色谱法的基本原理
色谱法的基本原理
色谱法的基本原理
色谱法的基本原理可以通过以下几个方面来理解，固定相、流动相、分离机理
和检测方法。
首先，固定相是色谱柱中的填料，它可以是固定在柱壁上的液相，也可以是固
定在固定相载体上的液相。
固定相的选择对色谱分离的效果有很大影响，不同的固定相对于不同类型的化合物具有不同的选择性，因此在选择固定相时需要根据分析物的性质进行合理的选择。
其次，流动相是色谱柱中的移动相，它可以是气体或液体。
流动相的选择也会
影响色谱分离的效果，不同的流动相对于不同类型的化合物具有不同的溶解度和分配系数，因此在选择流动相时也需要根据分析物的性质进行合理的选择。
分离机理是色谱分离的基础，它是指化合物在固定相和流动相之间的分配行为。
在色谱柱中，化合物在固定相和流动相之间的分配系数决定了化合物在色谱柱中的停留时间，从而实现了化合物的分离。
不同类型的色谱技术有不同的分离机理，如气相色谱和液相色谱的分离机理有所不同。
最后，检测方法是色谱分离的重要环节，它可以通过检测化合物在色谱柱中的
停留时间和信号强度来实现对化合物的定性和定量分析。
常用的检测方法包括紫外检测、荧光检测、质谱检测等，不同的检测方法对于不同类型的化合物具有不同的灵敏度和选择性。
综上所述，色谱法的基本原理是固定相、流动相、分离机理和检测方法共同作
用下，实现化合物的分离和分析。
通过合理选择固定相和流动相，理解分离机理，选择合适的检测方法，可以实现对不同类型化合物的高效分离和分析，为化学、生物、环境等领域的研究提供有力支持。
有机化学实验-色谱法
4.干法装柱和湿法装柱
干法装柱：固定相通过干燥的玻璃漏斗连续而缓慢地加入洗 净干燥的色谱柱中，再将溶剂用滴管沿柱壁加入，直至下方 放置容器中接收到液体。 湿法装柱：将用溶剂和固定相调成的糊状物一次性快速导入 洗净干燥的色谱柱中，吸附剂在溶剂中慢慢下沉。
注意事项： 1. 装柱过程中，用洗耳球或玻璃棒轻轻敲击色谱柱，使填料均匀； 2. 柱内液面必须保持高于固定相的高度； 3. 固定相的顶部不能形成斜面或凹凸不平； 4. 固定相上方需始终保持一定量的溶剂。
实验四 色谱法
二、实验原理
2.吸附剂的选择
吸附剂吸附能力大小常用“活性”来表示。
颗粒大小：颗粒越小，活性越大，分离效果
相关因素
越好，洗脱速率越慢；
含水量：含水量较大存在失活可能；
常用吸附剂：氧化铝、硅胶等。
3.容器的选择
根据被分离样品量的大小等因素，色谱柱 的长短粗细也会影响分离效果。
实验四 色谱法
2、加氧化铝
用玻璃漏斗辅助加入，加完后轻轻抽出玻璃棒，用洗耳球或 玻璃棒轻轻敲击柱侧面，直至氧化铝不再沉降。
3、压柱子
油泵抽气或其它方法压柱子,确保氧化铝压实,以防氧化铝中 残留气体导致装柱失败。
实验四 色谱法
四、实验操作步骤
步骤二、加洗脱剂(淋洗剂)
95%乙醇冲洗柱子，适当多加些洗脱剂，延长走柱子的时间，以充分赶 走气泡，达到平衡状态。
1.洗脱剂的选择
极性化合物 → 极性溶剂 非极性化合物 → 非极性溶剂
常用流动相极性： 石油醚＜汽油＜庚烷＜己烷＜二硫化碳＜二甲苯＜甲苯＜氯丙 烷＜苯＜溴乙烷＜溴化苯＜二氯乙烷＜三氯甲烷＜异丙醚＜硝 基甲烷＜乙酸丁酯＜乙醚＜乙酸乙酯＜正戊烷＜正丁醇＜苯酚 ＜甲乙醇＜叔丁醇＜四氢呋喃＜二氧六环＜丙酮＜乙醇＜乙腈 ＜甲醇＜氮氮二甲基甲酰胺＜水
色谱分析法基本原理
色谱分析法基本原理色谱法，又称层析法。
根据其分离原理，有吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱与排阻色谱等方法。
吸附色谱是利用吸附剂对被分离物质的吸附能力不同，用溶剂或气体洗脱，以使组分分离。
常用的吸附剂有氧化铝、硅胶、聚酰胺等有吸附活性的物质。
分配色谱是利用溶液中被分离物质在两相中分配系数不同，以使组分分离。
其中一相为液体，涂布或使之键合在固体载体上，称固定相；另一相为液体或气体，称流动相。
常用的载体有硅胶、硅藻土、硅镁型吸附剂与纤维素粉等。
离子交换色谱是利用被分离物质在离子交换树脂上的离子交换势不同而使组分分离。
常用的有不同强度的阳、阴离子交换树脂，流动相一般为水或含有有机溶剂的缓冲液。
