《色谱分析法》PPT课件
合集下载
色谱分析法概论PPT课件
分进行色谱定性的指标。
7.3色谱分离的基本理论>>
7.3.2等温线
➢ 等温线： 在一定温度条件下，组分在固定相和流动相的分配
达到平衡时，在两相中的浓度之比值K为常数，由 此绘制出的cs与cm的关系曲线称为等温线。
c
cs
b
a
b前延峰
K=cs/cm
c
a正常峰
c拖尾峰
cm
俄国植物学家 茨维特
7.1概述>>
7.1.1色谱法的起源和发展
➢ Tswett植物色素分离 实验图示：
样 品：植物色素
固定相：CaCO3颗粒 流动相：石油醚
色谱柱
固定相 碳酸钙
流动相 石油醚
混合色素 叶绿素 叶黄素 胡萝卜素
分离组分
年代
1906 1931
1938
1941 1944 1949 1952 1956 1957 1958 1959 1964 1965
7.2色谱过程与术语>>
7.2.1色谱过程
色谱过程的实质
(1)色谱过程是吸附与 解析的过程；
(2)不同组分极性的差 异导致吸附与解析 的差异；
(3)不同组分向前移动 的过程是差异不断 累积过程，是在动 态中由量变到质变 的过程。
B
A B
BA
B A
B
B
A
B
A
t
流动相 样品液 色谱柱 固定相 检测器 c
年代 1937 1938 1939 1950 1951 1955 1958 1961
1970
1972
表7-2 色谱法起过关键作用的诺贝尔奖研究工作
获奖学科
获奖研究工作
化学
胡萝卜素化学，维生素A和B
7.3色谱分离的基本理论>>
7.3.2等温线
➢ 等温线： 在一定温度条件下，组分在固定相和流动相的分配
达到平衡时，在两相中的浓度之比值K为常数，由 此绘制出的cs与cm的关系曲线称为等温线。
c
cs
b
a
b前延峰
K=cs/cm
c
a正常峰
c拖尾峰
cm
俄国植物学家 茨维特
7.1概述>>
7.1.1色谱法的起源和发展
➢ Tswett植物色素分离 实验图示：
样 品：植物色素
固定相：CaCO3颗粒 流动相：石油醚
色谱柱
固定相 碳酸钙
流动相 石油醚
混合色素 叶绿素 叶黄素 胡萝卜素
分离组分
年代
1906 1931
1938
1941 1944 1949 1952 1956 1957 1958 1959 1964 1965
7.2色谱过程与术语>>
7.2.1色谱过程
色谱过程的实质
(1)色谱过程是吸附与 解析的过程；
(2)不同组分极性的差 异导致吸附与解析 的差异；
(3)不同组分向前移动 的过程是差异不断 累积过程，是在动 态中由量变到质变 的过程。
B
A B
BA
B A
B
B
A
B
A
t
流动相 样品液 色谱柱 固定相 检测器 c
年代 1937 1938 1939 1950 1951 1955 1958 1961
1970
1972
表7-2 色谱法起过关键作用的诺贝尔奖研究工作
获奖学科
获奖研究工作
化学
胡萝卜素化学，维生素A和B
《色谱分析法》PPT课件
死时间tm：不被固定相溶解或吸附的组分的保留时 间（即组分在流动相中的所消耗的时间），或流动 相充满柱内空隙体积占据的空间所需要的时间，又 称流动相保留时间
调整保留时间tR’：组分的保留时间与死时间之差值， 即组分在固定相中滞留的时间
tR' tR tm
或t
' R
tR
t0
保留体积VR：从进样开始到组分出现浓度极大点时 所消耗的流动相的体积
16(
t
' R
)2
W
5.54( tR' )2 W1 2
H eff L / neff
讨论：neff 和H eff 扣除了死时间，更能真实的反映柱效 k ，neff n理
小结
塔板理论的贡献：从热力学角度Hale Waihona Puke 提出了评价柱效高低的n和H的计算式
塔板数 n是色谱柱的特征参数。当色谱柱长度一定时，
2. 纵向扩散项（分子扩散项）：B/u
产生原因： 峰在固定相中被流动相推动向前、展开 →两边浓度差
纵向扩散系数 B 2 Dg
— 弯曲因子（ 1） 填充柱 1 空心毛细管柱 1
Dg — 组分在载气中的扩散系数（常数）
影响因素： B u tR ，B Dg
Dg
T
一般分类 液相色谱LC
分离方法
L-L分离
固定相
吸附在固定相表面的液体
液相-固定相 固定相表面键合的有机相
液固或吸附
离子交换
尺寸排阻
气 相 色 谱 GC （流动相为气 体）
气、液 气-键相 气-固定体
超临界流体色 谱 SFC （ 流 动 相超临界流体）
