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优选第二章色谱分析法导论

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2-3色谱分析导论-2学时-√分离度及分离条件选择-09-9-22

2-3色谱分析导论-2学时-√分离度及分离条件选择-09-9-22
①分离非极性组分，通常选用非极性固定相。各组分按 沸点顺序 出峰，低沸点组分先出峰。
② 分离极性组分，一般选用极性固定液。各组分按极性大小顺序 流出色谱柱，极性小的先出峰。
③分离非极性和极性（或易被极化的）混合物，一般选用极性固 定液。此时，非极性组分先出峰，极性的(或易被极化的)组分后出 峰。
④分离醇、胺、水等强极性和能形成氢键的化合物，通常选择极 性或氢键性的固定液。
四、气化温度的选择：
色谱仪进样口下端有一气化器，液体试样进样后，在此瞬间气化; 气化温度一般较柱温高30~70℃防止气化温度太高造成试样分解。
五、检测器选择
检测器 灵敏度、适用范围、操作难易、稳定性等各不相同。 根据分析对象和分析要求合理选择。
2.4.2、分离条件选择
一. 固定相的选择：
对气－固色谱一般根据样品性质，参照常用固体吸附剂的使用 范围选择；对气－液色谱，则根据“相似相溶”的原则进行选择：
∴R =
n ×(
k2
α -1 )×( )
4 1+k2 α
n
=
16R
2 s
×(
α )2 α -1
1 ×(
+ k2 k2
)2
n = 1+k 2 k
n eff
∴ n 有效
=
16R
2 s
•( α )2 α -1
∴R =
n eff
α -1 ×( )
4α
∴R =
n α -1 k
•( )•(
) 色谱分离方程式
4 α 1+k
可合理地假设 k1 ≈k2 =k， Y1≈Y2 =Y。
由n = 16( tR )2 Y
Y=
16t

色谱法导论ppt文档

色谱法导论ppt文档
4. 一般来说色谱检测器比分子光谱法灵敏度更高，比 质谱灵敏度低。
18.2．色谱法基础知识、基本概念和术语
18.2.1． 色谱分离和相应 基础理论范畴
色谱基础理论是从微 观分子运动和宏观分布平 衡探讨最大限度提高分离 迁移和降低离散迁移的科 学原理，包括色谱热力学、 色谱动力学和色谱分离理 论。
各种色谱方法具有基 本相同的动力学理论，也 有相似的分离理论规律。
18.2.2． 分布平衡
色谱过程涉及溶质在两相中的分布平衡(distribution equilibrium)，平衡常数K称为分布系数或分配系数：
K Cs Cm
(G)T.P 0
s sRlTnas mmRlTn am
s RlT n a sm RlT n a m
K Cs exp( )
Cm
RT
18.2.3．分布等温线
18.1.5.色谱法与其他分离、分析方法比较
18.1.5.3.与光谱、质谱分析方法比较 1. 光谱、质谱主要是物质定性鉴定分析方法，色谱法
本质上不具备定性分析功能。
2. 色谱法最主要的特点是适用于多组分复杂混合物分 离分析。
3. 色谱仪器的价格相对比分子光谱、质谱仪器低得多， 适用范围和领域更广。
经典柱色谱、制备色谱、萃取、精馏、结晶 精馏、萃取、吸附、吸收、膜分离
18.1.3. 分离方法分类
18.1.3.1. 按相的类型分类
18.1.3. 分离方法分类
18.1.3.2. 按分离机理分类
18.1.3. 分离方法分类
18.1.3.3.按分离过程推动力分类
18.1.4.色谱法分类
18.1.4.1. 按固定相的形态分类 柱色谱：填充柱、整体柱、毛细管或开管柱 平面色谱：薄层色谱和纸色谱 18.1.4.2. 按色谱动力学过程分类 淋洗色谱法 置换色谱法 迎头色谱法