排阻色谱又称凝胶色谱或凝胶渗透色谱，是利用被分离物质分子量大小的不同和在填料上渗透程度的不同，以使组分分离。
常用的填料有分子筛、葡聚糖凝胶、微孔聚合物、微孔硅胶或玻璃珠等，可根据载体和试样的性质，选用水或有机溶剂为流动相。
色谱法的分离方法，有柱色谱法、纸色谱法、薄层色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法等。
色谱所用溶剂应与试样不起化学反应，并应用纯度较高的溶剂。
色谱时的温度，除气相色谱法或另有规定外，系指在室温下操作。
分离后各成分的检出，应采用各单体中规定的方法。
通常用柱色谱、纸色谱或薄层色谱分离有色物质时，可根据其色带进行区分，对有些无色物质，可在245-365nm的紫外灯下检视。
纸色谱或薄层色谱也可喷显色剂使之显色。
薄层色谱还可用加有荧光物质的薄层硅胶，采用荧光熄灭法检视。
用纸色谱进行定量测定时，可将色谱斑点部分剪下或挖取，用溶剂溶出该成分，再用分光光度法或比色法测定，也可用色谱扫描仪直接在纸或薄层板上测出，也可用色谱扫描仪直接以纸或薄层板上测出。
柱色谱、气相色谱和高效液相色谱可用接于色谱柱出口处的各种检测器检测。
柱色谱还可分部收集流出液后用适宜方法测定。
柱色谱法所用色谱管为内径均匀、下端缩口的硬质玻璃管，下端用棉花或玻璃纤维塞住，管内装有吸附剂。
07第七章色谱法分离原理
合组分的能力
色谱柱的柱效随理论塔板数n的增加而增加， 随板高H的增大而减小。
3．塔板理论对色谱的解释：
第一，当溶质在柱中的平衡次数，即理论塔板数 n
第二大，即于当在5样0t时R品一，进定可入时得色，到谱若基柱色本后谱对，称只的要峰各形组曲分线在；两相 间峰的越分窄配，系则数n有值微越小大差，异，经过反复多次 的H分越配小平，衡柱后效，能仍越可高获。得良好的分离；
减小固定液的液膜厚度df，增大组分在液 相中的扩散系数Dl，可以减小 Cl值。
a.降低固定液含量，df减小，但容量因子k也 随之变小，对分离不利；
b.固定液含量一定时，df值随载体的比表面积 增加而降低。因此，一般用比表面积较大的
载体来降低df值； c.提高柱温，Dl增大，但k值减小，故应控制
适当的柱温。
宽受涡流扩散、分子扩散和传 质阻力三个动力学因素的控制。
板高方程为：
u L —— 流动相的平均线速度； A、tBM 、C —— 常数。A为涡流扩散项系 数
B为分子扩散项系数 C为传质阻力项系数
u一定时，只有当A、B、C较小
时，板高H才能小，柱效才会高； 反之，则柱效低，色谱峰扩张。
1.涡流扩散项（A）
变宽的程度由下式决定：
A=2λdp
① A与填充物的平均直径dp 和填充不规则因子λ有关， 与流动相的性质、线速度和 组分性质无关；
② 使用颗粒细和均匀的填 料，采用均匀填充，是减小 涡流扩散和提高柱效的有效 途径。
2.分子扩散项（ ）
气体分子的分子扩散项系数B为：
B=2γDg
γ—— 弯曲因子。它表示柱填充物 对分子扩散的阻碍程度。
③ 在溶质浓度低时，Cs 基本上正比于Cm，曲 线近似直线。
第二章 色谱法的原理
按上述分配过程，对于n=5，k=1，m=1的体系，随 着脉动进入柱中板体积载气的增加，组分分布在柱内任一 板上的总量（气液两相中的总质量）,由塔板理论可建流 出曲线方程：
C
m n V 2 exp[ (1 ) ] 2 Vr 2 Vr
n
m为组分质量，Vr为保留体积，n为理论塔板数。 当流动相体积V=Vr 时，C值最大，即
分离度和柱效率
理论需要解决的问题：
塔板理论和速率理论都难 以描述难分离物质对的实 际分离程度。即柱效为多 大时，相邻两组份能够被 完全分离。
难分离物质对分离度的大 小受色谱过程中两种因素 的综合影响：
保留值之差──色谱 过程的热力学因素； 区域宽度──色谱过 程的动力学因素。
色谱分离中的四种情况：
① 柱效较高，△K(分配系数)较 大,完全分离； ② △K不是很大，柱效较高，峰 较窄，基本上完全分离； ③ △K较大,柱效较低，但分离的 不好； ④ △K小，柱效低，分离效果更 差。
分离度：相邻两组分色谱峰保留值之差与两组分色谱峰底宽 总和之半的比值，（设W1=W2） 当R＜1时，两峰有部分重叠； 当R＝1时，分离程度可达98％；
分配系数K与分配比k的关系