固体 离子交换树脂 聚合物中间隙 吸附在固定相表面的液体 固体表面键合的有机物 固体 固体表面键合的有机物
调整保留时间tR’：组分的保留时间与死时间之差值， 即组分在固定相中滞留的时间
tR' tR tm
或t
' R
tR
t0
保留体积VR：从进样开始到组分出现浓度极大点时 所消耗的流动相的体积
16(
t
' R
)2
W
5.54( tR' )2 W1 2
H eff L / neff
讨论：neff 和H eff 扣除了死时间，更能真实的反映柱效 k ，neff n理
小结
塔板理论的贡献：从热力学角度Hale Waihona Puke 提出了评价柱效高低的n和H的计算式
塔板数 n是色谱柱的特征参数。当色谱柱长度一定时，
2. 纵向扩散项（分子扩散项）：B/u
产生原因： 峰在固定相中被流动相推动向前、展开 →两边浓度差
纵向扩散系数 B 2 Dg
— 弯曲因子（ 1） 填充柱 1 空心毛细管柱 1
Dg — 组分在载气中的扩散系数（常数）
影响因素： B u tR ，B Dg
Dg
T
一般分类 液相色谱LC
分离方法
L-L分离
固定相
吸附在固定相表面的液体
液相-固定相 固定相表面键合的有机相
液固或吸附
离子交换
尺寸排阻
气 相 色 谱 GC （流动相为气 体）
气、液 气-键相 气-固定体
超临界流体色 谱 SFC （ 流 动 相超临界流体）
固体 离子交换树脂 聚合物中间隙 吸附在固定相表面的液体 固体表面键合的有机物 固体 固体表面键合的有机物
色谱分析法PPT课件
柱或平板上、与流动相互不相溶的固定相表面。样品中各组份在两相中进行不 同程度的作用。与固定相作用强的组份随流动相流出的速度慢，反之，与固定 相作用弱的组份随流动相流出的速度快。由于流出的速度的差异，使得混合组 份最终形成各个单组份的“带(band)”或“区(zone)”，对依次流出的各个单组份 物质可分别进行定性、定量分析。
a. 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 u
u
柱长 死时间
L t0
.
5
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
是最为有效的分离手段！其应用涉及每个科学领域。 历史：1903年，俄国植物学家Mikhail Tswett 最先发明。他采用填充有固
体CaCO3细粒子的玻璃柱，将植物色素的混合物(叶绿素和叶黄素 chlorophylls & xanthophylls)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
V0 t0Fco
其中，Fco为柱出口的载气流速（mL/min)，其值为：
FcoF0 TTcr
•
p0 pw 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。
.
6
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。
V0 tr •Fco
f. 调整保留体积：V 某r' 组份的保留体积扣除死体积后的体积。
.
3
色谱分离过程（色谱图）
a. 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 u
u
柱长 死时间
L t0
.
5
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
是最为有效的分离手段！其应用涉及每个科学领域。 历史：1903年，俄国植物学家Mikhail Tswett 最先发明。他采用填充有固
体CaCO3细粒子的玻璃柱，将植物色素的混合物(叶绿素和叶黄素 chlorophylls & xanthophylls)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
V0 t0Fco
其中，Fco为柱出口的载气流速（mL/min)，其值为：
FcoF0 TTcr
•
p0 pw 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。
.
6
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。
V0 tr •Fco
f. 调整保留体积：V 某r' 组份的保留体积扣除死体积后的体积。
.
