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仪器分析 (第三版 魏培海)第六章 色谱分析法导论课件

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《仪器分析》色谱分析法导论 PPT

《仪器分析》色谱分析法导论 PPT
色谱图：指检测器的响应信号随时间变化的曲线 （浓度-时间曲线）
色谱图产生过程
（二）基本术语
1.基线 2.色谱峰 3.保留值—定性依据 死时间t0 ；保留时间tR ；调整保留时间t'R 死体积V0 ；保留体积VR ；调整保留体积V'R
基线
1. 基 线 ： 色 谱 柱 后仅有流动相通 过时，检测器响 应信号的记录值。
当操作条件不变时，组分的tR为定值，因此保留时间是
色谱法的基本定性参数。
调整保留时间t'R
即t‘R= tR- t0。 调整保留时间t'R体现的是组分在柱中被吸附或溶解的真
实时间。因其扣除了与组分性质无关的t0，所以作为定性 指标比保留时间tR更合理。
死体积V0
不能被固定相滞留的组分从进样到出现峰最大值 所消耗的流动相的体积。亦即从进样器到检测器 的流路中未被固定相占有的空隙的总体积。
色谱柱长：L 虚拟的每次分配平衡所需的塔板高度：H 色谱柱的理论塔板数：n 则三者的关系为： n = L / H
理论塔板数的计算公式：
n

5.54
tR W1 /
2
2


16tWR
2

注意：单位统一！
组分在固定相中的浓度
K=
组分在流动相中的浓度
= cS
cm
K与柱温有关，与两相体积无关。
分配系数 K的讨论
组分在固定相中的浓度
K=
=
cS
组分在流动相中的浓度
cm
一定温度下，组分的分配系数K越大，保留值越?， 出峰越?； （大,慢） 若两组分的K值相等，则同时出峰 各组分的K值不同是分离的基础； 某组分不被固定相保留，则K=? （0）

色谱导论PPT课件

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5、色谱分析的过程： 色谱法的共性
待分离的样品随流动相的移动，流经色谱 柱，若样品中各组分的分配系数有足够的差异， 则各组分被分离开，然后依次流经检测器，被 检测。
在柱色谱中，色谱柱和检测器是色谱系统 的关键部分。混合物能否分离，除了取决于组 分的分配系数外，还取决于色谱柱。分离后的 组分能否检测出来，受检测器性能的影响。
色谱法分类
2.按色谱系统中固定相的载体分类
将固定相装在柱中的称：柱色谱，又分为： 柱色谱、毛细管色谱。
在平面上展开的色谱分离方法称：平板色谱。 也称为：开床式色谱 其中：利用滤纸作固定相的称：纸色谱。
固定相被涂布于玻璃板上的称：薄层色谱。
8
3.按色谱分离机理分类
（1）分配色谱 （2）吸附色谱 （3）离子交换色谱 （4）凝胶色谱 （5）电色谱
50年代后期出现了将固定相涂布在玻璃板 上的薄层色谱法。60年代末，高效液相色谱法 得到迅速发展，使色谱法成为一门应用广泛的 分离分析方法。
二、色谱法的分类
色谱法分类
1.按固定相和流动相的状态分类
流动相分为：气体、液体两类， 色谱法也分：气相色谱法和液相色谱法。 固定相分：液态固定相、固体固定相。 气相色谱又分：气～液色谱和气～固色谱， 液相色谱又分：液～液色谱和液～固色谱。 注：液态固定相为作为固定相的液态物质涂布 或键合在颗粒状的由惰性材料制成的担体上。
O
0 O’
tM
C
B’ D
W
t’R
B
tR
洗脱时间
二、色谱峰和峰宽
只有流动相,而没有组分通过色谱柱和检测器 时的色谱曲线，称为基线。
加入组分后，每个被分离良好的组分对应一个 正态分布的色谱峰曲线。描述色谱峰的参数主要 有四个：色谱峰的位置、宽度、高度、峰形。