cs ms / Vs Vm K k k cm mm / Vm Vs
相比率β：反映各种色谱柱型特点的参数 例如：填充柱，其β值一般为6～35； 毛细管柱，其β值为60～600。
二、 塔板理论（plate
theory）
最早由Martin等人提出塔板理论，把色 谱柱比作一个精馏塔，沿用精馏塔中塔板 的概念来描述组分在两相间的分配行为， 同时引入理论塔板数作为衡量柱效率的指 标。
简述常见色谱分离法的类型及基本原理
简述常见色谱分离法的类型及基本原理色谱分离法是一种常用的分离分析方法，其基本原理是利用不同物质在固定相和流动相之间的分配平衡，实现物质的分离。
根据分离原理的不同，色谱分离法可以分为以下几种类型：
1. 液相色谱法（LC）：该方法是最常用的色谱分离法之一，其基本原理是利用不同物质在固定相和流动相之间的分配平衡，实现物质的分离。
液相色谱法具有高分离效能、高灵敏度、高选择性等优点，被广泛应用于生物、医药、环保、化工等领域。
2. 气相色谱法（GC）：该方法利用不同物质在气相状态下的吸附和解吸特性，实现物质的分离。
气相色谱法具有高分离效能、高灵敏度、分析速度快等优点，被广泛应用于环保、化工、食品、医药等领域。
3. 高效液相色谱法（HPLC）：该方法是一种改进的液相色谱法，通过提高固定相的粒径和流动相的速度，提高分离效率和速度。
高效液相色谱法具有高分离效能、高灵敏度、分析速度快等优点，被广泛应用于生物、医药、环保、化工等领域。
4. 薄层色谱法（TLC）：该方法是一种简便的色谱分离法，通过在薄层板上分离样品，实现物质的分离。
薄层色谱法具有操作简单、分析速度快、灵敏度高等优点，被广泛应用于食品、环保、化工等领域。
5. 离子交换色谱法（IEC）：该方法利用不同物质在离子交换剂
上的吸附和解吸特性，实现物质的分离。
离子交换色谱法具有高分离效能、高灵敏度、分析速度快等优点，被广泛应用于生物、环境等领域。
不同的色谱分离法具有不同的原理和特点，应根据具体的分析需求选择合适的色谱方法。
色谱法
一、实验目的
1 、了解色谱法分离提纯有机化合物的基 本原理和应用。 2 、掌握柱层析、薄层层析的操作技术。
二、基本原理
色谱法（Chromatography）亦称色层法、层析法
等。
色谱法是分离、纯化和鉴定有机化合物的重要方
法之一。色谱法的基本原理是利用混合物各组分
在某一物质中的吸附或溶解性能（分配）的不同， 或其亲和性的差异，使混合物的溶液流经该种物 质进行反复的吸附或分配作用，从而使各组分分 离。
＊色谱法在有机化学中的应用主要包括以 下几方面 ：
1 、分离混合物 一些结构类似、理化性质也 相似的化合物组成的混合物，一般应用化学方法 分离很困难，但应用色谱法分离，有时可得到满 意的结果。
2 、精制提纯化合物 有机化合物中含有少量结 构类似的杂质，不易除去，可利用色谱法分离以 除去杂质，得到纯品。
当溶剂液面刚好流至石英砂面时，关闭活 塞，沿柱壁加入0.5mL已配好的含有荧光黄 和碱性湖蓝BB的95％乙醇溶液，立即打开 活塞，当此溶液流至接近石英砂面时，用 0.5mL95%乙醇洗下管壁的有色物质，如此2 次，然后向色谱柱中加入15 mL乙醇，开始 洗脱。 蓝色的碱性湖蓝BB极性小，首先向柱下移 动，极性较大的荧光黄留在柱的上端。
等。供色谱使用的氧化铝有酸性、中性和碱性三种。
碱性氧化铝适用于碳氢化合物、生物碱以及其它碱性化合 物的分离。
中性氧化铝应用最广，适用于醛、酮、醌以及酯类化合物
的分离。 酸性氧化铝适用于有机酸类的分离。氧化铝的活化化 I~V 五级， I 级的吸附作用太强， V 级的吸附作用太弱。所 以一般常采用 II ， III 级。
《色谱法的基本原理》课件
该理论模型对气相、液相色谱都适用。Van Deemter 方程的数学简化式为:
B H = A + + Cu
u
式中： u为流动相的线速度； A，B，C为常数 A——涡流扩散项系数 B——纵向分子扩散项系数 C——传质阻力项系数（ C ＝ C s＋ C m)。其中C s： 固定相传质阻力项系数； C m：流动相传质阻力项系数。
⒉ 速率理论的要点
⑴ 被分离组分分子在色谱柱内运行的多路径、浓度梯度所 造成的分子扩散及传质阻力使气-液两相间分配平衡不能瞬 间达到等因素是造成色谱峰扩展、柱效下降的主要原因。
