色譜法的原理以及定量分析

關(guān)于色譜法的原理以及定量分析第七章色譜法7.1色譜分析法簡(jiǎn)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2頁,共86頁，星期六，2024年，5月7.1.1色譜法的產(chǎn)生和發(fā)展7.1.2什么是色譜法7.1.3色譜法分類7.1色譜分析法簡(jiǎn)介第3頁,共86頁，星期六，2024年，5月1.色譜法的產(chǎn)生色譜法是一種分離技術(shù)俄國(guó)植物學(xué)家茨維特1906年創(chuàng)立7.1.1色譜法的產(chǎn)生和發(fā)展第4頁,共86頁，星期六，2024年，5月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（有吸附能力)，用純石油醚洗脫（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一種是被石油醚溶解，使色素向下移動(dòng)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(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。第5頁,共86頁，星期六，2024年，5月Tsweet的實(shí)驗(yàn)第6頁,共86頁，星期六，2024年，5月第7頁,共86頁，星期六，2024年，5月2.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：Adams和Holmes第一次用苯酚和甲醛合成了人工有機(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。7.1.1色譜法的產(chǎn)生和發(fā)展第8頁,共86頁，星期六，2024年，5月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(jì)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〉接袡C(jī)相而進(jìn)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(jī)相(氯仿)之間的不等分配，獲得成功，使三個(gè)組分得到良好的分離,為液－液分配色譜奠定了基礎(chǔ)。第9頁,共86頁，星期六，2024年，5月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的有機(jī)化合物膜作為固定相，并以氣體為流動(dòng)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(cè)器，使氣相色譜應(yīng)用更加廣泛。第10頁,共86頁，星期六，2024年，5月1957年：Golay首先應(yīng)用小口徑毛細(xì)管柱進(jìn)行色譜分離實(shí)驗(yàn)，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(duì)分子量分布不同的樣品實(shí)現(xiàn)了分離?？捎糜跍y(cè)定聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量的的分布。第11頁,共86頁，星期六，2024年，5月我國(guó)情況我國(guó)在色譜分析領(lǐng)域的研究起于1954年中國(guó)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(guó)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12頁,共86頁，星期六，2024年，5月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13頁,共86頁，星期六，2024年，5月1.色譜法混合物在流動(dòng)相的攜帶下通過色譜柱分離出幾種組分的方法。7.1.2什么是色譜法第14頁,共86頁，星期六，2024年，5月2.色譜法中共使用兩相固定相—固定不動(dòng)的相（如：CaCO3）固體吸附劑：CaCO3、Al2O3等液體固定相（載體+固定液——高沸點(diǎn)有機(jī)化合物，涂在載體上）流動(dòng)相—推動(dòng)混合物流動(dòng)的相（如：石油醚）氣體1952年產(chǎn)生GC，是色譜法一項(xiàng)革命性進(jìn)展液體流的速度慢，加壓，使其流快，1969年HPLC7.1.2什么是色譜法第15頁,共86頁，星期六，2024年，5月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(dòng)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7.1.2什么是色譜法第16頁,共86頁，星期六，2024年，5月4.色譜法特點(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7.1.2什么是色譜法第17頁,共86頁，星期六，2024年，5月1、按兩相狀態(tài)分類2、按操作形式分類3、按分離原理分類7.1.3色譜法分類（1）氣相色譜（2）液相色譜（3）超臨界液體色譜（1）柱色（2）紙色譜（3）薄層色譜（1）吸附色譜（2）分配色譜（3）離子交換色譜（4）凝膠色譜第18頁,共86頁，星期六，2024年，5月1、按兩相狀態(tài)分類氣相色譜—?dú)怏w作流動(dòng)相

（1）氣固色譜：氣體作流動(dòng)相，固體吸附劑作固定相（2）氣液色譜：氣體作流動(dòng)相，固定液作固定相。液相色譜—液體作流動(dòng)相（1）液固色譜：液體作流動(dòng)相，固體吸附劑作固體相（2）液液色譜：液體作流動(dòng)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(dòng)相。7.1.3色譜法分類第19頁,共86頁，星期六，2024年，5月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(dòng)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。7.1.3色譜法分類第20頁,共86頁，星期六，2024年，5月3、按分離原理分類

