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1. 色谱理论基础1

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气相色谱仪基本原理及结构

气相色谱仪基本原理及结构

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气路系统

气相色谱仪具有一个让载气连续运行、管路密闭的 气路系统。通过该系统，可以获得纯净的、流速稳 定的载气。它的气密性、载气流速的稳定性以及测 量流量的准确性，对色谱结果均有很大的影响，因 此必须注意控制。 常用的载气有氮气和氢气，也有用氦气、氩气和空 气。载气的净化，需经过装有活性炭或分子筛的净 化器，以除去载气中的水、氧等不利的杂质。流速 的调节和稳定是通过减压阀、稳压阀和针形阀串联 使用后达到。一般载气的变化程度<1%。



噪音： 20uv 灵敏度： 8000mvml/mg 线性范围： 10000
电子捕获检测器（ECD）介绍



原理： 射线与载气分子作用产生慢电子，具 有亲电基团的试样分子能捕获慢电子而变 成负离子，这种负离子能与载气受放射粒 子所产生的正离子复合，从而改变检测器 的基流，使之减少，输出信号。 特点： 只对具有亲电基团的样品分子才有应答对 水敏感，载气必须充分干燥，脱氧，易受 污染。
气相色谱仪的基本原理及结构
色谱理论基础
1.“色谱”二字的由来 *朗格于1850年关于色谱分离过程的报告是最 原始的色谱法论文集 *拉姆齐在1905年用色谱法分离过气体混合物 2.茨维特实验的原形 *色谱法最初是由俄国植物学家茨威特首先提出并 命名的.1906年茨维特用右边图示的实验装置 实现了多种物质的分离并确立了色谱柱, *1952年马丁和辛格创立了气液色谱法并由此 获得了1952年的诺贝尔奖金 *1958年出现了第一台商品化的GC *我国在1956年开展研究，1965年前后北分、 上分相继投入试制

第一章 色谱发展史

第一章 色谱发展史

《色谱分离技术》教案教学重点：色谱分类及基本术语。

注意事项：第一章绪论第一节色谱发展史1.1.1色谱方法的问世俄国植物学家茨维特(Tswett)于1903年前后在波兰的华沙大学研究植物叶片的组成时，用白垩土(碳酸钙)作吸附剂，分离植物绿叶的石油醚萃取物得到黄色、绿色和灰黄色彼此分离的六个色带。

其方法是：把干燥的碳酸钙粉末装到一根细长的玻璃管中，然后把植物绿叶的石油醚萃取液倒到管中的碳酸钙上，萃取液中的色素就吸附在管内上部的碳酸钙上，再用纯净的石油醚洗脱被吸附的色素，于是在管内的碳酸钙上形成三种颜色的六个色带。

茨维特把这样形成的色带叫做“色谱”(Chromatographie)，茨维特用此名于l906年在德国植物学杂志上发表。

英译名为(Chromatography)，在这一方法中把玻璃管叫做“色谱柱”，碳酸钙叫做“固定相”，纯净的石油醚叫做“流动相”。

现在把茨维特开创的方法叫液—固色谱法(Liquid-Solid Chromatography)。

1.1.2色谱的发展简史在茨维特提出色谱概念后的二十多年无人关注这—“伟大的发明”。

直到l931年德国的Kuhn和Lederer才重复了茨维特的某些实验，用氧化铝和碳酸钙分离了α、β、γ－胡萝卜素，此后用这种方法分离了六十多种这类色素。

Martin和Synge在1940年提出液－液分配色谱法(Liquid-Solid Partion Chromatography)，即固定相是吸附在硅胶上的水，流动相为某种液体。

1941年他们发表了用气体作流动相的可能性，十一年之后James和Matin发表了从理论到实践比较完整的气－液色谱方法(Gas-Liquid Chromatography)，因此而获得了1952年诺贝尔化学奖。

在此基础上l957年Golay叫开创了开管柱气相色谱法(Open—Tubular Column Chromatography)，习惯上称为毛细管柱气相色谱法(Capillary Column Chromatography)。

