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色谱分析法概述(1)

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色谱分析法概论

色谱分析法概论
色谱分析法引论
§1.1 概述
色谱法也叫层析法，它是一种
高效能的物理分离技术，将它用于
分析化学并配合适当的检测手段，
就成为色谱分析法。
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。
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）
§1.3 色谱法基本原理
色谱分析的目的是将样品中各组分彼此分离， 组分要达到完全分离，两峰间的距离必须足够远， 两峰间的距离是由组分在两相间的分配系数决定
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法： 标准偏差：峰高0.607 倍处峰 宽处的一半。 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
有关，与两相体积、
柱管特性和所用仪
器无关。
分配系数 K的讨论

试样一定时，K主要取决于固定相性质一定温
度下，组分的分配系数K越大，出峰越慢；每个组 分在各种固定相上的分配系数K不同；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。

经典液相色谱分析技术—色谱法概述

经典液相色谱分析技术—色谱法概述
仪器分析技术
色谱法起源
仪器分析技术
色谱分析法： 又称色谱法、层析法,是一种物理或物理化学
的分离分析方法。 色谱法已广泛应用于各个领域，成为多组分混
合物的最重要的分离分析方法。具有高灵敏度、高 选择性、高效能、分析速度快及应用范围广等优点。
仪器分析技术
色谱法创始于20世纪初，1906 年俄国植物学家茨维特(Tswett) 将碳酸钙放在竖直的玻璃管中，从 顶端倒入植物色素的石油醚浸取液 ，并用石油醚冲洗，在管的不同位 置形成色带，因而命名为色谱。
仪器分析技术
➢ 玻璃管称为：色谱柱 ➢ 管内填充物称为：固定相 ➢ 冲洗剂称为：流动相 ➢ 色谱法不仅用于有色物质的分离，
而且大量用于无色物质的分离，虽 然“色”已经失去原有意义，但色 谱法名称仍沿用。
流动相 （石油醚）
固定相 （碳酸钙）
色谱柱 （玻璃管）
仪器分析技术
谢谢观看！
仪器分析技术
离子交换色谱法：
不同离子与固定相相反电荷间的作用力大小不同。
体积排阻色谱法：
固定相孔径不同，把样品组分按分子大小分开。
仪器分析技术
3）按操作形式不同分类
➢ 柱色谱法：固定相装在管柱内的色谱法 ➢ 平面色谱法：色谱过程在固定相构成的平面内进行的色谱法。
（1）纸色谱法 （2）薄层色谱法
柱色谱
薄层色谱
纸色谱
色谱法分类和特点
仪器分析技术主要内容1色谱法分类2色谱法特点
仪器分析技术
一、色谱法分类
1）按两相状态不同分类：
按 (1)气相色谱(GC)：流动相为气体（称为载气）；
流
动 相
(2)液相色谱(LC)：流动相为液体；
状 态
(3)超临界色谱(SFC)：流动相为超临界流体；

色谱分析法概论

色谱分析法概论

第一章色谱分析法概论第一节概述色谱分析法简称色谱法或层析法(chromatography)，是一种物理或物理化学分离分析方法。

从本世纪初起，特别是在近50年中，由于气相色谱法、高效液相色谱法及薄层扫描法的飞速发展，而形成一门专门的科学——色谱学。

色谱法已广泛应用于各个领域，成为多组分混合物的最重要的分析方法，在各学科中起着重要作用。

历史上曾有两次诺贝尔化学奖是授予色谱研究工作者的：1948年瑞典科学家Tiselins因电泳和吸附分析的研究而获奖，1952年英国的Martin和Synge因发展了分配色谱而获奖；此外在1937～l972年期间有12次诺贝尔奖的研究中，色谱法都起了关键的作用。