（1）吸附色譜：利用吸附劑表面對(duì)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(duì)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(duì)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。

7.1.3色譜法分類第21頁,共86頁，星期六，2024年，5月第七章色譜法7.1色譜分析法簡(jiǎn)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22頁,共86頁，星期六，2024年，5月7.2.1色譜圖7.2.2色譜常用術(shù)語7.2.3根據(jù)色譜圖可得到的重要信息7.2色譜圖及色譜常用術(shù)語第23頁,共86頁，星期六，2024年，5月7.2.1

色譜圖混合物樣品（A+B）→色譜柱中分離→檢測(cè)器→記錄下來。組分從色譜柱流出時(shí)，各個(gè)組分在檢測(cè)器上所產(chǎn)生的信號(hào)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24頁,共86頁，星期六，2024年，5月1.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)定情況下是一條直線基線上下波動(dòng)稱為噪音7.2.1色譜常用術(shù)語第25頁,共86頁，星期六，2024年，5月2.色譜峰的高度（峰高，h

）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

h第26頁,共86頁，星期六，2024年，5月3.色譜峰的寬度(區(qū)域?qū)挾?標(biāo)準(zhǔn)偏差—

σ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(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

=2.354σWb=4σW1/2

=0.589Wb

WbσW1/2第27頁,共86頁，星期六，2024年，5月

4.色譜峰面積（A）色譜峰與峰底所圍的面積。對(duì)于對(duì)稱的色譜峰A=1.065hW1/2對(duì)于非對(duì)稱的色譜峰A=1.065h(W0.15+W0.85)/2

第28頁,共86頁，星期六，2024年，5月5.死時(shí)間t0不被固定相吸附或溶解的組分流經(jīng)色譜柱所需時(shí)間從進(jìn)樣開始到柱后出現(xiàn)峰最大值所需時(shí)間氣相色譜—惰性氣體（空氣、甲烷等）流出色譜柱所需時(shí)間t0第29頁,共86頁，星期六，2024年，5月6.保留時(shí)間tR

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)第30頁,共86頁，星期六，2024年，5月7.調(diào)整保留時(shí)間t’R扣除了死時(shí)間的保留時(shí)間，又稱校正保留時(shí)間，實(shí)際保留時(shí)間。t’R=tR-t0體現(xiàn)的是組分在柱中被吸附或溶解的時(shí)間。t’R第31頁,共86頁，星期六，2024年，5月8.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(dòng)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(dòng)相的體積流速mL/min9.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(dòng)相體積，組分通過色譜柱時(shí)所需流動(dòng)相體積VR=tRF010.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(cè)組分從固定相中攜帶出柱子所需的流動(dòng)相體積。V’R=t’RF0第32頁,共86頁，星期六，2024年，5月11.相對(duì)保留值γi,s

在相同操作條件下，組分i對(duì)參比組分s調(diào)整保留值之比第33頁,共86頁，星期六，2024年，5月色譜保留值——定性的依據(jù)6.保留時(shí)間tR7.調(diào)整保留時(shí)間t’R

9.保留體積VR10.調(diào)整保留體積V’R

11.相對(duì)保留值γi

,s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(dòng)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(zhǎng)，消耗的流動(dòng)相體積越大固定相、流動(dòng)相固定，條件一定時(shí)，組分的保留值是個(gè)定值。V0、t0與被測(cè)組分無關(guān)，因而V’R.t’R更合理地反映了物質(zhì)在柱中的保留情況。第34頁,共86頁，星期六，2024年，5月7.2.3根據(jù)色譜圖可得到的重要信息（1）色譜峰個(gè)數(shù)—判斷樣品中所含組分的最少個(gè)數(shù)（2）色譜峰的位置即保留值—進(jìn)行定性分析（3）色譜峰的h、A

