分析化学第十三章 色谱分析法
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色谱分析法
色谱分析法色谱分析法色谱分析法是一种分离分析方法，是根据混合物中被分离物质的色谱行为差异，将各组分从混合物中分离后再选择性对被测组分进行分析的方法。
因此色谱分析法是分析混合物的最有力手段。
色谱分析法分为：1、依据分离方式分类：可分为纸色谱法、薄层色谱法、柱色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法等。
2、依据分离原理分类：可分为吸附色谱法、分配色谱法、离子交换色谱法与分子排阻色谱法（凝胶色谱法）等。
（一）高效液相色谱法（HPLC）1、方法的特点与适用范围：2、测定法定量测定时，可根据供试品或仪器的具体情况以峰面积或峰高计算。
目前大多数以峰面积计算。
常用两种方法如下：内标法：按各品种项下规定，精密称定药物对照品和内标物质，分别制成溶液，各精密量取适量，混合制成校正因子测定用的对照溶液。
取一定量注入仪器，记录色谱图。
分别测量药物对照品和内标物质色谱峰面积或峰高，按式子计算校正因子f：式中，AS为内标物质的峰面积（或峰高）；AR为药物对照品的峰面积（或峰高）；CS为内标物质的浓度；CR为对照品的浓度。
再取各品种项下含有内标物在的供试品溶液，进样，记录色谱图，测量供试品中被测物质和内标物质色谱峰的峰面积或峰高，按式子计算含量：式中，AX为供试品中被测药物的峰面积（或峰高）；cX为供试品溶液的浓度；f为校正因子；A'S和c'S为内标物质的峰面积（或峰高）和浓度。
采用内标法，可避免因供试品前处理及进样体积误差对结果的影响。
外标法：按各品种项下的规定，精密称量对照品和供试品，制成溶液，分别精密取一定量，进样，记录色谱图，测量对照品溶液和供试品溶液中被测物质的峰面积（或峰高），按式子计算含量：式中，AX为供试品中被测药物的峰面积（或峰高）；AR为药物对照品的峰面积（或峰高）；CR为对照品的浓度。
外标法简便，但要求进样量准确及操作条件稳定。
由于微量注射器不易精确控制进样量，当采用外标法测定含量时，以手动进样器定量环或自动进样器进样为宜。
《色谱分析法》PPT课件
死时间tm：不被固定相溶解或吸附的组分的保留时 间（即组分在流动相中的所消耗的时间），或流动 相充满柱内空隙体积占据的空间所需要的时间，又 称流动相保留时间
调整保留时间tR’：组分的保留时间与死时间之差值， 即组分在固定相中滞留的时间
tR' tR tm
或t
' R
tR
t0
保留体积VR：从进样开始到组分出现浓度极大点时 所消耗的流动相的体积
16(
t
' R
)2
W
5.54( tR' )2 W1 2
H eff L / neff
讨论：neff 和H eff 扣除了死时间，更能真实的反映柱效 k ，neff n理
小结
塔板理论的贡献：从热力学角度Hale Waihona Puke 提出了评价柱效高低的n和H的计算式
塔板数 n是色谱柱的特征参数。当色谱柱长度一定时，
2. 纵向扩散项（分子扩散项）：B/u
产生原因： 峰在固定相中被流动相推动向前、展开 →两边浓度差
纵向扩散系数 B 2 Dg
— 弯曲因子（ 1） 填充柱 1 空心毛细管柱 1
Dg — 组分在载气中的扩散系数（常数）
影响因素： B u tR ，B Dg
Dg
T
一般分类 液相色谱LC
分离方法
L-L分离
固定相
吸附在固定相表面的液体
液相-固定相 固定相表面键合的有机相
液固或吸附
离子交换
尺寸排阻
气 相 色 谱 GC （流动相为气 体）
气、液 气-键相 气-固定体
超临界流体色 谱 SFC （ 流 动 相超临界流体）
固体 离子交换树脂 聚合物中间隙 吸附在固定相表面的液体 固体表面键合的有机物 固体 固体表面键合的有机物
调整保留时间tR’：组分的保留时间与死时间之差值， 即组分在固定相中滞留的时间
tR' tR tm
或t
' R
tR
t0
保留体积VR：从进样开始到组分出现浓度极大点时 所消耗的流动相的体积
16(
t
' R
)2
W
5.54( tR' )2 W1 2
H eff L / neff
讨论：neff 和H eff 扣除了死时间，更能真实的反映柱效 k ，neff n理
小结
塔板理论的贡献：从热力学角度Hale Waihona Puke 提出了评价柱效高低的n和H的计算式
塔板数 n是色谱柱的特征参数。当色谱柱长度一定时，
2. 纵向扩散项（分子扩散项）：B/u
产生原因： 峰在固定相中被流动相推动向前、展开 →两边浓度差
纵向扩散系数 B 2 Dg
— 弯曲因子（ 1） 填充柱 1 空心毛细管柱 1
Dg — 组分在载气中的扩散系数（常数）
影响因素： B u tR ，B Dg
Dg
T
一般分类 液相色谱LC
分离方法
L-L分离
固定相
吸附在固定相表面的液体
液相-固定相 固定相表面键合的有机相
液固或吸附
离子交换
尺寸排阻
气 相 色 谱 GC （流动相为气 体）
气、液 气-键相 气-固定体
超临界流体色 谱 SFC （ 流 动 相超临界流体）
固体 离子交换树脂 聚合物中间隙 吸附在固定相表面的液体 固体表面键合的有机物 固体 固体表面键合的有机物
《色谱法分析法 》课件
THANK YOU
汇报人：
色谱法分析法的优 缺点
优点
分离效果好：能够 将复杂混合物中的 组分分离出来
灵敏度高：能够检 测到微量的组分
应用广泛：适用于 各种样品的分析， 包括气体、液体和 固体
自动化程度高：可 以实现自动化操作 ，提高工作效率
缺点
样品处理复杂，需要专业的技术人员进行操作 分析时间长，需要等待较长时间才能得到结果 仪器设备昂贵，需要投入较大的资金进行购买和维护 操作环境要求高，需要保持实验室的洁净和温度稳定
评估指标：分离度、分辨率、 峰形、保留时间等
分离度：衡量两个相邻峰的 分离程度，越高越好
分辨率：衡量色谱图中两个 相邻谱峰的形状， 越尖锐越好
保留时间：衡量物质在色谱 柱中的保留时间，越短越好
色谱法分析法的应 用
在食品分析中的应用
检测食品中的添加 剂和污染物
鉴别食品中的营养 成分和功能成分
分离原理
色谱法分析法是 一种分离混合物 的方法
原理：利用不同物 质在固定相和流动 相中的分配系数不 同，实现分离
色谱法分析法可 以分为气相色谱 法和液相色谱法
气相色谱法适用 于挥发性物质， 液相色谱法适用 于非挥发性物质
检测原理
色谱法分析法是一种分离和检测混合物的方法 原理：利用不同组分在固定相和流动相中的分配系数不同，实现分离 检测方法：通过检测器检测出各组分的信号，进行定性和定量分析 应用：广泛应用于化学、生物、医药等领域
和杂质
生物技术：检 测生物样品中 的蛋白质、核 酸等生物大分
子
法医学：检测 生物样品中的 毒品、毒物等