3
色谱分离过程（色谱图）
色谱分析法简述(共10张PPT)
检测器用来检测色谱柱后流出的组分，并以电 压或电流信号显示出来，常用检测器有热导；氢焰 检测器；电子捕获式和火焰光度式检测器等。
5.数据记录和处理系统
将检测器输出的信号记录下来，进行定性，定量 分析。
五.氢焰检测器(FID)
优点：结构简单、性能优异、 稳定可靠、操作方便 结构：FID的电离室由金属圆筒 作外罩，底座中心有喷嘴;喷嘴
色谱分析法简述
色谱法源自于对植物色素分离和提纯， 现代色谱法的原理如下：
混合试样中各组份在流动相和固定相间 的分配系数不同，随着流动相在色谱柱中运 行，各组份就在两相间进行反复多次分配。
由于固定相对各
组份的吸附或溶解 能力不同，因此各 组份在色谱柱中的 运行速度就不同， 经过一定的色谱柱 后，便彼此分离， 按顺序离开色谱柱 进入检测器，产生 的离子流讯号经放 大后，在记录器上 描绘出各组份的色 谱峰。
一由般于分 固析定可相在对几各分组钟份到的几吸十附分或钟溶内解完能成力不，同特，别因是此气各相组色份谱在，色分谱析柱速中度的较运快行。速度就不同，经过一定的色谱柱后，便彼此分离，按顺序离开色谱柱进 可入有检效 测地器分，离产性生质的极离为子相流近讯的号各经种放同大分后异，构在体记和录各器种上同描位绘素出。各组份的色谱峰。
原理
由色谱柱流出的载气（样品）流经温度高达 2100℃的氢火焰时，待测组分在火焰中发生离子 化作用，使两个电极之间出现一定量的正、负离子， 在电场的作用下，正、负离子各被相应电极所收集。 当载气中不含待测物时，火焰中离子很少，即基流 很小，约10-14A。当待测物通过检测器时，火焰中 电离的离子增多，电流增大（但很微弱10-8～10-
1.按两相的状态可以分为： 色谱柱至于柱室中，一般常用不锈钢管或铜管，填充固定相构成，管子成U型或螺旋形。
5.数据记录和处理系统
将检测器输出的信号记录下来，进行定性，定量 分析。
五.氢焰检测器(FID)
优点：结构简单、性能优异、 稳定可靠、操作方便 结构：FID的电离室由金属圆筒 作外罩，底座中心有喷嘴;喷嘴
色谱分析法简述
色谱法源自于对植物色素分离和提纯， 现代色谱法的原理如下：
混合试样中各组份在流动相和固定相间 的分配系数不同，随着流动相在色谱柱中运 行，各组份就在两相间进行反复多次分配。
由于固定相对各
组份的吸附或溶解 能力不同，因此各 组份在色谱柱中的 运行速度就不同， 经过一定的色谱柱 后，便彼此分离， 按顺序离开色谱柱 进入检测器，产生 的离子流讯号经放 大后，在记录器上 描绘出各组份的色 谱峰。
一由般于分 固析定可相在对几各分组钟份到的几吸十附分或钟溶内解完能成力不，同特，别因是此气各相组色份谱在，色分谱析柱速中度的较运快行。速度就不同，经过一定的色谱柱后，便彼此分离，按顺序离开色谱柱进 可入有检效 测地器分，离产性生质的极离为子相流近讯的号各经种放同大分后异，构在体记和录各器种上同描位绘素出。各组份的色谱峰。
原理
由色谱柱流出的载气（样品）流经温度高达 2100℃的氢火焰时，待测组分在火焰中发生离子 化作用，使两个电极之间出现一定量的正、负离子， 在电场的作用下，正、负离子各被相应电极所收集。 当载气中不含待测物时，火焰中离子很少，即基流 很小，约10-14A。当待测物通过检测器时，火焰中 电离的离子增多，电流增大（但很微弱10-8～10-
1.按两相的状态可以分为： 色谱柱至于柱室中，一般常用不锈钢管或铜管，填充固定相构成，管子成U型或螺旋形。
色谱分析法分析化学PPT课件
• 双柱定性法----再用另一根装填不同极性固定液 的色谱柱进样分析。如果仍获得相同的保留值， 则上述定性结果一般就没有问题了，因为两种 不同组分，在两根不同极性固定液柱上，保留 值相同的机会是极少的。
2020/11/22
3.保留指数
又称Kovats指数（Ⅰ），是一种重现性较好的定性参数。
测定方法： 将正构烷烃作为标准，规定其保留指数为分子中碳原子 个数乘以100（如正己烷的保留指数为600）。
2020/11/22