仪器分析化学 第一章 色谱基本理论

仪器分析化学 第一章 色谱基本理论
• 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。 • 组分在tM时间内不参与柱内分配。需引入有效 塔板数和有效塔板高度：
n理5.54 (Yt1R /2)216 (tYR)2
n有效
5.54( tR' Y1/ 2
)2
16(tR' Y
)2
H有效
L n有效
（二） 塔板数和塔板高度
组分在固定相中的浓度 K 组分在流动相中的浓度
一定温度下，组分的分配系数K越大，出峰越慢； 试样一定时，K主要取决于固定相性质； 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； 某组分的K = 0时，即不被固定相保留，最先流出。 同一条件下，若两组分的K值相等，则色谱峰重合， 差别越大，色谱峰的距离越大
三. 速率理论-影响柱效的因素
（一）. 范.弟姆特（Van Deemter）方程式－ 气相色谱速率理论
H = A + B/u + C·u
H：理论塔板高度， u：载气的线速度(cm/s)
减小A、B、C三项可提高柱效； 存在着最佳流速； A、B、C三项各与哪些因素有关？
A─涡流扩散项（eddy diffusion）
（四） 分配比与保留时间的关系
tR = tM(1+k) tR’=ktM
（五） 分配比、分配系数与选择性因子的关系
a = t´R（2）/ t´R（1）= k2 /k1= K2 /K1
讨论：如何使A、B组分完全分离
浓
度
A
B
A
B
组分A、B在沿柱移动时不同位置的浓度轮廓
1.两组分的分配系数必须有差异 2.区域宽度的扩展速度应小于区域分离的速度 3.在保证快速分离的前提下，提供足够长的色谱柱

第2章色谱理论1

第2章色谱理论1

19:29:35
（3）K及k与r2,1的关系
r 2 ,1
′ tR 2 K2 2 = = = t′ 1 K1 k1 R
如果两组分的K或k值相等，则r2,1=1，两组分的色谱峰必 如果两组分的K 值相等， =1， 如果两组分的 将重合，说明分不开。 将重合，说明分不开。 如果两组分的K或k值相差越大，r2,1越大，则分离得越好。 如果两组分的K 相差越大 越大， 越大，则分离得越好。 如果两组分的 因此两组分具有不同的分配系数是色谱分离的先决条件 因此两组分具有不同的分配系数是色谱分离的先决条件 相对保留值， r2,1：相对保留值，又称选择因子
谱图上有不同位置的色谱峰。 不同位置的色谱峰 谱图上有不同位置的色谱峰。
19:29:35
例：用一根固定相的体积为 用一根固定相的体积为0.148mL，流动相的 ， 体积为1.26mL的色谱柱分离 的色谱柱分离A,B两个组分，它们 两个组分， 体积为 的色谱柱分离 两个组分 的保留时间分别为14.4min，15.4min，不被保留 ， 的保留时间分别为 ， 组分的保留时间为4.2min，试计算： ，试计算： 组分的保留时间为 （1）各组分的容量因子 ） （2）各组分的分配系数 ） 两组分的选择因子r （3）AB两组分的选择因子 B,A ） 两组分的选择因子
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理论塔板数与色谱参数之间的关系为： 理论塔板数与色谱参数之间的关系为：
tR 2 tR 2 n = 5.54( ) =16( ) W/2 Wb 1
说明： 说明：
单位柱长的塔板数越多，表明柱效越高。 单位柱长的塔板数越多，表明柱效越高。 单位柱长的塔板数越多 柱效越高 同一色谱柱，用不同物质计算可得到不同的理 同一色谱柱， 不同物质计算可得到不同的理 同一色谱柱 计算可得到 论塔板数。 论塔板数。 保留时间包含死时间，在死时间内不参与分配! 保留时间包含死时间，在死时间内不参与分配! 保留时间包含死时间 因此n 因此n不能准确反映柱效的大小