④ 空间排阻色谱（凝胶色谱法，L-S）：用多孔物质对不同大小 分子的阻碍作用进行分离。固定相是一种分子筛或凝胶，利用各 组分的分子体积大小不同而进行分离的方法。
⑤ 亲和色谱：利用不同组分与固定相的高专属性亲合力(生物分 子之间特异的结合能力例如抗原和抗体、酶和底物及辅酶、激素 和受体等)进行分离的技术，常用于蛋白质的分离。
u L tm
L tm u
保留时间 tR
试样从进样开始到柱后出现色谱峰极大值所需要时间。如图中OB。它相应于样品到达检测器所需的时间。
tR = tR′+ tm
调整保留时间tR′
扣除死时间后的组份保留时间，
即
tR′ = tR tm
组分在色谱柱中的保留时间tR包含了组分随流动相通过柱子所需的 时间和组分在固定相中滞留的时间；tR′实际上是组分在固定相中滞 留的时间。单位(s)或(cm)。
色谱法的分类大致如下：
根据以上所述，将色谱法的分类总结于下表中：
2.2 色谱分离原理
2.2.1 分配系数和分配比
分配系数：
K Cs Cm
色谱分析的原理
色谱分析的原理
色谱分析的原理是利用物质在不同相中的分配与吸附行为，通过物质在固-液、固-气或液-液等不同相之间的分配系数差异，以及固定相或液-固相对物质的选择性吸附能力，实现分离和
检测物质的方法。
色谱分析中主要有气相色谱(GC)和液相色谱(LC)两种常用方法。
气相色谱是利用物质在气相与液相之间的分配行为进行分离与检测的方法。
在气相色谱中，样品经过蒸发后被注入气相色谱柱，柱中填充了具有选择性的固定相。
样品中的组分在固定相与气相之间分配，并随着气相流动被逐渐分离。
最后，通过检测器检测各组分的信号，得到分离物质的峰。
液相色谱是利用物质在固体或液体固定相与液相之间的分配与吸附行为进行分离与检测的方法。
在液相色谱中，样品溶解于溶剂中形成流动相，与固体或液体固定相相互作用，从而实现分离。
液相色谱的固定相可以是固定在柱内或涂覆在固体支撑上，也可以是吸附在固体支撑上的液相固定相。
在液相中，各组分会因为固定相的不同选择性而分离，再通过检测器进行检测。
无论是气相色谱还是液相色谱，其分离的关键在于选择合适的固定相和移动相以及使用合适的检测器。
固定相的选择应根据样品性质和分析目标来确定，以实现分离和富集分析物质。
移动相选择应根据固定相的选择，以获得较好的分离效果和分离速度。
检测器则可根据分析物质的性质选择不同的检测方法，如紫外-可见吸收检测器、荧光检测器、质谱检测器等。
总之，色谱分析的原理基于物质在不同相中分配与吸附行为，通过选择合适的固定相和移动相以及使用适当的检测器，可以实现对样品中组分的分离和检测。
这种分析方法在化学、生化、环境、医药等领域具有广泛的应用。
色谱的原理
色谱的原理色谱是一种分离和分析化合物的方法，它基于化合物在固定相和移动相之间的分配行为。
色谱技术已经成为化学和生物化学领域中不可或缺的分析工具，广泛应用于药物分析、环境监测、食品安全等领域。
色谱的原理是基于不同化合物在固定相和移动相之间的分配系数不同，从而实现化合物的分离和分析。
色谱的基本原理是通过固定相和移动相之间的相互作用来分离化合物。
固定相通常是一种固体或涂在固体支持物上的液体，而移动相则是一种气体或液体。
在色谱柱中，样品通过移动相的作用被分离，不同化合物在固定相和移动相之间的分配系数不同，因此它们在色谱柱中的停留时间也不同，从而实现了化合物的分离。
色谱的分离原理可以分为几种不同的类型，包括气相色谱、液相色谱、超高效液相色谱等。
气相色谱是将样品溶解在气相载气中，通过气相色谱柱进行分离；液相色谱是将样品溶解在液相中，通过液相色谱柱进行分离；超高效液相色谱则是一种高效的液相色谱技术，具有更高的分辨率和更快的分离速度。
在色谱分离过程中，固定相的选择对分离效果起着至关重要的作用。
不同的固定相对于不同类型的化合物具有不同的亲和性，因此选择合适的固定相对于样品的分离至关重要。
此外，移动相的选择也对色谱分离的效果有着重要的影响，不同的移动相可以改变化合物在固定相中的分配系数，从而影响分离效果。
除了固定相和移动相的选择外，色谱分离的条件也是影响分离效果的重要因素。
例如，温度、流速、柱长度等参数都会对分离效果产生影响。