仪器分析 色谱法ppt课件

仪器分析 色谱法ppt课件
2021/4/18
3. 色谱柱（分离柱）
色谱柱：色谱仪的核心部件。 柱材质：不锈钢管或玻璃管，内径3-6毫米。长度可根据 需要确定。 柱填料：粒度为60-80或80-100目的色谱固定相。
液-固色谱：固体吸附剂 液-液色谱：担体+固定液 柱制备对柱效有较大影响，填料装填太紧，柱前压力大， 流速慢或将 柱堵死，反之空隙体积大，柱效低。 有关固定液性质及其选择见下一节。
2021/4/18
2. 进样装置
进样装置：进样器+气化室； 气体进样器（六通阀）：推拉式和旋转式两种。 试样 首先充满定量管，切入后，载气携带定量管中的试样气体 进入分离柱；
2021/4/18
液体进样器： 不同规格的专用注射器，填充柱色谱常用10μL； 毛细管色谱常用1μL；新型仪器带有全自动液体进样 器，清洗、润冲、取样、进样、换样等过程自动完 成，一次可放置数十个试样。 气化室：将液体试样瞬间 气化的装置。无催化作用。
温控系统
结构流程
2021/4/18
二、气相色谱结构流程
process of gas chromatograph
1-载气钢瓶；2-减压阀；
3-净化干燥管；4-针形 阀；5-流量计;6-压力 表；4-针形阀；5-流量 计;6-压力表；
9-热导检测器；10-放 大器；11-温度控制器； 12-记录仪；
2021/4/18
4.尺寸排阻色谱法
(size exchange chromatography ）
利用分子大 小不同的分子在 多孔固定相中的 选择渗透
2021/4/18
5.亲和色谱法
(affinity chromatography )
利用生物分子间高专属性亲和力 的进行分离的技术称为亲和色谱法

仪器分析学习课件 第6章 色谱法导论-气相色谱精品文档

仪器分析学习课件 第6章 色谱法导论-气相色谱精品文档

（1）保留时间 tR
试样从进样开始到柱后出现峰极大点
时所经历的时间(O´B)
不（被2固）定死相时吸间附或t溶0 解的气体（如：空
气，甲烷）进入色谱柱时，从进样到出
现小极大峰所需的时间(O´A´)
流动相平均线速u： u L
t0
（3）调整保留时间 tR′
某组份的保留时间扣除死时间后称为 该组份的调整保留时间，即
吸附色谱: 利用各组分在吸附剂（固定相）上的吸附能力强弱 不同而得以分离的方法。气-固，液-固
离子交换色谱: 利用各组分在离子交换剂（固定相）上的亲和 力大小不同而达到分离的方法（属 LC一种）。
尺寸排阻色谱法: 利用大小不同的分子在多孔固定相中的选择 (凝胶色谱法GPC) 渗透而达到分离的方法（属LC一种）。 亲和色谱法: 利用不同组分与固定相（固定化分子）的高专属
但是色谱过程不仅受热力学的因素影响，而且还与分子 的扩散、传质等动力学因素有关，塔板理论的某些基本 假设并不完全符合柱内实际发生的分离过程，只能定性 地给出板高的概念，却不能解释板高受哪些因素影响， 也不能说明为什么在不同的流速下，可以测得不同的理 论塔板数，因而限制了它的应用
（二）速率理论
1956年van Deemter等提出了色谱过程动力学理论 ——速率理论
* 相对保留值 r21 (也称 柱选择因子21) :
指组分2与组分1的调整保留值之比
r21

tR' 2 tR' 1

VR' 2 VR' 1
r21只与柱温及固定相的性质有关，而与操作条件如：柱径、 柱长、填充情况及流动相流速无关，它表示了色谱柱对这两组 分的选择性，是气相色谱中的重要定性参数．
必须注意:相对保留值不是两个组份保留时间或保留体积之比.