—進(jìn)行定量分析（4）色譜峰的位置及峰的寬度—可評(píng)價(jià)色譜柱效（分離效能）（5）色譜峰兩峰間的距離—可評(píng)價(jià)固定相或流動(dòng)相選擇是否合適第35頁,共86頁，星期六，2024年，5月第七章色譜法7.1色譜分析法簡(jiǎn)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36頁,共86頁，星期六，2024年，5月色譜分析目的是將樣品中各組分彼此分離對(duì)樣品中的組分進(jìn)行定性、定量分析組分達(dá)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(gè)峰都很寬，彼此重疊，則峰不能分開峰的寬或窄是由組分在色譜住中傳質(zhì)和擴(kuò)散行為決定，即與色譜過程的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)有關(guān)7.3色譜法的基本理論第37頁,共86頁，星期六，2024年，5月7.3.1分配系數(shù)和分配比7.3.2塔板理論7.3.3速率理論—范第姆特方程7.3.4分離度7.3.5基本分離方程7.3色譜法的基本理論第38頁,共86頁，星期六，2024年，5月在一定溫度下，組分在流動(dòng)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。

7.3.1分配系數(shù)和分配比第39頁,共86頁，星期六，2024年，5月K僅與兩個(gè)變量相關(guān)：固定相、溫度TK與兩相體積、管柱特性、使用儀器無關(guān)=cs/cm組分在固定相中的濃度組分在流動(dòng)相中的濃度K=1.分配系數(shù)K(濃度分配系數(shù))7.3.1分配系數(shù)和分配比Cs和cm----組分在固定相和流動(dòng)相中的濃度第40頁,共86頁，星期六，2024年，5月2.分配比k(容量因子，容量比)組分在固定相中的質(zhì)量組分在流動(dòng)相中的質(zhì)量=KVs/Vm

k=

=ms/mm

k隨T、固定相、流動(dòng)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(zhǎng)K、k越大，組分在固定相中tR就越長(zhǎng)7.3.1分配系數(shù)和分配比ms和mm----組分在固定相和流動(dòng)相中的質(zhì)量Vs和Vm----柱中固定相和流動(dòng)相中的體積第41頁,共86頁，星期六，2024年，5月3.k與tR之間的關(guān)系k=t’R/t0=(tR-t0)/t0

k=V’R/V0=(VR-V0)/V07.3.1分配系數(shù)和分配比第42頁,共86頁，星期六，2024年，5月4.K及k與選擇因子α之間的關(guān)系7.3.1分配系數(shù)和分配比實(shí)際意義：α=1→K（B）=K（A）,t’R(B)=t’R(A)→A、B兩組分色譜峰重合→K或k相差越大，分離越好，→色譜分離先決條件：兩組分具有不同的K或k

α≠1（α>>1或α<<1）第43頁,共86頁，星期六，2024年，5月在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用精餾塔中塔板的概念來描述組分在兩相間的分配行為入埋論塔板數(shù)作為衡量柱效率的指標(biāo)7.3.2塔板理論第44頁,共86頁，星期六，2024年，5月塔板理論把色譜柱比作一個(gè)分餾塔，假設(shè)柱內(nèi)有n個(gè)塔板，每個(gè)塔板高度稱為理論塔板高度，用H表示，在每個(gè)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(jiǎn)明，因此幾十年來一直沿用。1.基本假設(shè)7.3.2塔板理論第45頁,共86頁，星期六，2024年，5月n=L/H或H=L/nL---色譜柱長(zhǎng)度H---塔板高度n---塔板數(shù)目L固定，H越小，n越多，分離效果越好，H、n評(píng)價(jià)柱效n與Wb

，W1/2

的關(guān)系

n=5.54(tR/W1/2)2

=16(tR/Wb)22.塔板理論方程式7.3.2塔板理論第46頁,共86頁，星期六，2024年，5月有時(shí)計(jì)算的n大且H小，但分離效果卻不好原因：tR

內(nèi)含t0

后來改用有效塔板數(shù)和有效塔板高度n有效=5.54(t’R/W1/2)2=16(t’R/Wb)2

H有效＝Ｌ／n有效n理=5.54(tR/W1/2)2

=16(tR/Wb)2

H理＝Ｌ／n理第47頁,共86頁，星期六，2024年，5月塔板理論的優(yōu)勢(shì)用熱力學(xué)觀點(diǎn)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線的形狀及濃度極大值的位置提出了計(jì)算理論塔板高度、塔板數(shù)的公式及評(píng)價(jià)柱效的方法，具有開創(chuàng)性塔板理論的缺點(diǎn)基本假設(shè)不完全符合柱內(nèi)實(shí)際發(fā)生的分離過程，未考慮各種動(dòng)力學(xué)因素對(duì)色譜柱內(nèi)傳質(zhì)過程的影響同一試樣進(jìn)入同一色譜柱，當(dāng)流動(dòng)相速度變化時(shí)，得到不同的色譜圖；測(cè)得的n和H也不同。第48頁,共86頁，星期六，2024年，5月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(jìn)行描述方程:u為流動(dòng)相線速度cm.s-1，線速度=L(柱長(zhǎng))/t01.理論模型---范第姆特方程