因此，在进行色谱分离时，需要对这些条件进行精确控制，以获得理想的分离效果。
总的来说，色谱的原理是基于化合物在固定相和移动相之间的不同分配行为来实现分离和分析。
通过选择合适的固定相和移动相，并对分离条件进行精确控制，可以实现对复杂混合物的高效分离和分析。
色谱技术在化学和生物化学领域中具有广泛的应用前景，对于解决复杂样品的分析问题具有重要意义。
色谱分析法基本原理
色谱分析法基本原理色谱分析是一种通过样品分离和测定组分的方法，广泛应用于化学、药学、环境科学等领域。
它基于样品中各组分在特定条件下在固定相和移动相之间的分配行为，通过分离得到各组分的峰，进而测定其浓度。
色谱分析的基本原理可归纳为固定相分配和分离、柱温控制、检测器检测和数据处理等几个方面。
固定相分配和分离是色谱分析的关键环节。
色谱柱包含一个固定相，通常是一种涂覆在一种支持材料上的针织物或涂层。
样品在移动相的推动下通过固定相，各组分在固定相和移动相之间发生分配行为。
不同物质在分配过程中各自具有特定的亲和性，一些组分与固定相之间发生较多的相互作用，被较慢地携带并分离。
因此，通过控制固定相的性质，可以使样品中不同组分在色谱柱中以不同的速率通过，从而实现分离。
柱温控制也是色谱分析的重要环节。
柱温控制可以影响色谱分离的效果。
具体来说，一些组分在低温下分配较好，而其他物质则需要较高温度才能分解或分离。
因此，通过控制色谱柱的温度，可以调节组分之间的分离效果，优化分析条件。
检测器检测是色谱分析的另一个重要环节。
在检测器中，通过采集样品通过柱的时间和各组分的峰形状，可以确定各组分的浓度。
常见的色谱检测器包括紫外可见光检测器、荧光检测器、质谱仪等。
各种检测器具有不同的灵敏度和选择性，可以根据分析需要选择合适的检测器。
数据处理是色谱分析的最后一步。
它涉及到对检测器输出信号的处理，包括峰识别、峰面积或峰高计算等。
这些数据可以用于确定各组分的浓度，进而进行定量分析。
对于色谱分析方法的选择，需要根据分析物的性质、样品基质以及仪器设备的可用性来确定。
常见的色谱分析方法包括气相色谱（GC）和液相色谱（LC）等。
气相色谱适用于挥发性和半挥发性物质的分析，而液相色谱则适用于非挥发性和生物活性物质的分析。
总之，色谱分析通过分离和测定样品中各组分的方法，基于固定相分配和分离、柱温控制、检测器检测和数据处理等原理。
通过选择合适的色谱方法和优化分析条件，可以实现对各种样品的有效分析和定量测定。
色谱法的基本原理
色谱法的基本原理
色谱法是一种分离和分析化合物的方法，它基于不同化合物在固定相和流动相
之间的分配系数不同而实现分离。
色谱法广泛应用于化学、生物、环境等领域，是一种重要的分析技术。
本文将从色谱法的基本原理入手，介绍色谱法的工作原理、分类和应用。
色谱法的基本原理是利用不同化合物在固定相和流动相之间的分配系数不同而
实现分离。
固定相是一种固体或涂覆在固体支持物上的液体，而流动相则是气体或液体。
在色谱柱中，样品通过流动相的推动在固定相中进行分离。
当样品中的化合物与固定相和流动相相互作用时，它们将以不同的速率通过色谱柱，从而实现分离。
色谱法根据固定相的不同可以分为气相色谱和液相色谱。
气相色谱主要应用于
气体和挥发性化合物的分离，而液相色谱则主要应用于非挥发性化合物的分离。
在色谱法中，固定相的选择对分离效果起着至关重要的作用，不同的固定相适用于不同类型的化合物。
色谱法的应用非常广泛，它可以用于分离和分析各种化合物，包括有机物、无
机物、生物分子等。
在化学领域，色谱法常用于分析有机合成产物的纯度和结构鉴定；在生物领域，色谱法可以用于分离和分析蛋白质、核酸等生物大分子；在环境领域，色谱法可以用于检测水体和大气中的污染物。
总之，色谱法是一种重要的分离和分析技术，它基于化合物在固定相和流动相
之间的分配系数不同而实现分离。
通过选择合适的固定相和流动相，色谱法可以实现对各种化合物的高效分离和分析。
在实际应用中，色谱法已经成为化学、生物、环境等领域不可或缺的分析工具，为科学研究和工程实践提供了重要的支持。
色谱法的基本原理
色谱法基本原理是指在填充色谱柱中，当组分随流动相向柱出口迁移时，流动相由于受到固定相颗粒障碍，不断改变流动方向，使组分分子在前进中形成紊乱的类似涡流的流动。