《仪器分析》色谱分析法导论78页文档

《仪器分析》色谱分析法导论78页文档
《仪器分析》色谱分析法导论
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚Biblioteka 进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非

色谱法导论PPT课件

色谱法导论PPT课件

色谱法的应用领域
01
02
03
04
化学分析
色谱法广泛应用于化学分析领 域，用于分离和测定复杂有机 化合物、无机离子和金属配合 物等。
生物医药
在生物医药领域，色谱法用于 分离和纯化生物分子、药物成 分以及检测药物残留等。
环境监测
在环境监测领域，色谱法用于 检测空气、水和土壤中的有害 物质，如有机污染物、重金属 等。
新型硅胶基质固定相
硅胶基质固定相具有良好的热稳定性和化学稳定性， 可用于分离各种极性化合物。
新型聚合物固定相
聚合物固定相具有高选择性、高柱效和良好的耐受性， 可用于分离复杂样品。
新型手性固定相
手性固定相可用于拆分光学异构体，为手性化合物的 分离提供了新的解决方案。
色谱仪器的发展
高效液相色谱仪
高效液相色谱仪具有高分离效能、高灵敏度和广 泛应用的特点，已成为色谱分析的重要手段。
食品成分分析
色谱法用于分析食品中的营养成分，如脂肪、蛋白 质、糖类等，以评估食品的质量和营养价值。
食品添加剂检测
色谱法用于检测食品中添加剂的含量，确保食品的 安全性和合规性。
食品污染物检测
色谱法用于检测食品中的污染物，如农药残留、重 金属等，保障食品安全和消费者健康。
在环境监测中的应用
01
空气污染物的分离 与测定
食品工业
在食品工业中，色谱法用于检 测食品中的添加剂、农药残留 和营养成分等。
02
色谱法的基本原理
分离原理
分离原理
色谱法通过流动相和固定相之 间的相互作用，使不同组分在 固定相和流动相之间的分配系 数不同，从而实现各组分的分 离。
分配系数
各组分在固定相和流动相之间 的分配系数决定了它们在色谱 分离中的行为。分配系数越大 ，组分在固定相上的保留越强 ，越难以被洗脱。

仪器分析第6讲色谱法引论PPT课件

2020/11/12
（2）用体积表示的保留值
保留体积（VR）： Vr = tr×F0
F0为柱出口处的载气流速， 单位：m L / min。
死体积（V0）：
V0 = t0 ×F0 调整保留体积(VR＇)：
V r＇ = Vr －V0
2020/11/12
3. 相对保留值r21（选择因子）
组分2与组分1调整保留值之比：
（2） 灵敏度高 可以检测出μg.g-1(10-6)级甚至ng.g-1(10-9)级的物质量。
（3） 分析速度快 一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析。
（4） 应用范围广 气相色谱：沸点低于400℃的各种有机或无机试样的分析 液相色谱：高沸点、热不稳定、生物试样的分离分析。
不足之处：
被分离组分的定性较为困难。
第六讲 色谱法引论
第一节 色谱法概述
generalization of chromatograph analysis
2020/11/12
一、 色谱法的特点、分类和作用
1.概述
分离、分析混合物最有效的方法。 俄国植物学家茨维特在1901年使用的装置： 色谱原型装置，如图。
◆ 色谱法首先是一种分离技术，同时也是一种
分析技术。 试样混合物的分离过程也就是试样中各组分 在色谱分离柱中两相间不断进行着的分配过程 其中的一相固定不动，称为固定相； 另一相是携带试样混合物流过此固定相的流 体（气体或液体），称为流动相。
2020/11/12
当流动相中携带的混合物流经固定相时，其与固定相发 生相互作用。
由于混合物中各组分在性质和结构上的差异，与固定相 之间产生的作用力的大小、强弱不同，随着流动相的移动， 混合物在两相间经过反复多次的分配平衡，使得各组分被固 定相保留的时间不同，从而按一定次序由固定相中流出。