一苏州大学 化学考研 提纲

一苏州大学 化学考研 提纲

一、原子结构与元素周期律共济网(1) 氢原子光谱33623 037(2) 核外电子运动状态的描述和四个量子数共济(3) 核外电子排布和元素周期律021-(4) 元素性质的周期性共济二、分子结构200092(1) 离子键和晶格能同济(2) 价键理论200092(3) 杂化轨道理论研(4) 价层电子对互斥理论3362 3039(5) 离域大p键理论济(6) 分子轨道理论同济(7) 分子间作用力48号三、晶体结构正门(1) 离子晶体类型和半径比规则336260 37(2) 离子极化作用48号四、酸碱平衡网络督察(1) 酸碱质子理论和酸碱电子理论(2) 水的电离和K w(3) 弱酸的电离和弱碱的电离(4) 两性物质的电离(5) 缓冲溶液五、沉淀平衡(1) 溶度积原理和溶度积常数(2) 沉淀平衡的移动六、氧化还原反应(1) 氧化数(2) 氧化还原反应的配平(3) 原电池(4) 标准电极电势及其应用(5) 能斯特方程(6) 元素电势图和φ-pH图(7) 电解七、氢和希有气体八、卤素(1) 卤素单质(2) 卤化氢和氢卤酸(3) 多卤化物、卤素互化物和拟卤素(4) 卤素含氧酸九、氧族元素(1) 氧族元素单质(2) 过氧化氢和过氧化物(3) 硫和硒及其化合物十、氮族元素(1) 氮及其化合物(2) 磷及其化合物(3) 砷、锑和铋及其化合物十一、碳族元素(1) 碳及其化合物(2) 硅及其化合物(3) 锡和铅及其化合物十二、硼族元素(1) 硼及其化合物(2) 铝及其化合物(3) 镓、铟和铊简介十三、碱金属和碱土金属(1) 碱金属化合物(2) 碱土金属化合物十四、配位化合物(1) 配位化合物概念、组成和命名(2) 配合物价键理论和晶体场理论(3) 配合物异构现象(4) 配位平衡十五、铜和锌族元素(1) 铜族元素及其化合物(2) 锌族元素及其化合物十六、过渡金属(1) 第一过渡金属及其化合物(2) 第二过和第三过渡金属简介《物理化学》部分的内容范围第一章气体理想气体状态方程，van der Waals方程，virial方程，对比状态和对比状态原理第二章热力学第一定律1 基本概念：系统与环境，系统的性质，热力学平衡态，状态函数，状态方程，过程和途径，热和功2 热力学第0定律3 热力学第一定律与内能4 准静态过程与可逆过程5 焓，等压热容，等容热容6 热力学第一定律对理想气体的应用理想气体的热力学能和焓，理想气体的Cp与Cv之差，绝热过程和过程方程，卡诺循环7 焦耳-汤姆逊效应，实际气体的△H和△U8 热化学等压热效应与等容热效应，反应进度，标准摩尔焓变，Hess定律，标准摩尔生成焓，标准摩尔离子生成焓，标准摩尔燃烧焓，反应焓变与温度的关系，绝热反应-非等温反应，热容-能量均分原理第三章热力学第二定律1 自发变化，不可逆性2 热力学第二定律3卡诺定理4 熵的定义5 克劳修斯不等式与熵增加原理6 熵变的计算7 热力学第二定律的本质和熵的统计意义，玻兹曼公式8 亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能, 亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能判据9 DG的计算10 热力学函数间的关系基本公式，特性函数，麦克斯韦关系式及应用，吉布斯-亥姆霍兹方程式，吉布斯自由能与温度、压力的关系112 热力学第三定律与规定熵第四章溶液1 溶液组成的表示法2 偏摩尔量，定义，加合公式，吉布斯-杜亥姆公式3 化学势定义，在相平衡中的应用，化学势与温度、压力的关系4 气体混合物中各组分的化学势, 逸度，逸度因子5 拉乌尔定律，亨利定律6 理想液态混合物，理想液态混合物中任一组分的化学势，理想液态混合物的通性，7 理想稀溶液中任一组分的化学势8 稀溶液的依数性蒸气压下降，凝固点降低，沸点升高，渗透压9 