7.3.3速率理論提出了影響Ｈ的三項(xiàng)因素渦流擴(kuò)散項(xiàng)A,分子擴(kuò)散項(xiàng)B/u,傳質(zhì)阻力項(xiàng)Cu流動(dòng)相流速一定，當(dāng)Ａ、Ｂ、Ｃ最小時(shí)，Ｈ才小，n最高，柱效高當(dāng)Ａ、Ｂ、Ｃ最大時(shí)，Ｈ才大，n最小，柱效低第49頁,共86頁，星期六，2024年，5月（1）渦流擴(kuò)散項(xiàng)A在填充色譜柱中，當(dāng)組分隨流動(dòng)相向柱出口遷移時(shí)，流動(dòng)相由于受到固定相顆粒障礙，不斷改變流動(dòng)方向，使組分分子在前進(jìn)中形成紊亂的類似“渦流”的流動(dòng)，故稱渦流擴(kuò)散。渦流擴(kuò)散項(xiàng)系數(shù)A

A＝2λdp

λ---填充不規(guī)則因子dp---填充物的平均直徑

減?。粒汗潭ㄏ囝w粒應(yīng)適當(dāng)細(xì)小、要均勻填充

第50頁,共86頁，星期六，2024年，5月待測(cè)組分是以“塞子”的形式被流動(dòng)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。（2）分子擴(kuò)散項(xiàng)B/u（縱向擴(kuò)散項(xiàng)）

第51頁,共86頁，星期六，2024年，5月分子擴(kuò)散項(xiàng)系數(shù)B

B＝2γDγ——是填充柱內(nèi)流動(dòng)相擴(kuò)散路徑彎曲的因素，也稱彎曲因子，它反映了固定相的幾何形狀對(duì)分子擴(kuò)散的阻礙情況。

D——為組分在流動(dòng)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）減小縱向擴(kuò)散項(xiàng)Ｂ／u采取措施：適當(dāng)提高流動(dòng)相流速u，減小保留時(shí)間用相對(duì)分子質(zhì)量較大的氣體作流動(dòng)相Dg∝

適當(dāng)降低柱溫第52頁,共86頁，星期六，2024年，5月（3）傳質(zhì)阻力項(xiàng)Cu傳質(zhì)阻力系數(shù)C＝Ｃm+CsmCs-—固定項(xiàng)傳質(zhì)阻力系數(shù),即組分從兩相界面移動(dòng)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。2固定液膜厚度Cm

—流動(dòng)相傳質(zhì)阻力系數(shù),組分從流動(dòng)相移動(dòng)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。組分在固定相中擴(kuò)散系數(shù)第53頁,共86頁，星期六，2024年，5月減?。玫拇胧孩俨捎昧６刃〉奶畛湮顲m∝dp2②相對(duì)分子質(zhì)量小的載氣，Dg大Cm∝1/Dg③降低固定液液膜厚度并且液膜要均勻；膜太厚，擴(kuò)散費(fèi)時(shí)；臘太薄，包不住載體。Cs∝df2④Ds越大越好，增加柱溫是提高Ds的方法之一C＝Ｃm+Csm2第54頁,共86頁，星期六，2024年，5月為提高柱效，Ｈ小，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：采用適當(dāng)小而均勻的載體，柱填充應(yīng)均勻。固定液液膜薄而均勻，并且不宜流失。載氣流速流速小時(shí)，Ｂ／u是影響Ｈ的主要因素，選Ｍr大的載氣，Ｎ２；流速大時(shí)，Cu是影響Ｈ的主要因素，選Ｍr小的載氣，H2，Ne采用適當(dāng)?shù)闹鶞?。氣相色譜