内标法
操作方法 • 准确称取一定量试样，加人一定量的选
定的标准物（称内标物），根据内标物 和试样的质量以及色谱图上相应的峰面 积，计算待测组分的含量
2020/11/22
内标法
对内标物的要求
（1）试样中不存在的纯物质；
（2）与被测组分性质比较接近；
（3）不与试样发生化学反应；
（4）出峰位置应位于被测组分附近，且无组分峰影响，
2020/11/22
归一化法
• 当测量参数为峰高时，也可用峰高归一 化计算组分含量。f ”为峰高校正因子， 必须自行测定。测定方法与峰面积校正 因子相同。
2020/11/22
几种常用定量方法 内标法
适用条件 当试样中所有组分不能全部出峰，或者 试样中各组分含量悬殊，或仅需测定其 中某个或某几个组分时，可用此法
定量校正因子与检测器响应值成倒数关系：
f i = 1 / Si 相对校正因子f ’i ：即组分的绝对校正因子与标准物质的绝 对校正因子之比。
fi'
fi fs
mi/Ai mi ms/As ms
As Ai
• 当mi、mS以摩尔为单位时，所得相对校正因子称为相对 摩尔校正因子（f ’M）,用表示；当mi、mS用质量单位时, 以 （f ’W）,表示。应用时常将“相对”二字省去
2020/11/22
3.保留指数
又称Kovats指数（Ⅰ），是一种重现性较好的定性参数。
测定方法： 将正构烷烃作为标准，规定其保留指数为分子中碳原子 个数乘以100（如正己烷的保留指数为600）。
2020/11/22
内标法
操作方法 • 准确称取一定量试样，加人一定量的选
定的标准物（称内标物），根据内标物 和试样的质量以及色谱图上相应的峰面 积，计算待测组分的含量
2020/11/22
内标法
对内标物的要求
（1）试样中不存在的纯物质；
（2）与被测组分性质比较接近；
（3）不与试样发生化学反应；
（4）出峰位置应位于被测组分附近，且无组分峰影响，
2020/11/22
归一化法
• 当测量参数为峰高时，也可用峰高归一 化计算组分含量。f ”为峰高校正因子， 必须自行测定。测定方法与峰面积校正 因子相同。
2020/11/22
几种常用定量方法 内标法
适用条件 当试样中所有组分不能全部出峰，或者 试样中各组分含量悬殊，或仅需测定其 中某个或某几个组分时，可用此法
定量校正因子与检测器响应值成倒数关系：
f i = 1 / Si 相对校正因子f ’i ：即组分的绝对校正因子与标准物质的绝 对校正因子之比。
fi'
fi fs
mi/Ai mi ms/As ms
As Ai
• 当mi、mS以摩尔为单位时，所得相对校正因子称为相对 摩尔校正因子（f ’M）,用表示；当mi、mS用质量单位时, 以 （f ’W）,表示。应用时常将“相对”二字省去
色谱分析法概论课件 PPT
tR -to W1 2
)2 =5.54 (
2.35min-0.20min 0.20cm
2.0cm/min
)2 =2561
H 有效
=
L n有效
=
2000mm 2561
=0.78(mm)
2.速率理论
Martin最先指出，气相色谱过程中溶质分子的纵向扩散是引 起色谱区带扩张的主要因素。1956年，荷兰学者Van Deemter 等在塔板理论基础上，研究了影响塔板高度H的因素，通过色 谱实验证实，在低流速时增加流速，峰变锐，即柱效增加； 当超过一定流速时峰变钝，柱效降低。用塔板高度H对载气流 速u作图为二次曲线，曲线最低点对应的塔板高度最小，柱效 最高，此时的流速称为最佳流速（u最佳），由此导出了速率 方程式（或称范第姆特方程）：
K Cs Cm
2.容量因子( capacity factor，常写作k`)又称为分配比，即在平衡状态下， 组分在固定相与流动相中的物质的量之比。若用Vs和Vm分别表示色谱柱 中固定相和流动相的体积，则有
k ns cs Vs K Vs K ( Vm )
nm cm Vm
固定相附着或键合在管的内壁上，中心是空的，叫毛细管柱(capillary column)色谱