色谱法创始于20世纪初，1906年俄国植物学家Tsweet将碳酸钙放在竖立的玻璃管中，从顶端倒入植物色素的石油醚浸取液，并用石油醚冲洗。

在管的不同部位形成色带，因而命名为色谱。

管内填充物称为固定相(stationary phase)，冲洗剂称为流动相(mobile phase)。

随着其不断发展，色谱法不仅用于有色物质的分离，而且大量用于无色物质的分离。

虽然“色”已失去原有意义，但色谱法名称仍沿用至今。

30与40年代相继出现了薄层色谱法与纸色谱法。

50年代气相色谱法兴起，把色谱法提高到分离与“在线”分析的新水平，奠定了现代色谱法的基础，l957年诞生了毛细管色谱分析法。

60年代推出了气相色谱—质谱联用技术(GC-MS)，有效地弥补了色谱法定性特征差的弱点。

70年代高效液相色谱法(HPLC)的崛起，为难挥发、热不稳定及高分子样品的分析提供了有力手段。

扩大了色谱法的应用范围，把色谱法又推进到一个新的里程碑。

80年代初出现了超临界流体色谱法(SFC)，兼有GC与HPLC的某些优点。

80年代末飞速发展起来的高效毛细管电泳法(high performance capillary electrophoresis，HPCE)更令人瞩目，其柱效高，理论塔板数可达l07m-1。

色谱分析法

色谱分析法

29
9.分配系数K与分配比k的关系
ms cs Vs Vm K k k cm m m Vs Vm
其中β称为相比率。 相比率是反映色谱柱柱型特点的又一个参数。例如，对 填充柱，其β值一般为6~35，对毛细管柱，其β值一般 为60~600。
11:19
30
10. 分配比与保留时间的关系
11:19
37
• 但由于死时间tM包含在tR中，而tM并不参加柱 内的分配，所以理论塔板数、理论塔板高并不 能真实地反映色谱柱的好坏。为此： • 常用有效塔板数或有效塔板高度作衡量柱效能 的指标。计算式如下：
' ' tR t 2 R 2 n有 效 5.54( ) 16( ) Y1 Y 2
H有效
第六章
色谱分析法
11:19
1
第一节 概述
一、色谱法简介 u 色谱法是由1906年俄国植物学家茨维特最早创立的。
11:19
2
石油醚
植物叶石 油醚溶液
CaCO3
11:19
3
色谱法中: 起分离作用的分离柱称为色谱柱。 固定在柱内的填充物称固定相。 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。
L n H
n称为理论塔板数。
11:19
35
(2)
以气相色谱为例，载气进入色谱柱不是连续
进行的，而是脉动式，每次进气为一个塔板体积。
(3) 所有组分开始时存在于第0号塔板上，而且试
样沿轴（纵）向扩散可忽略。
(4) 分配系数在所有塔板上是常数，与组分在某
一塔板上的量无关。
11:19
36
塔板理论指出：
i．保留时间tR：指被测组分从进样开始到出现色 谱峰最高点时所需的时间，如图15－6中的O΄B 所示。

15-色谱分析法简介

15-色谱分析法简介
8
色谱图及常用术语
色谱流出曲线: 由检测器输出的电信号强 度对时间作图，所得曲线 色谱峰: 曲线上突起部分
t
1、基线: 没有样品组分流出时的流出曲线； 2、峰高: 色谱峰顶点与基线之间的垂直距离； 3、区域宽度: 即色谱峰的宽度； 峰底宽度wb：Wb = 4 σ 半峰宽w1/2： W1/2 = 2.354 σ 标准偏差σ： 0.607倍峰高处峰宽的一半 。
15
分离度定义：相邻两峰保留值之差与两蜂宽之和的一半的比值
在—般情况下，由于色谱柱中溶质的浓度较低，分配系数K 为常数。——称线性色谱。 色谱峰是对称的呈高斯分布，高斯峰，其蜂底宽度等于4σ。 相邻两个蜂，其峰宽大致相等：
Rs＝1，峰间距离4 σ ，4 σ分离。峰有2％的重叠 Rs＝1.5，峰间距离6 σ ，称为6 σ分离，峰重叠小于1％， 两峰已完全分开。
9
峰面积A： 4、保留值 常用时间、距离或用将组分带出色谱柱所需要的流动相体
积表示，保留值由色谱分离过程中的热力学因素所决定; 在一 定色谱条件下保留值是特征的，可作为色谱定性的参数是色谱 法的重要概念之一；
a．保留时间 tR 从进样开始到色谱蜂最大值出现时所需要的时间；某组分
的保留时间就是它通过色谱柱所需要的时间； 死时间tM：多用t0表示 不被固定相保留的组分,从进样到出现峰极大值的时间；死 时间实际上就是流动相流经色谱柱所需要的时间；
3
色谱法的实质：分离； 色谱法的依据：各组分在互不相溶的两相——固定相与流动 相中吸附能力、分配系数或其它亲和作用性能的差异. 2. 色谱法的分类 (1)按流动相和固定相所处状态分类 气固色谱 气相色谱：气体作流动相 气液色谱 液相色谱：液体作流动相 液固色谱 液液色谱 超临界流体色谱: (2)按固定相的固定方式分类 柱色谱法：固定相装在色谱柱中 纸色谱法：用滤纸上的水分子作固定相 薄层色谱法：将吸附剂粉末制成薄层作固定相