色谱法分析法的实 验操作
实验前的准备
样品准备：样品处理、样品 稀释等
分析化学第十三章 色谱分析法
特点：
高灵敏度和高选择性；对磷的响应为线性；对硫的响应 为非线性。用于测含S，P化合物，信号约比C-H化合物大 10000倍。用P滤光片时，P的响应值/S的响应值>20；用S 滤光片时，S的响应值/P的响应值>10。
检测器结构：火焰光度检测器由火焰燃烧喷 嘴和发光检测系统两部分组成，其结构见图138。
(6) 组分在氢焰中的电离效率很低，大约五十万分之 一的碳原子被电离。
(7)离子电流信号输出到记录仪，得到峰面积与组分质 量成正比的色谱流出曲线
三、电子捕获检测器（electron capture detector） ECD
它是一种具有选择性，高灵敏度的浓度型检测器。
它对具有电负性的物质（卤素、硫、磷、氮、氧）有
(c)分离情况最为理想，既 有良好的选择性，又有高 的柱效。
2.分离度(R)的表达式
R tR2 tR1 2(tR2 tR1)
1 2
(W1
W2
)
(W1 W2)
➢ R值越大，表明两组分的分离程度越高;
➢ R=1.0时，分离程度可达98％;
➢ R<1.0时两峰有部分重叠;
➢ R=1.5时，分离程度达到99.7％;
1、热导池的结构
双臂热导池
四臂热导池
2、热导池检测的基本原理
将电桥在未通入试样与通入试样后平衡性的差异（以电位差的形式 来表现）记录下来，得到色谱峰，反映待测物浓度。
二、氢火焰离子化检测器（flame ionization detector）FID
对含碳有机化合物有很高的灵敏度。适用于痕 量有机物的分析。 特点：结构简单、灵敏度高、响应块、稳定性好、 死体积小、线性范围宽。
3．传质阻力项
C
Cm
高灵敏度和高选择性；对磷的响应为线性；对硫的响应 为非线性。用于测含S，P化合物，信号约比C-H化合物大 10000倍。用P滤光片时，P的响应值/S的响应值>20；用S 滤光片时，S的响应值/P的响应值>10。
检测器结构：火焰光度检测器由火焰燃烧喷 嘴和发光检测系统两部分组成，其结构见图138。
(6) 组分在氢焰中的电离效率很低，大约五十万分之 一的碳原子被电离。
(7)离子电流信号输出到记录仪，得到峰面积与组分质 量成正比的色谱流出曲线
三、电子捕获检测器（electron capture detector） ECD
它是一种具有选择性，高灵敏度的浓度型检测器。
它对具有电负性的物质（卤素、硫、磷、氮、氧）有
(c)分离情况最为理想，既 有良好的选择性，又有高 的柱效。
2.分离度(R)的表达式
R tR2 tR1 2(tR2 tR1)
1 2
(W1
W2
)
(W1 W2)
➢ R值越大，表明两组分的分离程度越高;
➢ R=1.0时，分离程度可达98％;
➢ R<1.0时两峰有部分重叠;
➢ R=1.5时，分离程度达到99.7％;
1、热导池的结构
双臂热导池
四臂热导池
2、热导池检测的基本原理
将电桥在未通入试样与通入试样后平衡性的差异（以电位差的形式 来表现）记录下来，得到色谱峰，反映待测物浓度。
二、氢火焰离子化检测器（flame ionization detector）FID
对含碳有机化合物有很高的灵敏度。适用于痕 量有机物的分析。 特点：结构简单、灵敏度高、响应块、稳定性好、 死体积小、线性范围宽。
3．传质阻力项
C
Cm
色谱分析法
校正保留时间
t
' R
t
' R
tR
t0
校正保留体积 VR' VR' VR V0
VR tR F
F——流动相流动线速度
清华大学材料与表面组
相对保留值
t' V '
R2
R2
r 2.1
'
'
t V R1
R1
清华大学材料与表面组
分配系数和分配比（容量因子）
• 分配系数：一定温度与压力下两相达平衡后，组 分在固定相和流动相浓度的比值
K CS Cm
• 分配比（容量因子）：一定温度与压力下两相达 平衡后，组分在固定相和流动相量的比值
k p q
固定相重量 流动相重量
K CS p /Vs k V0 Cm q /V0 Vs
清华大学材料与表面组
容量因子k与保留值的关系
k
t
' R
tR t0
t0
t0
tR t0(1 k)
清华大学材料与表面组
tR W1/
2
2
16 tR W
2
tR
2
由此可知，组分保留时间越长，峰形越窄，理论塔板
数越大，因此n和H可以做为描述柱效能的指标，高 柱效有大的n值和小的H值
n L H
L为色谱柱长度
清华大学材料与表面组
塔板理论
为了消除死时间的影响，使用有效理论塔板
数n有效和有效塔板高度H有效做为柱效能指标
Dm——组分在流动相中的扩散系数（cm2/s）
在气相色谱中，Dm与组分的性质、载气的性质、温度、 压力等有关。增加载气密度或载气分子量，可以降低Dm， Dm随柱温增高而增加
色谱分析法概述分析化学课件
自动化与智能化
未来高效液相色谱法将更加自动化和智能化，减 少人工操作，提高分析效率，降低误差。
3
联用技术
与其他分析技术的联用，如质谱、核磁共振等， 将进一步提高高效液相色谱法的检测灵敏度和定 性能力。
气相色谱法的发展趋势
微型化与便携化
01
随着微电子技术和制造工艺的发展，气相色谱法的仪器体积将
进一步缩小，便于携带和移动。
食品成分分析
色谱分析法用于分析食品中的营养成分，如脂肪、 蛋白质、糖类等。
食品添加剂检测
通过色谱分析法检测食品中添加剂的种类和含量， 确保食品的安全性。
食品农药残留检测
色谱分析法用于检测食品中农药残留，保障消费 者的健康权益。
在医药工业中的应用
药物分离纯化
色谱分析法在药物研发和பைடு நூலகம்产过程中用于分离和纯化活性成分。
快速分析
02
提高气相色谱法的分离速度和分析时间，减少样品处理时间，
提高分析效率。
多维分析与多模式联用
03
通过与其他色谱技术（如液相色谱、质谱等）的联用，实现多
维分析与多模式联用，提高复杂样品的分析能力。
毛细管电泳等其他色谱技术
广泛应用
毛细管电泳等其他色谱技术将在生命科学、环境监测、食品安全等 领域得到更广泛的应用。
固定相和流动相
固定相
固定相是色谱柱中的填料，是实现物 质分离的关键部分。根据不同分离原 理，固定相可分为吸附剂、涂层固定 相、化学键合固定相等。
流动相
流动相是携带待测组分通过色谱柱的 流体，一般为液体或气体。流动相的 选择对分离效果和分离时间有很大影 响。
色谱图和色谱峰
色谱图
色谱图是记录色谱柱出口流出物浓度的信号随时间变化的曲线图。通过色谱图 可以观察各组分的流出时间和浓度。
未来高效液相色谱法将更加自动化和智能化，减 少人工操作，提高分析效率，降低误差。
3
联用技术
与其他分析技术的联用，如质谱、核磁共振等， 将进一步提高高效液相色谱法的检测灵敏度和定 性能力。
气相色谱法的发展趋势
微型化与便携化
01
随着微电子技术和制造工艺的发展，气相色谱法的仪器体积将