活度和活度因子10 分配定律-溶质在两互不相溶液相中的分配第五章相平衡1 多相体系平衡的一般条件2 相律, 相，组分数，自由度，相律3 单组分体系的相平衡单组分体系的两相平衡，克拉贝龙方程式，克拉贝龙-克劳修斯方程，外压与蒸气压的关系，水的相图，超临界状态4 二组分体系的相图及其应用理想的完全互溶双液系，杠杆规则，蒸馏、精馏的基本原理，非理想的完全互溶双液系，部分互溶的双液系，不互溶的双液系，简单的低共熔二元相图，形成化合物的体系，液固相都完全互溶的相图，固态部分互溶的相图第六章化学平衡1 化学反应的平衡条件与反应进度的关系2 化学反应的平衡常数和等温方程式, 气相反应的平衡常数, 溶液中反应的平衡常数3 平衡常数表示式4 复相化学平衡5 标准生成吉布斯自由能标准状态下反应的吉布斯自由能变化值，标准摩尔生成吉布斯自由能6 温度、压力及惰性气体对化学平衡的影响7 同时化学平衡8 反应的耦合第七章统计热力学基础1 统计系统的分类，统计热力学的基本假定2 玻兹曼分布，定位系统的最概然分布，非定位系统的最概然分布，3 配分函数, 配分函数与热力学函数的关系，配分函数的分离4．各配分函数求法及其对热力学函数的贡献原子核配分函数，电子配分函数，平动配分函数，单原子理想气体的热力学函数，转动配分函数，振动配分函数, 分子的全配分函数第八章电解质溶液1 法拉第定律2 离子电迁移率和迁移数3 电解质溶液的电导, 摩尔电导率，浓度对摩尔电导率的影响，离子独立移动定律，离子淌度，电导的应用4．离子强度，电解质的平均活度和平均活度系数第九章可逆电池的电动势及其应用1 可逆电池，可逆电极，电极反应，电动势的测定，电池的书写方法2 可逆电池的热力学，Nernst 方程，标准电动势求电池反应的平衡常数3 界面电势，接触电势，液体接界电势4 标准电极电势, 标准氢电极，参比电极，电池电动势的计算5 电动势测定的应用电解质的平均活度因子，难溶盐的活度积，溶液PH值的测定，电势—pH图及应用第十章电解与极化1 分解电压2 极化作用浓差极化，电化学极化，极化曲线，氢超电势，塔菲尔公式3 电解时电极上的竞争反应金属的析出与氢的超电势，金属离子的分离，电解过程的应用第十一章化学动力学基础（一）1 基本概念反应速率及其表示法，基元反应，反应级数与反应分子数，反应机理，质量作用定律，反应速率常数2 具有简单级数的反应一级反应，二级反应，三级反应，n级反应，反应级数的测定方法3 几种典型的复杂反应对峙反应，平行反应，连续反应，链反应4 温度对反应速率的影响阿累尼乌斯经验式，反应速率与温度关系的几种类型，活化能5 链反应, 稳态近似，链反应历程第十二章化学动力学基础（二）1 速率理论，基本假设，基本观点，活化能，表观活化能，概率因子2 过渡态理论基本观点，势能面，活化络合物3 光化学反应，初级过程和次级过程，光化学基本定律，量子产率，光化学反应动力学4 催化反应动力学，基本概念，基本特征，酶催化反应，自催化反应第十三章表面物理化学1 表面张力及表面Gibbs自由能，表面张力与溶液浓度的关系2 弯曲表面下的附加压力和蒸汽压，Young-Laplace公式，Kelvin公式3 溶液的表面吸附——Gibbs吸附公式4 液-液界面的铺展，单分子表面膜5 液固界面, 粘湿过程，浸湿过程，铺展过程，接触角与润湿方程6 固体的表面吸附, Langmuir吸附理论，BET吸附公式，7 气-固表面催化反应速率第十四章胶体分散体系和大分子溶液1 胶体及其基本特征2 溶胶的动力性质, 布朗运动，扩散和渗透压4 溶胶的光学性质,丁铎尔现象5 溶胶的电学性质, 电动现象，电泳、电渗6 大分子溶液，大分子化合物的平均分子量，唐南平衡《结构化学》部分的内容范围一、量子力学基础和原子结构（1）量子力学基本原理：波粒二象性、海森堡测不准原理、波函数、力学量的算符、薛定谔方程、态叠加原理等。