色谱分析法概述

色谱分析法概述

二、色谱法的分类：
三、色谱法的发展趋势 • ①新型固定相和检测器的研制
• ②色谱新方法的研究 • ③色谱联用技术的开发
• ④色谱专家系统的开发
四、色谱分析法的特点
• • • • • 1.选择性高 2.灵敏度高 3Leabharlann 效能高 4.分析速度快 5.应用范围广
总结：
• 1.色谱：混合色素被分为不同色带的现像。（像
Chapter.16
色谱分析法概述
信建豪
第一节 色谱法的历史、分类和发展
一、色谱的历史
① .1903年，俄国植物学家Mikhail Tswett 最 先发明。他采用填充有固体CaCO3细颗粒的玻璃柱，
将植物色素的提取物加于柱顶端，然后以溶剂淋洗，被
分离的组份在柱中显示了不同的色带，他称之为色谱。
(希腊语中 “chroma”=color; “graphein”=write )。
用调整保留体积定性结果 较为准确，但用调整保留时间 定性，结果更加直观。则通常 用调整保留时间定性。
7.相对保留值：
r1, 2
t 2 R t1 R

VR2 VR1
8.保留指数：Ix
I x 100[ z n lg t ( x ) lg t ( z ) R R lg t ( z n ) lg t ( z ) R R
]
（三）色谱峰高和峰面积 （定量）：
1.峰高(h): 组分在柱后出现浓 度极大时的检测信号，即 色谱峰顶至基线的距离。 2.峰面积(A): 色谱曲线与基线间 包围的面积。
(四)色谱峰区域宽度：
1.标准差(σ) : 正态色谱流出曲线上两拐点距离的一半。正 常峰， σ为0.607倍峰高处的峰宽. 2.半峰宽(W1/2): 峰高处一半的峰宽。W1/2＝2.355 σ 3.峰宽(W): 通过色谱峰两侧拐点作切线在基线上所截得 的距离。 W＝4σ 或W＝1.699 W1/2

色谱知识

色谱知识
L 210cm H 0.145cm 1.45m m n 1444
答：塔板高度为1.45cm。
有效塔板数：使用调整保留时间tR′计算塔板数：
t 2 n 16( ) 5.54( ) Y Y1
/ 2 2
t
/ R
/ R
有效塔板数扣除了死时间的影响，较为真实地反映了柱
效能的好坏。
塔板理论的优点：理论直观，能解释流出曲线的形状和 浓度极大点(色谱峰)的位置，应用广泛。 缺点：理论建立在几点假设之上，不能解释塔板高度量
般用cm为单位。
★★峰宽(Y)与半峰宽[Y1/2) 从色谱峰两侧的转折点(拐点)作切线，在基线上的
截距叫峰底宽(y)；简称峰宽；峰高一半处色谱峰
的宽度叫半峰宽(y1/2)。由于色谱峰顶呈圆孤形，
色谱峰的半峰宽并不等于峰底宽的一半。
例4.2.1 解：
已知记录纸的速度是2.5cm· -1，测得某色谱 min
K s / m
组分在流动
相中的质量
浓度(g· -1) mL
K↑溶解度或吸附能力↑，组分在固定相中的量↑，在气
相中的量↓。K↑进入固定相的组分↑，组分在固定相中 滞留的时间越长，流出色谱柱所需的时间也就越长。
★ ★分配比(k)
定义：分配比是在一定温度、压力下，组分在两相 间达到分配平衡时，两相间组分的质量比：
2,1 值越大，两组分的色谱峰相距越远，分离得越好
2.分配系数与分配比
定义：组分在固定相和流动相之间发生的吸附与脱附或
者溶解与挥发的过程叫分配过程。
★★分配系数(K):当组分在流动相和固定相两相中达
到分配平衡时，组分在两相中的浓度之比，称为分配
系数(K)： 组分在固定相 中的质量浓度 (g· -1) mL