进一步缩小，便于携带和移动。
食品成分分析
色谱分析法用于分析食品中的营养成分，如脂肪、 蛋白质、糖类等。
食品添加剂检测
通过色谱分析法检测食品中添加剂的种类和含量， 确保食品的安全性。
食品农药残留检测
色谱分析法用于检测食品中农药残留，保障消费 者的健康权益。
在医药工业中的应用
药物分离纯化
色谱分析法在药物研发和பைடு நூலகம்产过程中用于分离和纯化活性成分。
快速分析
02
提高气相色谱法的分离速度和分析时间，减少样品处理时间，
提高分析效率。
多维分析与多模式联用
03
通过与其他色谱技术（如液相色谱、质谱等）的联用，实现多
维分析与多模式联用，提高复杂样品的分析能力。
毛细管电泳等其他色谱技术
广泛应用
毛细管电泳等其他色谱技术将在生命科学、环境监测、食品安全等 领域得到更广泛的应用。
固定相和流动相
固定相
固定相是色谱柱中的填料，是实现物 质分离的关键部分。根据不同分离原 理，固定相可分为吸附剂、涂层固定 相、化学键合固定相等。
流动相
流动相是携带待测组分通过色谱柱的 流体，一般为液体或气体。流动相的 选择对分离效果和分离时间有很大影 响。
色谱图和色谱峰
色谱图
色谱图是记录色谱柱出口流出物浓度的信号随时间变化的曲线图。通过色谱图 可以观察各组分的流出时间和浓度。
色谱分析法概述范文
色谱分析法概述范文色谱分析法是一种广泛应用于科学研究和工业生产中的化学分析方法。
它通过利用物质在固定相和流动相之间的分配行为来分离和测定化合物。
色谱分析方法可以用于分离和确定固、液、气相中的各种有机和无机物质，具有高灵敏度、选择性、重现性和快速分析速度等优点。
气相色谱（GC）是利用气体载气和物质在固定相上的分配行为进行分离和测定的方法。
GC常用于分析挥发性有机物，如石油化工中的燃料、溶剂和有机污染物等。
GC具有高分离效率和分辨率，可以快速分析多种组分。
液相色谱（LC）是利用液体移动相和固定相之间的分配行为进行分离和测定的方法。
LC可分为正相色谱和反相色谱两种类型。
正相色谱是指流动相为非极性溶剂，固定相为极性的固体材料，用于分离非极性有机物和极性无机物。
反相色谱是指流动相为极性溶剂，固定相为非极性的固体材料，用于分离极性有机物。
LC广泛应用于食品、环境、药物等领域的分析。
超高效液相色谱（UHPLC）是一种液相色谱的高效率改进方法，其主要特点是使用高压强制液相通过色谱柱，提高分离速度和分辨率。
UHPLC主要用于分析复杂样品和需要高分辨率的分析。
离子色谱（IC）是利用离子交换柱对离子物质进行分离和测定的方法。
IC主要用于分析离子荧光染料、水中无机离子、药物中的阳离子和阴离子等。
在样品前处理方面，色谱分析法通常需要对样品进行前处理，如提取、分离、浓缩、蒸馏等。
这些步骤有助于减少样品的复杂性和提高分析的灵敏度。
在仪器方面，色谱分析法需要使用高性能液相色谱仪（HPLC）、气相色谱仪（GC）和离子色谱仪（IC）等分析仪器。
这些仪器通过控制流动相和固定相的流动速度和温度等参数来实现样品的分离和测定。
总之，色谱分析法是一种高效、可靠和灵敏的化学分析方法。
它在科学研究、环境保护、食品安全和药物分析等领域起着重要作用，为人们提供了丰富的化学信息。
色谱分析方法
色谱分析方法
色谱分析是一种用于分离、鉴定和定量化化合物的方法，它是化学分析中非常重要的一部分。
色谱分析方法主要包括气相色谱（GC）和液相色谱（HPLC）两大类，它们在不同的应用领域具有广泛的用途。
气相色谱是一种基于气相流动的分离技术，它适用于挥发性化合物的分析。
在气相色谱中，样品首先被蒸发成气态，然后通过色谱柱进行分离，最后由检测器进行检测和定量。
气相色谱具有分离效率高、分析速度快、灵敏度高等优点，因此在环境监测、食品安全、药物分析等领域得到了广泛应用。
液相色谱是一种基于液相流动的分离技术，它适用于非挥发性化合物的分析。
在液相色谱中，样品首先被溶解在流动相中，然后通过色谱柱进行分离，最后由检测器进行检测和定量。
液相色谱具有分离效果好、适用范围广、操作简便等优点，因此在生物医药、化工生产、食品加工等领域得到了广泛应用。
除了气相色谱和液相色谱外，还有许多其他类型的色谱分析方法，如超临界流体色谱、离子色谱、毛细管电泳等。
这些方法在不
同的应用领域具有独特的优势，可以满足不同化合物分析的需求。
色谱分析方法的选择取决于样品的性质、分析的目的、分离的
要求等因素。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的色谱分
析方法，并结合适当的检测技术进行分析。
同时，还需要对色谱分
析方法进行优化，以提高分离效率、减少分析时间、提高灵敏度等。
总之，色谱分析方法作为一种重要的化学分析手段，在现代化
学分析中具有不可替代的地位。
通过不断地研究和改进，相信色谱
分析方法将在更广泛的领域发挥更重要的作用。
分析化学13
色谱法基础一、填空题1.色谱分析法首先对混合物进行分离，然后进行定性和定量。
2.色谱法是一种分离方法，在分离的基础上可进行分析和制备。
3.按流动相的聚集态可将色谱法分为气相色谱法(GC)、液相色谱法(LC)和超临界流体色谱法(SFC)。
4.色谱分离的基础是混合物中各组分在两相中分配系数的差异。
两个组分是否能够分离以及分离的好坏还与柱效(动力学因素)和容量因素(因子)有关。
5.由塔板理论可以导出，板高(H)还可以作为表达 (色谱峰)谱带扩张的指标。
6.速率理论认为，谱带扩张是由于色谱动力学因素的影响造成的，这些动力学因素主要有两类，即扩散和传质阻力。
7.对同一组分，检测器的响应值与进入检测器的(组分的)量成正比，这是色谱定量的依据。
8.由于检测器对各个组分的灵敏度不一样，故色谱定量时往往要使用校正因子(f) 对色谱峰的峰值进行校正。
9.计算理论板数或分离度时，如果t R的单位是min，而W的单位是mm，这时应通过走纸速度进行换算，将二者单位统一。