色谱法（chromatography）又称色谱分析、色谱分析法、层析法，是一种分离和分析方法，在分析化学、有机化学、生物化学等领域有着非常广泛的应用。
色谱法利用不同物质在不同相态的选择性分配，以流动相对固定相中的混合物进行洗脱，混合物中不同的物质会以不同的速度沿固定相移动，最终达到分离的效果。
色谱法的分类：
1、按两相状态：气相色谱法、气固色谱法、气液色谱法、液相色谱法、液固色谱法、液液色谱法。
2、按固定相的几何形式：柱色谱法、纸色谱法、薄层色谱法。
3、按分离原理：吸附色谱法、分配色谱法、离子交换色谱法、尺寸排阻色谱法、亲和色谱法。
色谱法的基本原理PPT课件
（三）离子交换色谱法
✓ 要求：
固定相→离子交换树脂
流动相→水为溶剂的缓冲溶液
被分离组分→离子型的有机物或无机物
ห้องสมุดไป่ตู้✓ 分离机制见图示
✓ 阳离子交换树脂 RSO3-H+ + X+ → RSO3-X+ + H+
固定离子 可交换离子 待测离子
选择性系数
K S [ [R R3 3 S S H X O O ] ]S S[ [H X ] ]m m [R [R3 S 3 H S X O ]O ] S S[[ H X ]] m
色谱图相关术语
.峰面积(Peak Area): .标准偏差(σ)(Standard Error): .拖尾峰(Tailing Peak): .前伸峰(Leading Peak):
.鬼峰,假峰(Ghost Peak):
色谱图相关术语
. 基线(Baseline): . 基线飘移(Baseline Drift): . 基线噪声(N) (Baseline Noise): . 谱带扩展(Band Broadening):
✓ 分离机制见图示
狭义分配系数
K Cs Xs Vs Cm Xm Vm
Cs为溶质分子在固定的 相浓 中度 Vs为固定相的体积 Cm为溶质分子在流动的 相浓 中度 Vm为流动相的体积
注：K与组分的性质、流动相的性质、固定相的性质 以及柱温有关 next
图示
✓ 分离机制 利用组分在流动相和固定相间溶解度差别实现分离 连续萃取过程 back
注：Ka与组分的性质、吸附剂的活性、流动相的性质 及温度有关 next
图示
✓ 分离机制： 各组分与流动相分子争夺吸附剂表面活性中心 利用吸附剂对不同组分的吸附能力差异而实现分离 吸附→解吸→再吸附→再解吸→无数次洗脱→分开 back
色谱法基本原理
色谱法基本原理
色谱法是一种分离和分析化合物的重要方法，它广泛应用于化学、生物、环境
等领域。
色谱法的基本原理是利用不同物质在固定相和流动相中的分配系数不同，通过在固定相上的分配达到分离和分析化合物的目的。
色谱法的基本原理可以简单地理解为在一个固定相上，将混合物中的成分按照
它们在流动相和固定相之间的分配系数的大小进行分离。
在色谱法中，固定相通常是一种固体或涂覆在固体上的液体，而流动相则是气体或液体。
当混合物通过固定相时，不同成分在固定相和流动相之间的分配系数不同，因此它们会以不同的速度通过固定相，最终达到分离的目的。
色谱法根据固定相的不同可以分为气相色谱和液相色谱两种。
在气相色谱中，
固定相通常是一种涂覆在毛细管或填充在管柱中的液体，而流动相是气体。
在液相色谱中，固定相通常是一种固体或涂覆在固体上的液体，而流动相是液体。
不同类型的色谱法适用于不同类型的化合物的分离和分析。
色谱法的基本原理是分离和分析化合物的重要手段，它具有分离效果好、分析
速度快、灵敏度高、适用范围广等优点。
因此，色谱法在化学、生物、环境等领域得到了广泛的应用。
在实际应用中，色谱法可以用于分离和分析各种化合物，例如有机物、无机物、生物大分子等，可以用于分析食品、药品、环境污染物等。
总之，色谱法的基本原理是利用不同物质在固定相和流动相中的分配系数不同，通过在固定相上的分配达到分离和分析化合物的目的。
色谱法具有分离效果好、分析速度快、灵敏度高、适用范围广等优点，在化学、生物、环境等领域得到了广泛的应用。
希望本文能够帮助读者更好地理解色谱法的基本原理，以及它在实际应用中的重要作用。
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解： V V
M
m