《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。

色谱分析概论

色谱分析概论

分离因子和分离度 色谱中描述相邻组分分离状态的指标一般用分离因子 或分离度表示。
分离因子被定义为两种物质调整保留值之比，又称为 分配系数比或选择性系数，以α表示。
分离因子（选择性系数α）：
α
两个物质分离的前提： α≠1，即α＞1。
分离度（RS）
两个相邻色谱峰的分离度Rs（resolution）定义为两峰保 留时间差与两峰峰底宽平均值之商。
注：颗粒太小，柱压过高且不易填充均匀
填充柱——60~100目 空心毛细管柱（0.1~0.5mm），A=0，n理较高
速率理论
back
柱子规格： 30m× 0.32mm× 0.25μm
速率理论
(2). 纵向扩散项（分子扩散项）：B/u
扩散，即浓度趋向均一的现象。
扩散速度的快慢，用扩散系数衡量。
由于样品组份被载气带入色谱柱后，以“塞子”的形式存在色谱柱的很 小一段空间中，在“塞子”前后（纵向），存在浓度差，形成浓度梯度 ，导致运动着的分子产生纵向扩散。
涡流扩散项
传质阻抗项
纵向扩散项
(1). 涡流扩散项（多径扩散项）：A
产生原因： 载气携样品进柱，由于固定相填充不均匀，使 一个组分的分子经过多个不同长度的途径流出色谱柱， 引起峰扩张。
— 填充不规则因子
dp — 填充颗粒直径
影响因素：固体颗粒越小，填充越实，A项越小
讨论：λ↓，dp ↓ →A↓ →H↓ → n↑ → 柱效↑ λ↑ ，dp ↑ →A ↑ →H ↑ → n ↓ → 柱效↓
速率理论
C· u —传质阻力项
气液色谱 传质阻力包括气相传质阻力 Cg和液相传质阻力 CL，即： C = Cg + CL
色谱峰面积
色谱峰与基线间所包围的面积。

色谱分析法概述范文

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。

第十二章色谱分析法

第十二章色谱分析法
分类，该实验属于__________色谱；按色谱分离机
理分类，该实验属于________色谱。
（北师大）
三、气相色谱分离过程及有关术语
(一) 气相色谱分离过程
A+B 色谱柱 检测器 记录仪
(1)载气试样
B A
(2)载气试样
A+B B
A
(3)载气试样
B A
(4)载气试样
B
(5)载气试样
图12.2 气相色谱分离过程示意图
存在的空间。
分离原理:
不同的物质在互不相溶的两相中，具有不同 的分配系数，当两相做相对移动时，物质就会在 两相间进行反复多次的分配，从而在移动速度上 产生差异，最后使得各组分得以分离。
二．色谱法的分类
1．按两相的状态分： 流动相 固定相 类型 液体 固体 液-固色谱 液体 液体 液-液色谱 气体 固体 气-固色谱 气体 液体 气-液色谱
第十二章
色谱分析法
第一节 概述
一．色谱法简介
创立:
1903年俄国的植物学家茨维特研究植物叶片中的色素成分时 首先提出来的。分离色素装置如图示。
固定相——CaCO3颗粒 流动相——石油醚
色带
固定相和流动相:

固定相是相对于仪器位置固定不动的一相，


流动相是相对于固定相不断运动的一相，
两相一定要有相对运动，且互不相溶， 固定相和流动相为色谱分离中的样品提供了一个
t ' R (2) t 'R (1)
R (2)

V 'R (2) V 'R (1)
1
t 'R (1) )
相对保留值仅与柱温和固定相性质有关，而与 载气流量等其它实验条件无关，因此，它是色谱定性 分析的重要参数之一。 相对保留值还可以用来表示色谱柱的选择性。 R2,1值越大，两组分的tR 值相差越大，越容易实现分 离，当R2,1 =1 时，两组分色谱峰重叠。