10.完成下表：11.完成下表：12.完成下表(共2分)13.完成下表(共2分)二、选择题1.色谱法中用于定量的参数是( D )A：保留时间B：相对保留值C：半峰宽D：峰面积2.色谱法中用于定性的参数是( A )A：保留时间B：分配系数 C：半峰宽D：峰面积*3.气相色谱法中可以利用文献记载的保留数据定性，目前最具参考价值的是( D ) A：调整保留体积B：相对保留值C：保留指数D：相对保留值和保留指数4.Tswett用石油醚作冲洗剂分离植物色素时采用的方法是( B )A：LLC B：LSC C：SEC D：IEC5.衡量色谱柱选择性的指标是( C )A：分离度B：容量因C：分离因子D：分配参数6.柱色谱法中直接表示组分在固定相中停滞时间长短的保留参数是( A )A：调整保留时间B：保留时间C：相对保留值D：保留指数7.用色谱法进行定量分析时，要求混合物中每一个组分都出峰的是( C )A：外标法B：内标法C：归一法8.以下定量方法中，不使用校正因子(f)的是( A )A：外标法B：内标法C：归一法9.衡量色谱柱柱效能的指标是( C )A：分离度B：容量因子C：塔板数D：分配系数三、计算题：(5分)1. 在一只理论板数为9025的色谱柱上，测得异辛烷和正辛烷的保留时间分别为810s和825s ，计算分离度R.44.08108258108252902521212=+-=+-=R R R R t t t t n R2.GLC 分离正戊烷和丙酮，得到色谱数据如下：丙酮，正戊烷70.237.0137.075.035.575.045.2,,====--=''=正丙烷丙酮再正γαγE R R t t3.计算完成下表：5.72508.11log 11.25log 08.14log 32.16log 7100=⎪⎪⎭⎫⎝⎛--+=甲苯I4.用内标法测定环氧丙烷中的水分含量。
化学中的色谱分析方法
化学中的色谱分析方法色谱分析是一种常用的化学分析方法，通过将混合物中的化合物分离并测量其相对含量，可以确定样品的组成和纯度。
在化学领域中，色谱分析方法被广泛应用于有机合成、药物研发、环境监测等方面。
本文将介绍几种常见的色谱分析方法及其原理。
气相色谱法（GC）气相色谱法是一种基于化合物在气相载体中的分配行为进行分离的方法。
它主要由进样系统、色谱柱、检测器和数据处理系统组成。
在气相色谱法中，样品首先被蒸发成气态，然后通过进样系统进入色谱柱。
不同化合物在色谱柱中的停留时间不同，从而实现了它们的分离。
最常用的检测器是火焰离子化检测器（FID），它可以对大多数有机化合物进行检测。
液相色谱法（LC）液相色谱法是一种基于化合物在液相载体中的分配行为进行分离的方法。
它主要由进样系统、色谱柱、检测器和数据处理系统组成。
在液相色谱法中，样品首先被溶解在溶剂中，然后通过进样系统进入色谱柱。
不同化合物在色谱柱中的停留时间不同，从而实现了它们的分离。
最常用的检测器是紫外-可见光谱检测器（UV-Vis），它可以对吸收紫外或可见光的化合物进行检测。
离子色谱法（IC）离子色谱法是一种基于化合物在离子交换树脂上的吸附行为进行分离的方法。
它主要由进样系统、色谱柱、检测器和数据处理系统组成。
在离子色谱法中，样品首先被溶解在溶剂中，然后通过进样系统进入色谱柱。
不同离子在色谱柱中的停留时间不同，从而实现了它们的分离。
最常用的检测器是电导率检测器，它可以对带电离子进行检测。
气相色谱-质谱联用法（GC-MS）气相色谱-质谱联用法是将气相色谱和质谱两种技术结合起来进行分析的方法。
它主要由气相色谱系统和质谱系统组成。
在气相色谱-质谱联用法中，样品首先通过气相色谱进行分离，然后进入质谱进行检测。
质谱可以提供化合物的分子量和结构信息，从而对化合物进行鉴定。
液相色谱-质谱联用法（LC-MS）液相色谱-质谱联用法是将液相色谱和质谱两种技术结合起来进行分析的方法。
色谱分析方法
4、 保留体积（VR）Retention Volume
•组分从进样到出现峰最大值所需的载气体积。 VR= tR.FC （ml/min）。 FC－载气流速
5、 柱效能Colume efficiency
色谱柱在色谱分离过程中主要由动力学因素（操作参数）所决定的分离效能。 通常用理论板高或有效板数表示。 ①、理论板数（n）Number of theoretical plate •表示柱效能的物理量，可由下式计算 •n=5.54(tR/W)2=16()2 ②、理论板高（H）Height equivalent to a theoretical plate •单位理论板的长度。H=L/n ③ 有效板数（neff）Number of effective plate
峰与峰底之间的面积（见图3中的CHEJDC）。
标准偏差（ɑ）Standard error
0.607倍峰高处所对应峰宽之一半。
•基线Baseline
在正常操作条件下，仅有载气通过检测器系统时所产生的响应信号的曲线。
•基线漂移Baseline drift
基线随时间定向的缓慢变化。
•基线噪声（N）Baseline noise
Ei――标准样中组分i的含量；
AE――标准样中组分i的峰面积。 该方法的优点是操作简单和计算方便。缺点是仪器和操作条件对分析结果影响很大， 不像归一化和内标法定量操作中可以互相抵消。因此，标准曲线使用一段时间后应 当校正。
3、 内标法
当分析样品不能全部出峰，不能用归一法定量时，可考虑用内标法定量。 方法：准确称取样品，选择适宜的组分作为预测组分的参比物，也称内标物。加入 一定量的内标物，根据被测物和内标物的质量及在色谱图上相应的峰面积比按下式 求组分的含量; xi(%)=×100 式中 xi---试样中组分I的百分含量； ms---加入内标物的质量； As---内标物的峰面积； m---试样的质量 Ai---组分I的峰面积；fsi=fi/fs。
分析化学-色谱分析法
力强，使k值小，保留时间短。
Snyder溶剂强度o：吸附自由能，表示洗脱能
力。o值越大，固定相对溶剂的吸附能力越强， 即洗脱能力越强。
表 16-1 一些溶剂在硅胶上的o值
溶剂
正戊烷
溶剂强度 （ o ） 0.00 0.00 0.26 0.40 0.43
溶剂
甲基特丁基 醚
溶ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ强度 （ o ） 0.48 0.48 0.52 0.60 0.70
子(Y)争夺吸附剂表面活性中心的过程，即为
竞争吸附过程 。
+ n a X Y m
Ka =
n [Xa ][Y ] m
n + m Y X a
[Xm ][Y a]
n
[X X a] a /S a K a [X ] X m m/V m
吸附系数与吸附剂的 活性、组分的性质和 流动相的性质有关。
吸附色谱法
第一节 色谱法的分类和发展
一、色谱法的分类
按流动相的分子聚集状态分类:
GC、LC、SFC 等。 按固定相的分子聚集状态分类:
GSC、GLC、LSC、LLC等。
按操作形式分类:
柱色谱法、平面色谱法、毛细管电 泳法等。 按色谱过程的分离机制分类:
分配色谱法、吸附色谱法、离子交 换色谱法、空间排阻色谱法、毛细管电 泳法等。
定性参数3
调整保留体积(adjusted retention volume)： V 由保留体积扣除死体积 后的体积
' R
V V V t F R 0 c
' R ' R
注意：VR’是定值，tR’与FC成反比 相对保留值(r) ：两组分的调整保留值之比
r2,1
色谱分析法分析化学PPT课件
• 双柱定性法----再用另一根装填不同极性固定液 的色谱柱进样分析。如果仍获得相同的保留值， 则上述定性结果一般就没有问题了，因为两种 不同组分，在两根不同极性固定液柱上，保留 值相同的机会是极少的。