关于色谱法导论 (2)课件

关于色谱法导论 (2)课件

❖ 玻璃管为色谱柱， 管内的碳酸钙填料 为固定相，石油醚 淋洗液为流动相。
❖ 现在的色谱法早已不局限于色素的分离，其 方法也早已得到了极大的发展，但其分离的 原理仍然是一样的。
❖ 色谱法也叫层析法，它是一种高效能的物理 分离技术，能够分离性质相近的成为色谱分析法。
❖ 选择适宜的固定相可改善分离效果；试样中的各组 分具有不同的K值是分离的基础；
❖ 3.色谱流动相流速 ❖ 稳定的流动相流速是色谱系统正常运行的基本条件。 ❖ 流动相的流速通常有两种表达方式 ❖ 体积流量Fc mL/min，单位时间流过色谱柱的平均
体积。 ❖ Fc采用容器收集柱后一定时间内流出流动相的体积
❖ 半峰宽W1/2：峰高一半处的峰宽。W1/2=2.354 ❖ 峰底宽W：色谱峰两侧拐点上切线与基线的交点间
的距离。W= 4。
❖ 5.保留值
❖ 保留值是试样各组分在色谱柱或色谱体系中保留行 为的度量，反映溶质与色谱固定相作用力类型和大 小，是色谱热力学参数和定性依据。
❖ 比移值Rf：溶质通过色谱柱的平均线速度u与流动 相平均线速度ux之比。
动相作用力的差异 ❖ 2.分子分布离散：同种组分分子在迁移过程中分布
空间扩展 ❖ 分子分布离散取决于同种分子运动速率的差异 ❖ 色谱分离要求：差异速率(保留值大)，分子分布离
散(色谱区带)窄。
❖ 2.分布平衡
❖ 色谱涉及溶质在两相中的分布平衡，平衡常数K称 为分布系数或分配系数
❖ K=cs/cm ❖ cs是溶质在固定相的浓度，cm是溶质在流动相中的
❖ 色谱法分类
❖ 1.按固定相形态分类
❖ 柱色谱：固定相装在色谱柱内。包括填充柱、 整体柱、毛细管柱或开管柱。
❖ 平面色谱：固定相呈平面状。包括薄层色谱 和纸色谱。

《色谱法分析法 》课件

《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

《色谱分析法概述》课件

《色谱分析法概述》课件
高效分离
开发新型固定相和色谱柱，提高分离效率和分辨率。
灵敏度提升
采用新型检测器和技术，提高检测灵敏度和响应速度 。
联用技术
与质谱等检测技术联用，实现复杂样品的高效分离和 定性分析。
毛细管电泳法的发展趋势
01
02
03
微型化
采用微型化进样技术和毛 细管电泳芯片，实现快速 、便携的样品分析。
多维分离
结合多种分离模式和检测 技术，实现复杂样品的多 维分离和定性分析。
在色谱过程中，固定相和流动相的选择性是关键因素，它们决定了各组分在两 相之间的分配行为，进而影响分离效果。
色谱分析法的分类
分类
色谱分析法有多种分类方式，根据固定相的形态可分为柱色谱、纸色谱和薄层色 谱；根据操作方式可分为吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱和凝胶渗透色谱等 。
描述
不同类型的色谱分析法适用于不同的分离需求，如柱色谱适用于大量样品的分离 ，而薄层色谱则适用于快速分离和定性分析。
《色谱分析法概述》ppt 课件
CATALOGUE
目 录
• 色谱分析法简介 • 色谱分析法的应用 • 色谱分析法的优缺点 • 色谱分析法的发展趋势 • 色谱分析法的前景展望
01
CATALOGUE
色谱分析法简介
色谱分析法的定义
定义
色谱分析法是一种分离和分析复杂混 合物中各组分的方法，通过利用不同 物质在固定相和流动相之间的吸附、 溶解等分配行为的差异实现分离。
在环境领域的应用
污染物检测与控制
色谱分析法用于检测环境中的污 染物，如重金属、有机污染物等 ，为环境污染控制和治理提供依 据。
生态毒理学研究
在生态毒理学研究中，色谱分析 法用于检测环境中的有毒物质对 生物体的影响，评估环境安全性 和生态风险。

色谱分析法

色谱分析法

组分在固定相中的质量 k 组分在流动相中的质量
分配比又称容量因子。
2013-7-1 色谱分析法导论 10
分配系数和分配比值决定于组分及固定相热力学性质。除 了与温度、压力有关外，还与流动相及固定相的性质有关。
分配比k与分配系数K的关系为：
MS VS MS VS cs VS k K/ Mm MS V cm Vm m Vm
2013-7-1
色谱分析法导论
8
（一） 分离原理
当试样由载气携带 进入色谱柱与固定相 接触时，被固定相溶 解或吸附。 随着载气的不断通 入，被溶解或吸附的 组分又从固定相中挥 发或脱附， 挥发或脱附下的组 分随着载气向前移动 时又再次被固定相溶 解或吸附。 随着载气的流动， 溶解、挥发，或吸附 、脱附的过程反复地 进行。
14
5. 分配系数 K 与保留值的关系
VR ＝K Vs 将反映色谱行为的保留值与反映热力学性质的分配系 数K直接联系起来。
6. 分配比 k 与保留值的关系
tR tM t k R tM tM
tR＝ tM（1＋ k ）
k 是衡量色谱柱对组分保留能力的参数， k值越大， 保留时间越长。
2013-7-1
20
二、速率理论
速率理论方程式（也称范弟姆特方程式）:
B H A Cu u
H：理论塔板高度，u：流动相的线速度(cm/s)
A、B、C为常数，分别代表涡流扩散项、分子扩散
项系数和传质阻力项系数。
（1956年荷兰学者van Deemter（范第姆特）等在研究气 液色谱时提出。该理论模型对气相、液相色谱都适用。）
tR 2 tR 2 n 5.54( ) 16( ) Y1/ 2 Wb
2013-7-1 色谱分析法导论 17