第15章-色谱分析法导论

第15章-色谱分析法导论
k mS mM
k 值越大，说明组分在固定相中的量越多，相当于柱的
容量大，因此又称分配容量。 它是衡量色谱柱对被分离组分保留能力的重要参数。
k 值也取决于组分及固定相热力学性质。它不仅随柱温、
柱压变化而变化，而且还与流动相及固定相的体积有关。
23
3、分配系数和分配比之间的关系
k cSVS cMVM
17
§15-2 色谱分离原理
一、分离原理 气相色谱分离过程是在色谱柱内完成的，气固色谱和
气液色谱，两者的分离机理不同。 气固色谱的固定相： 多孔性的固体吸附剂颗粒，其分离是基于固体吸附剂
对试样中各组分的吸附能力的不同。 气液色谱的固定相： 由担体和固定液所组成，其分离是基于固定液对试样
中各组分的溶解能力的不同。
图15-1色谱原型
1
1906年， Tsweet 发现色谱分离现象
碳酸钙 （固定相）
色石素油混醚合液 (流动相） 色谱柱
色带
2
植物色素分离图示
3
Chromatography
Tswett将这种方法命名为色谱 法（Chromatography），很显然 色谱法 （Chromatography）这个 词是由希腊语中“色”的写法 （chroma）和“书写”(graphein) 这两个词根组成的。
2）死时间( tM )： 不与固定相作用的气体（如空气）的保留时间。
因为这种物质不被固定相吸附 或溶解，故其流动速度将与流动相 的流动速度相近。
测定流动相平均线速度u0时， 可用柱长 L 与 tM 的比值计算。
uu0 L tM
29
3）调整保留时间( tR ' )：
tR' = tR － tM
30

色谱分析

色谱分析

四、色谱分离过程
色谱分离过程是在色谱柱内完成。以填充柱为例
填充柱类型 气固(液固)色谱 固定相
气液(液液)色谱
多孔性的固体吸附剂颗粒 由担体和固定液所组成
分离机理
固体吸附剂对试样中各组 固定液对试样中各组分 分的吸附能力的不同 的溶解能力的不同
吸附与脱附的不断重复 溶解与挥发的不断重复
分离过程
五、色谱流出曲线（色谱图）及有关术语
5）流动相以不连续方式加入，即以
一个一个的塔板体积加入。
2、塔板分离过程
3 、柱效能指标
对于一个色谱柱来说，其分离能力（叫柱 效能）的大小主要与塔板的数目有关，塔板数 越多，分配次数越多，分离效果越好，柱效能
越高。
色谱柱的塔板数可以用理论塔板数和有效
塔板数来表示。
（1）理论塔板数n
对于一个柱子来说，其理论塔板数可由下式计算：
5. 速率理论的要点
(1)组分分子在柱内运行的多路径与涡流扩散、浓度梯度所 造成的分子扩散及传质阻力使气液两相间的分配不能瞬间达 到平衡等因素是造成色谱峰扩展、柱效下降的主要原因。
(2)通过选择适当的固定相粒度、载气种类、液膜厚度及 载气流速可提高柱效。 (3)速率理论为色谱分离和操作条件选择提供了理论指导。 阐明了流速和柱温对柱效及分离的影响。 (4) 各种因素相互制约，选择最佳条件，才能使柱效达到 最高。
传质阻力导致C ↑，H ↑ ，n ↓分离变差 。 C与扩散系 数、液膜厚度等有关
4. 载气流速与柱效-最佳流速
载气流速高时，传质阻力项 是影响柱效的主要因素
载气流速低时，分子扩散项成 为影响柱效的主要因素
H – u 曲线与最佳流速
由于流速对这两项完全相反的作用，以塔板高度H对载气流速