V 50 1 50mL
M
V 50 5 250mL
R
V 250 50 200mL
R
t 5 1 k 4 t 1
R M
由
V kK V
s
m
V 50mL K k 4 100 V 2.0mL
定义：扣除死时间后的保留时间。
' R
t = tR tM
' R
说明：组分在固定相中停留的时间。
注意：
tR tR tM
'
4. 流动相的流速
定义：
单位时间流动相所通过的距离----线流速，u
单位时间通过流动相的体积-----体积流速，F 单位时间通过流动相的量-----质量流速，Fm和摩尔 流速，Fn) F、Fm和Fn常称作流量。
为流量计内r处气体的摩尔流速
F
Fr
n
Tc P r Fc Fr Tr P c
柱内平均压力 Pc
P i 2 Po Pc 3 P i Po 1 1 2 Po j Po 1
3
r点处载气的压力Pr Pr = Po－Pw
Vm β Vs
β：相比
ms ns c s Vs Vs K k K mm nm cm Vm Vm β
分配比的意义：
①k随K和β的变化而变化；
②k值越大→ms越多→柱的容量大
k又称作容量因子。
③ k是表征色谱柱对被测组分保留能力的主要参 数。
2.2.2 色谱法分离原理
流动相 进样
Tc Po Pw Fc j Fr Tr Po
压力校正项
P i 3 Po 2 P i P o
2 1 j 3 1
湿度校正项 温度校正项
P o P w P o
Tc Tr
5. 死体积VM
定义：不被固定相保留的组分，通过色谱柱时所需 流动相的体积。 计算：VM = tM F c
高斯分布曲线
区域宽度—— 峰的形状 保留值(时间t、体积v)—— 峰的位置
1．峰高h
2．标准偏差σ，0.607h处，拐点处，峰宽正好为2σ
3．峰面积A A＝1.065hY1/2
4．半峰宽Y1/2
Y1/2=2.354σ
5．峰底宽Y=4σ，拐点作切线与基线相交，相交两点间
距离为峰底宽Y。Y1/2、Y统称为区域宽度
2. 保留时间tR
定义：从进样开始到柱后, 组分出现响应信号极大值
时所需时间。
说明：组分的保留时间就是组分通过色谱柱所需的时
间。即组分在色谱柱内运行的时间。
影响因素： ①流 动 相——性质、在色谱柱中的体积Vm和流速 ②固 定 相——性质、在色谱柱中的体积Vs； ③被测组分——性质
t （ ） 3. 调整保留时间
9. 保留值与分配比的关系
被测物在色谱柱内的平均线流速ūx为 流动相在色谱柱内的平均线流速ū为 被测物出现在流动相中的几率为
uX
L tR
L为色谱柱长
L u tM
nm ns nm
ūx 与ū 的关系为
nm uX u ns nm
色谱柱长是一定的，所以
u X tR utM
nm u tR utM ns nm
Cs： 被测组分在固定相中的浓度 Cm： 被测组分在流动相中的浓度
分配系数意义：
Cs K Cm
①K是热力学常数，K值除了与温度、压力有关 外，还与被测物、固定相和流动相的性质有关。 ②K值大→Cs大→tR长→移动速度慢。 ③若两组分的K值相等→两个组分分离开。
2. 分配比（k）
m s ns c s Vs Vs K k K mm nm cm Vm Vm β
F
线流速 l/t (m/min) 体积流速v/t (ml/min) 质量流速m/t (g/min)
说明： ① 在流路的任何一点， 质量流速或摩尔流速相等。 Fm=Fn
② 对于气相色谱，线流速和体积流速可能各处不同；
对于液相色谱，线流速可能不一样，但体积流速可视为 各处相同。
RT V n P
气体状态方程
nm nm
tM nm 1 ns nm tR ns nm k 1 nm nm
tR tM (k 1)
tR tM t k tM tM
' R
a
' tR 2 ' tR 1
' tR 2
tM ' t R1 tM
Vs K2 k2 Vm K 2 k1 K Vs K1 1 Vm
2.1.2
色谱法定义和分类
一、色谱法的定义
定义：利用不同溶质（样品）与固定相和流动相之 间的作用力（分配、吸附、离子交换等）的差别，
当两相做相对移动时，各溶质在两相间进行多次
平衡，使各溶质达到相互分离。 特点： 高超的分离能力，是一种物理化学分析方法
具体优 点：