[暨南大学课件][分析化学][教案PPT][精品课程]第十六章-第一节-色谱法概述-2

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2020/6/17
空间排阻色谱法
▪ 根据空间排阻（steric exclusion）理论，孔 内外同等大小的溶质分子处于扩散平衡状态：
Xm
Xs
▪ 渗透系数： Kp =Xs/Xm （0＜Kp＜1 ） 由溶质分子的线团尺寸和凝胶孔隙的大小
所决定。在一定分子线团尺寸范围内，Kp与 分子量相关，即组分按分子量的大小分离。
2020/6/17
吸附色谱法
➢ 流动相 有机溶剂（硅胶为吸附剂） ➢ 洗脱能力：主要由其极性决定。 ➢ 强极性流动相占据吸附中心的能力强，洗
脱能力强，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。
2020/6/17
2020/6/17
分配色谱法
▪ 洗脱顺序 由组分在固定相或流动相中溶解度的 相对大小而决定。 正相液液分配色谱：极性强的组分后被洗脱。 （库仑力和氢键力）
反相液液分配色谱：极性强的组分先出柱。
2020/6/17
二、吸附色谱法 (P346)
▪ 分离原理 利用被分离组分对固定相表面吸 附中心吸附能力的差别而实现分离。
▪ 吸附过程是试样中组分的分子(X)与流动相 分子(Y)争夺吸附剂表面活性中心的过程， 即为竞争吸附过程。
▪ 吸附色谱法包括气固吸附色谱法和液固吸附 色谱法
2020/6/17
X m + nYa
Ka
=
[X a ][Ym ]n [X m ][Ya ]n
Ka
[Xa ] [Xm ]
Xa / Sa X m /Vm
（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.

色谱分析法1

Fco F0 Tc p0 pw Tr p0
F0-检测器出口流速；Tr-室温；Tc-柱温；p0-大气压；pw-室温时水蒸汽压。 即，死体积是指死时间内流动相（载气）流经柱出口的体积。
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 Fco
c0 c e σ 2π

2σ
R 2
当色谱峰为非正态分布时，可按正态分布函数加指数衰减函 数构建关系式。
2 色谱法基本原理
色谱分离的要求：
两组份峰间距足够远：由各组份在两相间的分配系数决定，即由色谱过
程的热力学性质决定。 每个组份峰宽足够小：由组份在色谱柱中的传质和扩散决定，即由色谱 过程 动力学性质决定。 因此，研究、解释色谱分离行为应从热力学和动力学两方面进行。 一、基本术语 1. 分配系数(Distribution constant, K)： 一定温度、压力下，组份在固定相和流动 相间的分配达到平衡时的浓度比，称为分配系 数。
之为色谱 。 30-40年代，它为揭开生物的奥秘，分离复杂生物组成发挥了独特作 用。 40-50年代，发展了气相色谱，使色谱得以迅速发展，满足了复杂组 分分析发展的要求。 60-70年代，成为石油化工、化学工业等部门不可缺少的检测工具
1937-1972年，15年中有12个Nobel奖是有关色谱研究的！
• 近年来分析仪器向小型化、专用化、简 用化(甚至“傻瓜化”)的另一极端方向发 展也已经成为潮流、满足现代社会和经 济发展的多样化要求。分析仪器已经由 传统的落地式——台式——移动式—— 便携式——袋装式——芯片式变化；分 析仪器的应用也已由条件可控的实验室， 经过专门培训的分析人员向现场、野外、 家庭和非专业人员转移，出现了种种单 键(start)操作，即插即用(plug and play)、 无需控制(nocontro1)、无维护甚至“用过 即弃”的简便、专用分析仪器。

(一)气相色谱法(环境监测岗位专业考试)

