色譜析法概論

1、色譜分析法概論本章主要內容w 色譜法的分類與發(fā)展w 色譜過程與基本原理w 基本類型色譜方法及其分離機制w 色譜法基本理論色譜法分類色譜法分類w 1.按流動相與固定相的分子聚集狀態(tài)分類 氣相色譜、液相色譜、超臨界流體色譜。w 2.按操作形式分類 柱色譜、平面色譜、毛細管電泳w 3.按色譜的分離機制分類 分配色譜、吸附色譜、離子交換色譜、空間 排阻色譜色譜的流出曲線和有關概念色譜的流出曲線和有關概念h0.05habw0.05hwh/21 色譜峰色譜峰 對稱因子對稱因子 fs= w0.05h / 2a = (a+b) / 2a對稱因子（對稱因子（fs） fs=w0.05h/2a w0.05h為為0.

2、05倍峰高處的倍峰高處的峰寬，峰寬， fs=0.951.05為對稱峰；為對稱峰；fs0.95為前沿峰；為前沿峰；fs1.05為為拖尾峰。拖尾峰。2 基線基線 在操作條件下，沒有組分流出時的流出曲線為在操作條件下，沒有組分流出時的流出曲線為基線基線3保留值保留值totr1tr2tr1tr21)保留時間（保留時間（tr） 從進樣開始到某個組分的色譜峰頂從進樣開始到某個組分的色譜峰頂點的時間點的時間2)死時間（死時間（to） 分配系數(shù)為分配系數(shù)為0的組分的保留時間的組分的保留時間3)調整保留時間（調整保留時間（tr） tr= tr-to 定性參數(shù)定性參數(shù)4)保留體積（保留體積（vr） vr= trf

3、c fc-載氣流速載氣流速5)死體積（死體積（vo）vo= tofc vo越大，色譜峰擴張，柱效越大，色譜峰擴張，柱效降低降低6)調整保留體積（調整保留體積（vr） vr= vr-vo或或vr= trfcix = 100z + nlgtr(x) - lgtr(z)lgtr(z+n) - lgtr(z)ix-待測組分的保留指數(shù)z, z+n-正構烷烴對的碳數(shù)7) 相對保留值相對保留值 兩組分的調整保留值之比兩組分的調整保留值之比r2,1=tr2/ tr1=vr2/ vr1 8) kovats保留指數(shù)保留指數(shù)hw1 /2 w12h0.607h4 色譜區(qū)域寬度（柱效參數(shù)）色譜區(qū)域寬度（柱效參數(shù)） 標準

4、差標準差（表示組分被帶出色譜柱的分散程度）：（表示組分被帶出色譜柱的分散程度）：0.607倍峰高處。倍峰高處。 峰高處寬度的一半。峰高處寬度的一半。小，峰窄，分散程度低，柱小，峰窄，分散程度低，柱效高。效高。 半峰寬（半峰寬（w1/2）：半峰高處峰的寬度）：半峰高處峰的寬度 w1/2=2.355 峰寬（峰寬（w）：衡量柱效的參數(shù)）：衡量柱效的參數(shù) w=1.699 w1/2 或或 w= 45 分離度分離度（一）定義：相鄰二色譜峰峰尖距離對峰寬均值的（一）定義：相鄰二色譜峰峰尖距離對峰寬均值的倍數(shù)為分離度倍數(shù)為分離度 r =tr2 - tr1(w1 + w2) / 2 r- 分離度 tr1, tr

5、2-組分1, 2的保留時間 w1, w2-組分1, 2的峰寬tr2-tr1w1w2r1, 峰重疊，未分開峰重疊，未分開r = 1, 認為基本分開，認為基本分開，4分分離離r = 1.5, 兩峰完全分離，兩峰完全分離，6分分離離 1相平衡參數(shù)相平衡參數(shù) 分配系數(shù)分配系數(shù)(k) 分配平衡后，組分在固定相分配平衡后，組分在固定相(s)與流動相與流動相(m)中濃度之比稱為分配系數(shù)中濃度之比稱為分配系數(shù) k = cs / cm 與組分、流動相、固定相與組分、流動相、固定相的性質和溫度有關的性質和溫度有關 cs-組分在固定相組分在固定相(s) 中濃度中濃度cm-組分在流動相組分在流動相(m)中濃度中濃度