色谱分析法导论课件


检测原理基于物质与 检测器之间的相互作 用，如热导、光吸收、 荧光等。
定量原理
通过比较标准品和样品的色谱峰面积或峰高进行定量。
01
02
标准品和样品需在同一条件下进行分析，以获得准确的定量结果。
定量方法包括外标法和内标法，选择合适的定量方法可以提高
03
分析准确度。
03
色谱分析法的分类
按固定相的状态分类
实验操作步骤
色谱柱的安装与条件设置
流动相的准备与泵的操作
样品的处理与进样
检测器的操作与数据采集
按照操作规程正确安装色谱柱， 并根据实验需求设置色谱柱的 温度、压力等条件。确保色谱 柱的稳定性和分离效果。
根据实验方案准备适量的流动 相，并按照操作规程启动泵， 调整流动相的流速和组成。确 保流动相的稳定性和均匀性。
实验环境设置
根据实验需求，设置实验室温度、湿度等环境条件，确保 实验过程中环境因素的一致性和稳定性。
仪器设备检查
检查色谱仪、检测器、泵等设备是否正常工作，确保仪器 处于良好状态。同时，对仪器进行必要的校准和调整，以 保证实验结果的准确性。
安全措施准备
根据实验中可能存在的安全隐患，准备必要的安全防护措 施，如佩戴防护眼镜、手套等，确保实验人员的安全。
环境监测
在环境监测中，色谱分析法用于空气、 水体、土壤等环境样品中污染物的检 测和分析，如有机氯农药、多环芳烃 等持久性有机污染物。
生物医药
在生物医药领域，色谱分析法用于蛋 白质、核酸等生物大分子的分离和纯 化，以及药物成分的分析和质量控制。
食品检测
在食品检测中，色谱分析法用于食品 中添加剂、农药残留、重金属等有害 物质的检测和分析，以确保食品安全。

仪器分析 (第三版 魏培海)第六章 色谱分析法导论课件


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10
二、色谱法分类
1．按两相分子的聚集状态
流动相
液体 液体
固定相
固体 液体
类型
液-固色谱 液-液色谱
液相色谱
气体 气体
固体 液体
气-固色谱 气-液色谱
气相色谱
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11
2．按固定相的固定方式
柱色谱 填充柱色谱 毛细管柱色谱
平面色谱
纸色谱 薄层色谱 高分子薄膜色谱
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15
第二节 色谱流出曲线和术语
PPT学习交流
16
一、 色谱流出线
从进样到被测组分流出色谱柱进入检测器连续 测定，得到的检测信号随时间变化的曲线称为色 谱流出曲线或色谱图。
PPT学作条件稳定后， 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。
W1/2
W
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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
L H有效 n有效
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37
例题1： 在柱长为2m的5%的阿皮松柱、柱温为 1000C，记录纸速度为2.0cm/min的色谱条件下， 测定苯的保留时间为1.5min，半峰宽为0.20cm，
越大，柱选择性越好，对分离有利。
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50
例2：两物质A和B在30cm长的色谱柱上的保留时 间分别为16.4和17.63min，有一不与固定相作用 的物质，其在此柱上的保留时间为1.30 min。物 质A和B的峰底宽分别为1.11和1.21min。试问： 1）柱分离度R； 2）柱平均理论塔板数nav 3）平均塔板高度Hav 4）若要求R达到1.5，则柱长至少应为多少？