2020/11/22
3.保留指数
又称Kovats指数（Ⅰ），是一种重现性较好的定性参数。
测定方法： 将正构烷烃作为标准，规定其保留指数为分子中碳原子 个数乘以100（如正己烷的保留指数为600）。
2020/11/22
内标法
操作方法 • 准确称取一定量试样，加人一定量的选
定的标准物（称内标物），根据内标物 和试样的质量以及色谱图上相应的峰面 积，计算待测组分的含量
2020/11/22
内标法
对内标物的要求
（1）试样中不存在的纯物质；
（2）与被测组分性质比较接近；
（3）不与试样发生化学反应；
（4）出峰位置应位于被测组分附近，且无组分峰影响，
2020/11/22
归一化法
• 当测量参数为峰高时，也可用峰高归一 化计算组分含量。f ”为峰高校正因子， 必须自行测定。测定方法与峰面积校正 因子相同。
2020/11/22
几种常用定量方法 内标法
适用条件 当试样中所有组分不能全部出峰，或者 试样中各组分含量悬殊，或仅需测定其 中某个或某几个组分时，可用此法
定量校正因子与检测器响应值成倒数关系：
f i = 1 / Si 相对校正因子f ’i ：即组分的绝对校正因子与标准物质的绝 对校正因子之比。
fi'
fi fs
mi/Ai mi ms/As ms
As Ai
• 当mi、mS以摩尔为单位时，所得相对校正因子称为相对 摩尔校正因子（f ’M）,用表示；当mi、mS用质量单位时, 以 （f ’W）,表示。应用时常将“相对”二字省去
2020/11/22
3.保留指数
又称Kovats指数（Ⅰ），是一种重现性较好的定性参数。
测定方法： 将正构烷烃作为标准，规定其保留指数为分子中碳原子 个数乘以100（如正己烷的保留指数为600）。
2020/11/22
内标法
操作方法 • 准确称取一定量试样，加人一定量的选
定的标准物（称内标物），根据内标物 和试样的质量以及色谱图上相应的峰面 积，计算待测组分的含量
2020/11/22
内标法
对内标物的要求
（1）试样中不存在的纯物质；
（2）与被测组分性质比较接近；
（3）不与试样发生化学反应；
（4）出峰位置应位于被测组分附近，且无组分峰影响，
2020/11/22
归一化法
• 当测量参数为峰高时，也可用峰高归一 化计算组分含量。f ”为峰高校正因子， 必须自行测定。测定方法与峰面积校正 因子相同。
2020/11/22
几种常用定量方法 内标法
适用条件 当试样中所有组分不能全部出峰，或者 试样中各组分含量悬殊，或仅需测定其 中某个或某几个组分时，可用此法
定量校正因子与检测器响应值成倒数关系：
f i = 1 / Si 相对校正因子f ’i ：即组分的绝对校正因子与标准物质的绝 对校正因子之比。
fi'
fi fs
mi/Ai mi ms/As ms
As Ai
• 当mi、mS以摩尔为单位时，所得相对校正因子称为相对 摩尔校正因子（f ’M）,用表示；当mi、mS用质量单位时, 以 （f ’W）,表示。应用时常将“相对”二字省去
分析化学要用化学基础第十三章平面色谱法
三、操作方法 3.展开 ➢ 展开剂不与被测组分发生化学反应； ➢ Rf值要求在0.3~0.8之间，Rf值之间应相差0.05以上； ➢ 易于获得边缘整齐的圆形斑点； ➢ 尽可能不用高沸点溶剂做展开剂，便于干燥。
三、操作方法 4.显色
➢ 紫外灯显色 ➢ 显色剂喷洒 ➢ 压板法 ➢ 侧吮法
四、操作条件 1.吸附剂的选择
➢ 硅胶 硅胶H、硅胶G、硅胶HF254
四、操作条件 2.展开剂的选择
➢ 分离中各斑点的Rf值要求在0.3~0.8之间，Rf值之间应相差0.05 以上；
➢ 如果做碱性物质分离时，在展开剂中可适当加入碱性溶剂， 如氨水或吡啶等；如分离酸性物质时，可在展开剂中适当加 入酸性溶剂如乙酸、甲酸等。
五、定性和定量 1.定性 ➢ 薄层色谱定性分析的依据是：在固定的色谱条件下，相同 物质的Rf值相同。
茚三酮(0.3g茚三酮溶于100ml醋 酸)80℃加热，呈红色斑点
三、操作方法 2.展开
➢ 上行展开法 ➢ 下行展开法 ➢ 双向展开法 ➢ 辐射水平展开法
三、操作方法
3.显色 ➢ 展开完毕后，取出滤纸，在展开剂到达的前沿用铅笔轻轻划
一记号，在室内晾干，即可观察到色斑，然后在紫外灯下观 察荧光斑点，标出位置、大小，并记录颜色及强度。 ➢ 如某些组分既不显色斑，又不显荧光，则可根据组分的特性 反应，喷洒合适的显色剂，使色谱斑点显色。 ➢ 需要加热后才能显色的则可用烘箱或电吹风加热。
二、仪器与材料 2.点样器
➢ 常用点样器：具有支架的微量注射器（平口）或定量毛细管 （无毛刺）；
➢ 点样位置正确、集中。
二、仪器与材料
3.色谱滤纸
➢ 质地均匀平整，具有一定机械强度，不含影响展开效果的 杂质；
分析化学课件-色谱分析法
围的面积。
返回
柱效参数
标准差(standard deviation；σ)：正态色谱流
出曲线上两拐点间距离之半，即0.607倍峰高处
的峰宽之半。σ的大小表示组分被带出色谱柱的 分散程度。σ越大，组分越分散；反之越集中。 半峰宽(W1/2)：峰高一半处的峰宽 W1/2=2.355σ 峰宽 (peak width；W)：色谱峰两侧拐点作切线
应用的科学领域：生命科学、材料科学、 环 境科学等。（科学的科学）
药学（药物分析）：各国药典收载了许多 色 谱分析方法。中国药典二部，700多，纯 度检查、定性鉴别或含量测定，一部， 600多鉴别或含量测定。
第一节 色谱法的分类和发展
一、色谱法的分类
按流动相的分子聚集状态分类: GC、LC、SFC 等。
附力越强。 ④分子中取代基的空间排列
三、离子交换色谱法
分离原理 利用被分离组分离子交换能力的 差别而实现分离。
分为阳离子交换色谱法和阴离子交换色谱法。
阳离子交换：
阴离子交换：
交换
RSO 3 H+ + Na+ 再生
RSO 3 Na+ + H +
离子交换通式： RNR+3 OH- + Cl
交换
分配系数与色谱分离
容量因子(capacity factor；k)：在一定温
度和压力下，达到分配平衡时，组分在固定
相和流动相中的质量(m)之比。（摩尔数？）
又称为质量分配系数或分配比。
还与固定相和流动相的体积有关。
容量因子与 分配系数的关系
k
m s
CV ss
V K s
m CV
V
m
mm
返回
柱效参数
标准差(standard deviation；σ)：正态色谱流
出曲线上两拐点间距离之半，即0.607倍峰高处
的峰宽之半。σ的大小表示组分被带出色谱柱的 分散程度。σ越大，组分越分散；反之越集中。 半峰宽(W1/2)：峰高一半处的峰宽 W1/2=2.355σ 峰宽 (peak width；W)：色谱峰两侧拐点作切线
应用的科学领域：生命科学、材料科学、 环 境科学等。（科学的科学）
