xiàng)進(jìn)行討論

u為流動相線速度cm.s-1，線速度=柱長/死時(shí)間２、速率理論—范第姆特方程

第50頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四50２、速率理論—范第姆特方程

（1）提出了影響Ｈ的三項(xiàng)因素：渦流擴(kuò)散項(xiàng)，分子擴(kuò)散項(xiàng)，傳質(zhì)阻力項(xiàng)。（2）在流動相流速一定時(shí)，當(dāng)Ａ、Ｂ、Ｃ最小時(shí)，Ｈ才小，n才最高，柱效高。當(dāng)Ａ、Ｂ、Ｃ最大時(shí)，Ｈ才大，n才最小，柱效低。17第51頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四51（1）渦流擴(kuò)散項(xiàng)A在填充色譜柱中，當(dāng)組分隨流動相向柱出口遷移時(shí)，流動相由于受到固定相顆粒障礙，不斷改變流動方向，使組分分子在前進(jìn)中形成紊亂的類似“渦流”的流動，故稱渦流擴(kuò)散。第52頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四52第53頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四53（1）渦流擴(kuò)散項(xiàng)A

A＝2λdpA與填充物的平均直徑dp的大小和填充不規(guī)則因子λ有關(guān)。

減?。粒汗潭ㄏ囝w粒應(yīng)適當(dāng)細(xì)小、均勻；填充要均勻。

第54頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四54（2）分子擴(kuò)散項(xiàng)B/u（縱向擴(kuò)散項(xiàng)）

待測組分是以“塞子”的形式被流動相帶入色譜柱的，在“塞子”前后存在濃度梯度，由濃→稀方向擴(kuò)散，產(chǎn)生了縱向擴(kuò)散，使色譜峰展寬。第55頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四55第56頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四56

B＝2γDγ——是填充柱內(nèi)流動相擴(kuò)散路徑彎曲的因素，也稱彎曲因子，它反映了填充物對分子擴(kuò)散的阻礙程度。通常小于1的常數(shù)。

D——為組分在流動相中擴(kuò)散系數(shù)(cm2·s-1)。

Dg氣相擴(kuò)散系數(shù)比液相擴(kuò)散系數(shù)Dm大的多（約105倍），在液相中分子縱向擴(kuò)散引起峰變寬很小，可忽略不計(jì)，在氣相中，當(dāng)載氣流速小時(shí)分子擴(kuò)散較大。（2）分子擴(kuò)散項(xiàng)B/u（縱向擴(kuò)散項(xiàng)）

第57頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四57減小縱向擴(kuò)散項(xiàng)Ｂ／u采取措施：①適當(dāng)提高流動相流速u，減小保留時(shí)間②用相對分子質(zhì)量較大的氣體作流動相。

Dg∝B＝2γDg

③適當(dāng)降低柱溫Ｔc（2）分子擴(kuò)散項(xiàng)B/u（縱向擴(kuò)散項(xiàng)）

B/u＝2γD/u第58頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四58（3）傳質(zhì)阻力項(xiàng)Cu傳質(zhì)阻力系數(shù)包括兩部分Ｃ＝Ｃm+Cs兩項(xiàng)組成

Cm—流動相傳質(zhì)阻力系數(shù)組分從流動相移動到固定相表面進(jìn)行兩相之間的質(zhì)量交換時(shí)所受到的阻力，質(zhì)量交換慢，引起色譜峰變寬。第59頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四59Cs-—固定相傳質(zhì)阻力系數(shù)即組分從兩相界面移動到固定相內(nèi)部，達(dá)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質(zhì)阻力。（3）傳質(zhì)阻力項(xiàng)Cu組分在固定相中擴(kuò)散系數(shù)固定液膜厚度第60頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四60第61頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四61①采用粒度小的填充物Cm∝dp2②相對分子質(zhì)量小的載氣，Dg大。