色谱分析方法

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。

中国药科大学-分析化学课件-第17色谱分析

中国药科大学-分析化学课件-第17色谱分析

峰宽和之半
tR2 W1
tR1 W2
2
R 2(tR2 tR1) 1.177(tR2 tR1)
W1 W2
W1 2(1) W1 2(2)
讨论
• 设色谱峰为正常峰，W1≈W2= 4σ
R 1.0 tR 4 基本分离 R 1.5 tR 6 完全分离(定量分析前提）
R 1.0 完全未分开
调整保留体积VR’：保留体积与死体积之差，即组分 停留在固定相时所消耗流动相的体积
VR'
VR
V0
t
' R
FC
注：VR' 与Fc无关；t
' R
1 Fc
V0 和 Vm、t0 和 tm 的区别
• V0 ：由进样器至检测器的流路中未被固定相占有的空 间体积 ； 流定相充满死体积所需的时间为t0 。
• Vm ：平衡时流动相在色谱柱中占有的体积，流动相经 过色谱柱所需时间用tm 表示。
线性：对称峰 凸形：拖尾峰
• 对称因子(symmetry factor)
——衡量色谱峰对称性
色谱峰
正常峰（对称）——fs在0.95~1.05之间
非正常峰 前沿峰 ——fs小于0.95 拖尾峰 ——fs大于1.05
对称因子：（拖尾因子）
fs
W0.05h 2A
A B 2A
8.分离因子和分离度：—分离参数
➢吸附色谱：利用物理吸附性能的差异（固定相固体）
（ absorption chromatography）
➢离子交换色谱：利用离子交换原理（固定相离子交换树脂）
（ion exchange chromatography ）
➢空间排阻色谱：利用排阻作用力的不同（固定相凝胶）