药学（药物分析）：各国药典收载了许多 色 谱分析方法。中国药典二部，700多，纯 度检查、定性鉴别或含量测定，一部， 600多鉴别或含量测定。
第一节 色谱法的分类和发展
一、色谱法的分类
按流动相的分子聚集状态分类: GC、LC、SFC 等。
附力越强。 ④分子中取代基的空间排列
三、离子交换色谱法
分离原理 利用被分离组分离子交换能力的 差别而实现分离。
分为阳离子交换色谱法和阴离子交换色谱法。
阳离子交换：
阴离子交换：
交换
RSO 3 H+ + Na+ 再生
RSO 3 Na+ + H +
离子交换通式： RNR+3 OH- + Cl
交换
分配系数与色谱分离
容量因子(capacity factor；k)：在一定温
度和压力下，达到分配平衡时，组分在固定
相和流动相中的质量(m)之比。（摩尔数？）
又称为质量分配系数或分配比。
还与固定相和流动相的体积有关。
容量因子与 分配系数的关系
k
m s
CV ss
V K s
m CV
V
m
mm
色谱分析法详解
第16页
食品学院
（三）保留值
1.死时间tM 不被固定相吸附或溶解的物质进入色谱柱时，
从进样到出现峰极大值所需的时间称为死时间， 它正比于色谱柱的空隙体积，如下图。
信 进样 号
tM
第17页
食品学院
2. 保留时间tR 试样从进样到柱后出现峰极大点时所经过
的时间，称为保留时间，如下图。
信 进样 号
tR
mi fihhi
m f AA
i
ii
第24页
食品学院
3 定量分析方法 （1） 外标法(标准曲线法)：将欲测组分的纯物质配制成 不同浓度的标准溶液进行色谱分析，以峰面积对浓度作 图。测得样品的信号后从标准曲线上查出对应浓度。
1 2 3 4 5 6 Sample
Ai A
第25页
mi
m
食品学院
（2） 内标法 准确称取样品（m），加入一定量（ms）某种纯物
(2)液相色谱：流动相为液体（称为淋洗液）。
按固定相的不同分为：液固色谱和液液色谱。
第10页
食品学院
(3)其他色谱方法
薄层色谱和纸色谱： 用于初步定性的色谱方法
凝胶色谱法：测聚合物分子量分布 超临界色谱: CO2流动相 高效毛细管电泳:
九十年代快速发展、特别适合 生物试样分析分离的高效分析仪器
第11页
难分离物质对的分离度大小受色谱过程中两种 因素的综合影响：保留值之差──色谱过程的热力 学因素；
区域宽度──色谱过程的动力学因素。
第19页
食品学院
色谱分离中的四种情况：
① 柱效较高，△K(分配系数)较大,完全分离； ② △K不是很大，柱效较高，峰较窄，基本上完全分离； ③柱效较低，，△K较大,但分离的不好； ④ △K小，柱效低，分离效果更差。
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死时间，由于组分不被固定相溶解或吸附，因此它的流速与流动相的流 速相等。tM也可用下式来求得，即
t 3、调整保留时间 R'：某组份的保留时间扣除死时间后的保留时间，它是组 份在固定相中的滞留时间。
tR' tR tM
（4）相对保留值r21 某组分2的调整保留时间与组分1的调整保 留时间之比称为相对保留值，存在下列关系
(6) 组分在氢焰中的电离效率很低，大约五十万分之 一的碳原子被电离。
(7)离子电流信号输出到记录仪，得到峰面积与组分质 量成正比的色谱流出曲线
三、电子捕获检测器（electron capture detector） ECD
它是一种具有选择性，高灵敏度的浓度型检测器。
它对具有电负性的物质（卤素、硫、磷、氮、氧）有
u 为流动相线速度； A，B，C为常数
A—分别表示涡流扩散系数； B—分子扩散系数； C—传质阻力系数（包括液相和固相传质阻力系数） 减小A、B、C三项可提高柱效
1．涡流扩散项
➢ A = 2λdp ➢ dp：固定相的平均颗粒直径 ➢ λ：固定相的填充不均匀因子
2．分子纵向扩散项
➢ B = 2νDg ➢ ν ：弯曲因子，填充柱色谱，ν<1。 ➢ Dg：组分分子在气相中的扩散系数（cm2·s-1）
与色谱柱；8. 色谱工作站
四、色谱分析法的特点
（1）分离效能高 （2）灵敏度高 （3）分析速度快 （4）应用范围广
第二节 气相色谱法理论基础
一、色谱流出曲线及有关术 语
色谱流出曲线的意义： 色谱峰数——样品中单组份的最少个数； 色谱保留值——定性依据； 色谱峰高或面积——定量依据； 色谱保留值或区域宽度——色谱柱分离效能评价指标； 色谱峰间距——固定相或流动相选择是否合适的依据
“十二五”职业教育国家规划教材
第十三章 色谱分析法
第十三章 色谱分析法
第一节 概 述 第二节 气相色谱法理论基础 第三节 气相色谱固定相及其选择 第四节 气相色谱分离条件的选择 第五节 气相色谱检测器 第六节 气相色谱分析方法 第七节 高效液相色谱分析法简介 第八节 色谱分析法的应用实例
第一节 色谱分析法 茨维特实验
r 21 t'R2 t 'R1
相对保留值只与柱温及固定相的性质有关， 与柱径，柱长，填充情况及流动相流速无关。 Y1/2 2.354
(3)峰底宽度(Peakwidth)Wb
Wb 4
二、气相色谱法的基本理论
热力学理论：塔板理论——平衡理论 动力学理论：速率理论——Vander方程
3．传质阻力项
C
Cm
Cs
(0.1k )2 1 k
d
2 p
Dg
2k 3(1 k)2
d
2 f
Ds
k为容量因子； Dg 、Ds为扩散系数。
三、分离度
1．色谱柱的总分离效能
(a)两色谱峰距离近且峰形 宽，彼此严重相重叠，柱 效和选择性都差；
(b)虽能很好分离，但峰形 很宽，表明选择性好，但 柱效低；
第四节 气相色谱分离条件的选择
一、载气及其线速率u的选择 1、载气种类的选择 2、载气线速度对的选择 二、柱温的选择 三、柱长和柱内径的选择 四、进样量和进样时间的选择 五、汽化温度的选择
检测器：将色谱柱分离后的各组分按其特性及含量 转换为相应的电讯号。
检测器分类
1、根据检测器的响应原理，可将其分为浓度型和质 量型检测器。
1、热导池的结构
双臂热导池
四臂热导池
2、热导池检测的基本原理
将电桥在未通入试样与通入试样后平衡性的差异（以电位差的形式 来表现）记录下来，得到色谱峰，反映待测物浓度。
二、氢火焰离子化检测器（flame ionization detector）FID
对含碳有机化合物有很高的灵敏度。适用于痕 量有机物的分析。 特点：结构简单、灵敏度高、响应块、稳定性好、 死体积小、线性范围宽。
性 二甲基甲酰胺
0
氯仿
有机皂土
200
甲苯
β′-
氢 甘油
键
季戊四醇
型
聚乙醇
聚乙醇
<100 70 150 100 250
甲醇、丙酮
甲醇、乙醇 氯仿：丁醇（
乙醇、氯仿 乙醇、氯仿
相对
分析对象
极性
0 低沸点碳氢化合物
0 少于8碳氢化合物 +1 各类高沸点有机化合物
+1 各类高沸点有机化合物