Cm∝1/Dg③降低固定液液膜厚度(Cs∝df2)并且液膜要均勻；若膜厚，擴(kuò)散，費(fèi)時(shí)；但不能太薄，否則包不住載體。④Ds越大越好，增加柱溫是提高Ds的方法之一。（3）傳質(zhì)阻力項(xiàng)Cu減?。貌扇〈胧旱?2頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四62***為提高柱效，Ｈ小，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：１）采用適當(dāng)小而均勻的載體，柱填充應(yīng)均勻。２）固定液液膜薄而均勻，并且不宜流失。３）載氣流速小的時(shí)候，Ｂ／u是影響Ｈ的主要因素，選Ｍr大的載氣，Ｎ２；載氣流速大的時(shí)候，Cu是影響Ｈ的主要因素，選Ｍr小的載氣，H2，Ne４）采用適當(dāng)?shù)闹鶞亍?/p>

氣相色譜

第63頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四63液相色譜

Dm比Dg小4-5個(gè)數(shù)量級，分子擴(kuò)散項(xiàng)可以忽略不計(jì)為提高柱效，Ｈ小，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：１）減小填料粒度dp。２）在一定范圍內(nèi)采用低流速流動相３）用低黏度溶劑做流動相

4）適當(dāng)提高柱溫第64頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四64HuGC（a）LC（b）GC（a）——u有一最低點(diǎn)u最佳；u小或u大，H都大LC（b）——u沒有最低點(diǎn)；u大，H增大不多，因此可用較高的流速，提高分析速度。第65頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四65可測三種流速對應(yīng)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(shí)際工作中，為縮小分析時(shí)間，可選略高u最佳的流速，常用２u最佳。GC中最佳流速可通過實(shí)驗(yàn)和計(jì)算方法求得將微分后求得第66頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四66二、色譜基本分離方程１、分離度Ｒ——色譜柱的總分離效能指標(biāo)

定義：相鄰兩個(gè)峰的保留值之差與兩峰寬度平均值之比式中：分子反映了溶質(zhì)在兩相中分配行為對分離的影響，是色譜分離的熱力學(xué)因素。分母反映了動態(tài)過程溶質(zhì)區(qū)帶的擴(kuò)寬對分離的影響，是色譜分離的動力學(xué)因素。從中得到：兩溶質(zhì)保留時(shí)間相差越大，色譜峰越窄，分離越好。第67頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四67討論：色譜分離中的四種情況的討論：①柱效較高，△K(分配系數(shù))較大,完全分離；②△K不是很大，柱效較高，峰較窄，基本上完全分離；③柱效較低，△K較大,但分離的不好；④△K小，柱效低，分離效果更差。第68頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四68兩個(gè)峰tR相差越大，W越窄，Ｒ值越大，說明柱分離較能高。Ｒ≥１.5兩個(gè)組分能完全分開。Ｒ＝１.0兩組分能分開，滿足分析要求。Ｒ＜１.0兩峰有部分重疊。第69頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四69第70頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四70例題已知物質(zhì)A和B在一根30.00cm長的柱上的保留時(shí)間分別為16.40min和17.63min。不被保留組分通過該柱的時(shí)間為1.30min。峰底寬度分別為1.11min和1.21min，計(jì)算：（1）柱的分離度；（2）柱的平均塔板數(shù)；第71頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四71題解（2）柱的平均塔板數(shù)

n=16(tR/Wb)2=16(16.40/1.11)2=3493n=16(tR/Wb)2=16(17.63/1.21)2

=3397n平均=（3493+3397）/2=3445解：（1）柱的分離度第72頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四72２、分離度與柱效能，選擇性的關(guān)系

柱效能—指色譜柱在分離過程中的分離效能，常用n，Ｈ來描述，n越大，Ｈ越小，柱效越高，對單個(gè)組分而言。對多個(gè)組分的分離來說，無法用n,H來描述，n大，Ｈ小，幾個(gè)峰未必分的開。選擇性—描述兩個(gè)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r2,1相對保留值表示.r2,1越大，保留時(shí)間相差大，分離越好（但未考慮峰寬因素）第73頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四73２、分離度與柱效能，選擇性的關(guān)系