色谱分析方法导论

第14页，共105页。
第15页，共105页。
（三）按分离原理分类：可分为：
吸附色谱法：利用吸附剂（固定相 一般是固体）表面对不同组分吸附能 力的差别进行分离的方法；
第16页，共105页。
分配色谱法：利用不同组分在 两相间的分配系数的差别进行分 离的方法。
第17页，共105页。
离子交换色谱：利用溶液中不 同离子与离子交换剂间的交换能力 的不同而进行分离的方法。
第6页，共105页。
一、色谱分离基本原理：
由以上方法可知，在色谱法中存 在两相，一相是固定不动的，我们把 它叫做固定相；另一相则不断流过固 定相，我们把它叫做流动相。
第7页，共105页。
色谱法的分离原理就是利用待 分离的各种物质在两相中的分配系 数、吸附能力等亲和能力的不同来 进行分离的。
第8页，共105页。
谱柱柱型特点的参数。对填充柱，
=6~35；对毛细管柱， =60~600
。
第46页，共105页。
4. 选择因子 ：色谱柱对A、B两组分的选择因子
定义如下：
tr' (B) tr' ( A)
kB kA
KB KA
A为先流出的组分，B 为后流出的组分。
第47页，共105页。
注意：K 或 k 反映的是某一组分在两相间的
分配；而 是反映两组分间的分离情况！当两组分
K 或 k 相同时， =1 时，两组分不能分开；当两组 分 K 或 k 相差越大时， 越大，分离得越好。也就
是说，两组分在两相间的分配系数不同，是色谱分离的 先决条件。
和 k 是计算色谱柱分离效能的重要参
数！
第48页，共105页。
二、 塔板理论
塔板理论是描述色谱柱中组分在两相间的分配状况及 评价色谱柱的分离效能的一种半经验式的理论。塔板理论将 一根色谱柱当作一个由许多塔板组成的精馏塔，用塔板概念 来描述组分在柱中的分配行为。塔板是从精馏中借用的，是 一种半经验理论，但它成功地解释了色谱流出曲线呈正态分 布。

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。

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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R
R
M R0
g. 相对保留值r2,1：组份2的调整 保留值与组份1的调整保留值之比。
r2,1