+2 烃、醇、醛、酮、酸、酯等有机物
n L H
塔板理论要点
➢ 当溶质在柱中的平衡次数，即理论塔板数n大于50时，可得到基本 对称的峰形曲线。
➢ 当试样进入色谱柱后，只要各组分在两相间的分配系数有微小差异， 经过反复多次的分配平衡后，仍可获得良好的分离。
➢ n与半峰宽度及峰底宽的关系式为：
n 5.54 ( tR )2 16 ( tR )2
响应，电负性越强，灵敏度越高。
能检测10-14g·mL-1物质。
工作原理：在富氢火焰中，含硫、磷的有机物燃烧 后分别发出特征的蓝紫色(波长为350~130nm，最大强 度为394nm)和绿色光 (波长为480~560nm，最大强度 为526nm)，经滤光片 (对硫为394nm，对磷为526nm) 滤光，再由光电倍增管测量特征光的强度变化，转变 成电信号，就可检测硫或磷的含量。
W1/ 2
W
有效塔板数和有效塔板高度
➢ 单位柱长的塔板数越多，表明柱效越高。 ➢ 用不同物质计算可得到不同的理论塔板数。
➢ 常用有效塔板数n有效表示柱效：
n有效
5.54( t'R W1/ 2
)2
16( t'R W
)2
H 有效
L n有效
二、速率理论
速率方程（也称范.弟姆特方程式）
H A B Cu u
聚合物固定相是近年来出现的一种较为理想 的新型固定相。国内的商品有GDX系列，国外类似 的商品有以乙基苯乙烯与二乙烯苯为主题的 Porapak系列和以苯乙烯与二乙烯苯为主体的 Chromosorb系列。这类高分子多空微球特别适用 于有机物中痕量水的分析，也可用于多元醇、脂 肪酸、腈类、胺类的分离分析。
A区：预热区 B层：点燃火焰 C层：热裂解区： 温度最高 D层：反应区
(3)生成的正离子CHO+ 与火焰中大量水分子碰撞而发 生分子离子反应：
CHO+ + H2O ──→H3O+ + CO (4)化学电离产生的正离子和电子在外加恒定直流电场 的作用下分别向两极定向运动而产生微电流（约10-6～ 10-14A）； (5) 在一定范围内，微电流的大小与进入离子室的被测 组分质量成正比，所以氢焰检测器是质量型检测器。
二、气-液色谱固定相
固定液
最高使用 常用溶剂
温度
非
十八烷
室温
乙醚
极
角鲨烷
120
乙醚
性 阿匹松（
300
苯，氯仿
硅橡胶
300 丁醇：氯仿（
中 癸二酸二辛酯
120 甲醇、乙醚
性 邻苯二甲酸二壬酯 130
甲醇、乙醚
极 磷酸三苯酯
130 苯、氯仿、乙
性
醚
丁二酸二乙二醇酯 200 丙酮、氯仿
极 苯乙腈
常温
甲醇
硫、磷的机理有差异，相互间有一定干扰，所以使用 火焰光度检测器测定硫和磷时，应选用不同的滤光片 和不同的火焰温度。
第六节 气相色谱分析方法
色谱定性分析: 确定色谱图上每一个峰所代表的物质。 依据: 在色谱条件一定时，任何一种物质都有确定的保留时间。 方法: 在相同色谱条件下，通过比较已知物和未知物的保留值或 在固定相上的位置，即可确定未知物是何种物质。 方法的发展:色谱与质谱或其它光谱法联用，是目前解决复杂混合 物中未知物定性分析的最有效的技术。
+2 烃、醇、醛、酮、酸、酯等有机物
+3 烃类、酚类异构物、卤化物
+4
+4 卤代烃，芳烃3，一起分离烷烯烃 +4 低沸点碳氧化合物 +4 芳烃、特别二甲苯异构体有高选择
性 +5 分离低级烃、芳烃、含氧有机物
+4 醇和芳烃，对水有强滞留作用 +4 醇、酯、芳烃 +4 极性化合物 +4 极性化合物
三、聚合物固定相
一、塔板理论
塔板模型：将一根色谱柱视为一个 精馏塔，即色谱柱是由一系列连续的、 相等的水平塔板组成。每一块塔板的高 度用H表示，称为塔板高度。
塔板理论假设：在每一块塔板上，溶质在两相 间很快达到分配平衡，然后随着流动相按一个一个 塔板的方式向前转移。对一根长为L的色谱柱，溶 质平衡的次数n称为理论塔板数。
➢ 所以，通常用R=1.5作为相邻两色谱峰完全分离的指标。
响应信号
保留时间 t, min
R=0.75 R=1.0 R=1.5
第三节 气相色谱固定相及其选择
一、气-固色谱固定相（吸附剂） 1.活性炭 2.氧化铝 3.硅胶 4.化学键固定相 5.分子筛 6.聚合物固定相
二、气-液色谱固定相
固定液类型
固定相——CaCO3颗粒 流动相——石油醚
色带
一、色谱分析法的分类
（1）两相的状态分类 （2）固定相的形式分类 （3）分离原理分类
二、气相色谱的分析流程
图13-2 气相色谱流程图
1. 高压载气瓶；2. 压力调节器（a. 瓶压，b. 输出压）3. 净化器；4. 气流调节阀 5. 气化室；6. 检测器；7. 柱温箱
基线
1．基线：操作条件稳定后，无样品通过 时检测器所反映的信号一时间曲线。 它反映检测器系统噪声随时间变化。稳定 的基线是一条直线。
2．色谱峰：从被测组分开始进入检测器至完全流出检测器所形成的峰型 部分称色谱峰。基线与色谱峰组成了一个完整的色谱图。
t 3、调整保留时间 R'：某组份的保留时间扣除死时间后的保留时间，它是组 份在固定相中的滞留时间。
tR' tR tM
（4）相对保留值r21 某组分2的调整保留时间与组分1的调整保 留时间之比称为相对保留值，存在下列关系
(6) 组分在氢焰中的电离效率很低，大约五十万分之 一的碳原子被电离。
(7)离子电流信号输出到记录仪，得到峰面积与组分质 量成正比的色谱流出曲线
三、电子捕获检测器（electron capture detector） ECD
它是一种具有选择性，高灵敏度的浓度型检测器。
它对具有电负性的物质（卤素、硫、磷、氮、氧）有
u 为流动相线速度； A，B，C为常数
A—分别表示涡流扩散系数； B—分子扩散系数； C—传质阻力系数（包括液相和固相传质阻力系数） 减小A、B、C三项可提高柱效
1．涡流扩散项
➢ A = 2λdp ➢ dp：固定相的平均颗粒直径 ➢ λ：固定相的填充不均匀因子
2．分子纵向扩散项
➢ B = 2νDg ➢ ν ：弯曲因子，填充柱色谱，ν<1。 ➢ Dg：组分分子在气相中的扩散系数（cm2·s-1）
与色谱柱；8. 色谱工作站
四、色谱分析法的特点
（1）分离效能高 （2）灵敏度高 （3）分析速度快 （4）应用范围广
第二节 气相色谱法理论基础
一、色谱流出曲线及有关术 语
色谱流出曲线的意义： 色谱峰数——样品中单组份的最少个数； 色谱保留值——定性依据； 色谱峰高或面积——定量依据； 色谱保留值或区域宽度——色谱柱分离效能评价指标； 色谱峰间距——固定相或流动相选择是否合适的依据
“十二五”职业教育国家规划教材
第十三章 色谱分析法
第十三章 色谱分析法
第一节 概 述 第二节 气相色谱法理论基础 第三节 气相色谱固定相及其选择 第四节 气相色谱分离条件的选择 第五节 气相色谱检测器 第六节 气相色谱分析方法 第七节 高效液相色谱分析法简介 第八节 色谱分析法的应用实例
第一节 色谱分析法 茨维特实验