6、2. 容量因子容量因子k k表示組分在固定相和流動相中的質量表示組分在固定相和流動相中的質量之比之比 k = ms / mm = csvs / cmvm = kvs / vmvm為色譜柱中流動相的體積，為色譜柱中流動相的體積，vm=v0，vs為柱中固定為柱中固定相的體積相的體積 在色譜柱中在色譜柱中, 設設r表示溶質分子在流動相中的幾率表示溶質分子在流動相中的幾率, 因為因為溶質溶質分子只有出現(xiàn)在流動相才能隨著流動相移動分子只有出現(xiàn)在流動相才能隨著流動相移動r = u / uo u-組分的移動速度組分的移動速度 uo-流動相的移動流動相的移動速度速度設柱長為設柱長為l, u = l / tr

7、uo = l / to流動相通過整個色譜柱的時間流動相通過整個色譜柱的時間to, 溶質分子通過整個色溶質分子通過整個色譜柱的譜柱的時間時間tr , tr = l / u = l / ruo = to / r = to(1+kvs /vm) = to(1+k)所以所以 k = (tr to)/ to = tr / to分配系數(shù)不等是分離的前提分配系數(shù)不等是分離的前提設兩個組分的混合物設兩個組分的混合物 如果如果ka = kb, tr = 0, 組分組分a,b不可分開不可分開ka kb, tr 0, 組分組分a,b可分開?？煞珠_。ka kb，則，則b先流出色譜柱先流出色譜柱w 分配色譜：利用被分離

8、組分在固定相或流動相中的溶解度差異實現(xiàn)分離。 狹義分配系數(shù) k=cs/cm=(xs/vs)/(xm/vm) 洗脫順序：在固定相中溶解度大的后洗脫下來。w 吸附色譜：利用被分離組分對固定相表面吸附中心吸附能力的差異實現(xiàn)分離。 試樣中組分與流動相分子爭奪吸附劑表面吸附中心的過程。 xm+nya=xa+nym ka=xaymn/xmyanw 離子交換色譜：被分離組分離子交換能力的差異而實現(xiàn)分離 ka/b=ka/kbw 空間排阻色譜 ：根據(jù)被分離組分的線團尺寸而進行分離。 色譜法基本理論塔板理論塔板理論 （一）基本假設（一）基本假設 1組分在一個塔板高度內兩相間達到平衡組分在一個塔板高度內兩相間達到平

9、衡 2間間歇式歇式 3忽略縱向擴散忽略縱向擴散 4分配系數(shù)在各塔板上是常數(shù)分配系數(shù)在各塔板上是常數(shù) （二）正態(tài)分布（二）正態(tài)分布 正態(tài)分布方程正態(tài)分布方程 因此曲線上組分濃度（因此曲線上組分濃度（c）與時間）與時間(t)的關系符合正態(tài)分布的關系符合正態(tài)分布方程方程討論：討論：(1) (2)ttr 或或ttr, ccmax22202rttecc三）理論塔板高度和理論塔板數(shù)三）理論塔板高度和理論塔板數(shù) h =2 / l, n = l / h l-柱長，柱長，n-理論塔板數(shù)，理論塔板數(shù)，n大，柱效高大，柱效高 n=( tr/)2, n=5.54(tr/ w1/2)2, n=16(tr/ w)2， h

10、=l/n n -理論塔板數(shù)理論塔板數(shù) ， h-理論塔板高度理論塔板高度neff =( tr/)2, neff =5.54(tr/ w1/2) 2, neff =16(tr/ w)2 ， heff = l / neffneff -有效理論塔板數(shù)有效理論塔板數(shù) ， heff -有效理論塔板高有效理論塔板高度度速率理論w 塔板理論在解釋流出曲線的形狀、組分的分離及評價柱效是成功的。但是忽略了組分在塔板中的分配平衡及縱向擴散。van deemter方程式方程式h = a + b/u + cuh-塔板高度塔板高度 a-渦流擴散系數(shù)渦流擴散系數(shù) b-縱向（分子）擴縱向（分子）擴散系數(shù)散系數(shù) u-載氣的線速度載氣的線速度 c-傳質阻抗系數(shù)傳質阻抗系數(shù)u = l/to (cm/min)影響塔板高度的動力學因素影響塔板