tr' 2 tr' 1
Vr'2 Vr'1
注意：r2,1只与柱温和固定相性质有关 ，而与柱内径、柱长L、填充情况及流
动相流速无关，因此，在色谱分析中，
尤其是GC中广泛用于定性的依据！
具体做法：固定一个色谱峰为标准s，然
二、色谱分类方法： 色谱分析法有很多种类，从
不同的角度出发可以有不同的分类方 法。
（一）从两相的状态分类： 色谱法中，流动相可以是气体，
也可以是液体，由此可分为气相色谱 法（GC）和液相色谱法（LC）。固定 相既可以是固体，也可以是涂在固体 上的液体，由此又可将气相色谱法和 液相色谱法分为气-液色谱、气-固色 谱、液-固色谱、液-液色谱。分类情 况如下：
分配色谱法：利用不同组分在 两相间的分配系数的差别进行分 离的方法。
离子交换色谱：利用溶液中 不同离子与离子交换剂间的交换 能力的不同而进行分离的方法。
空间排斥（阻）色谱法：利 用多孔性物质对不同大小的分子 的排阻作用进行分离的方法。
三、气相色谱仪通常由五部分组成：
Ⅰ 载气系统：气源、气体净化器、供气控 制阀门和仪表。
优选第二章色谱分析法导论
色谱法的最早应用是 用于分离植物色素，其方 法是这样的：在一玻璃管 中放入碳酸钙，将含有植 物色素（植物叶的提取液） 的石油醚倒入管中。
此时，玻璃管的上端立即出现 几种颜色的混合谱带。然后用纯石油 醚冲洗，随着石油醚的加入，谱带不 断地向下移动，并逐渐分开成几个不 同颜色的谱带，继续冲洗就可分别接 得各种颜色的色素，并可分别进行鉴 定。色谱法也由此而得名。
组份在固定相中滞留的时间。
c. 调整保留时间tR’ ：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。即 由于保留时间为色谱定性依据。
t t t ' R RM
但同一组份的保留时间与流速有关 ，因此有时需用保留体积来表示保 留值。
d. 死体积VM：色谱柱管内固
定相颗粒间空隙、色谱仪管路和连
如图所示为一色谱流出曲线：
色谱术语： 1）基线：在实验条件下，色谱 柱后仅有纯流动相进入检测器 时的流出曲线称为基线。基线 在稳定的条件下应是一条水平 的直线。它的平直与否可反应 出实验条件的稳定情况。 基线漂移 基线噪声
2）峰高（h）和峰面积 ：色谱 峰顶点与基线的距离叫峰高。色 谱峰与峰底基线所围成区域的面 积叫峰面积。
气-液色谱法
气相色谱法
气-固色谱法
色
谱
法
液-固色谱法
液相色谱法
液-液色谱法
（二）按固定相的形式分类： 柱色谱：固定相装在色谱柱中； 纸色谱：利用滤纸作载体，吸附 在纸上的水作固定相； 薄层色谱：将固体吸附剂在玻璃 板或塑料板上制成薄层作固定相。
（三）按分离原理分类：可分为： 吸附色谱法：利用吸附剂（固定 相一般是固体）表面对不同组分吸 附能力的差别进行分离的方法；
Ⅱ 进样系统：进样器、汽化室。 Ⅲ 分离系统：色谱柱、控温柱箱。 Ⅳ 检测系统：检测器、检测室。 Ⅴ 记录系统：放大器、记录仪、
色谱工作站。
气路系统
进样 系统
检测系统
H2,N2或Ar
分离系统
§9.2 色谱流出曲线（色谱图）及 有关术语
（一）气相色谱法分离的过程： 分离过程（以分离A、B两组
分为例）为：
3）保留值
a. 死时间(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
，它与色谱柱的空隙体积成正比。由于
该物质不与固定相作用，因此，其流速
与流动相的流速相近。据 tM 可求出流
动相平均流速u
u
柱长 死时间
L
tM
b. 保留时间tR：试样从进样到
出现峰极大值时的时间。它包括
组份随流动相通过柱子的时间tM和
使用外力使含有样品的流动相（气 体、液体）通过一固定于柱中或平板上 、与流动相互不相溶的固定相表面。当 流动相中携带的混合物流经固定相时， 混合物中的各组分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 由固定相中先后流出。与适当的柱后 检测方法结合，实现混合物中各组分 的分离与检测。
接头间空隙和检测器间隙的总和。
V t F 忽略后两项可得到：
M M0
其中，F0为柱出口的载气流速 （mL/min)。
e. 保留体积VR：指从进样到待测 物在柱后出现浓度极大点时所通过 的流动相的体积。
VR tR F0
f.
调整保留体积
V’ R
：某组
份的保留体积扣除死体积后的体积。
V V V t F ' ' .
混合组 分的分 离过程 及检测 器对各 组份在 不同阶 段的响 应
10 8 6 4 2 0 0 2 4 6 8 10 12
10 8 6 4 2 0 0 2 4 6 8 10 12
10 8 6 4 2 0 0 2 4 6 8 10 12
四、色谱流出曲线： 从载气带着组分进入色谱柱起就 用检测器检测流出柱后的气体，并 用记录器记录信号随时间变化的曲 线，此曲线就叫色谱流出曲线，当 待测组分流出色谱柱时，检测器就 可检测到其组分的浓度，在流出曲 线上表现为峰状，叫色谱峰。
现在的色谱法早已不局限于 色素的分离，其方法也早已得到 了极大的发展，但其分离的原理 仍然是一样的。我们仍然叫它色 谱分析。
一、色谱分离基本原理： 由以上方法可知，在色谱法中存
在两相，一相是固定不动的，我们 把它叫做固定相；另一相则不断流 过固定相，我们把它叫做流动相。
色谱法的分离原理就是利用待 分离的各种物质在两相中的分配 系数、吸附能力等亲和能力的不 同来进行分离的。
后再求其它峰 i 对标准峰的相对保留值
，此时以 表示：
tr' (i)
又称选择因子。
ts' (s)
h. 区域宽度：色谱峰的区域
宽度是色谱流出曲线的重要参数之 一，可用于衡量色谱柱的柱效及反 映色谱操作条件下的动力学因素。 宽度越窄，其效率越高，分离的效 果也越好。
区域宽度通常有三种表示方法：
标准偏差：峰高0.607 倍处峰