色谱分析复习资料[重点整理背诵版]

色谱分析法定义:色谱(chromatography)分析法：以试样组分固定相(stationary phase )和流动相(mobile phase )间的溶解、吸附、分配、离子交换或其它亲和作用的差异为依据而建立起来的各种分离分析方法称色谱分析法

即利用物质的物理及物理化学性质的差异，将多组分混合物进行分离测定的一种分析方法。色谱分析法是仪器分析常用的方法之一。

应用对象：主要是混合物中有机成分的分离和分析

1.色谱法的由来

2.固定相和流动相的变化

3.色谱柱、分离机制的变化

高效液相色谱仪

色谱分析法的分类

❖1、按两相的聚集状态流动相固定相类型

❖2、按分离的原理分类

❖吸附色谱：吸附性能的差异气固液固

❖分配色谱：分配系数的不同溶解度液体

❖离子交换色谱：分离组分与固定相离子进行可逆交换离子交换树脂

❖空间排阻色谱：分子筛葡聚糖凝胶

❖3、按固定相的材料和使用方式

❖柱色谱(玻璃、不锈钢、石英) 气固液固

❖纸色谱液液

❖薄层色谱(硅胶、聚酰胺) 液固

❖4、按色谱动力学过程分类

❖冲洗法、顶替法、迎头法

❖5、按色谱技术分类

色谱分析法的特点和局限性

一、特点

1、选择性好1理论塔板数高2固定相、流动相3操作温度a沸点相近的混合物b同位素c

同分异构体d对映异构体

2、分离效率高，分析速度快1气相色谱a气体黏度小b长色谱柱2高效液相色谱a高压泵

b多色谱填料

3、灵敏度高、样品用量少检测器a热导池检测器b氢火焰离子化检测器c电子俘获检

测器d火焰光度检测器

4、应用范围广1气相色谱a气体b易挥发的有机物c沸点高d热裂解

2高效液相色谱a不易挥发、高沸点b不稳定c糖类、大分子化合物d药物分析

3石油工业、环境保护、临床化学、药物与药剂、农药、食品、卫生防疫理化检验、司法检验

二、局限性

❖给不出定性结果，需要已知的标物质作对比，或将样品的数据与标准物质的数据进行对比，与质谱、红外等波谱鉴定仪器联用

❖定量时需要标准物质

❖对个别异构体和固体物质分析能力差

色谱图和相关术语

❖1、色谱图(chromatogram)：进样后检测仪器记录下来的检测器响应信号随时间或载气流出体积分布的曲线图。

❖ 2、基线(baseline)：当没有组分进入检测器时，色谱流出曲线是一条只反映仪器噪声随时间变化的曲线。(正常操作条件下，检测器对流动相的响应信号)

❖ 3、色谱峰(chromatographic peak)样品随流动相经过色谱柱后，分离开的各组分经过检测器时产生的吸收峰，峰状微分曲线。

❖ 4、峰面积(area )组分流出的曲线与基线所包围的面积。(CGEAFHD)表示：符号A ❖ 5、峰底(peak base)色谱峰下面的基线延长线（峰起点到终点间的直线CD ） ❖ 6、峰高色谱峰最高点至峰底的垂直距离AB' 表示符号:h

❖ 7、峰宽(W)：沿色谱峰两侧拐点所作的切线与峰底相交两点之间的距离。IJ 。符号： ❖ 8、半峰宽(W h /2) ：半峰宽：峰高为0.5h 处的峰宽。GH 。

❖ 9、标准偏差(σ)：峰高0.607h 处峰宽EF 的一半。

❖ 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。

❖ 保留时间(rentention time, t ) ：组分从进样到出现峰最大值所需的时间

❖ 死时间(dead time, t0)：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 t0 可求出流动相平均流速 ❖

❖ 调整保留时间(adjusted retention time, tr ’ )：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。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。

❖ 死体积V0：色谱柱管内固定相颗粒间空隙、色谱仪管路和连接头间空隙和检测器间隙的总和。忽略后两项可得到： ❖ Fco 为柱出口的载气流速（mL/min) ❖ ❖

❖ 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。 ❖ 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

调整保留体积Vr'：某组份的保留体积扣除死体积后的体积（以上保留时间和保留体积又统0t L u ==柱长死时间00co V t F =000c w co r T p p F F T p -=•0r co V t F =•''0r r r co

V V V t F =-=•

称保留值。）

色谱曲线的意义：1色谱峰数=样品中单组份的最少个数；2 色谱保留值——定性依据；3 色谱峰高或面积——定量依据；4 色谱保留值或区域宽度——色谱柱分离效能评价指标；5 色谱峰间距——固定相或流动相选择是否合适的依据。

平衡理论、1

时的浓度之比值。

K 与温度有关，与两相体积、柱管特性和所用仪器无关。

固定相不变的情况下，K 与温度呈反比。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。

❖ 气相色谱中，柱温是一个很重要的操作参数，对分离度影响大

❖ 液相色谱中，温度对分离度的影响小

2、分配比(k ) 的质量比，称为分配比。

它反映了组分在柱中的迁移速率。又称保留因子。也叫容量因子或容量比。

分配比 k 的求算：k 也等于组分的校正保留时间与死时间的比值。k 可表示出组分在柱中停留时间的长短。k

越大，保留时间也就越长。

K 与 k 的关系：

β 称为相比率，是反映色谱柱柱型特点的参数。对填充柱，β = 6~35；对毛细管柱， β = 60~600。K 只决定于组分和两相性质，与体积无关。 k 不仅与组分和两相性质有关，与相比有关，即与固定相的量有关。

1.A 为先流出的组分，B 为后流出的组分。

2.K 或 k 反映的是某一组分在两相间的分配；而选择因子 α 是反映两组分间的分离情况。

3.两组分 K 或 k 相差越大时，α 越大，分离得越好。

4.两组分在两相间的分配系数不同，是色谱分离的先决条件

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，即将连续的色谱过程看作是许多小段平衡过程的重复。

❖ 塔板的概念是从精馏中借用的，成功地解释了色谱流出曲线呈正态分布。

塔板理论假定：1）塔板之间不连续；2）塔板之间无分子扩散；3）组分在各塔板内两相间