(一)基础知识分类号：W12—0一、填空题1．气相色谱柱的老化温度要高于分析时最高柱温℃，并低于固定液的最高使用温度，老化时，色谱柱要与断开。

答案：5～10检测器2．气相色谱法分离过程中，一般情况下，沸点差别越小、极性越相近的组分其保留值的差别就，而保留值差别最小的一对组分就是物质对。

答案：越小难分离3．气相色谱法分析非极性组分时应首先选用固定液，组分基本按沸点顺序出峰，如烃和非烃混合物，同沸点的组分中大的组分先流出色谱柱。

答案：非极性极性4．气相色谱法所测组分和固定液分子间的氢键力实际上也是一种力，氢键力在气液色谱中占有地位。

答案：定向重要5．气相色谱法分离中等极性组分首先选用固定液，组分基本按沸点顺序流出色谱柱。

答案：中极性6．气相色谱分析用归一化法定量的条件是都要流出色谱柱，且在所用检测器上都能。

答案：样品中所有组分产生信号7．气相色谱分析内标法定量要选择一个适宜的，并要求它与其他组分能。

答案：内标物完全分离8．气相色谱法常用的浓度型检测器有和。

答案：热导检测器(TCD)电子捕获检测器(ECD)9．气相色谱法常用的质量型检测器有和。

答案：氢火焰检测器(FID)火焰光度检测器(FPD)11．气相色谱分析中，纯载气通过检测器时，输出信号的不稳定程度称为。

答案：噪音12．顶空气体分析法是依据原理，通过分析气体样宋测定中组分的方法。

答案：相平衡平衡液相13．毛细管色谱进样技术主要有和。

答案：分流进样不分流进样14．液—液萃取易溶于水的有机物时，可用法。

即用添加来减小水的活度，从而降低有机化合物的溶解度。

答案：盐析盐15．气相色谱载体大致可分为和。

答案：无机载体有机聚合物载体16．所谓气相色谱固定液热稳定性好，主要是指固定液在高温下不发生、和分解。

答案：聚合交联17．气相色谱程序升温的方式有升温和升温。

答案：线性非线性18．气相色谱法分析中，不同的色谱柱温会对柱效、、、和产生影响。

答案：保留值保留时间峰高峰面积19．选择气相色谱分析的气化室温度时要考虑试样的、、和进样量等因素。

精品谱学导论0-1谱学导论总体介绍


拉曼光谱法
总结词
拉曼光谱法是一种基于拉曼散射效应的光谱 分析方法，通过测量物质对特定波长光的散 射程度来分析物质成分。
详细描述
拉曼光谱法利用拉曼散射效应，即光在物质 中传播时发生的散射现象，通过测量样品对 光的散射程度，确定样品中目标分子的结构 信息。该方法具有无损、原位、高分辨率等 优点，广泛应用于化学、物理、生物等领域。
特征光谱
每种元素都有其独特的特征光谱， 这些光谱由元素的电子跃迁产生， 可用于元素的定性和定量分析。
光谱分析的基本原理
• 光谱分析基于物质与光相互作用时产生的光谱特征，通过测量 和分析这些光谱特征，可以推断出物质的组成、结构和性质等 信息。
03
常见光谱分析方法
原子吸收光谱法
总结词
原子吸收光谱法是一种基于原子能级跃迁的光谱分析方法，通过测量物质对特 定波长光的吸收程度来分析物质成分。
详细描述
原子吸收光谱法利用原子对特定波长光的吸收特性，通过测量样品对光的吸收 程度，确定样品中目标元素的含量。该方法具有高灵敏度、高精度和低检出限 等优点，广泛应用于地质、环境、食品等领域。
原子发射光谱法
总结词
原子发射光谱法是一种基于原子能级跃迁的光谱分析方法，通过测量物质发射出 的光谱来分析物质成分。
应用领域
谱学在化学分析、材料科学、生物医 学、环境监测、农业科技和能源研究 等领域得到广泛应用，为解决实际问 题提供了重要的技术支持。
谱学的发展历程与现状
发展历程
谱学的发展经历了多个阶段，从早期的光谱分析和光谱分类，到现代的激光光谱、质谱和磁共振谱等先进技术的 应用，谱学的理论和方法不断完善和发展。
谱学特点
谱学具有广泛的应用领域，涉及化学、物理、生物学和医学 等多个学科；谱学研究需要综合运用多种实验技术和理论方 法；谱学研究对于揭示物质本质和推动科学技术发展具有重 要意义。

色谱概论1-3章


气相色谱图
二、色谱流出曲线的意义： 从色谱图上可获得的信息有： 色谱峰的个数，可判断样品中所含组份的最少个数； 色谱峰的保留值，可进行定性分析； 色谱峰的峰高或峰面积，可进行定量分析；