色谱分析法导论 优秀课件


色谱法的特点
“三高”、“一快”、“一广”
高选择性——可将性质相似的组分分开 高效能——反复多次利用组分性质的差异
产生很好分离效果 高灵敏度——10-11~10-13g，适于痕量分析 分析速度快——几~几十分钟完成分离
一次 可以测多种样品 应用范围广——气体，液体、固体物质
化学衍生化再色谱分离、分析
下来。组分从色谱柱流出时，各个组分在检测器上所产 生的信号随时间变化，所形成的曲线叫色谱图。
记录了各个组分流出色谱柱的情况，又叫色谱流出 曲线。
2.基线（baseline）
在实验操作条件下， 色谱柱后没有组分 流出的曲线叫基线。
稳定情况下，一 条直线。
基线上下波动称 为噪音。
3. 色谱峰（peak）是流出曲线上的突起部分。 正常色谱峰、拖尾峰和前延峰
▪ 色谱法：混合物在流动相的携带下通过 色谱柱分离出几种组分的方法。
固定相：
（1）固体吸附剂：CaCO3、Al 2O3等 （2）液体固定相（载体+固定液——高沸点有
机化合物，涂在载体上）
色谱分离法一定是先分离。后分析
一定具有两相；固定相和流动相
分离：利用组分在两相中分配系数或吸附能力的 差异进行分离
1.死时间(dead time) t0——不被固定相吸附或溶解的组 分流经色谱柱所需的时间。
2.保留时间 tR(retention time) 组分流经色谱柱时 所需时间。进样开 始到柱后出现最大 值时所需的时间。 操作条件不变时， 一种组分有一个tR定 值，定性参数。
3.调整保留时间t’R
(adjusted retention
第二节 色谱过程和基本原理
一、色谱过程 实现色谱操作的基本条件是必须具备相对运
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10ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
二、色谱法分类
1．按两相分子的聚集状态
流动相
液体 液体
固定相
固体 液体
类型
液-固色谱 液-液色谱
液相色谱
气体 气体
固体 液体
气-固色谱 气-液色谱
气相色谱
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2．按固定相的固定方式
柱色谱 填充柱色谱 毛细管柱色谱
平面色谱
纸色谱 薄层色谱 高分子薄膜色谱
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份在固定相中滞留的时间。
调整保留时间 t
' 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
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死体积Vm：不被保留的组分通过色谱柱所消 耗的流动相的体积，又指色谱柱中未被固定相 所占据的空隙体积（包括色谱仪中的 管路、连 接头的空间、检测器的空间）。
VM tM F0
F0：流动相的体积流速
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21
点保时留所体消积耗VR的：流从动进相样的开体始积到。组分出现浓度极大
VR tR F0
调整保留体积V
' ：保留体积与死体积之差，即组分
R
停留在固定相时所消耗流动相的体积
VR ' VRVmtR ' F0
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22
相对保留值is ：一定实验条件下组分i与另一标 准组分S的调整保留时间之比。相对保留值只与柱 温和固定相性质有关，与其他色谱操作条件无关，
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15
第二节 色谱流出曲线和术语
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16
一、 色谱流出线
从进样到被测组分流出色谱柱进入检测器连续 测定，得到的检测信号随时间变化的曲线称为色 谱流出曲线或色谱图。
PPT学习交流
17
二、色谱术语
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。
W1/2=2.354 W=4
PPT学习交流
25
峰面积（A）：由色谱峰与基线之间所围成的面积 称为峰面积。定量分析的基本依据。
对理想的对称峰：
A=1.065hW1/2
PPT学习交流
26
在相同的色谱操作条件下获得的色谱峰的区域宽度 值越小，说明色谱柱的分离效能越好，柱效越高。
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27
5. 描述分配过程的参数
“十二五”职业教育国家规划教材
仪器分析
（第三版）
魏培海 曹国庆 主编
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1
第六章 色谱分析法导论
“十二五”职业教育国家规划教材
PPT学习交流
2