平面色谱（planar chromatography） 固定相为滤纸的色谱法称为纸色谱(paper chromatography, PC)
固定相压成或涂成薄层的色谱法，称为薄层色谱(thin layer chromatography, TLC)
7.54
KC
tR C to
Vm Vs
3.94 10.5 0.24 14.1
12.2
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
死时间tm：不被固定相溶解或吸附的组分的保留时 间（即组分在流动相中的所消耗的时间），或流动 相充满柱内空隙体积占据的空间所需要的时间，又 称流动相保留时间
调整保留时间tR’：组分的保留时间与死时间之差值， 即组分在固定相中滞留的时间
tR' tR tm
或t
' R
tR
t0
保留体积VR：从进样开始到组分出现浓度极大点时 所消耗的流动相的体积
多次分配平衡，K有微小差异组分仍可获较好分离
（一）塔板理论四个基本假设 （二）色谱峰的二项式分布 （三）色谱峰的正态分布 （四）理论板数和理论塔板高度的计算
（一）塔板理论的四个基本假设
1．在柱内一小段高度内组分分配瞬间达平衡 （H→理论塔板高度）
2．载气非连续而是间歇式（脉动式）进入色谱柱， 每次进气一个塔板体积
占有机物20%
第二节 气相色谱法的基本原理
理论基础
热力学理论：塔板理论——平衡理论 动力学理论：速率理论——Vander方程
一、基本概念 二、塔板理论（平衡理论） 三、速率理论
基础
一、基本概念
1．流出曲线和色谱峰 2．基线、噪音和漂移 3．保留值：色谱定性参数 4．色谱峰的区域宽度：色谱柱效参数
VR t R Fc
注：VR为定值，与Fc无关；tR
1 FC
死体积Vm：不被保留的组分通过色谱柱所消耗的流
动相的体积，又指色谱柱中未被固定相所占据的空
隙体积，即色谱柱的流动相体积（包括色谱仪中的
管路、连接头的空间、以及进样器和检测器的空间）
V m V1 V2 V3
Vm tm FC
5．相平衡参数
分配系数K ： K CS
Cm
容量因子（容量比，分配比）k：指在一定温度和 压力下，组分在色谱柱中达分配平衡时，在固定 相与流动相中的质量比——更易测定
k Ws CsVs K Vs
Wm CmVm
Vm
二、塔板理论
色谱柱每个H高度内有一块塔板，共有若干块塔板 假想：组分在每块塔板两相间分配达平衡，K小的先出柱
注：Vm为定值，与Fc无关；tm
1 FC
Vm ，色谱峰扩展 ，峰形 差
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
Vm
t
' R
FC
注：VR' 与Fc无关；t
' R
1 Fc
相对保留值ri,s（选择性系数α）：调整保留值之比
标准差σ：正态分布色谱曲线两拐点距离的一半 σ→对应0.607h处峰宽的一半
注：σ↓小，峰↓窄，柱效↑高
半峰宽W1/2：峰高一半处所对应的峰宽
W1 2 2.355
峰宽W：正态分布色谱曲线两拐点切线与基线相交 的截距
W 4 W 1.699W1 2
色谱曲线所提供的信息
色谱峰的个数 ---- 样品中所含组分的最小个数 保留值 ---- 定性 面积（峰高）---- 定量 峰间距 ---- 评价固定相（流动相）选择是否合适
基线：当没有待测组分进入检测器 时，反映检测器噪音随时间 变化的曲线（稳定—平直直线）
噪音：仪器本身所固有的，以噪音 带表示（仪器越好，噪音越小）
漂移：基线向某个方向稳定移动
（仪器未稳定造成）
3．保留值：色谱定性参数
保留时间tR：从进样开始到组分出现浓度极大点时 所需时间，即组分通过色谱柱所需要的时间
r2，1
t
' R2
t
' R1
VR' 2 VR' 1
k2 k1
分配系数
一定温度下，组分在固定相和流动相之间分配达 平衡时的浓度比
组分在固定相中的浓度 K 组分在流动相中的浓度
K只与固定相和被分离物质的性质有关 K值的差别是分离的先决条件， 差别越大，分离的可能性越大 K值大的组分后出峰
4．色谱峰的区域宽度：色谱柱效参数
气相色谱仪