色谱的保留值或区域宽度，是评价色谱柱分离性能的
色谱峰间距是固定相或流动相选择是否合适的依据。
依据；
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。如用热导池检测器时，从注射空气样品到空气峰 顶出现时的时间。 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和组份在固定相
第三节 色谱法的定义与分类
一、色谱法的定义
色谱法或色谱分析也称之为层析法，是一种物理化学的分 析方法，它利用混合物中各组分在两相间分配系数的差别，当 溶质在两相间做相对移动时，各物质在两相间进行多次分配， 从而使各组分得到分离。分离的仪器即色谱仪。
二、色谱法的分类
色谱法可按两相的状态及应用领域的不同分为两大类。 （一）按流动相与固定相的状态分类 1 ．气相色谱 气相色谱又可分为气固色谱和气液色谱，前者是以气体为 流动相，以固体为固定相的色谱，后者是以气体为流动相，以 液体为固定相的色谱。 2 ．液相色谱 液相色谱又可分为液固色谱和液液色谱，前者是以液体为 流动相，以固体为固定相的色谱；后者是以一种液体为流动相， 以另一种液体为固定向的色谱。
色谱分析
概论
第一章 绪论
第二章 色谱法的原理
第三章 色谱仪
第一章 绪论
1
色谱法的发展简史 色谱法与其他方法的比较和配合
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• 蒂塞利乌斯，1902-1971 • 瑞典化学家
• Arme Wilhelm Kaurin Tiselius
• 对电泳和吸附方法研究，发 现血清蛋白组分。 • 1948年诺贝尔奖
英国科学家Martin和Synge
1910-2002
• •
1914-1994
发明纸色谱法; 提出理论塔板表示分离效率;基于液液萃取原理发明液－液 分配色谱 “流动相用气体，对分离更有好处”;“用非常细的填料、柱两端增加压 差，能得到最小的理论塔板高度”
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色谱图
5.2 mL. （体积百分比） A air (1.9%); B methane (30.8%); C ethane (7.7%); D propane (11.5%); E 2-methylpropane (9.6%%); F n-butane (15.4%);
G 2-methylbutane (13.5%); H n-pentane (9.6%).
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选择性与柱效
反映峰保留的差异，但不能反映分分开的程度
调整α的途径
改变固定相 调整流动相流速 改变柱温度 改变样品本身的性质
分离度—综合反映分离的程度
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分离度与分离程度
影响分离度的因素：α,N,k
α：表示化合物分离程度，化学因素 N：色谱峰展宽程度 K：样品与柱填料作用强弱
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色谱基础
张庆合 中国计量科学研究院 qhzhang204@ 010-64271638
主要内容
1. 2.
色谱方法的发展 色谱法原理与术语
分析测试目的
有什麽---定性 有多少---定量
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分析方法的基本要求
灵敏度高 选择性好 速度快 成本低
a ，k，N∶如何改变分辨率?
增加柱长 增加选择性 提高柱效
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色谱峰展宽－涡流扩散（多通道效应）
起始
填充床
最后
A = 2 dp
dp 粒径 填充因子
范德华方程
色谱峰展宽－纵向扩散
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范德华方程
色谱峰展宽－传质阻力(吸附动力学)
df固定相膜厚 Ds溶质在固定相中扩散系数
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柱效对分离的影响
柱效越高色谱峰越窄 柱效提高可以增加分离度
柱效N与分离
柱效与化合物保留的关系
t N R total
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total column inject . cell connect .
色谱柱评价报告
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马丁
I am thinking
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1952年诺贝尔奖
氨基酸自动分析仪－1972年诺贝尔奖
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早期典型GC仪器
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早期典型GC仪器
1 2
盐酸; 2 大理石; 3 碳酸氢钠; 4 浓硫酸; 5 汞压力调节; 6 压力计; 7 氯 化钙; 8 三通阀; 9 样品体积测量管; 10 汞压力计; 11 恒温(Dewar flask); 12 色谱柱; 13 测氮仪.
复杂样品分析
一种或多种测试方法不能直接确定混合物中特定或全 部组份的组成或含量时，需分离后再分别测定
常见的分离模式
蒸馏 离心 电泳 过滤与超滤 色谱----分离与检测技术一体的分析方法
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色谱分离机理
柱色谱分离
谱带扩展
色谱图
色谱方法的本质
目的是解决复杂样品的分离问题 本质上是一种分离方法 色谱法与在线检测器结合使其广泛应用
色谱柱 ：含二甲亚砜的液相
收集馏分的体积与时间图
色谱方法发展年表
1903年，色谱方法提出 1931年，液固吸附色谱 1940年代，纸色谱 1950年代，薄层色谱 50-60年代，GC大发展时期 70年代，HPLC为代表的现代色谱 1975年，离子色谱出现 80--90年代，HPLC发展成熟时期 80年代，毛细管电泳发展 2003，UPLC
保留值的表示—容量因子k’
k'
VR Vo Vo
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柱效与理论塔板数 N
柱效是系统性能指标之一 与系统和流动相流速等有关 注射样品的体积小于1／100 色谱柱死体积 进样阀－色谱柱－检测器连 接体积小 保护柱的影响 提高温度 梯度洗脱
色谱过程
色谱过程
色谱方法的分类
液相色谱

