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1、色谱分析法概论本章主要内容w色谱法的分类与发展w色谱过程与基本原理w基本类型色谱方法及其分离机制w色谱法基本理论色谱法分类色谱法分类 气相色谱、液相色谱、超临界流体色谱。 柱色谱、平面色谱、毛细管电泳 分配色谱、吸附色谱、离子交换色谱、空间 排阻色谱色谱的流出曲线和有关概念色谱的流出曲线和有关概念1色谱峰色谱峰对称因子对称因子fs=W/2A=(A+B)/2A对称因子（对称因子（fs）fs=W/2AW为为0.05倍峰高处的峰宽，倍峰高处的峰宽，fs为对称峰；为对称峰；fs为前沿峰；为前沿峰；fs为拖尾峰。为拖尾峰。2基基线线在在操操作作条条件件下下，没没有有组组分分流流出出时时的的流流出出曲曲线
2、线为为基线基线3保留值保留值1)保留时间（保留时间（tR）从进样开始到某个组分的色谱峰顶点从进样开始到某个组分的色谱峰顶点的时间的时间2)死时间（死时间（to）分配系数为分配系数为0的组分的保留时间的组分的保留时间3)调整保留时间（调整保留时间（tR）tR=tR-to定性参数定性参数4)保留体积（保留体积（VR）VR=tRFCFC-载气流速载气流速5)死体积（死体积（Vo）Vo=toFCVo越大，色谱峰扩张，柱效越大，色谱峰扩张，柱效降低降低6)调整保留体积（调整保留体积（VR）VR=VR-Vo或或VR=tRFC7)相对保留值相对保留值两组分的调整保留值之比两组分的调整保留值之比r2,1=tR
3、2/tR1=VR2/VR1 8)Kovats保留指数保留指数4色谱区域宽度（柱效参数）色谱区域宽度（柱效参数）标准差标准差（表示组分被带出色谱柱的分散程度）：表示组分被带出色谱柱的分散程度）：0.607倍峰高处。倍峰高处。峰高处宽度的一半。峰高处宽度的一半。小，峰窄，分散程度低，柱小，峰窄，分散程度低，柱效高。效高。半峰宽（半峰宽（W1/2）：）：半峰高处峰的宽度半峰高处峰的宽度W1/2峰宽（峰宽（W）：）：衡量柱效的参数衡量柱效的参数W=1.699W1/2或或W=45分离度分离度（一）定义：相邻二色谱峰峰尖距离对峰宽均值的（一）定义：相邻二色谱峰峰尖距离对峰宽均值的倍数为分离度倍数为分离度R
4、1,峰重叠，未分开峰重叠，未分开R=1,认为基本分开，认为基本分开，4分分离离R=1.5,两峰完全分离，两峰完全分离，6分分离离分配系数与色谱分析1相平衡参数相平衡参数分分配配系系数数(K)分分配配平平衡衡后后，组组分分在在固固定定相相(s)与与流流动动相相(m)中浓度之比称为分配系数中浓度之比称为分配系数K=Cs/Cm与与组组分分、流流动动相相、固固定定相相的性质和温度有关的性质和温度有关Cs-组分在固定相组分在固定相(s)中浓度中浓度Cm-组分在流动相组分在流动相(m)中浓度中浓度2.容容量量因因子子kk表表示示组组分分在在固固定定相相和和流流动动相相中中的的质质量量之比之比k=ms/mm
5、=CsVs/CmVm=KVs/VmVm为为色色谱谱柱柱中中流流动动相相的的体体积积，Vm=V0，Vs为为柱柱中中固固定定相的体积相的体积在色谱柱中在色谱柱中,设设R表示溶质分子在流动相中的几率表示溶质分子在流动相中的几率,因为因为溶质溶质分子只有出现在流动相才能随着流动相移动分子只有出现在流动相才能随着流动相移动R=u/uou-组分的移动速度组分的移动速度uo-流动相的移动流动相的移动速度速度设柱长为设柱长为L,u=L/tRuo=L/to流动相通过整个色谱柱的时间流动相通过整个色谱柱的时间to,溶质分子通过整个色溶质分子通过整个色谱柱的谱柱的时间时间tR,tR=L/u=L/Ruo=to/R=t
6、o(1+KVs/Vm)=to(1+k)所以所以k=(tRto)/to=tR/to分配系数不等是分离的前提分配系数不等是分离的前提设两个组分的混合物设两个组分的混合物如果如果KA=KB,tR=0,组分组分A,B不可分开不可分开KAKB,tR0,组分组分A,B可分开。可分开。KAKB，则则B先流出色谱柱先流出色谱柱基本类型色谱方法及其分离机制w分配色谱：利用被分离组分在固定相或流动相中的溶解度差异实现分离。 狭义分配系数 K=Cs/Cm=(Xs/Vs)/(Xm/Vm) 洗脱顺序：在固定相中溶解度大的后洗脱下来。w吸附色谱：利用被分离组分对固定相表面吸附中心吸附能力的差异实现分离。 试样中组分与流动
7、相分子争夺吸附剂表面吸附中心的过程。 Xm+nYa=Xa+nYm Ka=XaYmn/XmYanw离子交换色谱：被分离组分离子交换能力的差异而实现分离 KA/B=KA/KBw空间排阻色谱 ：根据被分离组分的线团尺寸而进行分离。 色谱法基本理论塔板理论塔板理论（一）基本假设（一）基本假设1组组分分在在一一个个塔塔板板高高度度内内两两相相间间达达到到平平衡衡2间间歇式歇式3忽略纵向扩散忽略纵向扩散4分配系数在各塔板上是常数分配系数在各塔板上是常数（二）正态分布（二）正态分布正态分布方程正态分布方程因此曲线上组分浓度（因此曲线上组分浓度（C）与时间与时间(t)的关系符合正态分的关系符合正态分布方程布方
8、程讨论：讨论：(1) (2)ttR或或ttR,CCmax三）理论塔板高度和理论塔板数三）理论塔板高度和理论塔板数H=2/L,n=L/HL-柱长，柱长，n-理论塔板数，理论塔板数，n大，柱效高大，柱效高n=(tR/)2,n=5.54(tR/W1/2)2,n=16(tR/W)2，H=L/nn-理论塔板数理论塔板数，H-理论塔板高度理论塔板高度neff=(tR/)2,neff=5.54(tR/W1/2)2,neff=16(tR/W)2，Heff=L/neffneff-有效理论塔板数有效理论塔板数，Heff-有效理论塔板高有效理论塔板高度度速率理论w塔板理论在解释流出曲线的形状、组分的分离及评价柱效是成功的。但是忽略了组分在塔板中的分配平衡及纵向扩散。VanDeemter方程式方程式H=A+B/u+CuH-塔板高度塔板高度A-涡流扩散系数涡流扩散系数B-纵向（分子）扩纵向（分子）扩散系数散系数u-载气的线速度载气的线速度C-传质阻抗系数传质阻抗系数u=L/to(cm/min)影响塔板高度的动力学因素影响塔板高度的动力学因素A项项-涡流扩散项涡流扩散项A=2dp-填充不规则因子填充不规则因子dp-填料的直径填料的直径dp，A,H,柱效柱效n空心毛细管空心毛细管A=0,H=B/u+Cu2.B/u项项-纵向（分子）扩散项纵向（分子）扩散项B=2Dm3.Cu项项-传质阻抗项传质阻抗项