（1）分离效率高。 （2）应用范围广。 （3）分析速度快。 （4）样品用量少。 （5）灵敏度高。 （6）分离和测定一次完成。
6. 保留体积VR
定义：从进样开始到柱后出现待测组分响应信号 极大值时所通过的载气体积。
计算： VR = tR F c
注意：各种保留时间受流动相流速的影响，各种 保留体积与流动相流速无关。
7. 调整保留体积
定义： 保留体积扣除死体积后的体积
计算公式： VR t R FC VR VM
' '
8. 相对保留值 r2,1 （选择性因子 α ）
定义：相对保留值 r2,1是指组分2的调整保留值与组 分1的调整保留值之比
公式：
r2,1
t
t
' R2 ' R1
V
V
' R2 ' R1
tR 2 t R1
VR 2 VR1
α越大→两组分容易分离；α = 1时→两组分不能分开。 说明： α只与柱温和固定相性质有关
色谱过程方程：
Vs t R t M 1 k t M 1 K V m
表达了保留时间与分配系数或容量因子两个重要 参数的关系。 ① 容量因子越大，溶质的保留时间也越长。 ② 对于混合物，分配系数不等是分离的前提。
例2.1
已知Vs = 2.0 mL，Fc = 50 mL·min-1，
2.3.2 保留值
定义：
通常用将各组分带出色谱柱所需的载气体积 或时间表示。 特点： 在一定的固定相和操作条件下，任何一种物质都 有一个固定的保留值，故组分的保留值可用于该 组分的定性鉴定。
1．死时间tM
说明：①实际上就是流动相通过色谱柱所需要的
时间。或是组分在流动相中所消耗的时间。 ②tM由色谱柱中流动相体积Vm与流动相流速 决定，与被测组分和固定相无关。
一．教学内容
1. 色谱分离的基本概念和基本原理 2. 色谱分离的理论基础
3. 简单的色谱定性和定量分析的方法
2.1 色谱法概述
2.1.1 色谱法的起源和发展
石油醚 石油醚+植物色素
CaCO3固定相
叶绿素(绿色)
叶黄素(黄色) 胡萝卜素(黄色)
液液分配色谱
乙醇－氯仿(流动 相) 水 各种氨基酸 硅胶为载体 水为固定相
硅胶
年代 1906
发明者 Tswett
发明的色谱方法或重要应用 用碳酸钙作吸附剂分离植物色素。最先提出色谱概念。 用氧化铝和碳酸钙分离a-、b-和g-胡萝卜素。使色谱法开 始为人们所重视。 最先使用薄层色谱法。 用离子交换色谱法分离了锂和钾的同位素。 提出色谱塔板理论；发明液-液分配色谱；预言了气体可 作为流动相（即气相色谱）。 发明了纸色谱。 在氧化铝中加入淀粉黏合剂制作薄层板使薄层色谱进入 实用阶段。 从理论和实践方面完善了气-液分配色谱法。 提出色谱速率理论，并应用于气相色谱。 基于离子交换色谱的氨基酸分析专用仪器问世。 发明毛细管柱气相色谱。 发表凝胶过滤色谱的报告。 发明凝胶渗透色谱。 发展了色谱理论，为色谱学的发展奠定了理论基础。 发明了以离子交换剂为固定相、强电解质为流动相，采 用抑制型电导检测的新型离子色谱法。 创立了毛细管电泳法。
（7）易于自动化，可在工业流程中使用。
色谱法的缺点
定性能力较差。
二、色谱法的重要概念 固定相
流动相
色谱柱
三、色谱法的分类
1、按流动相所处的状态分类
气—固色谱
气相色谱 --- 用气体作流动相
气—液色谱 液—固色谱
液相色谱 --- 用液体作流动相
液—液色谱
超临界流体色谱
2、按固定相使用的形状分类
①柱色谱：固定相装在柱管内。 ②纸色谱 ③薄层色谱 (纸色谱和薄层色谱又统称作平板色谱)
1931
1938 1938 1941 1944
Kuhn, Lederer
Izmailov, Shraiber Taylor, Uray Martin, Synge Consden等
1949
1952 1956 1957 1958 1959 1964 1965 1975 1981
Macllean
Martin, James Van Deemter等 Golay Porath, Flodin Moore Giddings Small Jorgenson等
积)为横坐标作图所得的曲线。
R——f (t, V) 二、色谱流出曲线构成： 由基线和色谱峰组成。 基线：指仅有流动相通过而没有待测物，检测器响应信号随 流出时间的变化。 色谱峰：在基线上突起的部分，它是由引入流动相中被测物 引起的。