气相色谱
超临界流体色谱
柱色谱 纸色谱 薄层色谱 高效液相色谱HPLC 超高压液色谱UPLC
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色谱法的前奏
Friedlieb Ferdinand （1794-1867）德国汉堡，药物博士 咖啡豆和金鸡纳皮活性物质（咖啡因和奎宁），化学教科书
几个基本概念
色谱峰 保留 柱效 容量因子 选择性 分离度
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色谱基本参数
柱色谱分离ABC
不对称度与拖尾因子
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色谱分离
死体积与死时间
V0 0.65
D 2 L
4
0.65
3.14 4.6 2 250 2.69ml 4
250mm色谱柱，1 ml/min流速，t0≈2.5 min
chromatographic method.”
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液固吸附色谱
生于奥地利维也纳,1918年在维也纳大 学学习.1921年至慕尼黑大学改读博士 学位.1922年获博士学位留校研究糖化 酶.1926-1928年任苏黎世大学教授.1929 年回德国任海德堡大学教授.兼任威 廉·凯泽医学研究所化学部门领导.1937 年升任所长.
库恩， Richard kuhn. 1900.12.3-1967.8.1 奥地利化学家
Al2O3+ CaCO3 αβ胡萝卜素、核黄素、维生素B6 1938年诺贝尔奖
库恩利用这个被埋没多年的方法, 用氧化铝和碳酸钙粉末的色谱柱 成功地将胡萝卜素分离成α和β两 个同分异构体.此后他又发现了多 种新的类胡萝卜ห้องสมุดไป่ตู้.并制成了纯品 进行结构分析,大大丰富了人们对 类胡萝卜素的认识.
范德华方程
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载气的比较
柱内径的比较
柱长的比较
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谢谢大家
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电泳
1902年8月10日生于瑞典斯德哥尔摩。 1925-1932年在乌普萨拉大学任T·斯韦 德贝尔格的助手，研究成功电泳方法， 用以分离悬浮液中电荷不同的蛋白质成 分，并于1930年获得博士学位，此后留 校任教。曾到普林斯顿大学进修学院从 事研究工作。1937年回乌普萨拉大学任 生物化学教授，他用电泳法分离了血清 中化学构造相似的蛋白质成分。1940年 研究用吸收层析法分离蛋白质及其他物 质。1946-1950年任瑞典自然科学研究理 事会主席。1947年任诺贝尔基金会副主 席。1951-1955年任国际纯粹与应用化学 联合会(1UPAC)理事长。蒂塞利乌斯因 对电泳及吸收分析的研究取得成果而获 得1948年诺贝尔化学奖。1971年10月29 日在瑞典Uppsala去世。享年69岁
色谱法的前奏
色谱法创始人－Tswett 茨维特
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经典液相色谱法
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“Like light rays in the spectrum, the different components of a pigment mixture, obeying a law, are resolved on the calcium carbonate column and then can be qualitatively and quantitatively determined. I call such a preparation a chromatogram and the corresponding method the