第74頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四74∵n=5.54(tR/W1/2)2=16(tR/Wb)2

２、分離度與柱效能，選擇性的關(guān)系

∴第75頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四75r2,1，k，N∶如何控制分辨率?r2,1第76頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四76a:柱效項(xiàng)：塔板數(shù)決定，n越大，柱效越高分離的越好。若通過增加柱長來增加n,tR會增大，降低板高才是增大R最好的辦法２、分離度與柱效能，選擇性的關(guān)系

b：選擇性項(xiàng)：r2,1的微小變化，使分離度有較大改善，r2,1越大，tR’（２）與t’R（1）相差越大，分的越好。r2,1=1的兩組分無法分離。C：柱容量項(xiàng)：k大一些對分析有利;太大，tR長，柱容量合適,分的才好。一般１＜k＜１０（2-7)第77頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四77以n有效表示，則有：第78頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四78例題：

在一定條件下,兩個(gè)組分的調(diào)整保留時(shí)間分別為85秒和100秒,要達(dá)到完全分離，即R=1.5。計(jì)算需要多少塊有效塔板?若填充柱的塔板高度為0.1cm,柱長是多少?L有效=n有效·H有效=1547×0.1=155cm

即柱長為1.55米時(shí)，兩組分可以得到完全分離。解：r2,1=100/85=1.18第79頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四79§12—4色譜定性和定量分析一、定性分析定性分析的任務(wù)是確定色譜圖上各個(gè)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(shí)間定性在相同色譜條件下，將標(biāo)準(zhǔn)物和樣品分別進(jìn)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、一致，必須嚴(yán)格控制操作條件，尤其是流速。第80頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四80第81頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四81

（2）利用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(jìn)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色譜柱，不同物質(zhì)具有不同保留值。2.利用保留值經(jīng)驗(yàn)規(guī)律定性（氣相）3.根據(jù)文獻(xiàn)保留值數(shù)據(jù)定性（氣相）第82頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四824.與其它分析儀器聯(lián)用的定性方法小型化的臺式色質(zhì)聯(lián)用儀（GC-MS；LC-MS）色譜-紅外光譜儀聯(lián)用儀；組分的結(jié)構(gòu)鑒定SampleSample

58901.0DEG/MINHEWLETTPACKARDHEWLETTPACKARD5972AMassSelectiveDetectorDCBA

ABCDGasChromatograph(GC)MassSpectrometer(MS)SeparationIdentificationBACD第83頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四83二、定量分析

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(jì)算樣品中溶質(zhì)的含量。mi=fiAi

mi=fihi

mi—被測組分i的質(zhì)量，fi—比例系數(shù)Ai、hi—被測組分的峰面積及峰高A=1.065×h×W1／2A=1.065×h（W0.15＋W0.85）/2第84頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四841、定量校正因子

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。

定量校正因子：單位峰面積對應(yīng)組分的質(zhì)量。

fi=mi/Aifi絕對校正因子(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。mi=fiAi第85頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四85（2）相對校正因子**

用一個(gè)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(jìn)行比較計(jì)算，熱導(dǎo)檢測器常用苯作標(biāo)準(zhǔn)。

相對定量校正因子fi′定義：樣品中某組分的絕對校正因子與基準(zhǔn)物的絕對校正因子之比。

fi′

(m)表示相對質(zhì)量校正因子第86頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四86也可用相對摩爾校正因子fi(M)（2）相對校正因子凡文獻(xiàn)查得的校正因子都是指相對校正因子，可用fM′,fm′分別表示摩爾校正因子和質(zhì)量校正因子第87頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四872、定量方法

（1）歸一化法

試樣各組分都出峰，可用歸