uDsk′k′dDdk′k′uDdHfgpgp])1(32)1(01.0[2222222+++++=gl第55頁,共86頁，星期六，2024年，5月液相色譜

第56頁,共86頁，星期六，2024年，5月HuGC（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（4）流動(dòng)相線速度u對(duì)H的影響第57頁,共86頁，星期六，2024年，5月可測(cè)三種流速對(duì)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。BCACBCCBBACu最佳u最佳BAH2//+=++=++=最小CBu=最佳GC中最佳流速可通過實(shí)驗(yàn)和計(jì)算方法求得第58頁,共86頁，星期六，2024年，5月7.3.4分離度R定義：相鄰兩個(gè)峰的保留值之差與兩峰寬度平均值之比色譜柱的總分離效能指標(biāo)分子反映溶質(zhì)在兩相中分配行為對(duì)分離的影響，是色譜分離的熱力學(xué)因素。分母反映動(dòng)態(tài)過程溶質(zhì)區(qū)帶的擴(kuò)寬對(duì)分離的影響，是色譜分離的動(dòng)力學(xué)因素。兩溶質(zhì)保留時(shí)間相差越大，色譜峰越窄，分離越好第59頁,共86頁，星期六，2024年，5月兩個(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60頁,共86頁，星期六，2024年，5月第61頁,共86頁，星期六，2024年，5月1.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(duì)單個(gè)組分而言。對(duì)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(duì)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）7.3.5色譜基本分離方程第62頁,共86頁，星期六，2024年，5月２、分離度與柱效能，選擇性的關(guān)系

第63頁,共86頁，星期六，2024年，5月∵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64頁,共86頁，星期六，2024年，5月a:柱效項(xiàng)：塔板數(shù)決定，n越大，柱效越高分離的越好。２、分離度與柱效能，選擇性的關(guān)系

b：選擇性項(xiàng)：r2,1越大，tR’（２）與t’R（1）

相差越大，分的越好。C：柱容量項(xiàng)：k’大一些對(duì)分析有利;太大，tR長(zhǎng)，柱容量合適,分的才好。一般１＜k’＜１０第65頁,共86頁，星期六，2024年，5月以n有效表示，則有：第66頁,共86頁，星期六，2024年，5月例題：

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(zhǎng)是多少？解：r21=100/85=1.18

n有效=16R2[r21/(r21—1)]2=16×1.52×(1.18/0.18)2

=1547（塊）

L有效=n有效·H有效=1547×0.1=155cm

即柱長(zhǎng)為1.55米時(shí)，兩組分可以得到完全分離。第67頁,共86頁，星期六，2024年，5月第七章色譜法7.1色譜分析法簡(jiǎn)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68頁,共86頁，星期六，2024年，5月7.4.1定性分析7.4.2定量分析7.4色譜定性和定量分析第69頁,共86頁，星期六，2024年，5月§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(duì)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70頁,共86頁，星期六，2024年，5月第71頁,共86頁，星期六，2024年，5月（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(cè)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)具有不同保留值第72頁,共86頁，星期六，2024年，5月2.與其它分析儀器聯(lián)用的定性方法小型化的臺(tái)式色質(zhì)譜聯(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73頁,共86頁，星期六，2024年，5月二、定量分析

氣相色譜定量分析是根據(jù)檢測(cè)器對(duì)溶質(zhì)產(chǎn)生的響應(yīng)信號(hào)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(cè)組分i的質(zhì)量，fi—比例系數(shù)Ai、hi—被測(cè)組分的峰面積及峰高A=1.065×h×W1／2A=1.065×h（W0.15＋W0.85）/2第74頁,共86頁，星期六，2024年，5月1、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(cè)器對(duì)不同物質(zhì)具有不同的響應(yīng)值，即不同物質(zhì)檢測(cè)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：?jiǎn)挝环迕娣e對(duì)應(yīng)組分的質(zhì)量。

fi=mi/Aifi絕對(duì)校正因子(1)絕對(duì)校正因子絕對(duì)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(cè)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(duì)較正因子。第75頁,共86頁，星期六，2024年，5月（2）相對(duì)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(cè)器常用苯作標(biāo)準(zhǔn)。相對(duì)定量校正因子fi′定義：樣品中各