色谱法或色谱分析法，是一种分离分析技术， 它利用混合物中各物质在两相间分配系数的差 别，当溶质在两相间作相对移动时，各物质在 两相间进行多次分配，从而使各组分得到分离。
分配系数K： 组分在固定相和流动相之间的 分配处于平衡状态时，在两相中的浓度之比。
K溶 溶 质 质 在 在 固 流 定 动 相 相 中 中 的 的 浓 浓 度 度 ccm s
K 只与固定相和温度有关，与两相体积、柱管
特性和所用仪器无关。
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分配比k： 在一定的温度和压力下，组分在两 相间分配达平衡时，分配在固定相和流动相中 的质量比。
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18
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。
色谱峰
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3．保留值
保留时间tM：不与固定相作用的物质从进样到出
现峰极大值时的时间。
间保。留它时包间括tR组：份试随样流从动进相样通到过出柱现子峰的极时大间值时tM的和时组
12
3．按分离机制分
➢分配色谱：利用分配系数的不同 ➢吸附色谱：利用物理吸附性能的差异 ➢离子交换色谱：利用离子交换原理 ➢空间排阻色谱：利用排阻作用力的不同
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色谱法的特点
➢分离效率高：复杂混合物，有机同系物、异构体。 手性异构体。 ➢灵敏度高：可以检测出μg.g-1(10-6)-ng.g-1(10-9) 级的物质量。 ➢分析速度快：一般在几分钟或几十分钟内可以完成 一个试样的分析。 ➢应用范围广：气相色谱：沸点低于400℃的各种有 机或无机试样的分析。 ➢ 液相色谱：高沸点、热不稳定、生物试样的分离 分析。 ➢不足之处：被分离组分的定性较为困难。
PPT学习交流
14
分离过程
当流动相中携带的混合物流经固 定相时，其与固定相发生相互作 用。由于混合物中各组分在性质 和结构上的差异，与固定相之间 产生的作用力的大小、强弱不同 ，随着流动相的移动，混合物在 两相间经过反复多次的分配平衡 ，使得各组分被固定相保留的时 间不同，从而按一定次序由固定 相中流出。
8
一、色谱法
• 色谱法是一种分离分析技术。它是利用各物质在 两相中具有不同的分配系数，当两相作相对运动 时，这些物质在两相中进行多次反复的分配来达 到分离的目的 。
• 色谱法以其具有高分离效能、高检测性能、分析 时间快速而成为现代仪器分析方法中应用最广泛 的一种方法。
PPT学习交流
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基本术语：
固定相——在色谱柱中固定不动的相。可以 是固体，还可以是液体。 流动相——携带试样混合物流过固定相的流 体，是液体或气体。 色谱柱——承载固定相的装置。各种材质和 尺寸。 被分离组分——不再仅局限于有色物质
色谱定性分析的重要参数 。
is
tR' i
t
' Rs
VR' i VR' s
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4. 色谱峰区域分析 峰高h：色谱峰顶到基线的垂直距离。
PPT学习交流
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区域宽度：
半峰宽W1/2 ：色谱峰高一半处的宽度。 峰底宽W：从色谱峰两侧拐点上的切线与基线交点之
间的距离，也称基线宽度。
标准偏差 ：峰高(h)的0.607倍处色谱峰宽度的一半。 与半峰宽及峰底宽的关系为：
可完成这种分离的仪器称为色谱仪。
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3
本章教学内容
➢色谱分离仪的基本原理和基本概念 ➢色谱分离的理论基础 ➢色谱定性和定量分析的方法
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4
本章知识目标
➢熟悉色谱分析中的基本术语; ➢了解色谱分析中的塔板理论和速率理论; ➢熟悉影响色谱柱柱效、分离度的因素; ➢熟悉色谱分析中的定性和定量方法。
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5
本章能力目标
➢熟练校正因子的计算方法; ➢掌握归一化法、内标法的定量计算方法; ➢掌握外标法，熟练绘制外标法工作曲线并进行
定量计算; ➢掌握填充柱的制备方法。
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6
第一节 色谱及分类
PPT学习交流
7
茨维特实验
固定相——CaCO3颗粒 流动相——石油醚
色带
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