1-载气钢瓶；2-减压阀；3-净化干燥管；4-针形阀； 5-流量计;6-压力表；7-进样器；8-色谱柱; 9-热导检测器； 10-放大器；11-温度控制器；12-记录仪；
三、气相色谱法的特点和应用
“三高” “一快” “一广”
适于分析气体、易挥发的液体及固体 不适合分析不易气化或不稳定性物质 样品的衍生化使应用范围进一步扩大
3．样品和载气均加在第0号塔板上，且忽略样品 沿柱方向的纵向扩散
4．分配系数在各塔板上是常数
（四）理论板数和理论塔板高度的计算
理论塔板高度H——为使组分在柱内两相间达到 一次分配平衡所需要的柱长
理论塔板数N——组分流过色谱柱时，在两相间 进行平衡分配的总次数
n理
L H理
或 H理 L / n理
所用平衡
不同溶液之间分 配平衡 在液体与固定相 表面的分布 吸附
离子交换
分布/筛分
气配/气-液
气配/气-液
吸附
超临界流体与键 合表面的分配
气相色谱法
第一节 概述
气相色谱法：以气体为流动相的柱色谱分离技术
一、GC分类
1. 按固定相分
2. 按分离原理分
3. 按柱子粗细分
气-固色谱 气-液色谱 吸附色谱 分配色谱 填充柱色谱 毛细管柱色谱
一般分类 液相色谱LC
分离方法
L-L分离
固定相
吸附在固定相表面的液体
液相-固定相 固定相表面键合的有机相
液固或吸附
离子交换
尺寸排阻
气 相 色 谱 GC （流动相为气 体）
气、液 气-键相 气-固定体
超临界流体色 谱 SFC （ 流 动 相超临界流体）
固体 离子交换树脂 聚合物中间隙 吸附在固定相表面的液体 固体表面键合的有机物 固体 固体表面键合的有机物
1．流出曲线和色谱峰
流出曲线（色谱图）：电信号强度随时间变化曲线 色谱峰：流出曲线上突起部分
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
不对称因子 f s W0.05h 2A ( A B) 2A
2．基线、噪音和漂移
色谱分析法
色谱法的分离原理
利用样品混合物中各组分理、化性质的不同以 及在两相间分配系数的差异, 当两相相对移动 时，各组分在两相中反复多次重新分配，结果 使混合物得到分离。
两相中，固定不动的一相称固定相(Stationary phase)；移动的一相称流动相(Mobile phase)。
色谱法
n 5.54( tR )2 16( tR )2
调整保留时间tR’：组分的保留时间与死时间之差值， 即组分在固定相中滞留的时间
tR' tR tm
或t
' R
tR
t0
保留体积VR：从进样开始到组分出现浓度极大点时 所消耗的流动相的体积
多次分配平衡，K有微小差异组分仍可获较好分离
（一）塔板理论四个基本假设 （二）色谱峰的二项式分布 （三）色谱峰的正态分布 （四）理论板数和理论塔板高度的计算
（一）塔板理论的四个基本假设
1．在柱内一小段高度内组分分配瞬间达平衡 （H→理论塔板高度）
2．载气非连续而是间歇式（脉动式）进入色谱柱， 每次进气一个塔板体积
占有机物20%
第二节 气相色谱法的基本原理
理论基础
热力学理论：塔板理论——平衡理论 动力学理论：速率理论——Vander方程
一、基本概念 二、塔板理论（平衡理论） 三、速率理论
基础
一、基本概念
1．流出曲线和色谱峰 2．基线、噪音和漂移 3．保留值：色谱定性参数 4．色谱峰的区域宽度：色谱柱效参数
VR t R Fc
注：VR为定值，与Fc无关；tR
1 FC
死体积Vm：不被保留的组分通过色谱柱所消耗的流
动相的体积，又指色谱柱中未被固定相所占据的空
隙体积，即色谱柱的流动相体积（包括色谱仪中的
管路、连接头的空间、以及进样器和检测器的空间）
V m V1 V2 V3
Vm tm FC
5．相平衡参数
分配系数K ： K CS
Cm
容量因子（容量比，分配比）k：指在一定温度和 压力下，组分在色谱柱中达分配平衡时，在固定 相与流动相中的质量比——更易测定
k Ws CsVs K Vs
Wm CmVm
Vm
二、塔板理论
色谱柱每个H高度内有一块塔板，共有若干块塔板 假想：组分在每块塔板两相间分配达平衡，K小的先出柱