色谱分析法

色谱分析法

H有效＝L/n有效
n有效＝L/ H有效
n有效、H有效扣除了死时间的影响，能较真实地反映色谱柱
效能的好坏。 n有效越大，柱效能越好。
2、速率理论 塔板理论只是定性地给出了板高的概念，却不能解释影 响塔板高度的原因，因而，也无法提出降低塔板高度的途 径。 为了克服塔板理论的缺陷，1956年荷兰学者范第姆特等 人在研究气相色谱时，在塔板理论的基础上，提出了速率理
二、色谱分离原理
1、分离原理
以分配色谱为例。 试样与两相分子相互作用，既能进入固定相，也可返回 流动相，该过程为分配。与固定相分子作用力越大的组分越 易进入固定相，随流动相向前移动的速度就越慢；反之，就
容易进入流动相，移动速度就越快。经一定的柱长后，经反
复多次的分配，使性质差别微小的组分也得以分离。这样， 与流动相作用力大的组分先流出，而与固定相作用力大的组 分后流出。
2、分子扩散项B/u（纵向扩散项） 是组分分子在移动方向上向前和向后的扩散，它是由浓度 梯度所引起。样品从柱入口加入，样品带像一个塞子随流动 相向前推进，由于存在浓度梯度，塞子必然会自发地向前和
向后扩散，引起谱带展宽。
为降低分子扩散程度，宜使用相对分子质量较大的载气 （如N2），较高的载气线速度，控制较低的温度。
互作用的强弱也有差异，反复多次的分配使这种差异得以
放大，因此不同组分在固定相滞留时间长短不同，也即随 流动相向前移动的速度不同，从而按先后不同的次序从固
定相中流出，得以分离。
2、色谱法的分类
按流动相和固定相所处的状态分： 气相色谱（GC）：流动相为气体，分析挥发性有机物 液相色谱（LC）：流动相为液体，分析可溶于水或有 机溶剂的各种物质
方程中的各项数值。
速率方程对色谱分离条件的选择具有指导意义。
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TCD是一种应用较早的通用型检测器， 又称导热析气计。
应用：检测所有物质，最广泛的。
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（2）氢火焰离子化检测器（FID）
又称氢焰离子化检测器。主要用于可在
H2-Air火焰中燃烧的有机化合物(如烃类物质)
的检测。
（3）电子捕获检测器(ECD) ECD主要对含有较大电负性原子的化合
物响应。它特别适合于环境样品中卤代农药 和多氯联苯等微量污染物的分析。
所以说色谱法是一种分离技术。
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5
2 色谱法分类
• 色谱法中存在两相: • 固定相: 在柱内固定不动的固体或液体 • 流动相: 不断流过固定相的气体或液体 • 色谱分析法有很多种类，从不同的角度
可有不同的分类方法。
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6
1)按流动相和固定相状态分类：
• 流动相: 气体 气相色谱法
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（5）应用广泛
分析气体、易挥发的液体和固体。有机物（摩 尔质量小于400）及部分无机物（能分析几乎所有 的化学物质）
• 不足：
（1）不适用于沸点高于450OC的难挥发物质和热不 稳定物质的分析。
（2）对未知物的定性分析比较困难。
解决方法：方法联用 如：色谱－质谱；色谱－红外； 色谱－电化学等。
进行色谱分离。 • 气体样品：用六通阀导入或注射器注入。 • 液体样品：用微量注射器注入。
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21Βιβλιοθήκη mL-1六 通 阀
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分离系统
• 分离系统的核心是色谱柱，其功能是将 多组分样品分离为单个组分。
• 柱温是影响分离的最重要的因素。 • 选择柱温主要是考虑样品待测物沸点
别进行分离的方法。
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10
• 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： • 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。
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3)按操作形式分类：
（1）柱色谱：
填充柱色谱：指将固定相填满在一根玻璃 或金属管内组成的色谱柱.
10 8 6 4 2 0 0 2 4 6 8 10 12
27
分离过程
分配系数：KB>KA B组分保留时间长，
与固定相作用大，后出
柱。
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检测系统
• 分离后的组分顺序进入检测器。
• 检测器作用：
• 是将各组分在载气中的浓度变化转变 为电信号。
检测器有如下几种:
(1)热导池检测器(TCD)
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4 气相色谱流程
• 气相色谱仪是完成气相色谱分析的主要 工具，其流程示意图见（图2-1）P5。
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气相色谱仪器: • 现在有近百厂家提供数百种型号的气相
色谱仪。 • 色谱仪器得到了极大的发展，这主要归
于： • 电子积分仪及计算机数据处理装置的发展； • 计算机技术对仪器各类参数的自动控制。 • 如柱温、流速、自动进样等。
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。
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3
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4
1 色谱法（色层法、层析法）：
• 是先将待分析样品的各组分进行分 离，然后顺序检出各组分含量的分析方 法。
可见色谱分析是先分离后测定。即 利用物质的物理及物理化学性质将多组 分的混合物进行分离,并测其含量。
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（4）火焰光度检测器（FPD）
FPD 是对含S、P化合物具有高选择性和高灵
敏度的检测器。因此，也称硫磷检测器。主要用
于SO2、H2S、石油精馏物的含硫量、有机硫、有
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载气系统
进样 系统
检测系统
H2,N2或Ar
分离系统
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载气系统
• 载气： • 是载送样品进行分离的惰性气体，是气
相色谱的流动相。 有氢气、氮气、氩气、氦气和空气。
• 要求：载气应不与固定液和被测物质起化学 反应。
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进样系统
• 进样： • 把被测样品快速而定量地加到色谱柱上
第二章 气相色谱分析
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1
§2-1色谱分析法概述
• 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。
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2
•
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
吸附
分配
吸附
分配
方法名 气固色谱 称 （GSC）
气液色谱（G LC） 气液分配色谱 （GLPC）
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液固色谱 （LSC）
液液色谱 （LLC） 液液分配色谱
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2)按分离原理（机制）分类：
• 吸附色谱： • 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。
• 分配色谱： • 利用不同组分在两相间的分配系数的差
•
液体 液相色谱法
• 固定相: 固体 气-固色谱 液-固色谱
•
液体 气-液色谱 液-液色谱
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色谱法
气相色谱法
气-液色谱法
气-固色谱法
液相色谱法
液-固色谱法
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液-液色谱法 8
流动相
气体
液体
方法名 称
气相色谱（GC）
液相色谱（LC）
固定相 固体吸附剂
液体
固体吸附剂
液体
分离依 据
毛细管柱色谱：指固定相附着在一根毛细管 内壁上，而管中心是空的。
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（2）纸色谱：用色谱纸作固定相，将样品 滴在纸上，用有机溶液展开。
（3）薄层色谱：将粉状吸附剂调匀后涂在 玻动板上，样品总可用有 机溶剂展开。
原理：基于不同组分的移动速度不同而达到相 互分离。
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3 气相色谱法的特点
（1）高效能（分离效能高） 能分析沸点十分接近的复杂混合物。如分析
40～150OC汽油时，110min内获得168个色谱峰。 （2）高灵敏度
检测10-11～10-12g（微量有害物质），需要样 品量极少。 （3）高选择性 （4）分析速度快
几分钟或几十分钟便可完成一个分析周期。
和对分离的要求。 • 柱温通常要等于或略高于样品的平均沸点
(分析时间20-30min).
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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。
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10 8 6 4 2 0 0 2 4 6 8 10 12
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