r 21 t'R2 t 'R1
相对保留值只与柱温及固定相的性质有关， 与柱径，柱长，填充情况及流动相流速无关。 Y1/2 2.354
(3)峰底宽度(Peakwidth)Wb
Wb 4
二、气相色谱法的基本理论
热力学理论：塔板理论——平衡理论 动力学理论：速率理论——Vander方程
3．传质阻力项
C
Cm
Cs
(0.1k )2 1 k
d
2 p
Dg
2k 3(1 k)2
d
2 f
Ds
k为容量因子； Dg 、Ds为扩散系数。
三、分离度
1．色谱柱的总分离效能
(a)两色谱峰距离近且峰形 宽，彼此严重相重叠，柱 效和选择性都差；
(b)虽能很好分离，但峰形 很宽，表明选择性好，但 柱效低；
第四节 气相色谱分离条件的选择
一、载气及其线速率u的选择 1、载气种类的选择 2、载气线速度对的选择 二、柱温的选择 三、柱长和柱内径的选择 四、进样量和进样时间的选择 五、汽化温度的选择
检测器：将色谱柱分离后的各组分按其特性及含量 转换为相应的电讯号。
检测器分类
1、根据检测器的响应原理，可将其分为浓度型和质 量型检测器。
1、热导池的结构
双臂热导池
四臂热导池
2、热导池检测的基本原理
将电桥在未通入试样与通入试样后平衡性的差异（以电位差的形式 来表现）记录下来，得到色谱峰，反映待测物浓度。
二、氢火焰离子化检测器（flame ionization detector）FID
对含碳有机化合物有很高的灵敏度。适用于痕 量有机物的分析。 特点：结构简单、灵敏度高、响应块、稳定性好、 死体积小、线性范围宽。
性 二甲基甲酰胺
0
氯仿
有机皂土
200
甲苯
β′-
氢 甘油
键
季戊四醇
型
聚乙醇
聚乙醇
<100 70 150 100 250
甲醇、丙酮
甲醇、乙醇 氯仿：丁醇（
乙醇、氯仿 乙醇、氯仿
相对
分析对象
极性
0 低沸点碳氢化合物
0 少于8碳氢化合物 +1 各类高沸点有机化合物
+1 各类高沸点有机化合物
+2 烃、醇、醛、酮、酸、酯等有机物
n L H
塔板理论要点
➢ 当溶质在柱中的平衡次数，即理论塔板数n大于50时，可得到基本 对称的峰形曲线。
➢ 当试样进入色谱柱后，只要各组分在两相间的分配系数有微小差异， 经过反复多次的分配平衡后，仍可获得良好的分离。
➢ n与半峰宽度及峰底宽的关系式为：
n 5.54 ( tR )2 16 ( tR )2
响应，电负性越强，灵敏度越高。
能检测10-14g·mL-1物质。
工作原理：在富氢火焰中，含硫、磷的有机物燃烧 后分别发出特征的蓝紫色(波长为350~130nm，最大强 度为394nm)和绿色光 (波长为480~560nm，最大强度 为526nm)，经滤光片 (对硫为394nm，对磷为526nm) 滤光，再由光电倍增管测量特征光的强度变化，转变 成电信号，就可检测硫或磷的含量。
W1/ 2
W
有效塔板数和有效塔板高度
➢ 单位柱长的塔板数越多，表明柱效越高。 ➢ 用不同物质计算可得到不同的理论塔板数。
➢ 常用有效塔板数n有效表示柱效：
n有效
5.54( t'R W1/ 2
)2
16( t'R W
)2
H 有效
L n有效
二、速率理论
速率方程（也称范.弟姆特方程式）
H A B Cu u
聚合物固定相是近年来出现的一种较为理想 的新型固定相。国内的商品有GDX系列，国外类似 的商品有以乙基苯乙烯与二乙烯苯为主题的 Porapak系列和以苯乙烯与二乙烯苯为主体的 Chromosorb系列。这类高分子多空微球特别适用 于有机物中痕量水的分析，也可用于多元醇、脂 肪酸、腈类、胺类的分离分析。
A区：预热区 B层：点燃火焰 C层：热裂解区： 温度最高 D层：反应区
(3)生成的正离子CHO+ 与火焰中大量水分子碰撞而发 生分子离子反应：
CHO+ + H2O ──→H3O+ + CO (4)化学电离产生的正离子和电子在外加恒定直流电场 的作用下分别向两极定向运动而产生微电流（约10-6～ 10-14A）； (5) 在一定范围内，微电流的大小与进入离子室的被测 组分质量成正比，所以氢焰检测器是质量型检测器。
二、气-液色谱固定相
固定液
最高使用 常用溶剂
温度
非
十八烷
室温
乙醚
极
角鲨烷
120
乙醚
性 阿匹松（
300
苯，氯仿
硅橡胶
300 丁醇：氯仿（
中 癸二酸二辛酯
120 甲醇、乙醚
性 邻苯二甲酸二壬酯 130
甲醇、乙醚
极 磷酸三苯酯
130 苯、氯仿、乙
性
醚
丁二酸二乙二醇酯 200 丙酮、氯仿
极 苯乙腈
常温
甲醇
硫、磷的机理有差异，相互间有一定干扰，所以使用 火焰光度检测器测定硫和磷时，应选用不同的滤光片 和不同的火焰温度。
第六节 气相色谱分析方法
色谱定性分析: 确定色谱图上每一个峰所代表的物质。 依据: 在色谱条件一定时，任何一种物质都有确定的保留时间。 方法: 在相同色谱条件下，通过比较已知物和未知物的保留值或 在固定相上的位置，即可确定未知物是何种物质。 方法的发展:色谱与质谱或其它光谱法联用，是目前解决复杂混合 物中未知物定性分析的最有效的技术。
+2 烃、醇、醛、酮、酸、酯等有机物
+3 烃类、酚类异构物、卤化物
+4
+4 卤代烃，芳烃3，一起分离烷烯烃 +4 低沸点碳氧化合物 +4 芳烃、特别二甲苯异构体有高选择
性 +5 分离低级烃、芳烃、含氧有机物
+4 醇和芳烃，对水有强滞留作用 +4 醇、酯、芳烃 +4 极性化合物 +4 极性化合物
三、聚合物固定相
一、塔板理论
塔板模型：将一根色谱柱视为一个 精馏塔，即色谱柱是由一系列连续的、 相等的水平塔板组成。每一块塔板的高 度用H表示，称为塔板高度。
塔板理论假设：在每一块塔板上，溶质在两相 间很快达到分配平衡，然后随着流动相按一个一个 塔板的方式向前转移。对一根长为L的色谱柱，溶 质平衡的次数n称为理论塔板数。
➢ 所以，通常用R=1.5作为相邻两色谱峰完全分离的指标。
响应信号
保留时间 t, min
R=0.75 R=1.0 R=1.5
第三节 气相色谱固定相及其选择
一、气-固色谱固定相（吸附剂） 1.活性炭 2.氧化铝 3.硅胶 4.化学键固定相 5.分子筛 6.聚合物固定相
二、气-液色谱固定相
固定液类型
固定相——CaCO3颗粒 流动相——石油醚
色带
一、色谱分析法的分类
（1）两相的状态分类 （2）固定相的形式分类 （3）分离原理分类
二、气相色谱的分析流程
图13-2 气相色谱流程图
1. 高压载气瓶；2. 压力调节器（a. 瓶压，b. 输出压）3. 净化器；4. 气流调节阀 5. 气化室；6. 检测器；7. 柱温箱
基线
1．基线：操作条件稳定后，无样品通过 时检测器所反映的信号一时间曲线。 它反映检测器系统噪声随时间变化。稳定 的基线是一条直线。
2．色谱峰：从被测组分开始进入检测器至完全流出检测器所形成的峰型 部分称色谱峰。基线与色谱峰组成了一个完整的色谱图。