注：Vm为定值，与Fc无关；tm
1 FC
Vm ，色谱峰扩展 ，峰形 差
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
Vm
t
' R
FC
注：VR' 与Fc无关；t
' R
1 Fc
相对保留值ri,s（选择性系数α）：调整保留值之比
标准差σ：正态分布色谱曲线两拐点距离的一半 σ→对应0.607h处峰宽的一半
注：σ↓小，峰↓窄，柱效↑高
半峰宽W1/2：峰高一半处所对应的峰宽
W1 2 2.355
峰宽W：正态分布色谱曲线两拐点切线与基线相交 的截距
W 4 W 1.699W1 2
色谱曲线所提供的信息
色谱峰的个数 ---- 样品中所含组分的最小个数 保留值 ---- 定性 面积（峰高）---- 定量 峰间距 ---- 评价固定相（流动相）选择是否合适
基线：当没有待测组分进入检测器 时，反映检测器噪音随时间 变化的曲线（稳定—平直直线）
噪音：仪器本身所固有的，以噪音 带表示（仪器越好，噪音越小）
漂移：基线向某个方向稳定移动
（仪器未稳定造成）
3．保留值：色谱定性参数
保留时间tR：从进样开始到组分出现浓度极大点时 所需时间，即组分通过色谱柱所需要的时间
r2，1
t
' R2
t
' R1
VR' 2 VR' 1
k2 k1
分配系数
一定温度下，组分在固定相和流动相之间分配达 平衡时的浓度比
组分在固定相中的浓度 K 组分在流动相中的浓度
K只与固定相和被分离物质的性质有关 K值的差别是分离的先决条件， 差别越大，分离的可能性越大 K值大的组分后出峰
4．色谱峰的区域宽度：色谱柱效参数
气相色谱仪
1-载气钢瓶；2-减压阀；3-净化干燥管；4-针形阀； 5-流量计;6-压力表；7-进样器；8-色谱柱; 9-热导检测器； 10-放大器；11-温度控制器；12-记录仪；
三、气相色谱法的特点和应用
“三高” “一快” “一广”
适于分析气体、易挥发的液体及固体 不适合分析不易气化或不稳定性物质 样品的衍生化使应用范围进一步扩大
3．样品和载气均加在第0号塔板上，且忽略样品 沿柱方向的纵向扩散
4．分配系数在各塔板上是常数
（四）理论板数和理论塔板高度的计算
理论塔板高度H——为使组分在柱内两相间达到 一次分配平衡所需要的柱长
理论塔板数N——组分流过色谱柱时，在两相间 进行平衡分配的总次数
n理
L H理
或 H理 L / n理
所用平衡
不同溶液之间分 配平衡 在液体与固定相 表面的分布 吸附
离子交换
分布/筛分
气配/气-液
气配/气-液
吸附
超临界流体与键 合表面的分配
气相色谱法
第一节 概述
气相色谱法：以气体为流动相的柱色谱分离技术
一、GC分类
1. 按固定相分
2. 按分离原理分
3. 按柱子粗细分
气-固色谱 气-液色谱 吸附色谱 分配色谱 填充柱色谱 毛细管柱色谱
一般分类 液相色谱LC
分离方法
L-L分离
固定相
吸附在固定相表面的液体
液相-固定相 固定相表面键合的有机相
液固或吸附
离子交换
尺寸排阻
气 相 色 谱 GC （流动相为气 体）
气、液 气-键相 气-固定体
超临界流体色 谱 SFC （ 流 动 相超临界流体）
固体 离子交换树脂 聚合物中间隙 吸附在固定相表面的液体 固体表面键合的有机物 固体 固体表面键合的有机物
1．流出曲线和色谱峰
流出曲线（色谱图）：电信号强度随时间变化曲线 色谱峰：流出曲线上突起部分
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
不对称因子 f s W0.05h 2A ( A B) 2A
2．基线、噪音和漂移
色谱分析法
色谱法的分离原理
利用样品混合物中各组分理、化性质的不同以 及在两相间分配系数的差异, 当两相相对移动 时，各组分在两相中反复多次重新分配，结果 使混合物得到分离。
两相中，固定不动的一相称固定相(Stationary phase)；移动的一相称流动相(Mobile phase)。
色谱法
n 5.54( tR )2 16( tR )2